РЕЛЕ ЧАСТОТЫ
FREQUENCY RELAY

Реле относится к электротехнике и может быть использовано в качестве реле частоты. Известно устройство - индукционное реле понижения частоты, содержащее индуктивно-емкостной контур, активно-индуктивный контур, измерительный трансформатор напряжения /1/.
Недостатками данного устройства являются чувствительность к колебаниям контролируемого напряжения, ложные срабатывания при резких толчках напряжения, а так же большие масса и габариты.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является полупроводниковое реле частоты, содержащее разделительный трансформатор, полосовой фильтр, формирователи импульсов, дифференцирующий и логический элементы, расширитель импульсов, внешний контакт, пусковой элемент, усилитель, выходной орган, активный делитель, измерительные контуры /2/.
Недостатком данного устройства являются большие масса и габариты.
Задачей изобретения является уменьшение массы и габаритов устройства.
Поставленная задача достигается тем, что в известном полупроводниковом реле частоты, содержащем разделительный трансформатор, один выход которого соединен с пусковым элементом, полосовой фильтр, вход которого соединен с выходом разделительного трансформатора, а выход - с основным независимым измерительным контуром, состоящим из последовательно включенных дросселя с воздушным зазором, блока конденсаторов и резистора, один из выходов которого, через внешний контакт и формирователь импульсов соединен с логическим элементом, другой выход через переменный резистор соединен с дополнительным независимым измерительным контуром, состоящим из последовательно включенных дросселя с воздушным зазором, блока конденсаторов и резистора, один из выходов которого через формирователь импульсов соединен с логическим элементом, другой через активный делитель, формирователь импульсов и дифференцирующий элемент соединен с логическим элементом, расширитель импульсов, первый вход которого соединен с выходом пускового элемента, второй вход - с выходом логического элемента, а выход через усилитель соединен с выходным органом, согласно изобретению дроссель и блок конденсаторов каждого измерительного контура выполнены в едином конструкторско-технологическом компоненте, представляющем собой две проводящие обкладки, свернутые в спираль и разделенные диэлектриком, обкладки имеют токовыводы, причем у первой обкладки семь токовыводов, расположенных по ее длине в соответствии с уставками срабатывания реле, у второй обкладки три токовывода, в начале, в середине и в конце обкладки, токовыводы соединены с сетью через полосовой фильтр и разделительный трансформатор так, что первая обкладка основного измерительного контура шунтируется первым переменным резистором и через его подвижный контакт подключена к одному выводу полосового фильтра, вторая обкладка основного измерительного контура подключена одним из выводов к формирователю импульсов наглухо и через резистор к другому выводу полосового фильтра, первая обкладка дополнительного измерительного контура шунтируется вторым переменным резистором и через его подвижный контакт подключена к одному выводу полосового фильтра, вторая обкладка дополнительного измерительного контура подключена одним из выводов через резистор к другому выводу полосового фильтра и через внешний контакт к формирователю импульсов.
На фиг.1 показана структурная схема реле частоты с измерительными контурами предлагаемой конструкции. Реле частоты содержит разделительный трансформатор 1, полосовой фильтр 2, активный делитель 3, два независимых измерительных контура, основной 4 и дополнительный 5, резисторы 6, 7, два переменных резистора 8, 9, формирователи импульсов 10, 11, дифференцирующий 12 и логический элементы 13, расширитель импульсов 14, внешний контакт 15, пусковой элемент 16, усилитель 17, выходной орган 18. Дроссель и блок конденсаторов каждого измерительного контура выполнены в едином конструкторско-технологическом компоненте, представляющем собой две проводящие обкладки 19, 20 и 22, 23, свернутые в спираль и разделенные диэлектриком 21 и 24, обкладки имеют токовыводы, причем у первой обкладки 20 и 23, семь токовыводов расположенных по ее длине в соответствии с уставками срабатывания реле, у второй обкладки 19, 22 три токовывода, в начале, в середине и в конце обкладки, токовыводы соединены с сетью через полосовой фильтр 2 и разделительный трансформатор 1 так, что первая обкладка 23 основного измерительного контура 4 шунтируется первым переменным резистором 9 и через его подвижный контакт подключена к одному выводу полосового фильтра 2, вторая обкладка 22 основного измерительного контура 4 подключена одним из выводов к формирователю импульсов 11 наглухо и через резистор 7 - к другому выводу полосового фильтра 2, первая обкладка 20 дополнительного измерительного контура 5 шунтируется вторым переменным резистором 8 и через его подвижный контакт подключена к одному выводу полосового фильтра 2, вторая обкладка 19 дополнительного измерительного контура 5 подключена одним из выводов через резистор 6 к другому выводу полосового фильтра 2 и через внешний контакт 15 к формирователю импульсов 11.
Устройство работает следующим образом, напряжение контролируемой сети через разделительный трансформатор 1 и полосовой фильтр 2 подается на основной измерительный контур 4 и активный делитель 3, угол между напряжениями основного измерительного контура 4 и активного делителя зависит от частоты напряжения сети, и пока вектор тока в основном измерительном контуре 4 отстает от вектора тока в активном делителе 3, реле работает в нормальном режиме, а как только вектор тока в основном измерительном контуре 4 начинает опережать вектор тока в активном делителе 3, реле срабатывает, с активного делителя 3 сигнал поступает на формирователь импульсов 10 и дифференцирующий элемент 12, с основного измерительного контура 4 на формирователь импульсов 11, затем оба сигнала поступают на логический элемент 13, причем дифференцирующий элемент 12 формирует короткий импульс напряжения, и логический элемент 13 пропускает его только в том случае, если отсутствует сигнал с формирователя импульсов 11, что соответствует повышенной частоте питающей сети и на выходе логического элемента 13 будет сформирован импульс, при подаче которого на вход расширителя импульсов 14 на выходе сигнал будет отсутствовать и реле сработает.
Для предотвращения ложной работы при исчезновении напряжения сети в реле предусмотрена подача сигнала на расширитель импульсов 14 от пускового элемента 16. Этот сигнал запускает расширитель импульсов 14 только при наличии на входе реле переменного напряжения, увеличенный по длительности импульс подается на усилитель 17, далее на выходной орган 18.
С целью расширения возможностей реле предусмотрен дополнительный измерительный контур, который включается в реле через внешний контакт 15 и образует вторую независимую уставку по частоте, которая не может быть ниже уставки основного измерительного контура 4.
Реле частоты применяется для нужд энергосистемы, и, в частности, для формирования цепей автоматической частотной разгрузки и цепей частотного автоматического повторного включения.
Источники информации
1. Р.С.Рабинович. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем. - М.: Энергия, 1980. - 194-198 с.
2. Р.С.Рабинович. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем. - М.: Энергия, 1980. - 199-206 с.