RU87579U1

RU87579U1 - VOLTAGE RELAY

Info

Publication number: RU87579U1
Application number: RU2009128164/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Андреевич Коробейников; Дмитрий Игоревич Сидоров; Андрей Анатольевич Бирюков; Денис Александрович Литягин
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2009-10-10

Abstract

Реле напряжения, содержащее датчик напряжения, выпрямитель, узел сравнения, узел выхода реле, отличающееся тем, что роль датчика напряжения в нем выполняет однофазный трансформатор с вращающимся магнитным полем, концы обеих первичных обмоток которого представляют вход устройства, а сами эти обмотки расположены на тороидальном сердечнике под пространственным углом 90°, при этом в цепь с одной из них последовательно включены фазосдвигающий конденсатор и балластный резистор, вторичные обмотки однофазного трансформатора с вращающимся магнитным полем выполнены в виде целого числа симметричных трехфазных систем, которые своими выводами соединены с многофазным выпрямителем, выход которого связан с входом узла сравнения, а выход узла сравнения соединен с входом узла выхода реле.A voltage relay containing a voltage sensor, a rectifier, a comparison node, a relay output node, characterized in that the role of the voltage sensor in it is played by a single-phase transformer with a rotating magnetic field, the ends of both primary windings of which represent the input of the device, and these windings themselves are located on the toroidal core at a spatial angle of 90 °, while a phase-shifting capacitor and a ballast resistor, the secondary windings of a single-phase transformer with a rotating magne itnym field are designed as integer symmetrical three-phase systems, which are connected to their terminals with the multiphase rectifier, whose output is connected to the input of the comparison unit, and the comparing unit output is connected to the input of the relay node output.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к релейной защите и предназначена для применения в системах защиты электрических сетей.The utility model relates to electrical engineering and the electric power industry, namely to relay protection and is intended for use in electrical network protection systems.

Известно реле напряжения типа РН-53, серийно производимое ЗАО «ЧЭАЗ», Россия [B.C.Алексеев, Г.П.Варганов, Б.И.Панфилов, Р.З.Розенблюм. Реле защиты. - М.: Энергия, 1976. - 464 с.: ил. с.113-116], содержащее: Г-образный якорь с закрепленными на нем подвижными контактами; П-образный сердечник, размещающий две катушки; неподвижные контакты; выпрямительный мост; противодействующую спиральную пружину.Known voltage relay type RN-53, commercially produced by CJSC "CHEAZ", Russia [B.C. Alekseev, G.P. Varganov, B.I. Panfilov, R.Z. Rozenblum. Protection relay. - M .: Energy, 1976 .-- 464 p.: Ill. p.113-116], comprising: L-shaped anchor with movable contacts fixed to it; U-shaped core accommodating two coils; fixed contacts; rectifier bridge; counteracting coil spring.

РН-53 аналогично предлагаемой полезной модели по своему назначению, но отличается от нее по конструктивному исполнению.RN-53 is similar to the proposed utility model for its intended purpose, but differs from it in design.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является реле напряжения РСН-14 [Линт Г.Э. Серийные реле защиты, выполненные на интегральных микросхемах. - М.: Энергоатомиздат, 1990. -112 с.: ил. ISBN 5-283-01038-4, с.61-67]. Структурная схема РСН-14 представляет последовательную цепь: датчик напряжения, выпрямитель, узел сравнения, узел выхода реле.The closest technical solution, selected as a prototype, is a voltage relay RSN-14 [Lint G.E. Serial protection relays made on integrated circuits. - M.: Energoatomizdat, 1990.112 s.: Ill. ISBN 5-283-01038-4, pp. 61-67]. Block diagram of RSN-14 is a serial circuit: voltage sensor, rectifier, comparison unit, relay output node.

Недостатком этого устройства является то, что оно, вследствие конструктивных особенностей, имеет значительные пульсации в выпрямленном напряжении, отстройка от которых приводит к снижению быстродействия и точности определения контролируемого уровня напряжения.The disadvantage of this device is that, due to design features, it has significant ripple in the rectified voltage, detuning from which leads to a decrease in speed and accuracy of determining the controlled voltage level.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение пульсаций в выпрямленном сигнале и как следствие повышение быстродействия и точности определения контролируемого уровня напряжения.The technical result of the proposed utility model is to reduce ripple in the rectified signal and, as a result, increase the speed and accuracy of determining the controlled voltage level.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом реле, содержащем датчик напряжения, выпрямитель, узел сравнения, узел выхода реле, роль датчика напряжения выполняет однофазный трансформатор с вращающимся магнитным полем, концы обеих первичных обмоток которого представляют вход устройства, а сами эти обмотки расположены на тороидальном магнитопроводе под пространственным углом 90 градусов, при этом в цепь с одной из них последовательно включены фазосдвигающий конденсатор и балластный резистор, вторичные обмотки однофазного трансформатора с вращающимся магнитным полем выполнены в виде целого числа симметричных трехфазных систем, которые своими выводами соединены с многофазным выпрямителем, выход которого связан с входом узла сравнения, а выход узла сравнения соединен с входом узла выхода реле.The specified technical result is achieved by the fact that in the inventive relay comprising a voltage sensor, a rectifier, a comparison node, a relay output node, the role of the voltage sensor is performed by a single-phase transformer with a rotating magnetic field, the ends of both primary windings of which represent the input of the device, and these windings themselves are located on a toroidal magnetic circuit at a spatial angle of 90 degrees, while a phase-shifting capacitor and a ballast resistor, the secondary windings of the single-phase A phase transformer with a rotating magnetic field is made in the form of an integer number of symmetric three-phase systems, which are connected by their outputs to a multiphase rectifier, the output of which is connected to the input of the comparison node, and the output of the comparison node is connected to the input of the relay output node.

Вследствие того что контролируемое однофазное напряжение с помощью однофазного трансформатора с вращающимся магнитным полем преобразуется в многофазное напряжение и затем поступает на многофазный выпрямитель, снижается уровень пульсаций в выпрямленном сигнале, благодаря чему отпадает необходимость в проведении дополнительных мероприятий по отстройке от них и как следствие этого к упрощению схемы узла сравнения, что ведет к повышению быстродействия и точности определения контролируемого уровня напряжения.Due to the fact that the controlled single-phase voltage with the help of a single-phase transformer with a rotating magnetic field is converted into a multiphase voltage and then fed to a multiphase rectifier, the ripple level in the rectified signal is reduced, which eliminates the need for additional measures for detuning from them and, as a result, to simplify comparison node circuit, which leads to increased speed and accuracy of determining the controlled voltage level.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели позволяют достичь желаемый технический результат.Thus, the set of essential features set forth in the formula of the utility model can achieve the desired technical result.

На фигуре показана принципиальная схема заявляемого реле напряжения.The figure shows a schematic diagram of the inventive voltage relay.

Реле напряжения содержит: однофазный трансформатор с вращающимся магнитным полем 1 [подобный описанному в патенте РФ №2335027, H01F 30/14 (2006.01), H02M 5/14 (2006.01), 2007], выполняющий роль датчика напряжения и включающий в себя зажимы 2, 3, две первичные обмотки напряжения 4, 5, расположенные под пространственным углом в 90 градусов друг к другу, фазосдвигающий конденсатор 6, балластный резистор 7, вторичные обмотки 8-13, уложенные в пазах тороидального магнитопровода 14; многофазный выпрямитель 15; узел сравнения 16; узел выхода реле 17.The voltage relay contains: a single-phase transformer with a rotating magnetic field 1 [similar to that described in RF patent No. 2335027, H01F 30/14 (2006.01), H02M 5/14 (2006.01), 2007], which acts as a voltage sensor and includes terminals 2, 3, two primary voltage windings 4, 5 located at a spatial angle of 90 degrees to each other, phase-shifting capacitor 6, ballast resistor 7, secondary windings 8-13, laid in the grooves of the toroidal magnetic circuit 14; multiphase rectifier 15; comparison node 16; relay output node 17.

Реле напряжения, работает следующим образом. Однофазное переменное напряжение поступает на вход датчика напряжения 1, - зажимы 2, 3. В первичных обмотках этого датчика, образованных элементами 4-7, формируется вращающееся магнитное поле, наводящее во вторичных обмотках 8-13, закрепленных на тороидальном магнитопроводе 14, системы симметричных трехфазных напряжений, относительные фазовые сдвиги которых зависят от пространственного расположения соответствующих трехфазных систем образованных вторичными обмотками. Эти напряжения поступают на вход многофазного выпрямителя 15, откуда пропорциональный амплитуде вторичного напряжения однофазного трансформатора с вращающимся магнитным полем сигнал идет далее на вход узла сравнения 16, а затем на узел выхода реле 17.The voltage relay operates as follows. A single-phase alternating voltage is supplied to the input of the voltage sensor 1, clamps 2, 3. In the primary windings of this sensor, formed by elements 4-7, a rotating magnetic field is formed, which leads in the secondary windings 8-13, mounted on the toroidal magnetic circuit 14, of a symmetric three-phase system voltages, the relative phase shifts of which depend on the spatial location of the corresponding three-phase systems formed by the secondary windings. These voltages are fed to the input of the multiphase rectifier 15, from where the signal is proportional to the amplitude of the secondary voltage of the single-phase transformer with a rotating magnetic field and then goes to the input of the comparison unit 16, and then to the output node of the relay 17.

Использование вращающегося магнитного поля и многофазного выпрямления позволяет значительно уменьшить пульсации в выпрямленном сигнале, а также повысить быстродействие и точность работы реле.The use of a rotating magnetic field and multiphase rectification can significantly reduce ripple in the rectified signal, as well as improve the speed and accuracy of the relay.

Claims

A voltage relay containing a voltage sensor, a rectifier, a comparison node, a relay output node, characterized in that the role of the voltage sensor in it is played by a single-phase transformer with a rotating magnetic field, the ends of both primary windings of which represent the input of the device, and these windings themselves are located on the toroidal core at a spatial angle of 90 °, while a phase-shifting capacitor and a ballast resistor, the secondary windings of a single-phase transformer with a rotating magne itnym field formed in the form of an integer symmetrical three-phase systems, which are connected to their terminals with the multiphase rectifier, whose output is connected to the input of the comparison unit, and the comparing unit output is connected to the input of the relay node output.