RU135855U1

RU135855U1 - VOLTAGE RESTORATION DEVICE FOR TRIGGER CABLE

Info

Publication number: RU135855U1
Application number: RU2013138840/07U
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Кириллов; Владимир Иванович Полянский; Наталья Александровна Платонова; Татьяна Александровна Рудницкая; Алексей Викторович Филимонов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Корпорация "Стратегические пункты управления" (ОАО "Корпорация "СПУ-ЦКБ ТМ")
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2013-12-20

Abstract

Устройство восстановления напряжения в трёхжильном кабеле, содержащее клеммы жил кабеля, три реле, каждое из которых снабжено одним размыкающим и двумя замыкающими контактами, три компенсирующих конденсатора, три фазосдвигающих дросселя и три клеммы для подключения трёхфазной нагрузки, причём каждое реле подключено к собственной фазе и к смежной с ней отстающей фазе, каждый из компенсирующий конденсаторов включён между соседними жилами кабеля последовательно с замыкающим контактом реле отстающей фазы и размыкающим контактом реле соответствующей фазы, каждый фазосдвигающий дроссель включён между клеммой жилы кабеля и одноимённой клеммой для подключения трёхфазной нагрузки и зашунтирован замыкающим контактом реле отстающей фазы, отличающееся тем, что каждое реле выполнено в виде реле постоянного тока, при этом каждое из указанных реле содержит параллельно включенные источник питания, содержащий однофазный мостовой выпрямитель, ёмкостныой фильтр и плюсовую и минусовую клеммы, и электромагнит, содержащий последовательно соединённые ограничительный резистор, шунтированный конденсатором, и катушку, размещённую на сердечнике, причём первый входной вывод выпрямителя подключён к клемме жилы собственной фазы, а второй входной вывод выпрямителя подключён к клемме жилы отстающей фазы, выводы ёмкостного фильтра подключены к плюсовой и минусовой клеммам соответственно, первый вывод ограничительного резистора соединён с плюсовой клеммой источника питания, а свободный вывод катушки соединён с минусовой клеммой источника питания.A voltage recovery device in a three-core cable containing cable core terminals, three relays, each of which is equipped with one opening and two closing contacts, three compensating capacitors, three phase-shifting inductors and three terminals for connecting a three-phase load, and each relay is connected to its own phase and to adjacent to the lagging phase adjacent to it, each of the compensating capacitors is connected between adjacent cores of the cable in series with the closing contact of the lagging relay and the opening contact of the relay of the corresponding phase, each phase-shifting inductor is connected between the cable core terminal and the terminal of the same name for connecting a three-phase load and shunted by the closing contact of the lagging relay, characterized in that each relay is made in the form of a DC relay, while each of these relays contains a parallel connected power source containing a single-phase bridge rectifier, a capacitive filter and positive and negative terminals, and an electromagnet containing a terminating resistor in series, a shunt capacitor, and a coil located on the core, with the first input terminal of the rectifier connected to the terminal of the core of its own phase, and the second input terminal of the rectifier connected to the terminal of the core of the lagging phase, the terminals of the capacitive filter are connected to the positive and negative terminals, respectively, the first terminal of the limiting resistor is connected with a positive terminal of the power source, and the free output of the coil is connected to the negative terminal of the power source.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может использоваться в качестве устройства восстановления напряжения в трехжильных кабелях при обрыве одной любой жилы.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used as a voltage recovery device in three-core cables in the event of a break in any single core.

Известно устройство восстановления напряжения в трехжильном кабеле, содержащее клеммы жил кабеля, три реле с размыкающими и замыкающими контактами, три компенсирующих конденсатора, три фазосдвигающих дросселя и три клеммы для подключения трехфазной нагрузки, причем каждое реле включено на линейное напряжение, каждый компенсирующий конденсатор включен между соседними жилами кабеля и последовательно с замыкающим контактом реле соответствующей фазы, фазосдвигающие дроссели включены между соответствующими клеммами жил кабеля и одноименными клеммами для подключения трехфазной нагрузки и каждый из указанных дросселей зашунтирован замыкающим контактом реле отстающей фазы [1]. Данное устройство является простым и надежным, поэтому оно нашло широкое применение в кабельных сетях, однако ему присущ и недостаток, заключающийся в сравнительно большом времени восстановления напряжения оборванной жилы.A device is known for voltage recovery in a three-core cable, containing cable core terminals, three relays with opening and closing contacts, three compensating capacitors, three phase-shifting inductors and three terminals for connecting a three-phase load, each relay connected to line voltage, each compensating capacitor connected between adjacent cores of the cable and in series with the closing contact of the relay of the corresponding phase, phase-shifting chokes are connected between the corresponding terminals of the cable cores and one connected terminals for connecting a three-phase load, and each of these inductors is shunted by the closing contact of the lagging relay [1]. This device is simple and reliable, therefore, it has found wide application in cable networks, however, it also has a disadvantage, which consists in the relatively long recovery time of a torn core.

Требуемый технический результат заключается в уменьшении времени восстановления напряжения.The required technical result is to reduce the voltage recovery time.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройстве восстановления напряжения в трехжильном кабеле, содержащим клеммы жил кабеля, три реле, каждое из которых снабжено одним размыкающим и двумя замыкающими контактами, три компенсирующих конденсатора, три фазосдвигающих дросселя и три клеммы для подключения трехфазной нагрузки, причем каждое реле подключено к собственной фазе и к смежной с ней отстающей фазе, каждый из компенсирующих конденсаторов включен между соседними жилами кабеля последовательно с замыкающим контактом реле отстающей фазы и размыкающим контактом реле соответствующей фазы, каждый фазосдвигающий дроссель включен между клеммой жилы кабеля и одноименной клеммой для подключения трехфазной нагрузки и зашунтирован замыкающим контактом реле отстающей фазы, каждое реле выполнено в виде реле постоянного тока, при этом каждое из указанных реле содержит параллельно включенные источник питания, содержащий однофазный мостовой выпрямитель, емкостной фильтр и плюсовую и минусовую клеммы, и электромагнит, содержащий последовательно соединенные ограничительный резистор, шунтированный конденсатором, и катушку, размещенную на сердечнике, причем первый входной вывод выпрямителя подключен к клемме жилы собственной фазы, а второй входной вывод выпрямителя подключен к клемме жилы отстающей фазы, выводы емкостного фильтра подключены к плюсовой и минусовой клеммам, соответственно, первый вывод ограничительного резистора соединен с плюсовой клеммой источника питания, а свободный вывод катушки соединен с минусовой клеммой источника питания.The required technical result is achieved by the fact that in the voltage recovery device in a three-core cable containing cable core terminals, three relays, each of which is equipped with one opening and two closing contacts, three compensating capacitors, three phase-shifting reactors and three terminals for connecting a three-phase load, each relay is connected to its own phase and to the adjacent lagging phase, each of the compensating capacitors is connected between adjacent cores of the cable in series with the make contact ohm of the lagging phase relay and the disconnecting contact of the relay of the corresponding phase, each phase-shifting inductor is connected between the cable core terminal and the same terminal for connecting a three-phase load and bridged by the closing contact of the lagging phase relay, each relay is made in the form of a DC relay, each of these relays contains a parallel-connected power source containing a single-phase bridge rectifier, a capacitive filter, and plus and minus terminals, and an electromagnet containing serially connected a limiting resistor shunted by a capacitor and a coil located on the core, the first input terminal of the rectifier connected to the terminal of the core of the own phase, and the second input terminal of the rectifier connected to the terminal of the core of the lagging phase, the terminals of the capacitive filter are connected to the positive and negative terminals, respectively, the first the terminal of the limiting resistor is connected to the positive terminal of the power source, and the free terminal of the coil is connected to the negative terminal of the power source.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема устройства восстановления напряжения в трехжильном кабеле.The drawing shows a circuit diagram of a voltage recovery device in a three-core cable.

Устройство содержит клеммы жил кабеля A, B и C, три реле постоянного тока (не обозначены), каждое из которых содержит источник питания 1 (для первого реле), содержащий однофазный мостовой выпрямитель 1-1, емкостной фильтр 1-2, плюсовую 1-3 и минусовую 1-4 клеммы и электромагнит 2, содержащий ограничительный резистор 2-1, шунтирующий конденсатор 2-2 и последовательно соединенную с указанным резистором 2-1 катушки 2-3, размещенную на сердечнике. Якорь, размыкающие и замыкающие контакты реле не показаны. Первый входной вывод (не показан) указанного выпрямителя 1-1 подключен к клемме жилы A, которая является собственной, второй входной вывод (не показан) подключен к клемме жилы B, которая является отстающей фазой, выводы (не обозначены) конденсатора 1-2 подключены к плюсовой 1-3 и минусовой 1-4 клеммам, соответственно, первый вывод (не обозначен) ограничительного резистора 2-1 соединен с плюсовой клеммой 1-3 источника питания 1-1, а свободный вывод (не обозначен) катушки 2-3 соединен с минусовой клеммой источника питания. Кроме того устройство содержит компенсирующие конденсаторы 4, 5 и 6, фазосдвигающие дроссели 16, 17 и 18 и клеммы для подключения трехфазной нагрузки 19, 20 и 21, при этом компенсирующий конденсатор 4 включен между фазами A и B последовательно с замыкающим контактом 8 второго реле и размыкающим контактом 14 третьего реле, компенсирующий конденсатор 5 включен между фазами C и A последовательно с замыкающим контактом 7 первого реле и размыкающим контактом 13 второго реле, компенсирующий конденсатор 6 включен между фазами B и C последовательно с замыкающим контактом 9 третьего реле и размыкающим контактом 15 первого реле; фазосдвигающий дроссель 16 включен между клеммой жилы кабеля A и одноименной клеммой 19 для подключения трехфазной нагрузки, фазосдвигающий дроссель 17 включен между клеммой жилы кабеля B и одноименной клеммой 20 для подключения трехфазной нагрузки, фазосдвигающий дроссель 18 включен между клеммой жилы кабеля C и одноименной клеммой 21 для подключения трехфазной нагрузки, при этом дроссель 16 шунтирован замыкающим контактом 10 второго реле, дроссель 17 шунтирован замыкающим контактом 11 первого реле, а дроссель 18 шунтирован замыкающим контактом 12 третьего реле.The device contains the cable conductors A, B and C, three DC relays (not indicated), each of which contains a power supply 1 (for the first relay), containing a single-phase bridge rectifier 1-1, a capacitive filter 1-2, plus 1- 3 and minus 1-4 terminals and an electromagnet 2, containing a limiting resistor 2-1, a shunt capacitor 2-2 and connected in series with the specified resistor 2-1 of the coil 2-3, located on the core. Anchor, opening and closing relay contacts are not shown. The first input terminal (not shown) of the specified rectifier 1-1 is connected to the terminal of the core A, which is its own, the second input terminal (not shown) is connected to the terminal of the core B, which is the lagging phase, the terminals (not marked) of the capacitor 1-2 are connected to the positive 1-3 and negative 1-4 terminals, respectively, the first terminal (not indicated) of the limiting resistor 2-1 is connected to the positive terminal 1-3 of the power supply 1-1, and the free terminal (not indicated) of the coil 2-3 is connected with minus terminal of power supply. In addition, the device contains compensating capacitors 4, 5 and 6, phase-shifting reactors 16, 17 and 18 and terminals for connecting a three-phase load 19, 20 and 21, while the compensating capacitor 4 is connected between phases A and B in series with make contact 8 of the second relay and the opening contact 14 of the third relay, the compensating capacitor 5 is connected between phases C and A in series with the closing contact 7 of the first relay and the opening contact 13 of the second relay, the compensating capacitor 6 is connected between phases B and C in series with the closing ontact 9 and the third relay break contact 15 of the first relay; a phase-shifting inductor 16 is connected between the cable core terminal A and the same terminal 19 for connecting a three-phase load, a phase-shifting inductor 17 is connected between the cable core terminal B and the same terminal 20 for connecting a three-phase load, a phase-shifting inductor 18 is connected between the cable core terminal C and the same terminal 21 for connecting a three-phase load, while the inductor 16 is shunted by the make contact 10 of the second relay, the inductor 17 is shunted by the make contact 11 of the first relay, and the inductor 18 is shunted by the make contact 1 2 third relay.

Устройство работает следующим образом. При наличии напряжения на каждой клемме жил кабеля A, B и C срабатывает реле 1-3, поскольку каждый из однофазных мостовых выпрямителей будет в работе, при этом выпрямленное напряжение фильтруется соответствующими емкостными фильтрами и через плюсовую и минусовую клеммы источника питания поступает на вход электромагнита. Ввиду того, что шунтирующие конденсаторы в начале работы реле не заряжены все ограничительные резисторы шунтированы и все напряжение источника питания прикладывается к катушке, которая сработает и якорь притянется, обеспечивая размыкание размыкающих контактов 13…15 и замыкание замыкающих контактов 7…12, в результате токи фаз протекают минуя фазосдвигающие дроссели 16…18, а компенсирующие конденсаторы будут не заряжены. При пропадании напряжения на одной из клемм жил кабеля, например клеммы жилы А срабатывает только второе реле, его замыкающий контакт 8 замкнется и в фазе A ток протекает по цепи: клемма жилы кабеля B, замкнутый контакт 14, замкнутый контакт 8, компенсирующий конденсатор 4, замкнутый контакт 10, клемма 19 для подключения трехфазной нагрузки; в фазе B, ток протекает по цепи: клемма жилы кабеля B, фазосдвигающий дроссель 17, клемма 20 для подключения трехфазной нагрузки; в фазе C ток протекает по цепи: клемма жилы кабеля C, фазосдвигающий дроссель 18, клемма 21 для подключения трехфазной нагрузки. Использование компенсирующего конденсатора 4 для восстановления напряжения в оборванной жиле и фазосдвигающих дросселей 17 и 18 для сдвига напряжения оставшихся фаз на 30° относительно первоначального положения позволяет на клеммах 19…21 получить трехфазное симметричное напряжение даже при отсутствии напряжения на одной из жил кабеля. Поскольку время восстановления напряжения в оборванной жиле зависит от постоянной времени τ, аThe device operates as follows. If there is voltage at each terminal of the cable conductors A, B and C, relay 1-3 is activated, since each of the single-phase bridge rectifiers will be in operation, while the rectified voltage is filtered by the corresponding capacitive filters and fed to the input of the electromagnet through the plus and minus terminals of the power source. Due to the fact that the shunt capacitors are not charged at the beginning of the relay, all the limiting resistors are shunted and all the voltage of the power supply is applied to the coil, which will work and the armature will be pulled, providing the opening of the opening contacts 13 ... 15 and the closing of the making contacts 7 ... 12, as a result of phase currents flow bypassing the phase-shifting chokes 16 ... 18, and the compensating capacitors will not be charged. If the voltage disappears at one of the terminals of the cable conductors, for example, the terminals of the core A, only the second relay is activated, its make contact 8 closes and in phase A the current flows through the circuit: terminal of the cable B, closed contact 14, closed contact 8, compensating capacitor 4, closed contact 10, terminal 19 for connecting a three-phase load; in phase B, current flows through the circuit: cable core terminal B, phase-shifting inductor 17, terminal 20 for connecting a three-phase load; in phase C, the current flows through the circuit: cable core terminal C, phase-shifting inductor 18, terminal 21 for connecting a three-phase load. The use of a compensating capacitor 4 for voltage recovery in a dangling core and phase-shifting chokes 17 and 18 to shift the voltage of the remaining phases by 30 ° relative to the initial position allows three-phase symmetrical voltage to be obtained at terminals 19 ... 21 even when there is no voltage on one of the cable cores. Since the voltage recovery time in a dangling vein depends on the time constant τ, and

где L - индуктивность катушки электромагнита, а R - омическое сопротивление, то, вводя добавочное сопротивление, можно уменьшить время срабатывания катушки в 2-5 раз, что и позволит достичь требуемый технический результат.where L is the inductance of the electromagnet coil, and R is the ohmic resistance, then by introducing additional resistance, it is possible to reduce the response time of the coil by 2-5 times, which will achieve the desired technical result.

Источники, принимаемые во вниманиеSources taken into account

[1] Патент РФ H02J 9-06, H02M 5/14 Устройство для симметрирования неполнофазных режимов. / Кириллов Н.П. Заяв. 5003565 от 04.07.1991, Опубл. 15.02.1994. Бюл. №1.[1] RF patent H02J 9-06, H02M 5/14 Device for balancing out-of-phase modes. / Kirillov N.P. Application 5003565 from 07/04/1991, Publ. 02/15/1994. Bull. No. 1.

Claims

A voltage recovery device in a three-core cable containing cable core terminals, three relays, each of which is equipped with one opening and two closing contacts, three compensating capacitors, three phase-shifting inductors and three terminals for connecting a three-phase load, and each relay is connected to its own phase and to adjacent to the lagging phase adjacent to it, each of the compensating capacitors is connected between adjacent cores of the cable in series with the closing contact of the lagging relay and the opening contact of the relay of the corresponding phase, each phase-shifting inductor is connected between the cable core terminal and the terminal of the same name for connecting a three-phase load and shunted by the closing contact of the lagging relay, characterized in that each relay is made in the form of a DC relay, while each of these relays contains a parallel connected power source containing a single-phase bridge rectifier, a capacitive filter and plus and minus terminals, and an electromagnet containing a terminating resistor connected in series, a shunt capacitor, and a coil located on the core, with the first input terminal of the rectifier connected to the terminal of the core of its own phase, and the second input terminal of the rectifier connected to the terminal of the core of the lagging phase, the terminals of the capacitive filter are connected to the positive and negative terminals, respectively, the first terminal of the limiting resistor is connected with a positive terminal of the power source, and the free output of the coil is connected to the negative terminal of the power source.