Лекция №19 Реле частоты

В качестве основного органа устройств АЧР, определяющего глубину снижения частоты, используются реле частоты. Широкое применение в схемах АЧР нашли индукционные реле частоты типа ИВЧ-011А (ИВЧ-3). В последнее время в схемах АЧР используются полупроводниковые реле частоты типа РЧ-1, схема которого приведена на рис. 43.

Напряжение сети u_С через разделительный трансформатор Т и фильтр высших гармоник Ф (Р3 и С1) подается на фазосдвигающую схему, состоящую из двух частотно-измерительных элементов И1 и И2 и активного делителя А. Цепь с элементом И1 служит для задания уставки реле по частоте срабатывания (Р1, R1, С4, С5, R3), а цепь с элементом И2 (Р2, R2, С2, С3, R42) – для уставки реле по частоте возврата (при использовании реле в схеме АЧР с ЧАПВ). Цепь срабатывания подключена к фазочувствительной схеме постоянно, цепь возврата подключается при необходимости (через внешние контакты), например, при осуществлении ЧАПВ. Активный делитель А (R4, R5) служит для создания опорного напряжения u₂, относительно которого производится измерение углов сдвига фаз токов цепей И1 или И2, зависящих от частоты сети на входе реле.

Принцип действия реле основан на изменении фазы тока в цепи И1 и И2 при изменении частоты напряжения на входе реле. Параметры этих цепей подобраны таким образом, что при уставке срабатывания реле возникает резонанс напряжений. При этом сопротивление цепи становится чисто активным, и ток в ней совпадает по фазе с приложенным напряжением. Если частота приложенного напряжения выше частоты срабатывания реле, то в цепи преобладает индуктивное сопротивление и ток отстает от напряжения. Если частота напряжения сети ниже частоты срабатывания, то преобладающим становится емкостное сопротивление, и ток опережает напряжение. Схема дает разрешение на срабатывание реле, если ток в измерительной цепи совпадает с приложенным напряжением или опережает его.

Фазочувствительная схема, реагирующая на угол между напряжением на R5 и R3 (И1) или R42 (И2), состоит из двух идентичных формирователей импульсов Ф1 и Ф2, дифференцирующего элемента ДЭ и логического элемента ЛЭ, выполняющего операцию «Запрет». Формирователи импульсов преобразуют синусоидальные напряжения, снимаемые с резисторов R5 и R3 (R42), в импульсы прямоугольной формы с длительностью, близкой к полупериоду (u_Ф1 и u_Ф2). Положение импульсов относительно друг друга во времени определяется соотношением частоты срабатывания реле и частоты сети.

Дифференцирующий элемент формирует короткий импульс u_Д, соответствующий переднему фронту прямоугольного импульса u_Ф2 (рис. 44.). Импульсы от элементов Ф1 и ДЭ поступают на логический элемент, представляющий собой схему несовпадения. Прохождение импульса u_Д через элемент ЛЭ возможно только при условии отсутствия на входе этой же схемы импульса u_Ф1 (f_C > f_C.P.).

Рис. 43.

Наличие на входе элемента ЛЭ импульса u_Ф1 блокирует прохождение импульса u_Д (f_C < f_C.P.). В первом случае на выходе элемента ЛЭ появляются импульсы u’_Д. (рис. 44. а)), поступающие на вход расширителя импульсов РИ. При наличии этих импульсов выходное реле не срабатывает. При исчезновении импульсов на входе РИ (рис. 44. б)) на его выходе появляется с выдержкой времени сигнал постоянного тока, который через усилитель У вызывает срабатывание исполнительного органа ИО.

Для предотвращения ложного срабатывания реле в случае исчезновения напряжения в сети, а вместе с ним и импульсов на входе РИ в схему введен пусковой орган ПО, который пускает РИ только при наличии на входе реле переменного напряжения.

Рис. 44.