Принцип действия реле напряжения ОП РНФ-1М

На рисунках 2 и 3 приведены векторные диаграммы ФНОП, поясняющие работу реле РНФ-1М.

При поступлении на вход фильтра симметричных напряжений ПП U_1ав и U_1вс по плечам фильтра протекают токи   и  (рисунки 1 и 2). В силу активно-емкостного характера сопротивлений плеч фильтра каждый из этих токов опережает соответствующее напряжение (U_1ав и U_1вс) на угол, определяемый величинами сопротивлений R1, Х_с1 и R2, Х_с2.

Напряжение между точками а и в фильтра (рисунок 1) равно U_ав, между точками в и с - U_вс, между точками с и а - U_са.

Ток  опережает напряжение U_1ав на 30º. Ток  опережает напряжение U_1вс на 60º (рисунок 2).

Токи   и , протекая по элементам фильтра С1 и R2 создают на них падения напряжения U_1С1 и U_1R2  .

    ;                            (1.1)

Поскольку приложенные к фильтру напряжения U_1ав и U_1вс равны между собой по модулю, а также равны полные сопротивления первого и второго плеч фильтра, то равны между собой (по модулю) и токи   и .

Напряжения U_1R2 и U_1С1 равны по модулю, а их векторы коллинеарны. Из векторной диаграммы (рисунок 2) следует, что оба эти напряжения равны по модулю половине линейного напряжения ПП, то есть

              .                                       (1.2)

Их геометрическая сумма уравновешивается линейным напряжением U_1са, то есть

              U_1R2 + U_1С1 = -U_1са.                                                 (1.3)

Это означает, что при воздействии на реле линейных напряжений ПП между точками m и n отсутствует разность потенциалов (точки m и n равнопотенциальны). Следовательно, при поступлении на вход ФНОП напряжений ПП выходное напряжение фильтра равно нулю.

Рассмотрим векторно-топографическую диаграмму ненагруженного ФНОП при подаче на его вход симметричных напряжений ОП.

Токи в плечах фильтра   и   опережают соответствующие линейные напряжения U_2ав и U_2вс на  те же 30º и 60º. Точки m и n на векторно-топографической диаграмме оказываются разнесенными, что указывает на наличие между ними разности потенциалов. Из векторной диаграммы следует, что

              .      (1.4)

Нагрузкой фильтра является обмотка W_р  исполнительного реле. Значение тока через нагрузку определяется величиной ЭДС ненагруженного фильтра, внутренним сопротивлением фильтра Z_ф,н и полным сопротивлением нагрузки.

Внутреннее сопротивление ФНОП – это сопротивление между выходными зажимами фильтра (9, 12 или точки m, n)при закороченных входных зажимах 2, 4, 6 и определяется выражением

              .                          (1.5)

При этом схема ФНОП имеет вид

	Рисунок 4. Эквивалентная схема ФНОП реле РНФ-1М

При включении обмотки реле РН-50 в диагональ моста по ней проходит ток нагрузки, определяемый выражением

                       .                 (1.6)

Здесь Z_нагр – полное сопротивление обмотки исполнительного реле; приводится в паспорте реле. С некоторым приближением его можно принять равным сопротивлению обмотки W_р постоянному току, то есть Z_нагр=R_Wр.

Если пренебречь сопротивлениями диодов моста, то напряжение срабатывания ОП ( ) можно определить по приближенной формуле

                                              (1.7)

Известно, что для наиболее эффективной отдачи мощности фильтром напряжений ОП реле (РН-50) необходимо соблюсти условие Z_ф,н= Z_нагр

Следовательно, зная Z_нагр (по паспорту реле или с помощью непосредственного замера R_Wр) и задавшись значением емкости С1, можно, используя выражение (1.5), определить значение емкости С2. Зная значения емкостей С1 и С2, можно, определить и подобрать сопротивления резисторов R1 и R2.