RU58260U1

RU58260U1 - AC EMERGENCY RELAY

Info

Publication number: RU58260U1
Application number: RU2006120936/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Костроминов; Алексей Александрович Костроминов; Александр Михайлович Костроминов; Сергей Валентинович Ларчин; Сергей Николаевич Микушкин; Геннадий Федорович Насонов; Алексей Вячеславович Никонов; Виктор Николаевич Сусоев; Анатолий Николаевич Шабалин; Александр Анатольевич Шабалин
Original assignee: Александр Анатольевич Шабалин; Алексей Александрович Костроминов
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2006-06-13
Publication date: 2006-11-10

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может применяться в имеющих несколько вводов системах электропитания различных объектов, где требуется повышенная надежность переключения с основного источника на резервный в том случае, если на основном источнике напряжение уменьшилось ниже заданного уровня.The utility model relates to railway automation and telemechanics and can be used in multiple-input power systems of various objects where increased reliability of switching from the main source to the backup one is required if the voltage at the main source decreases below a predetermined level.

Задача полезной модели - повысить надежность аварийного реле переменного тока.The objective of the utility model is to increase the reliability of the emergency AC relay.

Поставленная задача решается тем, что в аварийном реле переменного тока, содержащем первое и второе электромагнитное реле, два переменных резистора и постоянный резистор, первый и второй диоды, причем катод второго диода подключен к аноду первого диода и к первому выходу источника питания переменного тока, анод второго диода соединен через последовательно включенные постоянный резистор, замыкающий контакт первого электромагнитного реле и обмотку второго электромагнитного реле с вторым выходом источника питания переменного тока, а катод первого диода соединен через последовательно соединенные первый и второй переменные резисторы и обмотку первого электромагнитного реле с вторым выходом источника питания переменного тока, при этом второй переменный резистор шунтирован размыкающим контактом второго электромагнитного реле, замыкающий контакт первого электромагнитного реле дополнен размыкающим контактом, которые вместе образуют контактный тройник с тыловым, общим и фронтовым контактами, при этом общий контакт тройника соединен с обмоткой второго электромагнитного реле, фронтовой контакт тройника подключен к выводу постоянного резистора, параллельно замыкающему контакту первого электромагнитного реле подключен замыкающий контакт второго электромагнитного реле, а тыловой контакт тройника соединен с вторым выводом источника питания переменного тока.The problem is solved in that in the emergency AC relay containing the first and second electromagnetic relays, two variable resistors and a constant resistor, the first and second diodes, the cathode of the second diode connected to the anode of the first diode and to the first output of the AC power source, the anode the second diode is connected through a series-connected constant resistor, making the contact of the first electromagnetic relay and the winding of the second electromagnetic relay with the second output of the AC power source, and cat One of the first diode is connected through series-connected first and second variable resistors and the winding of the first electromagnetic relay with the second output of the AC power source, while the second variable resistor is bridged by the opening contact of the second electromagnetic relay, the closing contact of the first electromagnetic relay is supplemented by the opening contact, which together form a contact tee with rear, common and front contacts, while the common contact of the tee is connected to the winding of the second electromagnetic about the relay, the front contact of the tee is connected to the output of the constant resistor, parallel to the make contact of the first electromagnetic relay, the make contact of the second electromagnetic relay is connected, and the rear contact of the tee is connected to the second output of the AC power source.

Description

Известно аварийное реле переменного тока первого поколения, используемое в железнодорожной автоматике и телемеханике с целью контроля уровня питающего напряжения и переключения нагрузки с основного источника на резервный в том случае, если на основном источнике напряжение уменьшилось ниже заданного уровня (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник; в 2 кн. Кн.1. - 3-е изд. - М.: НПФ «Планета», 2000. - с.368-377). Это устройство содержат диодный выпрямитель и реле постоянного тока в качестве контрольно-переключающего элемента. Основным недостатком аварийного реле переменного тока первого поколения является низкий нерегулируемый уровень напряжения выключения. Так, для реле типа АШ2-220, рассчитанного на питающее напряжение 220 В, напряжение включения составляет 180 В, а напряжение выключения - 75 В; для реле типа АПШ-220 в малогабаритном исполнении напряжение включения - 150 В, напряжение выключения - 40 В (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник; в 2 кн. Кн.1. - 3-е изд. - М.: НПФ «Планета», 2000. - с.375). Столь низкие напряжения выключения аварийных реле переменного тока приводят к тому, что при понижении по различным причинам питающего напряжения на основном источнике до уровня, незначительно превышающего напряжение выключения реле упомянутых выше типов, последние не переключают системы железнодорожной автоматики и телемеханики на резервный источник. Однако системы железнодорожной автоматики и телемеханики The first-generation emergency alternating current relay is known to be used in railway automation and telemechanics to control the supply voltage level and transfer the load from the main source to the backup one if the main source voltage decreases below a predetermined level (V. Soroko, V. Milyukov .A. Railway Automation and Telemechanics Equipment: Reference; in 2 books, Book 1. - 3rd ed. - M .: NPF Planeta, 2000. - p. 368-377). This device contains a diode rectifier and a DC relay as a control and switching element. The main disadvantage of the first generation AC emergency relay is its low unregulated level of shutdown voltage. So, for a relay type ASh2-220, designed for a supply voltage of 220 V, the switching voltage is 180 V, and the switching voltage is 75 V; for APSh-220 type small-sized relays, the turn-on voltage is 150 V, the turn-off voltage is 40 V (Soroko V.I., Milyukov V.A. Railway automation and telemechanics equipment: Handbook; in 2 books, Book 1. - 3 -th ed. - Moscow: NPF Planeta, 2000. - p. 375). Such low shutdown voltages of emergency AC relays lead to the fact that, for various reasons, the supply voltage at the main source is lowered to a level slightly higher than the shutdown voltage of the relays of the above types, the latter do not switch the railway automation and telemechanics systems to the backup source. However, railway automation and telemechanics systems

перестают функционировать при столь низком уровне питания (около 75 В при реле АШ2-220 и около 40 В при реле АПШ-220). На практике такие случаи служили причиной крупных аварий.cease to function at such a low power level (about 75 V with the relay ASh2-220 and about 40 V with the relay APSh-220). In practice, such cases have caused major accidents.

Известно аварийное реле переменного тока второго поколения. Это реле содержат диодный выпрямитель и реле постоянного тока в качестве контрольно-переключающего элемента с пороговым элементом в виде стабилитрона, который позволил поднять порог выключения устройства и увеличить коэффициент возврата, определяемый отношением напряжения выключения реле к напряжению его включения (Сороко В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: Справочник; в 2 кн. Кн.1. - 3-е изд. - М.: НПФ «Планета», 2000. - с.375). Например, аварийное реле переменного тока типа АСШ2-220 имеет напряжение включения 190 В, а напряжение выключения 133 В. Хотя и этот порог выключения реле нельзя признать удовлетворительным (часть систем железнодорожной автоматики и телемеханики при напряжении около 133 В прекращает функционировать), все же число опасных случаев на железных дорогах уменьшилось.A second-generation emergency AC relay is known. This relay contains a diode rectifier and a DC relay as a control and switching element with a threshold element in the form of a zener diode, which made it possible to raise the device turn-off threshold and increase the return coefficient, determined by the ratio of the relay turn-off voltage to its turn-on voltage (Soroko V.I., Milyukov VA Equipment of railway automation and telemechanics: Handbook; in 2 books, Book 1 - 3rd ed. - M: NPF Planeta, 2000. - p.375). For example, an emergency AC relay type ACSh2-220 has a turn-on voltage of 190 V and a turn-off voltage of 133 V. Although this threshold for turning off a relay cannot be considered satisfactory (some railway automation and telemechanics systems stop functioning at a voltage of about 133 V), nevertheless, the number hazardous cases on the railways decreased.

Однако в аварийном реле переменного тока второго поколения со стабилитроном в качестве задающего порог элемента, обеспечившим более высокий коэффициент возврата, содержится опасный отказ, который на практике обнаружил себя при аварии на одном из железнодорожных переездов. Причина оказалась в том, что при пробое стабилитрона порог выключения реле и, следовательно, коэффициент возврата, резко понизился (например, в приведенном случае он оказался равным 32 В), и, как следствие, переезд остался открытым для движения автотранспорта при наличии поезда на участке приближения к переезду, что привело к столкновению поезда с проезжавшим через переезд автомобилем.However, in the second-generation emergency alternating current relay with a zener diode as a threshold setting element, which provided a higher return coefficient, there is a dangerous failure, which in practice was found in an accident at one of the railway crossings. The reason was that when the zener diode was broken, the threshold for switching off the relay and, consequently, the return coefficient, dropped sharply (for example, in the above case it turned out to be 32 V), and, as a result, the level crossing was left open for traffic when there was a train on the site approaching the move, which led to the collision of the train with a car passing through the crossing.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является аварийное реле переменного тока (RU №50716, Н 01 Н 47/00, 2004). Оно содержит два электромагнитных реле постоянного тока, обмотки которых подключены к источнику переменного тока через инверсно направленные по отношению The closest technical solution to the claimed is an emergency AC relay (RU No. 50716, N 01 N 47/00, 2004). It contains two direct current electromagnetic relays, the windings of which are connected to an alternating current source through inversely directed with respect to

друг другу диоды, причем в цепи обмотки первого электромагнитного реле включены два переменных резистора, один из которых шунтирован нормально замкнутым контактом второго электромагнитного реле, а в цепи обмотки второго электромагнитного реле включены постоянный резистор и нормально разомкнутый контакт первого электромагнитного реле. Это аварийное реле переменного тока не имеет опасного отказа и, следовательно, относится к группе приборов первого класса надежности, а также обладает высоким коэффициентом возврата, причем напряжение включения и выключения может плавно регулироваться с помощью переменных резисторов. Однако, как показали тщательные экспериментальные исследования, в случае понижения напряжения на источнике питания переменного тока до стационарного состояния, равного напряжению выключения первого электромагнитного реле, на время этого стационарного состояния образуется пульс-пара из первого и второго электромагнитных реле, и они начинают работать в режиме импульсного генератора. Причина в том, что при напряжении на обмотке электромагнитного реле, равному напряжению его выключения, тяговое усилие протекающего через обмотку тока существенно уменьшает силу гравитационного возврата якоря с помощью противовеса. В результате время возврата якоря первого электромагнитного реле в исходное положение сильно увеличивается, в то время как второе электромагнитное реле, отключаемое полностью нормально разомкнутым контактом первого электромагнитного реле, замыкает свой тыловой контакт во много раз быстрее. Это значит, что при относительно малом воздушном зазоре между якорем и сердечником первого электромагнитного реле шунтирование резистора в его цепи заставляет якорь притянуться к сердечнику, замкнуть нормально разомкнутый контакт в цепи второго электромагнитного реле, которое при этом включается. Далее начинается новый цикл в работе образовавшейся пульс-пары.diodes to each other, and two variable resistors are included in the winding circuit of the first electromagnetic relay, one of which is shunted by the normally closed contact of the second electromagnetic relay, and a constant resistor and a normally open contact of the first electromagnetic relay are included in the winding circuit of the second electromagnetic relay. This emergency AC relay does not have a dangerous failure and, therefore, belongs to the group of devices of the first reliability class, and also has a high return coefficient, and the on and off voltage can be continuously regulated using variable resistors. However, as careful experimental studies have shown, in the event that the voltage on the AC power source drops to a stationary state equal to the turn-off voltage of the first electromagnetic relay, a pulse pair from the first and second electromagnetic relays forms during this stationary state, and they begin to work in the mode pulse generator. The reason is that when the voltage on the winding of the electromagnetic relay is equal to the voltage off, the traction of the current flowing through the winding significantly reduces the force of gravity return of the armature with the help of a counterweight. As a result, the time to return the armature of the first electromagnetic relay to its original position is greatly increased, while the second electromagnetic relay, which is switched off by the fully normally open contact of the first electromagnetic relay, closes its rear contact many times faster. This means that with a relatively small air gap between the armature and the core of the first electromagnetic relay, shunting the resistor in its circuit causes the armature to be pulled to the core, making a normally open contact in the circuit of the second electromagnetic relay, which turns on. Next, a new cycle begins in the work of the formed pulse pair.

Хотя в практике вероятность такого события невелика, в случае его возникновения существенно ухудшается качество электроэнергии для потребителей, возможно появление многократно повторяющихся коммутационных Although in practice the probability of such an event is small, in the event of its occurrence, the quality of electricity for consumers significantly worsens, the appearance of repeatedly repeated switching

перенапряжений, являющихся причиной повреждений элементов нагрузки у потребителей. Следовательно, наличие такого режима снижает надежность функционирования аварийного реле переменного тока.overvoltages that cause damage to load elements in consumers. Therefore, the presence of such a mode reduces the reliability of the emergency AC relay.

Поставленная задача решается тем, что в аварийном реле переменного тока, содержащем первое и второе электромагнитное реле, два переменных резистора и постоянный резистор, первый и второй диоды, причем катод второго диода подключен к аноду первого диода и к первому выходу источника питания переменного тока, анод второго диода соединен через последовательно включенные постоянный резистор, замыкающий контакт первого электромагнитного реле и обмотку второго электромагнитного реле с вторым выходом источника питания переменного тока, а катод первого диода соединен через последовательно соединенные первый и второй переменные резисторы и обмотку первого электромагнитного реле с вторым выходом источника питания переменного тока, при этом второй переменный резистор шунтирован размыкающим контактом второго электромагнитного реле, замыкающий контакт первого электромагнитного реле дополнен размыкающим контактом, которые вместе образуют контактный тройник с тыловым, общим и фронтовым контактами, при этом общий контакт тройника соединен с обмоткой второго электромагнитного реле, фронтовой контакт тройника подключен к выводу постоянного резистора, параллельно замыкающему контакту первого электромагнитного реле подключен замыкающий контакт второго электромагнитного реле, а тыловой контакт тройника соединен с вторым выводом источника питания переменного тока.The problem is solved in that in the emergency AC relay containing the first and second electromagnetic relays, two variable resistors and a constant resistor, the first and second diodes, the cathode of the second diode connected to the anode of the first diode and to the first output of the AC power source, the anode the second diode is connected through a series-connected constant resistor, making the contact of the first electromagnetic relay and the winding of the second electromagnetic relay with the second output of the AC power source, and cat One of the first diode is connected via series-connected first and second variable resistors and the winding of the first electromagnetic relay with the second output of the AC power source, while the second variable resistor is bridged by the opening contact of the second electromagnetic relay, the closing contact of the first electromagnetic relay is supplemented by the opening contact, which together form a contact tee with rear, common and front contacts, while the common contact of the tee is connected to the winding of the second electromagnetic about the relay, the front contact of the tee is connected to the output of the constant resistor, parallel to the make contact of the first electromagnetic relay, the make contact of the second electromagnetic relay is connected, and the rear contact of the tee is connected to the second output of the AC power source.

На чертеже представлена схема аварийного реле переменного тока.The drawing shows a diagram of an emergency AC relay.

Аварийное реле переменного тока 1 содержит первое 2 и второе 3 электромагнитные реле, два переменных резистора 4 и 5 и постоянный резистор 6, первый 7 и второй 8 диоды, причем катод второго диода 8 подключен к аноду первого диода 7 и к первому выходу источника питания переменного The emergency AC relay 1 contains the first 2 and second 3 electromagnetic relays, two variable resistors 4 and 5 and a constant resistor 6, the first 7 and second 8 diodes, and the cathode of the second diode 8 is connected to the anode of the first diode 7 and to the first output of the AC power source

тока 9. Анод второго диода 8 соединен через последовательно включенные постоянный резистор 6, замыкающий контакт 10 первого электромагнитного реле 2 и обмотку второго электромагнитного реле 3 с вторым выходом источника питания переменного тока 9. Катод первого диода 7 соединен через последовательно включенные первый 4 и второй 5 переменные резисторы и обмотку первого электромагнитного реле 2 с вторым выходом источника питания переменного тока 9, при этом второй переменный резистор 5 шунтирован размыкающим контактом 11 второго электромагнитного реле 3. Замыкающий контакт 10 первого электромагнитного реле 2 дополнен размыкающим контактом, которые вместе образуют контактный тройник с тыловым 12, общим 13 и фронтовым 14 контактами, при этом общий контакт 13 тройника соединен с обмоткой второго электромагнитного реле 3, фронтовой контакт 14 тройника подключен к выводу постоянного резистора 6, параллельно замыкающему контакту 10 первого электромагнитного реле 2 подключен замыкающий контакт 15 второго электромагнитного реле 3, а тыловой контакт 12 тройника соединен со вторым выводом источника питания 9.current 9. The anode of the second diode 8 is connected through a series-connected constant resistor 6, make contact 10 of the first electromagnetic relay 2 and the winding of the second electromagnetic relay 3 with the second output of the AC power source 9. The cathode of the first diode 7 is connected through the series 4 first and second 5 variable resistors and the winding of the first electromagnetic relay 2 with the second output of the AC power source 9, while the second variable resistor 5 is bridged by the opening contact 11 of the second electromagnetic th relay 3. The closing contact 10 of the first electromagnetic relay 2 is supplemented by an opening contact, which together form a contact tee with a rear 12, common 13 and front 14 contacts, while the common contact 13 of the tee is connected to the winding of the second electromagnetic relay 3, the front contact 14 of the tee is connected to the output of the constant resistor 6, parallel to the make contact 10 of the first electromagnetic relay 2, the make contact 15 of the second electromagnetic relay 3 is connected, and the rear contact 12 of the tee is connected to the second output of the source power supply 9.

Работа реле осуществляется следующим образом.The relay is as follows.

При появлении напряжения в источнике питания переменного тока 9 переменный ток поступает к диоду 7, с выхода которого через переменный резистор 4 выпрямленное напряжение подается на обмотку первого электромагнитного реле 2 через размыкающий контакт 11 второго электромагнитного реле 3. Если уровень напряжения источника питания 9 превышает настроенный переменным резистором 4 уровень включения первого электромагнитного реле 2, последнее срабатывает и замыкающим контактом 10 подключает питание к обмотке второго электромагнитного реле 3, которое является выходным элементом в схеме аварийного реле переменного тока 1.When voltage appears in the AC power source 9, the alternating current is supplied to the diode 7, from the output of which, through the variable resistor 4, the rectified voltage is supplied to the winding of the first electromagnetic relay 2 through the disconnect terminal 11 of the second electromagnetic relay 3. If the voltage level of the power supply 9 exceeds the one set by the variable resistor 4, the level of inclusion of the first electromagnetic relay 2, the latter is triggered and by make contact 10 connects power to the winding of the second electromagnetic relay 3, which nd is an output element in Scheme emergency AC relay 1.

При возникновении случая понижения напряжения на источнике питания переменного тока до стационарного состояния, равного напряжению выключения первого электромагнитного реле 2, это реле с произвольным временем выключается. При этом второе электромагнитное реле 3 выключится If there is a case of lowering the voltage at the AC power source to a stationary state equal to the turn-off voltage of the first electromagnetic relay 2, this relay turns off with an arbitrary time. In this case, the second electromagnetic relay 3 turns off

лишь в тогда, когда замкнется тыловой контакт 12, шунтирует обмотку второго электромагнитного реле 3. Такое решение предотвращает образование пульс-пары из первого 2 и второго 3 электромагнитных реле.only when the rear contact 12 closes, shunts the winding of the second electromagnetic relay 3. This solution prevents the formation of a pulse pair from the first 2 and second 3 electromagnetic relays.

Любой отказ в предлагаемой схеме аварийного реле переменного тока переводит ее в защитное состояние, исключающее изменение коэффициента возврата реле.Any failure in the proposed scheme of the emergency AC relay puts it in a protective state, eliminating the change in the relay return coefficient.

Работоспособность заявляемого устройства для контроля напряжения и защищенность его от опасных отказов проверены экспериментально.The performance of the inventive device for monitoring voltage and its protection from dangerous failures have been tested experimentally.

Claims

An emergency AC relay containing the first and second electromagnetic relays, two variable resistors and a constant resistor, the first and second diodes, the cathode of the second diode connected to the anode of the first diode and to the first output of the AC power source, the anode of the second diode connected through a series-connected constant a resistor making the contact of the first electromagnetic relay and the winding of the second electromagnetic relay with the second output of the AC power source, and the cathode of the first diode is connected through the serial the first and second variable resistors and the winding of the first electromagnetic relay are connected to the second output of the AC power source, the second variable resistor being bridged by the opening contact of the second electromagnetic relay, characterized in that the closing contact of the first electromagnetic relay is supplemented by the opening contact, which together form a contact tee with rear, common and front contacts, while the common tee contact is connected to the winding of the second electromagnetic relay, front ontact tee is connected to the DC terminal of the resistor, in parallel normally open contact of the first electromagnetic relay is connected normally open contact of the second electromagnetic relay, and a rear contact tee is connected to the second terminal of the AC power source.