Устройство для защиты трехфазной нагрузки от обрыва фазы

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ НАГРУЗКИ ОТ ОБРЫВА ФАЗЫ, содержащее датчики тока, установленные в каждой фазе сети, с выходами KOTOIM.IX связаны входы пороговых элементов , выходами подключенные к входам логического блока, связанного с исполнительным органом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения срабатывания защиты при заданном фазовом сдвиге и неправильном чередовании фаз, в не :го ввален блок регулирования порога срабатывания пороговых элементов, которые выполнены двухвходовыми и первыми входами соединены с выходами датчиков тока непосредственно, а вторыми входами подключены к выходу блока регулирования порога срабатывания , при этом логический блок выполнен на двух D-триггерах, генераторе импульсов и элементе И-НЕ, информационный вход первого D -триггера подключен к выходу порогового элемента первой фазы, вход синхронизации первого и информационный вход второго D -триггеров подключены к выходу порогового элемента второй фазы, вход синхронизации второго D -триггера подключен к выходу порогового элемента третьей фазы, входы установки нуля первого и второго D -триггеров - к выходу генератора импульсов, а выходы триггеров подключены к входам элемента И-НЕ, к выходу которого подключен исполнительный орган. :д 35 30 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COQIAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (I 9) () )) g (s ц Н 02 Н 7/08 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ т

Ч (т

1 (21) 3513945/24-07 (22) 24.11.82 (46) 15.05.85. Бюл. -Ф 18 (72) Е.Н.Тягельокий и В.Е.Фомин (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 801174, кл. Н 02 Н 7/08, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 658649, кл. Н 02 Н 7/08, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ТРЕХФАЗНОЙ НАГРУЗКИ ОТ ОБРЫВА ФАЗЫ, содериащее датчики тока, установленные в канадой фазе сети, с выходами которых связаны входы пороговых элементов, выходами подключенные к входам логического блока, связанного с исполнительным органом, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения срабатывания защиты при заданном фазовом сдвиге и неправильном чередовании фаз, в не

:го вв ихен блок регулирования порога срабатывания пороговых элементов, которые выполнены двухвходовыми и первыми входами соединены с выходами датчиков тока непосредственно, а вторыми входами подключены к выходу блока регулирования порога срабатывания, при этом логический блок выполнен на двух D-триггерах, генераторе импульсов и элементе И-НЕ, информационный вход первого D -триггера подключен к выходу порогового элемента первой фазы, вхол синхронизации первого и информационный вход второго D -триггеров подключены к выходу порогового элемента второй фазы, вход синхронизации второго D --триггера подключен к выходу порогового элемента третьей фазы, входы установки нуля первого и второго D -триггеров — к выходу генератора импульсов, а выходы триггеров подключены к входам элемента И-НЕ, к выходу которого подключен исполнительный орган.

1 11561

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты трехфазных нагрузок от неполнофазных режимов питания.

Известно устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов работы, содержащее в каждой фазе трансформаторы тока, вторичные обмотки которых через выпрямители и ключевые элемен- 10 ты подключены к одновибраторам, соединенным с инверторами. и четырехвходовый элемент ИЛИ и формирователь стробирующих импульсов, при этом каждый из входов трехвходового элемента ИЛИ подключен через инвертор к общей точке ключевого элемента и одновибратора, а выход трехвходового элемента ИЛИ через формирователь стробирующих импульсов подключен к входу четырехвходового элемента ИЛИ 1).

Недостатки этого устройства— сложность конструкции в связи с наличием одновибраторов,узкий диапазон д. рабочих частот, что является следствием применения однонибраторов с фиксированной длительностью выходных импульсов, а также отсутствие срабатывания защиты при непранильном чере" довании фаз сети

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты трехфазного асинхронного двигателя от обрыва фазы, содержащее датчики тока, установленные в каждой фазе сети, с выходами которых связаны входы пороговых элементов, выходами подключенных к входам логического блока, связанного с исполнительным органом. В этом устройстве пороговые элементы

40 соединены с выходами датчиков тока через выпрямители и сглаживающие фильтры, а логический блок выполнен на трехнходовых элементах И, ИЛИ-НЕ

43 и двухвходовом элементе ИЛИ, причем входы элементов И, ИЛИ-НЕ соединены с выходами пороговых элементов, а их выходы - с входами элемента ИПИ, к выходу которого подключен исполнительный орган $23.

Ю

Однако известйое устройство не обеспечивает защиты при заданном фазовом сдвиге и неправильном чередовании фаз сети, что сужает функциональ-53 ные возможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональнык возможностей

86 2 путем обеспечения срабатывания защиты при заданном фазовом сдвиге и неправильном чередонании фаз.

Цель достигается тем, что в устройство для защиты трехфазной нагрузки от обрыва фазы, содержащее датчики тока, установленные в каждой фазе сети, с выходами которых связаны входы пороговых элементов, выходами подключенные к входам логического блока, связанного с исполнительным органом, введен блок регулирования порога срабатывания пороговых элементов, которые выполнены днухвходоными и первыми входами соединены с выходами датчиков тока непосредственно, а вторыми входами подключены к выходу блока регулирования порога срабатывания, при этом логический блок выполнен на двух D триггерах, генераторе импульсов и элементе И-НЕ, информационный вход первого Q -триггера подключен к выходу порогового элемента первой фазы, вход синхронизации первого и информационный вход второго Q -триггеров подключены к выходу порогового элемента второй фазы, вход синхронизации второго 0 -триггера подключен к выходу порогового элемента третьей фазы, входы установки нуля первого и второго Q -триггеров — к выходу генератора импульсов, а выходы триггеров подключены к входам элемента И-НЕ, к выходу которого подключен исполнительный орган.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2— диаграмма, поясняющая работу устройства при нормальном режиме питания, на фиг.З вЂ” то же, при обрыве фазы питающей сети; на фиг.4 — то же, при неправильном чередовании фаз.

Устройство содержит датчики 1, 2 и 3 тока в цепи каждой фазы питающей сети, три двухвходоных пороговых элемента 4, S и 6 с регулируемым по+ рогом срабатывания, первые входы которых подключены к выходам датчиков тока, блок 7 регулирования порога срабатывания пороговых элементов, выход которого подключен к вторым входам пороговых элементов 4, 5 и 6, логический блок, .который выполнен на двух Q -триггерах 8 и 9, генераторе 1Q импульсов и элементе И-НЕ 11.

Информационный вход первого 0 -триг-, гера 8 подключен к выходу порогового элемента 4 первой фазы питающей се-, 11561 ти. Вход синхронизации первого

D-триггера 8 и информационный вход второго Д -триггера 9 подключены к выходу порогового элемента 5 второй фазы сети. Вход синхронизации второго D --триггера 9 подключен к выходу порогового элемента 6 третьей фазы сети. Генератор 10 импульсов подключен к входам установки нуля первого и второго D -триггеров 8 и 1р

9, а выходы этих триггеров подключены к входам элемента И-НЕ 11. к выходу которого подключен исполнительный орган, включающий резистор 12, конденсатор 13, дополнительный пороговый элемент 14 и исполнительный элемент 15, причем резистор .12 включен между выходом элемента И-НЕ

1 1 и входом порогового элемента 14, а конденсатор 13 — между входом поро- go гового элемента 14 и общей точкой, вход исполнительного элемента 15 подключен к выходу порогового элемента 14. Устройство запитывается от оперативного источника 16 питания д через коммутатор 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии коммутатор

17 разомкнут, конденсатор 13 разряжен, напряжение на конденсаторе О g равно нулю. При замыкании коммутатора 17 напряжение с источника 16 питания подается в устройство. Так как в начальный момент напряжение Li„ aS равно нулю, на выходе порогового элемента 14 формируется сигнал поступающий на исполнительный элемент 15, который обеспечивает подключение нагрузки с питающей сети, С вы-40 ходов датчиков тока напряжения (.Г», ((„ Ц, пропорциональные мгновенным

Ъ зйачениям токов,фаз, поступают на входы пороговых элементов 4, 5, 6, на вторые входы которых поступает по-4 стоянное напряжение LI z с блока 7..С выходов пороговых элементов 4, 5, 6 напряжения (./, (/ (/ пос т упяют на

Q-триггеры 8 и 9. Если режим питания нагрузки симметричен, то в моменты формирования положительных импульсов напряжения LI »- напряжение (,»„ соответствует значению "1" и на, выходе

Q-триггера 8 напряжение L(соответст-. вует "1". Аналогично, в моменты фор- 5 мирования положительных перепадов напряжения L/g напряжение Ц соответствует "1" и на выходе D -триггера 9

86 4 напряжение И также соответствует

"1" ° При поступлении на входы установки нуля Q -триггеров короткого импульса напряжения 0 с генератора

10 импульсов 0 -триггеры 8 и 9 устанавливаются в состояние "0". Однако первым же положительным импульсом напряжения Llq D -триггер 8, а первым же положительным импульсом напряжения Lie D -триггер 9 возвращаются в состояние "1". На выходе элемента И-НЕ 11 присутствует низкий уровень потенциала с короткими положительными импульсами напряжения (.(„ с выхода порогового элемента 14 снимается сигнал U »ц, который подается в исполнительный элемент 15, обеспечивающий подключение нагрузки к питающей сети.

В случае обрыва фазы Д или фазы В напряжения 0 » или L(соответствуют

"0", хотя бы один из D -триггеров устанавливается в состояние "0". В случае обрыва фазы С напряжение ЦЬ соответствует "0" ° D -триггер 9 первым же импульсом напряжения (.(р с выхода генератора 10 импульсов установится в состояние "0" и будет сохранять это состояние. При неправильном чередовании фаз сети в момент формирования положительного импульса напряжения LI< напряжение L/ч соответствует "0", а в момент формирования положительного импульса напряжения .Ll напряжение LI,- соответствует "0", в связи с чем напряжение 1{ и Llg также соответствуют "0 . В этих случаях напряжение Ц„ на выходе элемента И-НЕ 11 соответствует "1", конденсатор 13 заряжается через резистор 12. Когда напряжение LI,д достигнет уровня, соответствующего "1", на выходе порогового элемента 14 сиг. нал (Л,„, принимает значение ."0, исполнительный элемент 15 производит отключение питания нагрузки. Чтобы привести устройство в исходное состояние, необходимо разомкнуть коммутатор 17 и выдержать паузу для разряда конденсатора 13.

Если фазовый сдвиг двух фазных токов отличается от 120, положительный импульс напряжения (Л (об) может совпадать с отрицательной по.-. луволной" напряжения (.(,, ((.. ), что приводит к срабатыванию защиты, причем фазовьа» сдвиг, при котором срабатывает защита, может быть отрегу/(ефнероторд

/ елям

rruma us

/Геааруз е

Фиг t лирован изменением порогов срабатывания пороговых элементов с помощью блока 7.

Диапазон рабочих частот устройства ограничен частотньии свойствами применяемых электрорадиоэлементов и частотой генератора 1О импульсов, которая должна быть значительно ниже частоты контролируемой сети. Частота э:енератора 10 импульсов может

56186 б быть выбрана малой, например 1 Гц, что обеспечивает работоспособность описываемого устройства в широком диапазоне частот питающей сети.

Положительный эффект изобретения заключается в расширении функциональных воэможностей устройства для защиты трехфазных нагрузок от неполнофазных режимов питания.

1156186

Фиг. 2

1156186

1156186

usaf

Фиг. 4

Составитель 0.Орлов

Редактор М.Бандура Техред А.Кикемеэей Корректор А.Зимокосов

Закаэ 3190/52 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4