RU23352U1 - Комплексное реле - Google Patents

Description

КОМПЛЕКСНОЕ РЕЛЕ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в качестве комплексного реле для применения в измерительных и пусковых органах схем релейной защиты. Реле реагирует на двухфазые и трехфазные короткие замыкания.

Известно устройство, содержащее первую и вторую группы клемм силовых цепей, первую и вторую клеммы управляющего сигнала и группу клемм цепей питания, первое реле, параллельно которому включены последовательно соединенные диод и резистор, нормально замкнутый контакт первого реле, второе и третье реле, группу нормально разомкнутых контактов второго реле, клеммы которого соединены с первой группой клемм силовых цепей, первый и второй нормально разомкнутые контакты третьего реле, входные клеммы которых соединены со второй группой клемм силовых цепей, а выходные соединены с первой клеммой первого реле и первой клеммой нормально замкнутого контакта третьего реле, соответственно, при этом, нормально замкнутый контакт первого реле соединен последовательно третьему реле, вторая клемма нормально замкнзтого контакта которого соединена с входным контактом резистора 1.

Недостатком известного технического решения является относительно узкие функциональные возможности, обусловленные тем, что, при использовании оно не позволяет обеспечить реакцию на двух и трехфазное короткое замыкание входных цепей.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является комплексное реле, содержащее первое, второе и третье реле сопротивления, каждое из которых содержит три пары входных клемм, первая из которых предназначена для включения последовательно в цепь тока второй, третьей и первой фазы контролируемой электроустановки.

МПК Н 02 Н 7/61

zf3

соответственно, вторая пара входных клемм, каждого реле сопротивления предназначена для включения в цепь тока первой, второй и третьей фазы контролируемой электроустановки, соответственно, а третья пара клемм каждого реле сопротивления предназначена для подключения линейного напряжения между первой и второй, второй и третьей, третьей и первой фазами контролируемой электроустановки, соответственно, кроме того, каждое из реле сопротивлений содержит первый и второй трансформаторы тока, трансформатор напряжения, последовательно соединенные нуль-индикатор и исполнительный блок, первый и второй выпрямительные блоки, и элементы сопротивления с первого по седьмой, при этом выводы первичных обмоток первого и второго трансформаторов тока и трансформатора напряжения являются первой, второй и третьей парами входных клемм, соответственно.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокая сложность, поскольку не обеспечивается питание цепей постоянного тока от одного источника, и относительно низкая надежность, поскольку не обеспечивается реакция выходных обмоток реле при срабатывании хотя бы одной из них.

Требуемый технический результат заключается в упрощении и повышении надежности.

Требуемый технический результат достигается тем, что в комплексном реле, содержащем первое, второе и третье реле сопротивления, каждое из которых содержит три пары входных клемм, первая из которых предназначена для включения последовательно в цепь тока второй, третьей и первой фазы контролируемой электроустановки, соответственно, вторая пара входных клемм, каждого реле сопротивления предназначена для включения в цепь тока первой, второй и третьей фазы контролируемой электроустановки, соответственно, а третья пара клемм каждого реле сопротивления

предназначена для подключения линейного напряжения между первой и второй, второй и третьей, третьей и первой фазами контролируемой электроустановки, соответственно, кроме того, каждое из реле сопротивлений содержит первый и второй трансформаторы тока, трансформатор напряжения, последовательно соединенные нульиндикатор и исполнительный блок, первый и второй выпрямительные блоки, и элементы сопротивления с первого по седьмой, при этом выводы первичных обмоток первого и второго трансформаторов тока и трансформатора напряжения являются первой, второй и третьей парами входных клемм, соответственно, вторичные обмотки первого и второго трансформаторов тока и выходы первого и второго выпрямительных блоков зашунтированы первым, вторым, третьим и четвертым элементами сопротивления, соответственно, вторичная обмотка первого трансформатора тока, пятый элемент сопротивления и вторичная обмотка трансформатора напряжения образуют последовательнз ю цепь, крайние выводы которой подключены к соответствующим входным выводам второго выпрямительного блока, при этом вторичные обмотки первого трансформатора тока и трансформатора напряжения включены встречно относительно друг друга, вторичная обмотка второго трансформатора тока подключена через шестой элемент сопротивления к входу первого вьшрямительного блока, первые однополярные входные выводы первого и второго выпрямительных блоков объединены, а их другие однополярные выводы подключены к первому и второму входным выводам нуль-индикатора.

Кроме того, каждый из первого и третьего элементов сопротивления выполнен в виде пары резисторов, первые выводы которых объединены и образуют первый вывод соответствующего элемента сопротивления, а вторые выводы подключены ко второму

выводу элемента сопротивления через соответствующие контакты соответствующего переключателя.

Кроме того, первичные обмотки первого и второго трансформаторов тока и /или первичные и/или вторичные обмотки трансформаторов напряжения выполнены с возможностью изменения числа витков.

Кроме того, нуль-индикатор выполнен на операционных усилителях, первая, вторая и третья клеммы питания которых соединены с соответствующими клеммами для подключения напряжений питания.

Кроме того, пятый элемент сопротивления выполнен в виде последовательной цепи из резистора и первой пары контактов соответствующего переключателя, другая пара контактов которого включена параллельно указанной последовательной цепи.

Кроме того, другой однополярный вывод первого выпрямительного блока подключен к первому входному выводу нульиндикатора через фильтр-пробку из параллельно соединенных дросселя и конденсатора, при этом указанный фильтр- пробка рассчитан на резонанс токов при двойной номинальной частоте основной гармоники выпрямленного тока.

Кроме того, шестой элемент сопротивления выполнен в виде регулируемого резистора.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема комплексного реле, на фиг. 2 и 3 - упрощенная и полная электрическая структурная схема реле сопротивления, соответственно, а на фиг. 4 электрическая схема нуль-индикатора и исполнительного блока.

Комплексное реле (фиг. 1) содержит первое 1-1, второе 1-2 и третье 1-3 реле сопротивления, а также первую2 и вторую 3 группы клемм силовых цепей и группу 4 клемм цепей питания. Первое 1-1, второе 1-2 и третье 1-3 реле сопротивления содержат входные клеммы с

первой по десятую. Первая 2-1, вторая 2-2, третья 2-3, четвертая 2-4, пятая 2-5 и шестая 2-6 клеммы первой группы 2 силовых цепей являются клеммами входных токов комплексного реле и соединены, соответственно, с третьей входной клеммой реле сопротивления 1-1, со второй входной клеммой реле сопротивления 1-1, со второй входной клеммой реле сопротивления 1-2, с первой входной клеммой реле сопротивления 1-3, с четвертой входной клеммой реле сопротивления 12, с четвертой входной клеммой реле сопротивления 1-3, третья входная клемма которого соединена с первой входной клеммой реле сопротивления 1-2, третья входная клемма которого соединена с первой входной клеммой реле сопротивления 1-1, четвертая входная клемма которого соединена со второй входной клеммой реле сопротивления 1-3, восьмая, девятая и десятая входные клеммы которого объединены с одноименными входными клеммами реле сопротивления 1-2 и 1-1 и соединены, соответственно, с первой 4-1, второй 4-2 и третьей 4-3 клеммами группы клемм 4 цепей питания, при этом, седьмые входные клеммы реле сопротивления 1-1, 1-2 и 1-3 объединены, первая клемма 31 группы 3 клемм силовых цепей соединена с пятой входной клеммой реле сопротивления 1-1 и с шестой входной клеммой реле сопротивления 1-3, вторая клемма 3-2 группы 3 клемм силовых цепей соединена с шестой входной клеммой реле сопротивления 1-1 и с пятой входной клеммой реле сопротивления 1-2, а третья клемма 3-1 группы 3 клемм силовых цепей соединена с шестой входной клеммой реле сопротивления 1-2 и с пятой входной клеммой реле сопротивления 1-3.

Первое 1-1, второе 1-2 и третье 1-3 реле сопротивления (фиг. 2 и 3) содержат нуль-индикатор 5 и исполнительный блок 6, первая, вторая и третья входные клеммы которого соединены, соответственно, с первой, второй и третьей выходными клеммами нуль-индикатора 5, первый трансформатор 7 тока, первая клемма 7-1 которого соединена с первым

отводом первичной обмотки и является первой входной клеммой реле сопротивления, вторая входная клемма 7-2 - является второй входной клеммой реле сопротивления и соединена через первый переключатель 8 со вторым и третьим отводами трансформатора 7 тока, второй трансформатор 9 тока, первая клемма которого 9-1 соединена с первым отводом первичной обмотки и является третьей входной клеммой реле сопротивления, а вторая клемма 9-2 - является четвертой входной клеммой реле сопротивления и через второй переключатель 10 соединена со вторым и третьим отводами первичной обмотки трансформатора тока 10, первый 11 и второй 12 резисторы, первые клеммы которых объединены и соединены с первым отводом выходной обмотки трансформатора тока 7, второй отвод которой через третий переключатель 13 соединен со вторым клеммами резисторов 11 и 12, третий 14 и четвертый 15 резисторы, первые клеммы которых объединены и соединены с первым отводом выходной обмотки трансформатора тока 9, второй отвод которой через четвертый переключатель 16 соединен со вторым клеммами резисторов 14 и 15, пятый переключатель 17, первая клемма которого соединена с первыми клеммами резисторов 14 и 15, пятый резистор 18, первая и вторая клемма которого соединены со второй клеммой переключателя 17, первый выпрямительный блок 19, первая входная клемма которого соединена с третьей клеммой резистора 18, а вторая входная клемма - соединена со вторым отводом выходной обмотки трансформатора тока 9, последовательно соединенные шестой резистор 20, первая клемма которого соединена с первой выходной клеммой выпрямительного блока 19, второй выпрямительный блок 22, первая входная клемма которого соединена со вторым отводом выходной обмотки трансформатора тока 7, а первая выходная клемма - соединена со второй выходной клеммой выпрямительного блока 19 и со второй клеммой резистора 20, восьмой

резистор 23, первая клемма которого соединена с первыми клеммами резисторов 11 и 12, шестой переключатель 24, первая и вторая выходные клеммы которого соединены, соответственно, с первой и второй клеммами резистора 23, первый диод 25, дроссель 26 и первый конденсатор 27, первая клемма которого соединена с первой клеммой дросселя 26, с анодом диода 25 и с первой выходной клеммой выпрямительного блока 19, а вторая клемма соединена со второй клеммой дросселя 26, седьмой переключатель 28, девятый 29, десятый 30 и одиннадцатый 31 резисторы, первые клеммы которых соединены с катодом диода 25, восьмой переключатель 32, первая, вторая и третья выходные клеммы которого соединены со вторыми клеммами, соответственно, резисторов 29, 30 и 31, двенадцатый резистор 33, первая клемма которого соединена с входной клеммой переключателя 32, а вторая клемма - соединена с первой выходной клеммой переключателя 28, входная клемма которого соединена со второй клеммой дросселя 26, второй конденсатор 34, второй диод 35, третий диод 36, анод которого соединен со второй выходной клеммой переключателя 28, с входной клеммой нуль-индикатора 5, с катодом второго диода 35 и с первой клеммой второго конденсатора 34, вторая клемма которого соединена с анодом второго диода 35, с катодом о диода 36, с входной клеммой переключателя 32, со второй выходной клеммой выпрямительного блока 22, с восьмой клеммой реле сопротивления и со второй клеммой резистора 21, трансформатор напряжения 37, первая входная клемма 38 которого соединена с первым отводом первичной обмотки и является шестой входной клеммой реле сопротивления, вторая входная клемма 39 через девятый переключатель 40 соединена со вторым и третьим отводами первичной обмотки и является пятой входной клеммой реле сопротивления, десятый переключатель 41, первая выходная клемма которого соединена с первым отводом первой вторичной обмотки

трансформатора напряжения 37, второй отвод которой соединен с входной клеммой переключателя 24, тринадцатый 42, четырнадцатый 43, пятнадцатый 44 и шестнадцатый 45 резисторы, первые клеммы которых соединены, соответственно, с первым отводом второй выходной обмотки трансформатора напряжения 37 и с входной клеммой переключателя 41, со вторым отводом второй выходной обмотки трансформатора напряжения 37, с третьим отводом второй выходной обмотки трансформатора напряжения 37 и с четвертым отводом второй выходной обмотки трансформатора напряжения 37, семнадцатый 46, восемнадцатый 47, девятнадцатый 48 и двадцатый 49 резисторы, первые клеммы которого соединены, соответственно, с первым отводом третьей выходной обмотки трансформатора напряжения 37, со вторым отводом третьей выходной обмотки трансформатора напряжения 37, с третьим отводом третьей выходной обмотки трансформатора напряжения 37 и с четвертым отводом третьей выходной обмотки трансформатора напряжения 37, а также одиннадцатый переключатель 50, первая вторая, третья и четвертая клеммы которого соединены со вторыми клеммами, соответственно, тринадцатого 42, четырнадцатого 43, пятнадцатого 44 и шестнадцатого 45 резисторов, пятая клемма - соединена с пятым отводом второй выходной обмотки трансформатора напряжения 37, шестая клемма - с пятым отводом третьей выходной обмотки трансформатора напряжения 37, а седьмая восьмая и девятая клеммы - соединены со вторыми клеммами резисторов 46, 47 и 48, первая клемма резистора 48 соединена со второй клеммой резистора 49, третья клемма которого соединена со второй выходной клеммой переключателя 41 и со второй входной клеммой выпрямительного блока 22.

Нуль-индикатор (фиг, 4) содержит первый резистор 51, первая клемма которого является входной клеммой нуль-индикатора, первый операционный усилитель 52, первая клемма которого соединена со

второй клеммой резистора 51, второй резистор 53, первая клемма которого соединена со второй клеммой операционного усилителя 52, первый конденсатор 54, первая клемма которого соединена с третьей клеммой операционного усилителя 52, второй 55, третий 56 и четвертый 57 конденсаторы, первый 58 и второй 59 диоды, третий резистор 60, первая клемма которого соединена со второй клеммой резистора 53, с первой клеммой конденсатора 57, с катодом диода 58 и анодом диода 59, четвертый резистор 61, второй операционный усилитель 62, первая клемма которого соединена со второй клеммой резистора 60, пятый конденсатор 63, первая клемма которого соединена со второй клеммой операционного усилителя 62 и со второй клеммой резистора 61, шестой конденсатор 64, первая клемма которого соединена с третьей клеммой операционного усилителя 62, пятый резистор 65, первая клемма которого соединена со второй клеммой резистора 61, третий диод 66, анод которого соединен со второй клеммой резистора 65 и с четвертой клеммой операционного усилителя 62, а катод - является первым выходной клеммой нуль-индикатора и седьмой входной клеммой реле сопротивления, шестой 67 и седьмой 68 резисторы, первая клемма которого соединена со второй клеммой конденсатора 57, с первыми клеммами конденсаторов 55 и 56, с анодом диода 58, с катодом диода 59, со второй клеммой резистора 61 и с первой клеммой цепи питания нульиндикатора, являющейся восьмой входной клеммой реле сопротивления, а вторая клемма соединена с четвертой клеммой операционного усилителя 52 и с первой клеммой резистора 67, вторая клемма которого соединена с пятой клеммой операционного усилителя 52, со второй клеммой конденсатора 55, с пятой клеммой операционного усилителя 52 и со второй клеммой цепи питания нуль-индикатора, являющейся второй выходной клеммой нуль-индикатора и десятой входной клеммой реле сопротивления, при этом, вторая клемма конденсатора 56 соединена со

второй клеммой конденсатора 63, и является третьей выходной клеммой нуль-индикатора, третьей клеммой цепи питания нуль-индикатора и девятой входной клеммой реле сопротивления.

Исполнительный блок (фиг. 4) содержит первый 69 и второй 70 резисторы, транзистор 71, диод 72 и промежуточное реле 73, при этом, первая клемма первого резистора 69 является первой входной клеммой исполнительного блока, вторая клемма резистора 69 соединена с первой клеммой резистора 70 и с базой транзистора 71, коллектор которого соединен с анодом диода 72 и с первой клеммой промежуточного реле 73, вторая клемма которого соединена с катодом диода 72 и второй входной клеммой исполнительного блока, соединенной со второй клеммой цепи питания нуль-органаи второй выходной клеммой нульоргана, а эмиттер транзистора 71 соединен со второй клеммой второго резистора 70 и является третьей входной клеммой исполнительного блока, соединенной с третьей клеммой цепи питания нуль-органа и третьей выходной клеммой нуль-органа.

Комплексное реле работает следующим образом.

Комплексного реле содержит три основных блока - реле сопротивления 1-1, 1-2 и 1-3, предназначенных для применения в измерительных и пусковых органах схем релейной защиты. Каждое из них реагирует на отклонение от установленных величин сопротивления на его зажимах при двухфазных и трехфазных коротких замыканиях. Каждое из реле-сопротивления включено на линейное напряжение и разность фазных токов, которые подаются через вторую 3 и первую 2 труппы клемм силовых цепей. В основу работы каждого из реле сопротивления положено сравнение абсолютных значений величин в нуль-индикаторе 5. Реагирующим органом комплексного сопротивления является промежуточное реле 73 исполнительного блока 6, замыкающие и размыкающие контакты которого на чертеже не показаны.

Трансформатор напряжения 37 позволяет проводить регулировку уставки по сопротивлению срабатывания путем изменения с помощью переключателя 50 суммарного числа витков во вторичной обмотке.

В первом 7 и втором 9 трансформаторах тока, включенных на разность токов, предусмотрена регулировка уставок путем изменения числа витков в первичных обмотках с помощью переключателей 8 и 10.

Нуль-индикаторы 5 содержат выпрямительные блоки 19 и 22 с балластными резисторами 20 и 21. Резистор 18 предназначен для выравнивания сопротивления рабочего и «тормозного контуров. Диоды 35 и 36 исключают перегрузки исполнительного блока 6. Дроссель 26 и конденсатор 27 составляют фильтр-пробку, рассчитанный на резонанс токов при двойной номинальной частоте, частоте основной гармоники выпрямленного тока. Диод 25 и резисторы 29, 30 и 31 уменьшают уровень положительной полуволны второй гармоники, что обусловливает сжатие характеристики реле сопротивления в направлении, перпендикулярном к линии максимальной чувствительности. Для уменьшения вибрации нуль-индикатора 5 в реле сопротивления включен конденсатор 34.

Принцип действия нуль-индикаторов 5 основан на сопоставлении длительности положительного (рабочего) и отрицательного (тормозного) сигналов на выходе нуль-индикатора 5 и фиксации условий, при которых рабочий сигнал превышает «тормозной. Резисторы 66 и 67 создают опорный уровень (уровень иу.пя) и определяют чувствительность реле сопротивления. С помощью операционного усилителя 52 его входной сигнал сравнивается с опорным уровнем. В зависимости от того, превышает или нет входной сигнал этот уровень, на выходе операционного усилителя 52 появляется нормированный по величине сигнал той или иной полярности.

/

II

Через резистор 53 осуществляется заряд конденсатора 57 током, полярность которого определяется полярностью сигнала на выходе операционного усилителя 52. Диоды 58 и 59 служат для ограничения уровня заряда конденсатора 57. Операционный усилитель 62 по цепи обратной связи через резистор 65 обеспечивает заданный уровень опорного сигнала на не инвертируемом выходе. При достижении потенциалом на конденсаторе 57 заданного зфовня меняется полярность на выходе операционного усилителя 62 и полярность опорного сигнала. С выхода операционного усилителя 62 сигнал поступает на исполнительный элемент, выполненный в виде промежуточного реле 73, через согласующий транзистор 71. Срабатывание исполнительного элемента соответствует фазному короткому замыканию.

Таким образом, в предложенном комплексном реле обеспечивается питание цепей постоянного тока от внещнего источника и реакция нульиндикаторов на срабатывание хотя бы одной обмотки реле благодаря соединению входов усилителей исполнительных блоков всех трех реле сопротивлений.

Источники, принятые во внимание:

1. В.В. Москаленко. Электрический привод. М.: Мастерство, Высшая школа, 2000, с. 277, рис. 10.38,а.

2. Г.Э. .Линт, Серийные реле защиты, выполненные на интегральных микросхемах, М., Энергоатомиздат, 1990г., с.90-95, рис. 34 д.

Автор: Х Ч TllyxoB И.К.

г Формула

Claims (7)

1. Комплексное реле, содержащее первое, второе и третье реле сопротивления, каждое из которых содержит три пары входных клемм, первая из которых предназначена для включения последовательно в цепь тока второй, третьей и первой фаз контролируемой электроустановки соответственно, вторая пара входных клемм каждого реле сопротивления предназначена для включения в цепь тока первой, второй и третьей фаз контролируемой электроустановки соответственно, а третья пара клемм каждого реле сопротивления предназначена для подключения линейного напряжения между первой и второй, второй и третьей, третьей и первой фазами контролируемой электроустановки соответственно, кроме того, каждое из реле сопротивлений содержит первый и второй трансформаторы тока, трансформатор напряжения, последовательно соединенные нуль-индикатор и исполнительный блок, первый и второй выпрямительные блоки и элементы сопротивления с первого по седьмой, при этом выводы первичных обмоток первого и второго трансформаторов тока и трансформатора напряжения являются первой, второй и третьей парами входных клемм соответственно, отличающееся тем, что вторичные обмотки первого и второго трансформаторов тока и выходы первого и второго выпрямительных блоков зашунтированы первым, вторым, третьим и четвертым элементами сопротивления соответственно, вторичная обмотка первого трансформатора тока, пятый элемент сопротивления и вторичная обмотка трансформатора напряжения образуют последовательную цепь, крайние выводы которой подключены к соответствующим входным выводам второго выпрямительного блока, притом вторичные обмотки первого трансформатора тока и трансформатора напряжения включены встречно относительно друг друга, вторичная обмотка второго трансформатора тока подключена через шестой элемент сопротивления к входу первого выпрямительного блока, первые однополярные входные выводы первого и второго выпрямительных блоков объединены, а их другие однополярные выводы подключены к первому и второму входным выводам нуль-индикатора.

2. Комплексное реле по п.1, отличающееся тем, что каждый из первого и третьего элементов сопротивления выполнен в виде пары резисторов, первые выводы которых объединены и образуют первый вывод соответствующего элемента сопротивления, а вторые выводы подключены ко второму выводу элемента сопротивления через соответствующие контакты соответствующего переключателя.

3. Комплексное реле по п.1 или 2, отличающееся тем, что первичные обмотки первого и второго трансформаторов тока, и/или первичные, и/или вторичные обмотки трансформаторов напряжения выполнены с возможностью изменения числа витков.

4. Комплексное реле по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что нуль-индикатор выполнен на операционных усилителях, первая, вторая и третья клеммы питания которых соединены с соответствующими клеммами для подключения напряжений питания.

5. Комплексное реле по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что пятый элемент сопротивления выполнен в виде последовательной цепи из резистора и первой пары контактов соответствующего переключателя, другая пара контактов которого включена параллельно указанной последовательной цепи.

6. Комплексное реле по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что другой однополярный вывод первого выпрямительного блока подключен к первому входному выводу нуль-индикатора через фильтр-пробку из параллельно соединенных дросселя и конденсатора, при этом указанный фильтр-пробка рассчитан на резонанс токов при двойной номинальной частоте основной гармоники выпрямленного тока.

7. Комплексное реле по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что шестой элемент сопротивления выполнен в виде регулируемого резистора.