Реле импульсов тока Советский патент 1987 года по МПК H01H83/20 

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам управления переменного тока, полупро- водниковьм реле импульсов тока.и, в частности, может быть использовано в системах управления и контроля трехфазных сетей наружного освещения с каскадным включением, где информация передается по сетям наружного освещений с помощью импульсов тока, формируемых в сети, и принимается с помощью реле импульсов тока.

Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости.

На фиг. 1 изображена схема реле импульсов тока, контролирующего только наличие импульсов тока в сети, применяющегося в системах управления и контроля трахфазньк сетей наружно- го освещения с каскадным включением, где передача информации осуществляется однополярными импульсамиJ па фиг.

2- схема реле импуль.сов тока, контролирующего не только наличие импуль I.

сов тока в сети, но и их полярность,

применяющегося в системах управления и контроля трехфазных сетей наружного освещения с каскадным включением, где передача информации осу- ществляется разнополярными импульсами; на фиг. 3 - пример конкретного выполнения схем исполнительного органа.

Реле импульсов тока (фиг. 1) со- держит три трансформатора 1, 2 и 3, первичные обмотки которых включены в фазы А, В и С осветительной сети, а к их вторичным обмоткам подключены резисторы 4, 5 и 6, причем вторич-, ные обмотки трансформаторов 1, 2 и

3тока соединены согласно и последо- .вательно, а концы цепи, образованной

из последовательно соединенных вториных обмоток трансформаторов 1, 2 и 3 тока, подключены к. входам диодного выпрямительного моста, образованного диодами 7-10, диагональ которого подключена к входам исполнительного оргна 11. .Через первичные обмотки транс форматоров 1, 2 и 3 тока протекают фазные то ки нагрузки осветительной сети i, i g и i,

Отличие схемы реле импульсов тока (фиг, 2), контролирующего не только наличие импульсов тока в осветительной сети, но и их полярность, от ранее рассмотренной схемы (фиг. 1) состоит в том, что используются два

исполнительных органа 12 и 13, реагирующих соответственно на импульсы тока в сети положительной и отрицательной полярностей, причем к входам исполнительного органа 12 через диоды 7 и 9 и к входам исполнительного органа 13 через диоды 8 и 10 подключены выходы цепи, образованной из последовательно соединенных вторичных обмоток трансформаторов 1, 2 и 3 тока.

В схеме вьтолнения исполнительного органа 11-13, представленной на фиг. 3, на входе исполнительного органа установлен конденсатор 14, параллельно ему подключена цепь, образованная из последовательно соединен ных обмоток конденсатора 15 с емкостью значительно большей, чем емкость конденсатора 14, и паргшлель- но соединенных резистора 16 и компаратора 17, сравнивающего падение напряжения на резисторе 16 с опорным напряжением U ,

Работу схем реле импульсов-тока на фиг. 1 и 2 характеризуют два режима в трехфазной осветительной сети - установившийся режим, характерный для паузы между информационными импульсами тока (с длительностью паузы составляющей порядка 0,5-1,5 мин), и переходный режим, характерный для формирования в одной из фаз сети импульса синусоидального тока (длительность импульса составляет 5-10 мс для частоты сети 50 Гц), по амплитуде превышающего амплитуду установившегося тока.

Работа схем реле импульсов тока (фиг. 1 и 2) в установившемся режиме состоит в следующем.

При протекании токов i,, in и i..

ft о с в первичных обмотках трансформаторов 1, 2 и 3 тока, имеющих насыщенные магнитопроводы во всем диапазоне рабочих токов, во вторичных обмотках транформаторов 1, 2 и 3 тока также протекают токи, создающие на ре- зисторах 4-6, имеющих сопротивление R, соответствующие падения напряжения Ид, Ug и Uc, которые равны

и K,-R.i,; Ue .K,-R-i,; Uf

K,-R-ic,

где К

w.

коэффициент трансформации трансформаторов

1,2 и 3 тока равный отношению числа витков Первичной обмотки w к числу витков вторичной обмотки W., Под действием данних напряжений появляется напряжение (U) между началом вторичной обмотки трансформатора тока 1 и концом вторичной обмотки трансформатора тока 3, равное сумме падений напряжений на резисторах 4, 5 и 6:

и.

и,-ьи,и.

K Rd +ig+ic)

Это напряжение пропорционально току в нулевом проводе трехфазной осветительной сети, который равен

- Ч

Напряжение U выпрямляется с помощью двухполупериодного выпрямителя (диодов )(Фиг. 1) и двух однопо- лупериодных выпрямителей (диодов 9 и 10) (фиг. 2). Под действием выпрямленных напряжений конденсаторы .14 и 15.в исполнительных органах 11, 12 и 13 заряжаются до одинакового напряжения, равного амплитуде напряжения и. в установившемся режиме U .

от

Благодаря равенству напряжений заряда конденсаторов 14 и 15 в установившемся режиме ток через обмотку реле в исполнительном органе или через ре зистор 16 не протекает, и, как следствие, срабатывание исполнительных jOpraHOB 11, 12 и 13 и самих реле (фиг. 1 и 2) не происходит.

может

(,„ О при симметричной трехфазной нагрузке, t-.e. когда ток в нулевом проводе трехфазной сети отсутствует, и U О - при несимметрии в трехфазной нагрузке, имеющей место в установившемся режим из-за неравномерной нагрузки в фазах осветительной сети, т.е., когда протекает ток в нулевом проводе трехфазной сети.

При передаче информационного им пульса (переходный режим), например, по фазе В несимметрия в трехфазной сти резко возрастает и увеличивается

Амплитуда, напряжения (Up,) принимать значения U,

напряжение U. В результате конденсатор 14 в исполнительных органах 11, 12 и 13 заряжается со значительным увеличением напряжения по отноше510

15

0

5

30

35

0

45

0

5

нию к напряжению в установившемся режиме, а напряжение на конденсаторе 15 (имеющем значительно большую емкость, чем у конденсатора 14) за время действия информационного импульса существенно не изменяется. Под действием разности напряжений на конденсаторах 14 и 15 в исполнительных органах 11, 12 и 13 протекает ток, или через резисторы 16 в схемах исполнительных органов. Это приводит к срабатыванию компаратора 17. Сигналы срабатывания исполнительных органов 11, 12 и 13 являются одновременно сигналами срабатываний реле импульсов тока. Отпускание компараторов 17 в исполнительных органах происходит уже после окончани-я действия информационного импульса тока в сети и спада тока, протекающего через резистор 16 в схеме исполнительного органа, до величины тока отпускания.

При работе реле импульсов тока на фиг. 1 срабатывание исполнительного органа 11 происходит независимо от полярности информационного импульса тока в сети, а при работе реле импульсов тока на фиг. 2 при протекании в сети информационного импульса тока положительной полярности срабатывает исполнительный орган 12, и при протекании в сети информационного импульса тока отрицательной полярности срабатывает исполнительный орган 13.

Работа реле импульсов тока на фиг. 1 и 2 не зависит от того, в какой из фаз А, В и С формируются информационные импульсы тока, поскольку исполнительные органы 11, 12 и 13 реагируют на изменение несимметрии в трехфазной сети и, следовательно, на ток в нулевом проводе трехфазной сети. : Так при протекании в нулевом проводе установившегося тока любой амплитуды срабатываний исполнительных органов не происходит, поскольку конденсаторы 14 и 15 заряжены до одинакового напряжения. Амплитуда импульсного тока в нулевом проводе превьш1ает амплитуду тока в установившемся режиме, когда разность напряжений на конденсаторах 14 и 15 становится равной нулю.

Таким образом, предлагаемое реле импульсов тока для системы управления и контроля трехфазных сетей .наружного освещения с каскадным включением выгодно отличается от известного тем, что в нем достигается улучшение следующих эксплуатационных характеристик; срабатывание реле импульсов тока не зависит от того, по какой из фаз сети ведется передача информации импульсами ToKaj yripo- .щается монтаж и обслуживание таких реле и системы в целом; повышается помехоустойчивость реле импульсов тока благодаря исключению из его схемы трансреактора.

Формула изобретения

1. Реле импульсов тока, содержащее трансформатор тока, который имеет клеммы для включения в одну из фаз сети, и исполнительньй орган, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости путем контроля импульсов тока в нулевом проводе трехфазной сети, в него дополнительно введены два трансформатора тока, имеющие клеммы для включения в остальные фазы сети, при этом вторичные обмотки всех трех трансформаторов тока соединены между

собой согласно и последовательно, а параллельно каждой бторичной обмотке подключен резистор, концы цепи, образованной из согласно и последова- тельно соединенных вторичных обмоток, подключены через выпрямитель к входу исполнительного органа,

2.Реле по п. 1, отличаю- щ е е с я тем, что исполнительный орган выполнен состоящим из двух параллельно соединенных цепей, первая из которых содержит конденсатор, а вторая - последовательно соединенные конденсатор и компаратор, а точка соединения первой и второй цепей является входом исполнительного органа.

3.Реле поп. 1, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения контроля разнополярных импульсов тока, концы цепи, образованной из согласно и последовательно соединенных вторичных обмоток, подключены через однополупериодный диодный вьшрями- тель к входам соответствующих исполнительных органов.

Составитель К.Шилан Редактор Л.Повхан Техред М.Двдык

Заказ 5798/45 Тираж 697Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-попигра фическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фик.З

Корректор Г.Решетник

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам упф(/е. 2 равления трехфазного переменного тока. Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости. Это достигается введением в устройство двух трансформаторов тока 2 и 3, вьтрямителя с диодами 7-10, к выходу которого подключаются исполнительные органы. В случае двухполупериодного ввтрям- ления в реле импульсов тока используется один исполнительный орган, регистрирующий только наличие им- , пульсов в нулевом проводе, а в случае однополупериодного выпрямления напряжений положительной и отрицательной полярностей два исполнительных органа 12 и 13, регистрирующих не только наличие импульсов тока, в нулевом проводе, но и их полярность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л со ел О5 о со СП