RU23709U1 - Реле - Google Patents

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в качестве реле минимального напряжения прямой последовательности в схемах форсировки возбуждения синхронных генераторов и противоаварийной автоматики.

Известно устройство, содержащеепоследовательно

соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик импульсов, дешифратор, формирователь импульсов и транзистор, в выходной цепи которого предусмотрено включение обмотки реле с замыкающими и размыкающими контактами 1.

Недостатком известного технического решения являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не обеспечивает реакцию на минимальные напряжения прямой последовательности в схемах форсировки возбуждения синхронных генераторов и противоаварийной автоматики.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является реле, содержащее первую, вторую и третью фазные клеммы для подключения контролируемого трехфазного напряжения, соединенные с соответствующими первым, вторым и третьим входными выводами фильтра обратной последовательности, к первому и второму выходным выводам которого подключена первичная обмотка промежуточного трансформатора, вторичная обмотка которого через фильтр верхних частот подключена ко входу узла сравнения, выход которого подключен ко входу исполнительного органа, при этом узел сравнения содержит первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходным выводом фильтра верхних частот, а инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с общим выводом последовательно соединенных шестого и

РЕЛЕ

седьмого резисторов, образующих первый делитель напряжения, соответствующие крайние выводы которого соединены с общей клеммой и с положительным выводом двуполярного источника питания, соответственно, выход первого операционного усилителя через времязадающую цепь соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, охваченного положительной обратной связью, неинвертирующий вход которого соединен с общим выводом одиннадцатого и двенадцатого резисторов, образующих второй делитель напряжения, первый и второй крайние выводы которого соединены с положительным и отрицательным

выводами двуполярного источника напряжения, соответственно, выход второго операционного усилителя соединен через четырнадцатый резистор с входом исполнительного органа из транзистора, база которого является входом исполнительного органа, эмиттер транзистора через четвертый диод соединен с отрицательным выводом двуполярного источника питания, переход эмиттер-база транзистора зашунтирован пятнадцатым резистором, коллектор транзистора через управляющую обмотку реле, зашунтированную в обратном направлении третьим диодом, соединен с положительным выводом источника оперативного постоянного тока 2.

Недостатком известного технического рещения является невозможность его использования в качестве реле минимального напряжения

Техническим результатом изобретения является расщирение функциональных возможностей путем обеспечения реакции на напряжение прямой последовательности при возникновении несимметричных коротких замыканий, то есть использование реле в качестве реле минимального напряжения.

Этот технический результат достигается тем, что в реле, содержащее первую, вторую и третью фазные клеммы для подключения контролируемого трехфазного напряжения, соединенные с соответствующими первым, вторым и третьим входными выводами фильтра обратной последовательности, к первому и второму выходным выводам которого подключена первичная

обмотка промежуточного трансформатора, вторичная обмотка которого через фильтр верхних частот подключена ко входу узла сравнения, выход которого подключен ко входу исполнительного органа, при этом узел сравнения содержит первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходным выводом фильтра верхних частот, а

инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с общим выводом последовательно соединенных щестого и седьмого резисторов, образующих первый делитель напряжения, соответствующие крайние выводы которого соединены с общей клеммой и с положительным выводом двуполярного источника питания, соответственно, выход первого операционного усилителя через времязадающую цепь соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, охваченного положительной обратной связью, неинвертирующий вход которого соединен с общим выводом одиннадцатого и двенадцатого резисторов, образующих

второй делитель напряжения, первый и второй крайние выводы которого соединены с положительным и отрицательным выводами двуполярного источника напряжения, соответственно, выход второго операционного усилителя соединен через четырнадцатый резистор с входом исполнительного органа из транзистора, база которого является входом исполнительного органа, эмиттер транзистора через четвертый диод соединен с отрицательным выводом двуполярного источника питания, переход эмиттер-база транзистора защунтирован пятнадцатым резистором, коллектор транзистора через управляющую обмотку реле, защунтированную в обратном направлении третьим диодом, соединен с положительным выводом источника оперативного постоянного тока, фильтр обратной последовательности содержит последовательно соединенные первый конденсатор, первый резистор, второй конденсатор и второй резистор, при этом свободный вывод первого конденсатора, общий вывод первого резистора и второго конденсатора и свободный вывод второго резистора образуют, соответственно, первый, второй и третий входные выводы фильтра

.

обратной последовательности, а общие выводы первых конденсатора и резистора и вторых конденсатора и резистора являются первым и вторым, соответственно,выходными выводами фильтра обратной

последовательности, двуполярный источник питания содержит последовательно соединенные первый и второй стабилитроны, зашунтированные пятым и шестым конденсаторами, соответственно, общая точка анода первого и катода второго стг1билитронов соединена с общей клеммой. При этом катод первого стабилитрона является положительным выводом двуполярного источника питания и соединен через щестнадцатый резистор с положительным выводом источника оперативного постоянного тока, а анод второго стабилитрона является отрицательным выводом двуполярного источника питания и через последовательно соединенные семнадцатый резистор, пятый диод и восемнадцатый резистор соединен с отрицательным выводом источника оперативного постоянного тока, управляющая обмотка реле предназначена для управления замыкающим и размыкающим контактами реле, вторичная обмотка промежуточного трансформатора защунтирована третьим резистором, между инвертирующим и неинвертирующим входами первого оперативного усилителя включен двухсторонний стабилитрон.

Кроме того, между положительным выводом источника оперативного постоянного тока и катодом пятого диода включен седьмой конденсатор, являющийся электролитическим.

На чертеже представлена электрическая структурная схема реле.

Реле содержит первую 1, вторую 2 и третью 3 фазные клеммы, первую 4 и вторую 5 клеммы напряжения питания (положительный и отрицательный выводы источника оперативного постоянного тока), резисторы 6-23 с первого по восемнадцатый соответственно, конденсаторы 24-32 с первого по девятый соответственно, промежуточный трансформатор 33 с первичной 33-1 и вторичной 33-2 обмотками, первый 34 и второй 35 операционные усилители, двусторонний стабилитрон 36, первый и второй стабилитроны 41 и 42, диоды

,

37-40, 43 с первого по пятый, соответственно, транзистор 44 и обмотку 45 с замыкающими и размыкающими контактами 45-1 и 45-2, первая клемма которой соединена с коллектором транзистора 44, а также общую клемму 46, при этом первая клемма первого конденсатора 24 соединена с первой фазной клеммой 1, а вторая соединена с первой клеммой первичной обмотки 33-1 промежуточного трансформатора и с первой клеммой первого резистора 6, вторая клемма которого соединена со второй фазной клеммой 2 и с первой клеммой второго конденсатора 25, вторая клемма которого соединена со второй клеммой входной обмотки 33-1 промежуточного трансформатора и с первой клеммой второго резистора 7, вторая клемма которого соединена с третьей фазной клеммой 3, первая клемма выходной обмотки 33-2 промежуточного трансформатора соединена с первой клеммой третьего резистора 8, вторая клемма которого соединена со второй клеммой выходной обмотки 33-2 промежуточного трансформатора и с общей клеммой 46. Первая клемма резистора 8 соединена с первой клеммой четвертого резистора 9, вторая клемма которого соединена с первой клеммой третьего конденсатора 26, вторая клемма которого соединена с общей клеммой 46. Вторая клемма резистора 9 соединена с первой клеммой пятого резистора 10, вторая клемма которого соединена с первой клеммой двустороннего стабилитрона 36 с неинвертирующим входом первого операционного усилителя 34, инвертирующий вход которого соединен со второй клеммой двустороннего стабилитрона 36, с первой клеммой шестого резистора 11, и с первой клеммой седьмого резистора 12 , вторая клемма которого соединена с общей клеммой 46. Вторая клемма шестого резистора 11 соединена с первой клеммой восьмого резистора 13, вторая клемма которого соединена с первыми клеммами одиннадцатого 16 и шестнадцатого 21 резисторов, с катодом первого стабилитрона 41 и с первой клеммой седьмого конденсатора 30. Первая клемма двенадцатого резистора 17 соединена первой клеммой пятнадцатого резистора 20, с анодом стабилитрона 42 и с первой клеммой восьмого конденсатора 31, вторая клемма которого соединена со второй

клеммой седьмого конденсатора 30, с анодом стабилитрона 41, с катодом стабилитрона 42 и с общей клеммой 46. Выход операционного усилителя 34 соединен с первой клеммой четвертого конденсатора 27, вторая клемма которого соединена с общей клеммой 46 и с первыми клеммами девятого резистора 14 и десятого резистора 15, вторая клемма которого соединена с катодом диода 38, анод которого соединен с инвертирующим входом второго

операционного усилителя 35, со второй клеммой девятого резистора 14, с первой клеммой пятого конденсатора 28 и с анодом первого диода 37, катод которого соединен со второй клеммой пятого конденсатора 28 и с общей клеммой 46. Вторая клемма одиннадцатого резистора 16 соединена с неинвертирующим входом второго операционного усилителя 35, со второй клеммой двенадцатого резистора 17 и с первой клеммой тринадцатого резистора 18, вторая клемма которого соединена с выходом второго операционного усилителя 35, с первой клеммой шестого конденсатора 29, вторая клемма которого соединена с общей клеммой 46. Выход операционного усилителя 35 соединен с первой клеммой четырнадцатого резистора 19, вторая клемма которого соединена со второй клеммой пятнадцатого резистора 20 и с базой транзистора 44, эмиттер которого соединен с анодом четвертого диода 40, а коллектор - соединен с анодом третьего диода 39, катод которого соединен со вторыми клеммами шестнадцатого резистора 21 и обмотки 45, управляющей замыкающими и размыкающими контактами, и с первыми клеммами 4 напряжения питания и девятого конденсатора 32, вторая клемма которого соединена с катодом пятого диода 43, анод которого соединен со второй клеммой семнадцатого резистора 22, с первой клеммой восемнадцатого резистора 23, вторая клемма которого соединена со второй клеммой 5 напряжения питания.

Все элементы принципиальной схемы реле являются стандартными элементами электротехники.

Шестнадцатый 21, семнадцатый 22 и восемнадцатый 23 резисторы, стабилитроны 41 и 42, диод 43 и седьмой 30 и восьмой 31 конденсаторы образуют блок питания реле, в состав которого входит двуполярный источник напряжения.

Узел сравнения образуют первый 34 и второй 35 операционные усилители, включенные по схеме двухпорогового компаратора, времязадающая цепь из резисторов 14 и 15, диодов 37 и 38, и конденсатора 28 и два делителя напряжения, первый из которых, образованный шестым 1 1, седьмым 12 и девятым 13 резисторами, задает порог срабатывания первому операционному усилителю 34, а .второй (на одиннадцатом 16 и двенадцатом 17 резисторах) задает порог срабатывания второму операционному усилителю.

Исполнительный орган содержит транзистор 44 и обмотку 45, управляющую замыкающими 45-1 и размыкающими 45-2 контактами, параллельно которой включен диод 39 для защиты транзистора 44 от возможных перенапряжений, вызванных коммутацией обмотки 45.

Девятый конденсатор 32 обеспечивает защиту реле от перенапряжений по цепи питания.

Первый 24 и второй 25 конденсаторы, первый 6, второй 7 и девятнадцатый 47 резисторы выполняют функции фильтра прямой последовательности.

В нормальном режиме, когда к реле подведена симметричная система напряжения на первичной обмотке 33-1 наблюдается малое по величине напряжение дисбаланса. На выходе первого операционного усилителя 34, опорное напряжение для которого подается на инвертирующий вход, удерживается напряжение высокого уровня, равное напряжению его положительного насыщения, а на выходе второго операционного усилителя 35 - напряжение низкого уровня. Транзистор 44 будет заперт.

и первым 6, вторым 7 и девятнадцатым 47 резисторами, выделяется напряжение прямой последовательности выше напряжения уставки. Если величина этого напряжения достигает порога срабатывания узла сравнения, то на выходе операционного усилителя 34 появляются отрицательные импульсы, равные по амплитуде отрицательному напряжению насыщения. Потенциал конденсатора 28 достигает порога срабатывания операционного усилителя 35, на выходе которого формируется напряжение с уровнем логической единицы, вследствие чего транзистор 44 насыщается и обмотка 45 с замкнутыми и разомкнутыми контактами срабатывает.

Таким образом, благодаря введению дополнительных элементов и связей между ними обеспечивается реакция реле на минимальные напряжения прямой последовательности в схемах форсировки возбуждения синхронных генераторов и противоаварийной автоматики.

Источники информации, принятые во внимание: 1 Электротехнический справочник, в 4-х томах, т.2.

Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией В.Г.

Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998г., с. 390, рис. 35.10

2 Г.Э.Линт, Серийные реле защиты, выполненные на

интегральных микросхемах, М., Энергоатомиздат, 1990, с.69, 60, рис 27,28 а, с.48, рис. 23.а.

Автор:( Варганов Г.П.

Claims (2)

1. Реле, содержащее первую, вторую и третью фазные клеммы для подключения контролируемого трехфазного напряжения, соединенные с соответствующими первым, вторым и третьим входными выводами фильтра обратной последовательности, к первому и второму выходным выводам которого подключена первичная обмотка промежуточного трансформатора, вторичная обмотка которого через фильтр верхних частот подключена ко входу узла сравнения, выход которого подключен ко входу исполнительного органа, при этом узел сравнения содержит первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходным выводом фильтра верхних частот, а инвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с общим выводом последовательно соединенных шестого и седьмого резисторов, образующих первый делитель напряжения, соответствующие крайние выводы которого соединены с общей клеммой и с положительным выводом двуполярного источника питания, соответственно выход первого операционного усилителя через времязадающую цепь соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, охваченного положительной обратной связью, неинвертирующий вход которого соединен с общим выводом одиннадцатого и двенадцатого резисторов, образующих второй делитель напряжения, первый и второй крайние выводы которого соединены с положительным и отрицательным выводами двуполярного источника напряжения, соответственно выход второго операционного усилителя соединен через четырнадцатый резистор с входом исполнительного органа из транзистора, база которого является входом исполнительного органа, эмиттер транзистора через четвертый диод соединен с отрицательным выводом двуполярного источника питания, переход эмиттер-база транзистора зашунтирован пятнадцатым резистором, коллектор транзистора через управляющую обмотку реле, зашунтированную в обратном направлении третьим диодом, соединен с положительным выводом источника оперативного постоянного тока, отличающееся тем, что фильтр обратной последовательности содержит последовательно соединенные первый конденсатор, первый резистор, второй конденсатор и второй резистор, при этом свободный вывод первого конденсатора, общий вывод первого резистора и второго конденсатора и свободный вывод второго резистора образуют соответственно первый, второй и третий входные выводы фильтра обратной последовательности, а общие выводы первых конденсатора и резистора и вторых конденсатора и резистора являются первым и вторым соответственно выходными выводами фильтра обратной последовательности, двуполярный источник питания содержит последовательно соединенные первый и второй стабилитроны, зашунтированные пятым и шестым конденсаторами соответственно, общая точка анода первого и катода второго стабилитронов соединена с общей клеммой, при этом катод первого стабилитрона является положительным выводом двуполярного источника питания и соединен через шестнадцатый резистор с положительным выводом источника оперативного постоянного тока, а анод второго стабилитрона является отрицательным выводом двуполярного источника питания и через последовательно соединенные семнадцатый резистор, пятый диод и восемнадцатый резистор соединен с отрицательным выводом источника оперативного постоянного тока, управляющая обмотка реле предназначена для управления замыкающим и размыкающим контактами реле, вторичная обмотка промежуточного трансформатора зашунтирована третьим резистором, между инвертирующим и неинвертирующим входами первого оперативного усилителя включен двухсторонний стабилитрон.

2. Реле по п.1, отличающееся тем, что между положительным выводом источника оперативного постоянного тока и катодом пятого диода включен седьмой конденсатор, являющийся электролитическим.