РЕЛЕ ТОКА

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к реле электрическим и может применяться в электрических схемах релейной защиты и противоаварийной автоматики.
Известно реле тока РТ-40, применяемое в устройствах релейной защиты и противоаварийной автоматики («Реле защиты». - М.: Энергия, 1976, С.97). Реле выполнено на электромагнитном принципе.
Недостатками известного устройства являются: вибрация подвижной системы и обусловленные ею нестабильность уставки тока срабатывания и небольшой срок службы в результате механического износа подвижных частей реле.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели, принятым за прототип, является реле тока серии РСТ-40 В (ЗАО «ИПФ «Реон-Техно», Каталог 2008). Функциональная схема реле РСТ-40 В представлена на фиг.1. Реле содержит входной трансформатор 1, диодный мост 2, блок питания 3, балластный резистор 4, электронный преобразователь 5, реагирующий орган 6, выходной орган 7 и элемент выдержки времени 9.
Стабилизированное напряжение для питания элементов схемы реле формируется блоком питания 3 из тока вторичной обмотки входного трансформатора 1, выпрямленного диодным мостом 2. Стабильное питание минимальной уставки диапазона регулирования уставок по току.
На балластном резисторе 4 формируется напряжение, пропорциональное току, протекающему по первичной обмотке входного трансформатора 1. Электронный преобразователь 5 преобразует напряжение на балластном резисторе 4 в сигнал, смещенный из области недопустимых синфазных, в область рабочих сигналов реагирующего органа 6. Реагирующий орган 6 запускает элемент выдержки времени 9, если входной ток превышает уставку
срабатывания. Элемент выдержки времени 9 обеспечивает формирование не зависящей от входного тока задержки на включение выходного органа 7.
Недостатком прототипа является значительная погрешность по току срабатывания при уставках, существенно превышающих номинальный ток реле. Эта погрешность обусловлена наличием следующих противоречивых требований к параметрам входного трансформатора 1, который должен обеспечивать качественное функционирование реле во всем диапазоне уставок при отношении токов максимальной и минимальной уставок, равном 2:
- с одной стороны, напряжение вторичной обмотки входного трансформатора 1 должно достигать уровня, необходимого для стабильного питания элементов схемы реле, уже при значении входного тока, равного 30...40% относительно минимальной уставки диапазона регулирования уставок по току; это обуславливает выбор работы трансформатора в режиме, близком к режиму холостого хода;
- с другой стороны, ток вторичной обмотки должен быть пропорционален току его первичной обмотки во всем диапазоне значений входного тока вплоть до 100% максимальной уставки диапазона регулирования уставок по току, для чего необходимо, чтобы трансформатор работал в режиме короткого замыкания, при минимальном напряжении на его вторичной обмотке.
Для обеспечения работоспособности реле тока параметры входного трансформатора 1 приходится выбирать по первому условию, что вызывает неизбежное несоблюдение второго условия, т.е. непропорциональность тока вторичной обмотки трансформатора току его первичной обмотки, резко возрастающую при больших кратностях уставки относительно номинального тока реле, когда железо сердечника трансформатора начинает насыщаться.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение надежности и высокой точности тока срабатывания во всем диапазоне уставок реле.
Технический результат достигается тем, что в реле тока, содержащее входной трансформатор, вторичная обмотка которого соединена с диодным мостом, выход которого соединен с входом блока питания, выходом соединенного с входами электронного преобразователя, реагирующего органа, выходного органа, балластный резистор, введен измерительный трансформатор, первичная обмотка которого последовательно соединена с первичной обмоткой входного трансформатора, а вторичная обмотка с входами электронного преобразователя через балластный резистор, причем электронный преобразователь, реагирующий орган и выходной орган последовательно соединены друг с другом.
Сущность полезной модели заключается в достижении оптимальной реализации двух функций входной системы реле:
- обеспечение работоспособности реле без использования внешнего оперативного питания, начиная с токов, меньших тока минимальной уставки;
- обеспечение пропорциональности падения напряжения на балластном резисторе, воспринимаемого реагирующим органом, входному току реле во всем диапазоне уставок тока срабатывания.
Функциональная схема заявляемого реле тока приведена на фиг.2.,
где приняты следующие обозначения:
1 - входной трансформатор,
2 - диодный мост,
3 - блок питания,
4 - балластный резистор,
5 - электронный преобразователь,
6 - реагирующий орган,
7 - выходной орган,
8 - измерительный трансформатор.
Реле тока содержит входной трансформатор 1, диодный мост 2, блок питания 3, балластный резистор 4, электронный преобразователь 5, реагирующий орган 6 и выходной орган 7, измерительный трансформатор 8.
Напряжение вторичной обмотки входного трансформатора 1, выпрямленное мостом 2, поступает на вход блока питания 3, который формирует стабилизированное напряжение для питания функциональных блоков 5, 6 и 7. Ток вторичной обмотки измерительного трансформатора 8, пропорциональный току его первичной обмотки, протекая по балластному резистору 4, создает падение напряжения на нем, пропорциональное току первичной обмотки трансформатора 8. Электронный преобразователь 5 преобразует это падение напряжения в сигнал, смещенный из области недопустимых синфазных сигналов, в область рабочих сигналов реагирующего органа 6.
При превышении током первичной обмотки трансформатора 8 значения тока уставки реле, реагирующий орган 6 дает команду на срабатывание выходного органа 7.
Предварительные испытания заявленного реле подтвердили его преимущества перед известными реле тока без внешнего оперативного питания:
- стабильность и высокую точность уставки тока срабатывания во всем диапазоне уставок,
- безотказность работы реле.