RU24318U1 - Реле - Google Patents

Description

21айШШ

..ifflptplM YlK Н 01 Н 47/18

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в качестве реле максимального напряжения обратной последовательности с питанием от входной воздействующей величины в схемах защиты на переменном оперативном токе от несимметричных коротких замыканий.

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 устройства являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не обеспечивает реакцию реле на максимальные напряжения обратной последовательности в схемах защиты от несимметричных коротких замыканий.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является реле, содержащее первую, вторую и третью фазные клеммы для подключения контролируемого трехфазного напряжения, соединенные с соответствующими первым, вторым и третьим входными Реле, содержащее 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, инвертирующий вход которого соединен с выходным выводом фильтра верхних частот, а неинвертирующий вход первого операционного усилителя соединен с общим выводом

РЕЛЕ

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, защунтированную в обратном направлении третьим диодом, соединен с положительным выводом источника оперативного постоянного тока.

Недостатком наиболее близкого технического рещения являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не обеспечивает реакцию реле на максимальные напряжения обратной последовательности с питанием от входной воздействующей величины в схемах защиты на переменном оперативном токе от несимметричных коротких замыканий.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы реле максимального напряжения с питанием от входной воздействующей величины с реакцией на напряжение обратной последовательности при возникновении несимметричных коротких замыканий.

Этот технический результат достигается тем, что в реле, содержащем первую, вторую и третью фазные клеммы для подключения контролируемого трехфазного напряжения, соединенные с соответствующими первым, вторым и третьим входными Реле, содержащее 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, инвертирующий вход которого соединен с выходным выводом фильтра верхних частот, а неинвертирующий 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 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, источник оперативного постоянного тока содержит трехфазный выпрямительный мост, входные выводы которого подключены к соответствующим первой, второй и третьей фазным клеммам, а его положительный и отрицательный выводы являются положительным и отрицательным выводами, соответственно, источника оперативного постоянного тока, двуполярный источник питания содержит последовательно соединенные первый и второй стабилитроны, защунтированные пятым и шестык}: 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 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 и пятый диод соединен с отрицательным выводом источника оперативного постоянного тока, управляющая обмотка реле предназначена для управления замыкающим и размыкающим контактами реле.

Кроме того, 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 6-22 , 51 с первого по восемнадцатый, соответственно, транзистор 23, конденсаторы 24-30 с первого по седьмой соответственно, диоды 31-34, 32-35, 38-44 с первого по одиннадцатый соответственно, двусторонний стабилитрон 31, первый 36 и второй 37 стабилитроны, общую заземленную клемму 45, обмотку 46 с замыкающими 47-1 и размыкающими 47-2 контактами, первая клемма которой соединена с коллектором транзистора 23, первый 48 и второй 49 операционные усилители, промежуточный трансформатор 50 с первичной 50-1 и вторичной 50-2 обмотками, при этом, первая клемма первого конденсатора 24 соединена с первой фазной клеммой 1, а вторая соединена с первой клеммой первичной обмотки 50-1 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 вторичной обмотки 50-1 промежуточного трансформатора и с первой клеммой второго резистора 7, вторая клемма которого соединена с третьей фазной клеммой 3, первая клемма вторичной обмотки 50-2 промежуточного трансформатора 50 соединена с первыми клеммами третьего резистора 8, вторая клемма которого соединена со второй клеммой вторичной обмотки 50-2 промежуточного трансформатора 50 и с общей клеммой 45, и с первой клеммой четвертого резистора 9, вторая клемма которого соединена с первой клеммой конденсатора 26, вторая клемма которого соединена с общей клеммой 45, вторая клемма резистора 9 соединена с первой клеммой пятого резистора 10, вторая клемма которого соединена с первой клеммой

Д.( У Г

двустороннего стабилитрона 31 и с инвертирующим входом операционного усилителя 48, неинвертирующий вход которого соединен со второй клеммой двустороннего стабилитрона 31 и второй клеммой резистора 11, нервая клемма которого соединена со второй клеммой резистора 13. Вторая клемма резистора 11 соединена с первой клеммой резистора 12, вторая клемма которого соединена с общей клеммой 45. Вторая клемма семнадцатого резистора 22 соединена с первой клеммой пятнадцатого резистора 20, с анодом второго стабилитрона 37, с катодом четвертого диода 35 и с первой клеммой шестого конденсатора 29, вторая клемма которого соединена со второй клеммой пятого конденсатора 28, с анодом первого стабилитрона 36, с катодом второго стабилитрона 37 и с общей клеммой 45, выход операционного усилителя 48 соединен с первыми клеммами резистора 14 и резистора 15, вторая клемма которого соединена с катодом второго диода 33, анод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 49, со второй клеммой резистора 14, с первой клеммой конденсатора 27 и с анодом первого диода 32, катод которого соединен со второй клеммой четвертого конденсатора 27 и с общей клеммой 45. Вторая клемма одиннадцатого резистора 16 соединена с не инвертирующим входом второго операционного усилителя 49, со второй клеммой двенадцатого резистора 17 и с первой клеммой тринадцатого резистора 18, вторая клемма которого соединена с выходом второго операционного усилителя 49 и с первой клеммой четырнадцатого резистора 19, вторая клемма которого соединена со второй клеммой пятнадцатого резистора 20 и с базой транзистора 23, эмиттер которого соединен с анодом четвертого диода 35, а коллектор - соединен с анодом третьего диода 34, катод которого соединен со вторыми клеммами щестнадцатого резистора 21 и обмотки 46, управляющей замыкающими 47-1 и размыкающими 47-2 контактами, с первой клеммой седьмого конденсатора 30, с первой клеммой 4 напряжения питания и с катодами щестого 39, восьмого 41 и десятого 43 диодов, вторая клемма седьмого конденсатора 30 соединена с катодом пятого диода 38, анод которого через

семнадцатый резистор 22 соединен с первой клеммой шестого конденсатора 29. Второй клемма 5 напряжения питания соединена с анодами седьмого 41, девятого 42 и одиннадцатого 44 диодов, катоды которых соединены, соответственно, с анодами шестого 39, восьмого 41 и десятого 43 диодов и с первой 1, второй 2 и третьей 3 фазными клеммами. Вторая клемма восьмого резистора 13 соединена с первой клеммой резистора 16, с первой клеммой резистора 21, с катодом стабилитрона 36 и с первой клеммой пятого конденсатора 28, вторая клемма которого соединена с общей клеммой 45. Вторая клемма 5 напряжения соединена с катодом диода 38 через восемнадцатый резистор 51. Резисторы 9, 10, конденсатор 3 - формируют фильтр верхних частот. Двуполярный источник напряжения выполнен на первом и втором стабилитронах 36 и 37, конденсаторах 28, 29 и резисторе 21.

Все элементы принципиальной схемы реле являются стандартными элементами электротехники.

Работает реле следующим образом.

Реле содержит несколько основных узлов.

Шестнадцатый 21, семнадцатый 22 и восемнадцатый 51 резисторы, первый и второй стабилитроны 36 и 37, пятый 28, шестой 29 и седьмой 30 конденсаторы, пятый диод 38 и диоды 39-44, соединенные по схеме трехфазного выпрямительного моста, образуют блок питания реле.

Узел сравнения образуют первый 48 и второй 49 операционные усилители, включенные по схеме двухпорогового компаратора, времязадающая цепь из девятого 14 и десятого 15 резисторов, первого 32 и второго 33 диодов, и четвертого конденсатора 27 и два делителя напряжения, первый из которых, образованный шестым 11, седьмым 12 и восьмым 13 резисторами, задает порог срабатывания первому операционному усилителю 48, а второй, образованный одиннадцатым 16 и двенадцатым 17 резисторами) задает порог срабатывания второму операционному усилителю 49.

Ш 7

Исполнительный орган содержит транзистор 23 и обмотку 46, управляющую замыкающими 47-1 и размыкающими 47-2 контактами, параллельно которой включен третий диод 34 для защиты транзистора 23 от возможных перенапряжений, вызванных коммутацией обмотки 46.

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

Питание реле осуществляется от входного воздействующего сигнала, который выпрямляется и стабилизируется с помощью блока питания реле, образованного шестнадцатым 21 и семнадцатым 22 и восемнадцатым 53 резисторами, первым и вторым стабилитронами 36 и 37, в качестве которых могут быть использованы стабилитроны, пятым 28, шестым 29 и седьмым 30 конденсаторами и диодами 39-44, которые включены по схеме трехфазного мостового выпрямителя. Седьмой конденсатор 30 является накопительным.

В нормальном режиме, когда к реле подведена симметричная система напряжения на первичной обмотке 50-1 наблюдается малое по величине напряжение дисбаланса. На выходе первого операционного усилителя 48 удерживается напряжение высокого уровня, равное напряжению его положительного насыщения, а на выходе второго операционного усилителя 49 - напряжение низкого уровня. Транзистор 23 будет заперт.

При появлении на входе реле асимметрии, на выходе фильтра обратной последовательности, образованной первым 24 и вторым 25 конденсаторами и первым 6 и вторым 7 резисторами, выделяется напряжение обратной последовательности. Если величина этого напряжения достигает порога срабатывания узла сравнения, образованного первым 48 и вторым 49 операционными усилителями, времязадающей цепью из девятого 14 и десятого 15 резисторов, диодов 32 и 33 и четвертого конденсатора 27 и делителей напряжения из шестого 11, седьмого 12 и восьмого 13 резисторов, то на выходе первого операционного усилителя 48 появляются отрицательные импульсы, равные по амплитуде отрицательному напряжению насыщения. Потенциал четвертого конденсатора 27 достигает

u),

порога срабатывания второго операционного усилителя 49, на выходе которого формируется напряжение с уровнем логической единицы, вследствие чего транзистор 23 насыщается и обмотка 47 с замкнутыми 47-1 и разомкнутыми 47-2 контактами срабатывает.

Таким образом, благодаря введению дополнительных элементов и связей между ними обеспечивается реакция реле на максимальные напряжения обратной последовательности с питанием от входной воздействующей величины в схемах защиты на переменном оперативном токе от несимметричных коротких замыканий.

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:T%,G-jfee(J Розенблюм Р.З.

Claims (3)

1. Реле, содержащее первую, вторую и третью фазные клеммы для подключения контролируемого трехфазного напряжения, соединенные с соответствующими первыми, вторым и третьими 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, инвертирующий вход которого соединен с выходным выводом фильтра верхних частот, а неинвертирующий 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 вывод 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, источник оперативного постоянного тока содержит трехфазный выпрямительный мост, входные выводы которого подключены к соответствующим первой, второй и третьей фазным клеммам, а его положительный и отрицательный выводы являются положительным и отрицательным выводами соответственно источника оперативного постоянного тока, 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 и пятый диод соединен с отрицательным выводом источника оперативного постоянного тока, управляющая обмотка реле предназначена для управления замыкающими и размыкающими контактами реле.

2. Реле по п.1, отличающееся тем, что между инвертирующим и неинвертирующим входами первого операционного усилителя включен двухсторонний стабилитрон.

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