Полупроводниковое реле постоянного тока с регулируемым коэффициентом возврата Советский патент 1984 года по МПК H01H47/00 

Изобретение относится к автоматике и может 6ь.ть использовано в различных системах автоматического регулирования и управления, в частности в системах электроснабжения при регулировании мощности двухтрансформаторных подстанций для автоматического отключения ненагруженных аппаратов (трансформаторов или генераторов) и автоматическом включении резервных аппаратов при возрастании тока нагрузки.

Известно полупроводниковое реле постоянного тока, содержащее дифференциальный усилитель постоянного тока на транзисторах, к одному из входов которого подключен резисторный делитель напряжения, а к другому - источник опорного напряжения, кроме того, к коллектору каждого транзистора дифференциального усилителя подключены одноименные электроды полупроводниковых стабилитронов, другие электроды которых объединены и соединены с управляющим электродом тиристора, катод которого соединен с общей шиной, а анод - с обмоткой исполнительного реле, другой конец которой подсоединен к положительному полюсу источника питания.

Данное реле постоянного тока предназначено для контроля верхнего и нижнего пределов напряжения и позволяет регулировать в некоторых пределах коэффициент возврата .

Однако это реле не позволяет регулировать раздельно ток включения и ток отключения. Действительно, .при изменении одного из сопротивлений сбалансированного моста изменяется чувствительность реле, а коэффициент возврата практически остается неизменным, так как установка тока включения влечет за собой изменение тока отключения реле.

Все это не позволяет использо вать данное реле в системах автоматического регулирования мощности двухтрансформаторных подстанций.

Наиболее близким к предлагаемому по общности структурных признаков является реле токовой защиты РТЗ-50 (серийно выпускаемое), содержащее входное устройство, блок питания, усилитель постоянного тока на транзисторах, исполнительный орган и регулировочный резистор, служащий для установки тока срабатывания 2 .

Реле РТЗ-50 предназначено для защиты от замыкания на землю и не по зволяет регулировать ток отпускания, т.е. коэффициент возврата реле не изменяется. Это не позволяет использовать известное реле для автоматического поддержания оптимальной нагрузки системыэлектроснабжения.

в настоящее время для поддержания оптимальной нагрузки системы электроснабжения создаются сложные стуйенчатые схемы с множеством реле, так как коэффициент возврата извест5 ных реле лежит в пределах 0,8тО,9.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в полупроводниковое реле 0 постоянного тока, содержащее входной узел, двухкаскадный транзисторный усилитель постоянного тока, исполнительный орган, выводы для подключения источника питания, причем пер5 вый выход входного узла соединен с первым выводом для подключения источника питания, второй выход входного узла соединен с входом усилителя, постоянного тока, коллектор выQ ходного транзистора которого через исполнительный орган соединен с вторым выводом для подключения источника питания, коллектор входного транзистора усилителя постоянного тока 5 через резистор соединен с третьим выводом для подключения источника питания, эмиттеры транзисторов усилителя постоянного тока соединены с первым выводом для подключения источл ;ника питания, введен коммутатор на ДВУХ транзисторах двух постоянных и двух переменных резисторах, причем база первого транзистора коммутатора соединена с колс, лектором выходного транзистора усилителя постоянного тока, база второго транзистора коммутатора подключена к коллектору входного транзистора усилителя постоянного тока, кол. лектор каждого транзистора коммута .тора через постоянный резистор соединен с третьим выводом для подключения источника питания, а эмиттер каждого транзистора ком1 1утатора через переменный резистор соединен с 5 вторым выхбдом входного узла.

На фиг.1 дана схема предлагаемого реле, на фиг.2 - схема автоматического регулирования мощности двух- трансформаторных подстанций. 0 Реле содержит входной узел 1, состоящий из трансформатора тока и выпрямителя с емкостным фильтром, блок 2 питания, коммутатор 3, содержащий транзисторы 4 и 5 и резисторы 6-11; 5 усилитель 12 постоянного тока, содержащий резисторы 13 - 15, транзисторы 16 и 17,.конденсатор 18 и стабили .трон 19, исполнительный орган 20.

Входное устройство 1 через выпря0 -митель и емкостный фильтр подключено к переходу база-эмиттер транзистора 16, в цепь коллектора которого включена база транзистора 17, а в цепь коллектора .транзистора 17 - исполнительный орган 20. Для более

срабатывания исполнительного органа в-цепь эмиттера транзистора 17 включен стабилитрон 19. База транэисто ра 16 подключена к отрицательному полюсуисточника питания через сопротивление 15 и транзисторы коммутатора 4 и 5. В цепь эмиттеров транзисторов коммутатора 4 и 5 включены регулировочные резисторы 7 и 9. Указанные элементы подключены к блоку 2 питания.

Реле работает следующим образом,

В исходном состоянии при отсутствии сигнала на входе транзисторы 4 и 16 открыты, а транзисторы 5 и 17 закрыты, исполнительный орган 20 отключен. Чувствительность (ток включения) регулируется резистором 7, Резистор 9 в этом случае не оказывает влияния на схему, так как он отделен от источника закрытым транзистором 5.

При повышении тока нагрузки выше установленного значения к базе транзистора. 16 прикладывается положительный потенциал и закрывает его. Транзисторы 5 и 17 открываются, исполнительный орган 20 включается и транзистор 4 закрывается. Теперь ток исполнительного органа 20 зависит только от величины резистора 9 так как резистор 7 отключен закрытым транзистором 4 и может регулироваться в широких пределах.

Чтобы схема не реагировала на кратковременные скачки тока, в схеме предусмотрен конденсатор 18, от . величины которого зависит выдержка .времени на включение исполнительного органа, 20.

При уменьшении величины контролируемого тока меньше заданного значе:ния происходит включение транзисторов 4 и 16. При этом транзисторы 5 и 17 закрываются и исполнительный . орган 20 отключается. .

Таким образом, минимальный контролируемый ток, при котором происходит отключение исполнительного органа 20, задается с помощью резистора 9, а максимальный контролируемый ток при котором срабатывает исполнительный оргай 20, задается резистором 7.

Указанное реле для регулирования мощности двухтрансформаторных подстанций (фиг.2) используется следующим образом.

Схема содержит распределительное устройство 21, от которого через выключатели 22 и 23 запитаны трансформаторы 24 и 25 трансформаторной подстанции 26. Секционный автомат 27 включен. На питающей станции 21 через трансформаторы 28 и, 29 тока включено предлагаемое реле 30 тока, исполнительные контакты которого через ключ 31 выбора работающего трансфор матора включены в цепь катушек включения и отключения выключателей 22

И 23.

Схема работает следукадим образом.

Дается.нагрузка более 105% на один трансформатор, выключатели 22 и 23 включены, в работе находятся оба трансформатора. При снижении нагрузки до 100% на трансформатор отпадает реле 30 тока и отключает один из выключателей 22 или 23. Отключившийся выключатель своими контакталш отключает один из автоматов 32 или 33. Таким образом трансформатор отключается, а оставшийся в работе принимает на себя всю нагрузку.

При повышении нагрузки свыше 105% номинальной включается реле 30, выключатель 22 или 23, а затем автомат 32 или 33. В работе находятся оба трансформатора.

По сравнению с известным предлагаемое реле позволяет раздельно задавать ток срабатывания и отпускания исполнительного реле. При этом срабатывание и отпускание исполнительного реле происходит при изменении тока нагрузки в системах электроснабжения в пределах 0,1-1,4 от.нормального тока.

Предлагаемое устройство может быт использовано в системах электроснабжения для автоматического отключения недостаточно нагруженных трансформаторов или генераторов, и автоматического включения резервных аппаратов при возрастании тока нагрузки.

Использование изобретения в указаных системах позволит сэкономить значительное количество электроэнергии за счет исключения потерь э эктроэнергии в недогруженном трансфор)1аторе (.потерь на намагничивание или дотерь холостого хода, или нагрузочКых потерь).;

ПОЛУПРОВОДНИКОВОЕ РЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА С РЕГУЛИРУЕМЫМ КОЭФФИЦИЕ НТОМ ВОЗ ВРАТА, содержащее входной.узел, двухкаскадный транзисторный усилитель постоянного тока, исполнительный орган, выводы для подключения источника питания, причем Первый выход входного узла соединен с первым выводом для подключения источника питания, второй выход входного узла соединен с входом усилите.ля постоянного тока, коллектор выходного транзистора которого через исполнительный орган соединен с вторым выводом для подключения источника питания, коллектор входного транзисb fcte,.;.jrh;.A. тора усилителя постоянного тока через резистор соединен с третьим выводом для подключения источника питания, эмиттеры транзисторов усилителя постоянного тока соединены с первым выводом для подключения источника питания, отличаюцеес я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей, в него введен коммутатор на двух транзисторах, двух постоянных и двух переменных резисторах, причем база первого транзистора коммутатора соединена с коллектором выходного транзистора усилителя постоянного тока, база второго транзистора коммутатора подключена к коллектору входного g транзистора усилителя постоянного тока, коллектор каждого транзистора ГЛ коммутатора через постоянный резистор соединен с третьим выводом для подключения источника питания, а эмиттер каждого транзистора комму- 2 татора через переменный резистор со-.. единен с вторым выходом входного ;узла.