А) Общие принципы выполнения реле



На сравнении фаз двух электрических величин можно выпол­нять реле направления мощности и различные типы реле сопро­тивлений. В качестве сравниваемых величин используются два напряжения U 1  и UII , которые являются линейными функциями напряжения и тока сети U р и Ip по выражениям (2-38).

 

Принцип действия. Реле на сравнении фаз (рис. 2-53, а) со­стоят из устройства сравнения фаз (фазосравнивающей схемы) 1 иисполнительного органа 2, реагирующего на знак выходного напряжения U вых .


Реле реагирует на угол ψ сдвига фаз между сравниваемыми на­пряжениями U 1 иUII и приходит в действие при значении ψ,

Б) Реле на сравнении фаз, работающие на импульсном принципе

Принцип действия. Сравнение фаз в этой конструкции осущест­вляется сопоставлением знаков мгновенных значений, подведенных к реле напряжений ( U 1  и UII ), в определенный мо­мент времени, например в момент положительного макси­мума напряжения U 1  (рис. 2-54).

Для этой цели при прохождении напряжения U 1  через поло­жительный максимум формируется короткий импульс напряжения U ² 1 (рис. 2-54, а). Если положительный импульс U ² 1 совпал с положительным мгновенным значением второго напряже­ния UII то на выходе схемы (рис. 2-53, а) появляется сигнал (напряжение U вых) и исполнительный орган реле срабатывает. Если знаки импульса U ² 1  и напряжения UII различны — реле не действует.

Как видно из рис. 2-54, а, при выбранном моменте сравнения (во время прохождения U 1 через максимум) совпадение положи­тельных значений U 1  и UII возможно при условии, что угол сдвига фаз ψ между U 1  и UII будет находиться в пределах от — 90° до +. 90°. Следовательно, условие работы реле имеет вид:

           -90° ≤ ψ ≤ + 90°.                                           (2-45)

Выражение (2-45) показывает, что диапазон изменения угла ψ, в пределах которого реле срабатывает, равен 180°. Угловая характеристика работы импульсного реле приведена на рис. 2-54, б.

в диапазоне + 90° ÷ - 90°. На этом базируется устройство им­пульсных реле.

Структурная схема и диаграмма работы импульсного реле при­ведены на рис. 2-55. Основным элементом схемы является устрой ство 1 для формирования импульса напряжения U ² 1 в момент про­хождения U 1 через положительный максимум.

Импульс U ² 1  и напряжение UII подаются на схему совпадения 2. Последняя выполнена так, что напряжение на ее выходе Uвых появляется, только когда оба входных напряжения U ² 1  и UII положительны. Выходное напряжение имеет характер кратко­временного импульса, продолжительность которого равна дли­тельности U ² 1  и составляет доли периода. Чтобы обеспечить про­должительность действия выходного реле 4, достаточную для отключения выключателей, предусматривается устройство 3, удлиняющее импульс U вых до необходимой величины. Удлиненный импульс U´вых воздействует на исполнительный орган 4, который дает команду на отключение.        

Диаграмма работы импульсного реле показана на рис, 2-55, б.

В качестве примера на рис. 2-56, а приведено устройство для получе­ния импульса U ² 1. Напряжение U 1 подается на промежуточный трансформатор ПТН, питающий мостовую фазоповоротную схему.

Напряжение U´1 между вершиной моста В и средней точкой А вторичной обмотки ПТН подается на базу триода Т1. Сопротивление R принимается равным хс, при этом условии U´1  опережает U 1 на угол 90° (рис. 2-56, б). В цепи коллектора Т1 включен пик-трансформатор ПТ.

Триод Т1 заперт в течение положительной полуволны U´1  и открыт в те­
чение отрицательной. Открываясь, триод Т1 замыкает цепь первичной об­
мотки ПТ, в которой под действием э. д. с. Е возникает постоянный ток 11
(рис. 2-56, а).

Открытие и закрытие триода происходит в момент перехода U´1 через нуль. В этот момент в первичной обмотке ПТ появляется и исчезает ток I1 и возникает переходный процесс, сопровождающийся появлением во вторич­ной цепи ПТ пикообразного напряжения U ² 1 = — М обратной поляр-

ности. Кривые токов и напряжений в пик-трансформаторе даны на рис. 2-56, б.

 Таким образом, импульс напряжения U ² 1 получается с помощью пик-трансформатора. Его возникновение в момент прохождения через макси­мум U 1 обеспечивается тем, что напряжение U´1, управляющее пик-трансфор­матором, смещено посредством фазосмещающей схемы на 90° по отноше­нию к U 1.

 


 

Если принять ψу= p/2, то область действия реле будет ограничена прямой линией, совпадающей с осью х (рис. 2-59, б), и

 

 

 

 

Транзисторы Т1 и Т2 образуют схему совпадения. Их эмиттеры и кол­лекторы включены параллельно. При отсутствии положительных напря­жений U 1  и UII на базе транзисторов Т1 и Т2 каждый из них открыт отрица­тельным потенциалом, поступающим по R3 и R4, и поэтому напряжение между входными зажимами а и 6 схемы совпадения равно нулю. Появление положительной полуволны напряжения U 1  или UII на одном из триодов закрывает его, но поскольку второй триод открыт, выходное напряжение остается равным нулю, и только одновременное поступление положительных полуволн U 1  и UII на оба транзистора Т1 и Т2 приводит к одновременному закрытию их и появлению напряжения Uсов на выходных зажимах а и Ь схемы совпадения. Напряжение имеет формы прямоугольных импульсов неизменной амплитуды. Продолжительность импульса равна tС.

Конденсатор С1 и сопротивление R= R6 + R7 образуют интегрирую­щий элемент. Конденсатор С1 нормально зашунтирован транзисторами Т1 и Т2и начинает заряжаться только в период времени tС совпадения положи­тельных значений U 1 и UII. В течение этого времени напряжение на конден­саторе нарастает от 0 до Uс = tc, как показано на рис. 2-60, б. При заряде

Управление транзистором Т3 происходит под влиянием разности по­тенциалов между точками б и d, равной Uб Ud. Потенциал точки d задан и равен Uэ≡ tн (см. рис. 2-60, б). Напряжение поддерживается постоянным с помощью стабилитронов Д12 и Д13. Потенциал точки b определяется состоя­нием транзисторов Т1 и Т2. Когда один или оба транзистора Т1 и Т2 открыты, т.о. точка b имеет положительный потенциал, равный потенциалу точки е (при этом предполагается, что сопротивление открытого транзистора равно нулю). В этом случае Uс — 0, а Ub > Ud  и триод Т3  закрыт, так как разность Ub — Ud  имеет положительное значение. Когда транзисторы Т1 и Т2 закры­ваются, то вследствие заряда конденсатора С1  напряжение Uс на его зажимах (а и 6) начинает расти, соответственно начинает уменьшаться потенциал точки b, который связан с Uс уравнением: Ub = Uпит Uс. При Ub < Ud транзистор Т3 и диод Д10 открываются на время Δ t (рис. 2-60) пока не откро­ется вновь транзистор Т1  или Тг.

Зажимы эмиттера и коллектора Т3 зашунтированы конденсатором С2, которые обеспечивает работу реле Р после кратковременного открытия транзистора Т3. При открытии Т3 конденсатор С2 шунтируется и мгновенно разряжается. Когда Т3 закроется, зарядный ток конденсатора С2, проходя через реле Р, удерживает его в сработанном состоянии до поступления нового импульса, открывающего транзистор Т3.

Работа реле. При совпадении положительных значений U 1 и UII транзисторы Т1 и Т2 закрываются одновременно на время tс, в течение ко­торого оба напряжения имеют положительный знак. В этот интервал вре­мени tС происходит заряд емкости С1. Если tС tу, то потенциал точки b ( Ub) станет меньше потенциала точки d (Uэ). Транзистор Т3 откроется, и выход­ное реле Р сработает. Принимая tу = Т/4  из (2-44), получим, что условием действия рассмотренного реле является неравенство —90 ≤ φp ≤ +90°; здесь учтено, что ψ = φр. Характеристика такого реле показана на рис. 2-59, б.

Реле с такой характеристикой является органом направления мощ­ности синусного типа. Для получения косинусного или промежуточного реле необходимо соответствующим образом сместить по фазе U 1.

Реле, работающие на рассмотренном принципе, отличаются особым быстродействием, их время действия не превышает поло­вины периода сравниваемых напряжений, так как время совпаде­ния

                  tc=


Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 268; Мы поможем в написании вашей работы!






Мы поможем в написании ваших работ!