Реле частоты

ВатЕНтцО-" Э " ."фСО)щ 42748 ОП ИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(32) Приоритет -Оиубликоваио 15.07.75, Бюллетень263 ата оиубликоваиия описаиия 29.Х 11.75(51) М. Кл. Н 011 т 47/00 1 осударственный комитет Совета Министров СССР оо делам иэобретений и открытий(71) Заявитель Донецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) РЕЛЕ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к реле частогы, предиазиачеииым для устройств противоава. рийиой автоматики эиергосистем; автоматической частотиоц разгрузки, частотного автоматического иовториого включеиия, автоматического ввода резерва, делителыых защит.Известны реле частоты с зависимой выдержкой времени, где отклоиеиие частоты преобразуется в напряжение, а зависимая выдержка в 1)емеии реализуется с помощью изменения цапряжеиия срабатывания нуль-индикатора. Такие устройства отличаются сложиостью, миогоэлемеитцос гью, огра цичеииым изменением зависимых характеристик, большим потреблением измерительного органа. 15Целью изобретения является создание более совершенного реле частоты с зависимой характеристикой времени действия от скорости и вели 1 и ны отклоиеиия частоты контролируемого иапряжеция от задаииого уровия. Использо вацие реле частоты с зависимой характеристикой позволяет производить откгиочеиие потребителей ио принципу их ответствеииости, что дает возможиость иесколько замедлить сиижецие частоты в аварийных ситуациях и 25 повысить иадежиос гь эиергосиабжеиия.Согласно изооретеццю в формирователь управляющих импульсов введена схема сравиеция продолжительностей импульсов, его вход соедииеи с выходами преобразователя иапря жеиия и задатчика эталоииого времеви. Выход формирователя управлгпощих импульсов подключеи ко входу управляемого блока времени, а выход последнего - к выходному органу. Для ускорения готовности реле к повторному действию параллелы 1 о управляемому блоку времени подключено устройс:во ускоренного возврата реле. Такцм образом, управление управляемым блоком времени производится импульсами, продолжительиость которых равиа разности импульсов преобразователя входного напряжения и задатчика эталонного времеии или определяется величиной отклонения частоты контролируемой сети от заданной, что обеспечивает получение зависимой характеристики времени действия реле от величины и скорости отклонения частоты от задациой уставки.На фиг, 1 приведена блок-схема реле частоты; иа фпг, 2 - прииципиальиая схема релечастоты,Как иоказа 1 ю иа фиг. 1, контролируемое иапряжецие подается иа вход преобразователя цапряжеиия 1, иредиазиачеииого для преобразовация входиого сииусоидальиого иапряжеция коитролируемой сети в прямоугольные импульсы, длительность которых равна периоду контролируемого иапряжецця. С одного выхода преобразователя иапряжеция 1 импульсы поступают иа вход задатчпка эталоииого вре 47481мени 2, предназначенного для генерации прямоугольных импульсов заданной длительности. С другого выхода преобразователя напряжения 1 и выхода задатчика эталонного времени 2 импульсы подаются иа вход формирователя управляющих импульсов 3, предназначенного для создания управляющих импульсов, продолжительность которых пропорциоцальца величине и скорости отклонения частоты контролируемого напряжения от заданной. Выход формцрователя управляющих импульсов 3 соединен с входом управляемого блока времени 4, предиазцачецного для создация выдержки времени, величина которой зависит от величины и скорости отклонения частоты контролируемого напряжения от заданной. Выход управляемого блока времени 4 соединен со входом выходного органа 5, предназначенного для осуществлеиия контактного выхода реле.Ниже приводится описание элементов блоксхемы и их состояние в прицципиальцой схеме реле частоты (фиг. 2) при отсутствии контролируемого иапрякения и поданном оперативном постоянном токе, то есть в статическом состоянии реле.Преобразователь напряжения 1 состоит из разделительного трансформатора 6, предназначенного для разделения оперативных цепей переменного и постоянного тока, несимметричного триггера, выполненного на транзисторах 7 и 8, диодах 9 и 1 О, резисторах 11 - 17, конденсаторах 18 и 19 и предназиачеццого для преобразования синусоидальцого входного цапряжеция в прямоугольные импульсы, используемые после дифференцирования резисторцоемкостной цепочкой 17, 19 для запуска симметричного триггера со счетным запуском. Последний выполнен ца транзисторах 20 и 21, дцодах 22 и 23, резисторах 24 - 31, конденсаторах 32 - 35 и предцазпачец для генерации импульсов, продолжительность которых равна периоду контролируемого напряжения. В статическом состоянии реле трацзпстор 7 заперт, 8 - открыт, 20 и 21 паходятся во взаимио-противоположных состояниях.В качестве задатчика эталонного времени 2 используется ждущий мультивибратор, выполненный ца транзисторах 36 и 37, стабилитроне 38, диодах 39 и 40, резисторах 41 - 48 и конденсаторе 49. Стабилитрон 38 и диод 40 предназначены для повышения стабильности задатчика эталонного времени. Резистор 42 предцазиачец для выбора уставки срабатывания реле частоты за счет изменения продолжительности импульсов задатчика эталонного времени. В статическом состоянии транзистор 37 открыт, а 36 - закрыт.Формирователь управляющих импульсов 3 состоит из устройства блокировки от исчезновения напряжения, выполненного на транзисторе 50, стабилитроце 51, диоде 52, резисторах 53 и 54, конденсаторе 55, предназцачешюго для блокировки действия реле при отсутствии контролируемого напряжения или очень низких его значениях и схемы сравнения продолжи 5 1 О 15 20 25 зо з 5 40 45 50 5) во тел ьцостей импульсов, поступающих на ее вход от преобразователя напряжения 1 и задатчика эталонных импульсов 2. Схема сравнения выполнена ца транзисторе 56, стабилитроне 57, диодах 58 - 61, резисторах 62 - 64 и предназначена для получения управляющего импульса, равного разности импульсов преобразователя напряжения 1 и задатчика эталон. ного времени 2, и подачи этого импульса ца управляемый блок времени 4. В статическом состоянии транзистор 50 открыт, так как конденсатор 55 заряжен до напряжения пробоя стабилитрона 51, а транзистор 56 - закрыт блокирующим импульсом, поступающим с транзистора 50.Управляемый блок времени 4 состоит из транзисторов 65 и 66, выполняющих роль ключей в цепях разряда и заряда конденсатора, транзистора 67, предназначенного для ускореццого возврата устройства 4 в исходное состояние, диода 68, стабплитронов 69, 70, 71, выполняющих роль стабилизпровацных делителей напряжения, диода 72, создающего отрицательное смещение ца эмиттере транзистора 66, диодов 73 - 80, используемых в цепях заряда и разряда конденсатора, диода 81, резисторов 82 - 87, конденсатора 88. Резистор 84 служит для изменения постоянной времени разряда конденсатора 89, резистор 83 для измецеция постоянной времени разряда конденсатора 89. Резисторы 85 и 87 служат для ограничеция рабочих токов транзисторов 65 и 67 соответственно. В статическом состоянии транзистор 65 открыт, благодаря чему диод 76 за. крыт, транзистор 66 закрыт, транзистор 67 открыт и коцдецсатор 89 заряжен до цапряжеиця стабилизации стабилитроца 69.Роль выходного органа выполняет усилитель постоянного тока с положительной обратной связью с целью получения релейного эффекта. Оц выполцец ца транзисторах 90 и 91, диоде 92, резисторах 93 - 97 и исполнительном электромагнитном реле 98, Резистор 97 служит для выбора напряжения срабатывания выходного органа. В статическом состоянии транзистор 90 открыт, а 91 - закрыт.Напряжение литания от источника постоянного оперативного тока стабилизируется стабилитроцами 99 и 100. Диод 101 служит для создания положительного смещеция ца базе транзистора 36, диод 102 - для защиты реле при подаче обратной полярности постоянного оперативного тока, резистор 103 - для ограничения тока в цепи стабилитроцов 99 и 100.К зажимам 104 и 105 подключается постоянный оперативный ток. Выход реле осуществляется с помощью контактов 106 и 107.При подаче ца вход реле частоты сицусоидальцого напряжения контролируемой сети несимметричный триггер работает как формирователь прямоугольных импульсов. В отрицательный полупериод в момент достижения напряжения срабатывания несимметричного триггера траизистор 7 отпирается, а транзистор 8 запирается. В таком состоянии они будут до тех пор, пока отрицательное напряжение ца базе трацзистора 7 ие уменьшится до напряжения возврата, после чего схема возвращается в исходное состояние.Прямоугольные импульсы, сиимаемые с коллектора транзистора 7, имеют длительность, отличную от иолупериода входюго цацрякения, ио длительцость между импульсами одиой полярности после резисторно-емкостцой цепочки 17, 19 будет равиа периоду из-за стабильпости напряжения срабатываипя и возврата транзистора 7. Отрицательные импульсы с резисторио-емкостиой цепочки 17, 19 подаются иа запуск симметричного триггера. С коллектора транзистора 21 сиимаются прямоугольные импульсы длительностью в период, которые поступают через диффереицируощую цепочку 31, 35 иа запуск задатчика эталонного времени 2 и иа формирователь управляющих импульсов 3.Под действием отрицательного запускающего импульса в задатчике эталонного времени 3 происходит короткий регеиеративиьш процесс, в результате которого одиовибратор иерекл:очается во временно устойчивое состояние, в котором транзистор 36 отицрается, а транзистор 37 запирается. Время, в течеиие которого схема находится во временно устойчивом состоянии, определяется иостояниой времени время- задающей цепи, состоящей из резиспров 42, 43, 45 и конденсатора 49. По окоичаиии времени разряда конденсатора 49 происходит отпирание транзистора 37 и запираиие транзистора 36- - схема возвращается в исходное состояние.С коллектора траизистора 36 импульсы подаются иа формирователь управляющих импульсов 3,Прямоугольные иоложительцые импульсы, снимаемые с коллектора трацзцстора 7, поступают на устройство блокировки от исчезиовешгя напряжения. Разряжая конденсатор 55, они запирают транзистор 50, который разрешает работу транзистора 56.При частоте контролируемого иапрякения выше заданной уставки реле частоты положительные импульсы, поступающие с коллекторов транзисторов 21 и 36 иа базу транзистора 56, взаимно перекрывают друг друга, поддерживая в запертом состоянии транзистор 56, а остальные элементы блоков 3, 4 и 5 цаходятся в положении, соответствующем статическому состоянию реле.При снижении частоты контролируемого напряжения ниже заданной уставки реле частоты продолжительность прямоугольных импульсов ца коллекторе транзистора 21 увеличивается, а продолжительпость положительных эталонных импульсов иа коллекторе транзистора 36 не изменяется, в связи с чем це происходит взаимного перекрытия положительных импульсов в цепи базы транзистора 56. При этом транзистор 56 открывается на промежуток времепп, равный разности продолжительностей импульсов на коллекторе транзистора 21 и импульсов ца коллекторе транзистора 36, Открываясь, транзистор 56 запирает транзистор 65 и открывает транзистор 66. При закрытом состоянии транзистора 65 открывается цепь разряда конденсатора 89 через резисторы 84, 85 и диод 76. Прц открытом состоянии транзистора 66 транзистор 67 закрывается и будет все время закры.тым ири поступлении импульсов с формирователя управляющих импульсов 3 за счет разряда конденсатора 88, заряд которого происходит прц открытом транзисторе бб, При открытии транзистора 66 прекращается заряд конденсатора 89 цз-за закрытия диода 78.1 Таким образом, при наличии импульсов сформирователя управляющих импульсов 3 открыта цепь разряда коцдецсатора 89, а прц их отсутствии - цепь заряда этого конденсатора.По;тояиная времени заряда конденсатора 89 20 выоирается значительно больше постояннойвремеви разряда, в связи с чем при поступлении управляющих импульсов будет сцижаться цаирякецие, до которого был заряжен конденсатор 89. По достижении базой трацзцсто 2 ь ра 90 потенциала эмиттера этого же транзцс 1 ора, ои закроется, открывая транзистор 91, в коллекторцой цени которой включецо выходное реле 98. Резистор 95 создает положительную обратную связь для получения релейной З 0 характеристики раооты выходного органа.Резистором 84 производится изменение постояииой времеци разряда конденсатора 89, резистором 83 - постоянной времеци заряда.Резистор 97 служитдля изменения потенциала з 5 сраоатывания выходного органа.Реле может бьть также выполнено как релеиовышеипя частоты с зависимой выдержкой времени для устройств частотного автоматического повторного включения. Для этого цеоб ходимо выход задатчика эталоииого времециовзять цз коллектора транзистора 37 вместо коллектора транзистора 36.Предмет изобретения45 1. Реле частоты, содержащее преобразователь иаиряжеиия, задатчк эталоицого времени, формирователь управляющих импульсов, управляемый блок времени и выходной орган, отлцчаюцееся тем, что, с целью обеспечеция 50 зависимости времени действия реле от скорости и вели пшы отклонения частоты контролируемого напряжешя от заданного уровня, в формирователь уиравлян)щих импульсов введена схема сравпеиия продолжительностей им пульсов, его вход;оедииен с выходами преобразователя напряжения и задатчика эталонного времеви, при этом выход формирователя уиравляюи 1 их импульсов подключен ко входу управляемого блока времени, а выход послед пего - к выходному органу.2. Реле ио и, 1, отличаошееся тем, что, сцелью ускорения готовности реле к повторному действшо, параллельно управляемому блоку времеци подключено устройство ускоренно го возврата реле.477481 фиг,1 7 оставитель оликарпов Редан екред 3. Тараненко лявска орректор Н. Аук Заказ 58 л, тип. Костромского равления издательств, полиграфии н книжной торговли Изд, Хо 1641 Ц 1-ИИПИ Государственного по делам пзо Москва, Ж, 1 праги 833омитета Совета Министроветений и откргятийаушская наб., д. 4/5 ПодиисССР