Устройство для защиты трехфазной электроустановки от неполнофазного режима работы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕПОЛНОФАЗНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ, содержащее трехфазный выключатель, выполненный на тиристорах по схеме встречнопараллельного включения двух тиристоров в каждой фазе, датчики аварийного режима, блок управления выключателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, каждый из двух датчиков выполнен в виде U-образного ферромагнитного сердечника, охватывающего три токоведущих проводника по числу фаз из схемы встречно-параллельного включения тиристоров с одним и тем же проводящим направлением тиристоров в фазах А, В, С и геркона с замыкающим контактом, размещенного на торцах U-образного сердечника, перпендикулярно К указанным трем токоведущим проводникам, причем герконы датчиков соединены послеi довательно между собой и включены в .блок управления тиристорного выключателя. (Л О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1117767

3 (5ц Н 02 Н 7/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21-) 3437819/24-07 (22) 17.05.82 (46) 07.10.84. Бюл. № 37 (72) -А Н. Борданов (71) Ставропольский политехнический институт (53) 621.316.925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 597273, кл. Н 02 К 3/24; 1977.

2: Себекин И. С. и др. Повышение надежности электроснабжения, и автоматизация управления электроустановками нефтехимических предприятий. М., ЦНИИТЭнефтехим, /./1976, с. 35, рис. 9. 3. Авторское свидетельство СССР № 726618, кл. Н 02 Н 7/09, 1979. (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ

НЕПОЛКОФАЗНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ, содержащее трехфазный выключатель, выполненный на тиристорах по схеме встречнопараллельного включения двух тиристоров в каждой фазе, датчики аварийного режима, блок управления выключателя, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, каждый из двух датчиков выполнен в виде

U-образного ферромагнитного сердечника, охватывающего три токоведущих проводника по числу фаз из схемы встречно-параллельного включения тиристоров с одним и тем же проводящим направлением тиристоров в фазах А, В, С и геркона с замыкающим контактом, размещенного на торцах

U-образного сердечника, перпендикулярно к указанным трем токоведущим проводникам, причем герконы датчиков соединены последовательно между собой и включены в блок Ж управления тиристорного выключателя.

1117767

20

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для релейной защиты.

Известно устройство для контроля наличия напряжения в фазах, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым фазам

Выход выпрямителя подключен к аноду тиристора и через последовательно соединенный резистор и кнопку пуска — к управляющему электроду тиристора. Между нулевой точкой сети и катодом тиристора включен исполнительный орган (1).

Недостатком данного устройства является то, что оно не реагирует на неполнофазные режимы трехфазной сети при двигательном характере нагрузки. В этом случае при обрыве (или случайном отключении) одного из линейных проводов сети питания напряжение в этой фазе двигателя не исчезает, а лишь уменьшается. На обмотке электродвигателя в этом режиме, подобно обмотке трансформатора, развивается значительное напряжение, которое увеличивается, если двигатель продолжает вращаться в неполнофазном режиме за счет генерации в обмотке этой фазы дополнительной ЭДС. Следовательно, устройство функционально не обеспечивает обнаружения неполнофазного режима в случае двигательного характера нагрузки.

Известно также устройство для защиты трехфазного электродвигателя, содержащее датчики аварийного режима, выполненные на ферромагнитных сердечниках, охватывающих фазные провода (2).

Однако как при трехфазном режиме, так и при обрыве фазы намагничивающие результирующие ампервитки равны нулю и данное устройство не реагирует на неполнофазный режим.

Наиболее близким к изобретению является устройетво для защиты трехфазной нагрузки от несимметричных режимов, содержащее тиристорный выключатель, блок управления тиристорного коммутатора, датчик неполнофазного режима в виде трехфазного трансформатора, вторичная обмотка которого включена на резисторы, соединенные звез-. дой, реагирующий орган и инвертор (3).

Недостатком известного устройства является то, что оно обладает низкой чувствительностью при исчезновении напряжений одной из фаз сети и двигательном характере нагрузки. При вращающемся электродвигателе в двухфазном режиме в обмотке исчезнувшей фазы индуктируется ЭДС, величина которой зависит от скольжения, и, следовательно, устройство функционально не обеспечивает обнаружения неполнофазного режима при различной нагрузке на валу электродвигателя. Для обнаружения неполиофазного режима необходимо контролиро35

55 вать наличие не напряжения, а тока в фазных проводниках трехфазной нагрузки.

Кроме того, известное устройство обладает определенной сложностью, а трехфазный трансформатор с нагруженной вторичной обмоткой является дополнительным потребителем электрической энергии.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Для достижения поставленной цели в устройстве для защиты трехфазной электроустановки от неполнофазного режима работы, содержащем трехфазный выключатель, выполненный на тиристорах по схеме встречно-параллельного включения двух тиристоров в каждой фазе, датчики аварийного режима, блок управления выключателя, каждый из двух датчиков выполнен в виде U-образного ферромагнитного сердечника, охватывающего три токоведущих проводника по числу фаз из схемы встречно-параллельного включения тиристоров с одним и тем же проводящим направлением тиристоров в фазах А, В, С и геркона с замыкающим контактом, размещенного на торцах U-образного сердечника перпендикулярно к указанным трем токоведущим проводникам, причем герконы датчиков соединены последовательно между собой и включены в блок управления тиристорного выключателя.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства для защиты трехфазной электроустановки от неполнофазных режимов работы; на фиг. 2 — волновые диаграммы, поясняющие принцип работы устройства: а — для нормального режима, когда имеются в наличии все три фазных напряжения (следовательно, и токи в проводах фаз А, В, С); б — при отсутствии одного из фазных напряжений (например, фазы В); 1 W, I W» — ампервитки срабатывания геркона и отпускания соответственно; tq — момент времени, когда геркон размыкает свой контакт; t — момент времени, когда геркон замыкает свой контакт.

Устройство содержит два датчика 1 тока (фиг. 1 а, б), каждый из которых состоит из U-образного ферромагнитного сердечника 2 и геркона 3, размещенного на торцах

U-образного сердечника 2 перпендикулярно к трем токоведущим проводникам 4, проходящим внутри U-образного сердечника и соединенным с тиристором одного проводящего направления. Герконы токовых датчиков имеют замыкающие контакты, которые соединены последовательно между собой и включены в блок 6 управления тиристорного трехфазного коммутатора 5, подключающего трехфазную электроустановку 7.

Устройство работает следующим образом.

Блок 6 управления (фиг. 1 а) воздействует на тиристорный выключатель 5 так, что все шесть тиристоров находятся в работе н коммутируют электродвигатель 7 с сетью.

1117767

4 2

Фиг.2

/ 2

Составитель В. Орлов

Редактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 7271/40 Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Это состояние для трех тиристоров одного и того же проводящего направления фаз А, В, С показано на фиг. 2 а волновой диаграммой токов. Эта же диаграмма, но в масштабе ампервитков (W=1), будет соответствовать результирующим ампервиткам, которые пульсируют от максимума до минимума.

Подбирая магнитную систему U-образного сердечника так, чтобы минимальное значение результирующих ампервитков было больше ампервитков срабатывания (1 W, ) геркона, можно обеспечить замкнутое состояние контакта геркона 3 (фиг. 1 а, б). Таким образом, при наличии токов во всех трех фазах

А, В, С контакты герконов 3 (фиг. 1a, б) все время будут находиться в замкнутом состоянии и запрет работы блока управления

6 отсутствует.

Аварийный режим работы — исчезновение одной из фаз, например фазы В, питающего напряжения.

Как следует из волновой диаграммы (фиг. 2 б), результирующие ам перв итки пульсируют от максимума до нуля. В момент времени t< они становятся равными ампервиткам отпускания 1Щт от геркона, и последний размыкает свой контакт. Разомкну.тое состояние контакта герконов 3 (фиг. 1) находится в интервале цремени 1,— t . В первый интервал времени tq — 1а произойдет запрет работы блока 6 управления (фиг. 2 а) который, воздействуя на трехфазный тиристорный выключатель 5, вызовет запирание тиристоров, и тем самым двигатель 7 будет отключен от сети.

Положительный эффект предлагаемого устройства заключается в том, что повышает ся чувствительность защиты и одновременно упрощается схемное решение по сравнению с известным.

Устройство контролирует исчезновение одной из трех фаз трехфазной нагрузки независимо от характера последней, а также исправность рабочей структуры тиристоров в трехфазном выключателе. Контроль <исчезнувшей» фазы и состояния рабочей структуры тиристоров в выключателе достигается тем, что в качестве контролируемого параметра принято ток в фазном проводе трех. фазной электроустановки.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано на промышленных, коммунально-бытовых предприятиях, в сельскохозяйственном производстве для защиты трехфазных электродвигателей от двухфазных режимов.