Устройство для контроля чередования и обрыва фаз трехфазной сети

 

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, в частности к yctpoйcтвaм контроля и защиты электроустановок. Цель изобретения - расширение функхдиональных возможностей устройства путем выявления характера неисправности. Устройство содержит пороговые элементы 1,2,3, дешифратор 4, одновибраторы 5,6,7, элемент ИЛИ 8, регистр 9, счетчик 10, шифратор 11, исполнительные элементы 12, тактовый вход 13. При изменении чередования фаз, коды с пороговых элементов 1-3 поступают в последовательности , отличной от требуемой. Нарушение последовательности рядов на входах 1-3 разрядов регистра 9 формирует в нем 9-разрядные коды, которые шифратор 11 преобразует в сигналы с выхо- , дов В и В 3 , поступающие в соответствующий исполнительный орган 12. 4 ил., 1 табл. /)

СОК)Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК р 4 Н 02 Н 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4189448/24-07 (22) 02.02.87 (46) 07.10.88.Вюл. Р 37 (72) А. Г. Чаховский (53) 621.316. 925 (088. 8) (56) Патент США В 3976919, кл. Н 02 К 3/26, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 1023495, кл. Н 02 H 3/24, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧЕРЕДОВАНИЯ И ОБРЫВА ФАЗ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, в частности к устройствам контроля и защиты электроустановок. Цель изобретения— расширение функциональных возможнос„„SU„„1429211 А 1 тей устройства путем выявления характера неисправности. Устройство содержит пороговые элементы 1,2,3, дешифратор 4, одновибраторы 5,6,7, элемент

ИЛИ 8, регистр 9, счетчик 10, шифратор 11, исполнительные элементы 12, тактовый вход 13. При изменении чередования фаз, коды с пороговых элементов 1-3 поступают в последовательности, отличной от требуемой. Нарушение последовательности рядов на входах

1-3 разрядов регистра 9 формирует в нем 9-разрядные коды, которые шифра- тор 11 преобразует в сигналы с выходов В и В з, поступающие в соответствующий исполнительный орган 12. 2 4 ил., 1 табл.

1429211

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике, в частности к устройствам контроля и защиты электроустановок, и может быть использовано в электроустановках, питающихся от источников трехфазных напряжений.

Дель изобретения — расширение функциональных возможностей .за счет, работы с входными сигналами различно1 го взаимного временного соотношения и выявления характера неисправности.

На фиг ° 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг.2-4 — вре,менные диаграммы сигналов на выходах пороговых элементов при правильной работе источника трехфазного тока (a,б,в) и временная диаграмма, поясняющая работу устройства. !

20 ! Устройство содержит пороговые эле менты 1-3 по числу фаз с входными, клеммами, соединенными с фазами А,В ! ,и С контролируемой сети, дешифратор 4, ! входы первого, второго и третьегораз-25, рядов которого соединены соответствен-! но с выходами пороговых элементов 1-3, первый, второй и четвертый выходные разряды дешифратора соединены соответственно с входами одновибраторов 30

5-7; элемент ИЛИ 8, соединенный сво! ими входами .с выходами одновибраторов, регистр 9, С-входом соединенный

1с выходом элемента ИЛИ 8, счетчик 10, !

R-входом соединенныи с выходом эле мента ИЛИ 8, выход второго разряда, счетчика соединен с R-входом регистра 9, шифратор 11, при этом выходы с первого по шестой разрядов регистра 9 соединены соответственно с первого по 40 шестой входами шифратора 11 и с четвертого по девятый входами разрядов регистра 9, выходы которого с седьмого по девятый соединены с седьмого по девятый входами шифратора, каждый из шести выходов шифратора 11 соединен с входом соответствующего элемента 12 исполнительного блока, при этом на вход R счетчика 10 поступают тактовые импульсы.

5Î

Устройство работает следующим образом.

Напряжение трех фаз трехфазного источника переменного тока поступает на входы пороговых элементов 1-3, на выходе которых формируются положительные прямоугольные импульсы (фиг.2-4,а,б,в). При отсутствии какой-либо из фаз на выходе соответствующего порогового элемента устанавливается уровень логического "0".

Комбинация логических сигналов с выходов пороговых элементов 1-3 формирует на выходах дешифратора 4 импульсные сигналы, которые являются управляющими для одновибраторов 5-7.Каждый одновибратор, срабатывая по переднему фронту входного положительного импульса, вырабатывает короткий положительный импульс, длительность которого должна быть больше времени срабатывания регистра 9 по С-входу и счетчика 10 по R-входу и меньше интервала времени изменения сигнала с выхода дешифратора 4 на время, достаточное для осуществления надежной записи информации в регистр 9 (вид этих сигналов на выходе элемента ИЛИ 8 приведен на диаграмме, фиг.4). Эти импульсы своим срезом осуществляют запись входной информации в первый, второй и третий разряды регистра 9 и сдвиг предшествующей информации из первых трех разрядов в четвертый, пятый и шестой разряды, а из четвертого, пятого и шестого разрядов в седьмои, восьмой и девятый разряды регистра 9. Это происходит из-за того, что импульсы с элемента ИЛИ 8 своим срезом переписывают информацию с выходов с четвертого по шестой разрядов регистра 9 в рязряды с седьмого по девятый этого регистра, а из первых трех разрядов — в разряды с четвертого по шестой регистра 9, и в разряды с первого по третий регистра записывается информация с пороговых элементов 1-3. Такой режим работы регистра 9 достигается за счет наличия связей выходов с первого по третий и с четвертого по шестой разрядов регистра 9 соответственно с входами 4-6 и 7-9 этого же регистра.

Таким образом, на выходе регистра 9 постоянно (кроме первых двух тактов после включения устройства, когда информация не достоверна) присутствует

9-разрядный код,нЪсущий информацию о состоянии выходов пороговых элементов 1-3 в трех последних тактах,где в разрядах с первого по третий запоминается информация о текущем (первом) такте, с четвертого по шестой— о предшествующем (втором) и с седьмого по девятый — о третьем тактах.йод тактом понимают период времени, в течение которого код на выходе поро1429211 говых элементов 1-3 не меняется, причем за счет того, что у дешифратора 4 не задействованы выходы нулевой и третий, а также его старшие выходы — пятый, шестой (не показаны), смена кодов на выходах пороговых элементов 1-3, соответствующих кодам

0,3,5,6, не воспринимается как начало нового такта. Таким образом, под тактом следует понимать период времени, в течение которого код на выходах пороговых элементов 1-3 принимает одно из значений, кроме значений, соответствующих кодам 0,3,5,6. 15

Совокупность этих кодов на выходах регистра 9 несет информацию о порядке смены кодов с выходов пороговых элементов 1-3, а следовательно, о порядке чередования фаз. Указанный 20

9-разрядный код с выхода регистра 9 не повторяется для исправного и всех случаев неисправности источника трехфазного напряжения. Это различие учитывает шифратор t1 который все воз- 25 можные сочетания 9-разрядного кода преобразует (шифрует) в сигналы для соответствующих исполнительных элементов 12. Причем коды, соответствующие исправному состоянию источника ::3п . иВ шифруются в единичный логический сигнал на выход В1 и в нулевой логический сигнал на все остальные выходы шифратора 11, а коды, соогветствующие различным неисправностям источника, — сигнал логической единицы на выход В2 и один или несколько выхо1 дов ВЗ вЂ” .В6 и нулевой логический сигнал на выход В1.

Входные коды (в восьмеричном виде) 4О для шифратора 11 соответствующие им сигналы с выхода шифратора 11 приведены в таблице.

Режим исправного источника.

Коды с пороговых элементов 1-3 за- 4

5 писываются в первые три разряда регистра 9, где циклически повторяется последовательность кодов 1-2-4 (диаграммы а,б,в, фиг.2-4). Пусть после

Включения питания устройства первым 5р поступает код 1. На выходе регистра 9 код НН1 (первый такт), после поступления с выходов пороговых элементов кода 2 (второй такт) — Н12, в третьем такте — 124 (Н вЂ” знак неопределен55 ного, кода). Запись ведется в восьмеричном коде с младшей триадой справа, например, код 124 соответствует состоянию выходов регистра 9 .

9р (В9) 1

1р (В1) 001 010 100

В каждой триаде крайний правый разряд — младший. В четвертом такте

241, в пятом — 4 12, в шестом — 124, и т.д. После этого на выходе регистра 9 циклически повторяются коды

241 — 412 — 124. Таким образом, на каждый из этих кодов шифратор 11 выдает сигнал с выхода Rf об исправности источника (фиг.4, заштрихована область Н-сигналов) .

Режим неисправного источника.

Для примера рассмотрим обрыв фазы А. Постоянно присутствует логический "0" на выходе порогового элемента 1 (на диаграмме а, фиг ° 2-4,постоянный нулевой уровень). Отсутствует первый (по порядку изображенный на фиг.4) импульс с выхода элемента ИЛИ 8 на диаграмме д (фиг.4, первый такт). Импульс записи в регистр 9 с выхода элемента ИЛИ 8 появляется только при кодах 2 и 4 на входах с первого по третий разрядов регистра 9.

Таким образом, на выходах регистра 9 циклически повторяются коды. 242-424, которые шифратором 11 преобразуются в сигнал на выходы В2 и ВЗ.

Работа устройства при неисправностях источника типа обрыва в иных фазах аналогична. Коды на выходах регистра 9 для этих случаев приведены в таблице.

При обрыве всех трех фаз на вьгходе элемента ИЛИ 8 отсутствуют импульсы, обнулящие счетчик 10, который в этом случае осуществляет счет импульсов, поступающих на тактовый вход 13 устройства. При этом на выходе второго разряда счетчика 10 периодически появляется сигнал, обнуляющий регистр 9, на выходе которого присутствует нулевая кодовая комбинация.

Частота сигналов на тактовом вхо-де 13 устройства не должна бьггь больше частоты источника переменного тока.

В этом случае при наличии сигналов хотя бы в одной фазе источника на выходе второго разряда счетчика 10 не появляется сигнал, осуществляющий обнуление регистра 9.

При изменении чередования фаз коды с пороговых элементов 1-3 поступают в последовательности, отличной от приведенной на фиг.2-4. Нарушение последовательности кодов на входах

5 14292 с первого по третий разрядов регистра 9 формирует в нем 9-разрядные коды, отличные от приведенных на фиг.4, которые шифратор 11 преобразует в сиг5 нал с выходов В2 и 83.

Сигнал логической "1" с каждого выхода шифратора 11 осуществляет управление срабатыванием соответствующе;го исполнительного элемента 12. При

1этом наличие сигнала логической "1" на первом выходе шифратора 11 соот1 ветствует исправному источнику, на втором выходе — неисправному, на, третьем выходе — отсутствию фазы А, ; на четвертом выходе — отсутствию фа; :эы В, на пятом выходе — отсутствию, фазы С, на шестом выходе — неправиль1 . ному чередованию фаз.

При реализации устройства шифра, :тор 11 может быть выполнен на элемен. тах малой степени интеграции типа И, ИЛИ или элементах на их основе (И-НЕ, И-ИЛИ и т.д.), связи между этими элементами могут быть реализованы по из- 25 вестным правилам синтеза комбинацион, ных схем при известности входных и выходных сигналов, однако наиболее удоб.:но реализовать шифратор 11 на основе

: схемы ПЗУ с записанной в него про", граммой в соответствии с таблицей (фиг.5). Пороговые элементы могут, быть выполнены на основе триггеров, .Шмитта, исполнительные элементы — на, :основе ламп или светодиодов.

Использование изобретения позволит применять устройство для полного контроля различных типов источников трехфаэной сети. Кроме того, отпадает необходимость в дополнительном оборудовании, которое требовалось для известных устройств для уточнения вида неисправности (конкретизации отсутствующей фазы или фаз или неправильности их чередования), так как 45 всю полноту информации о работе источника можно получить, применяя предлагаемое устройство.

Формула и з обретения

Устройство для контроля чередования и обрыва фаз трехфаэной сети, содержащее три пороговых элемента с входными клеммами для соединения с фазными проводами сети и исполнительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью расширения функциональных возможностей за счет работы с входными сигналами различного взаимного временного соотношения и выявления характера неисправности, оно дополнительно снабжено, дешифратором, тремя одновибраторами, элементом ИЛИ, регистром, счетчиком, шифратором, а исполнительный блок выполнен в виде шести исполнительных элементов, при этом выходы пороговых элементов сое1 динены с входами первого, второго и третьего разрядов дешифратора и регистра, первый, второй и четвертый

1 выходные разряды дешифратора соединены соответственно с входами одновибраторов, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с С-входом регистра и R-входом счетчика, счетный вход которого соединен с тактовым входом устройства, выход второго разряда счетчика соединен с R-входом регистра, выходы с первого по шестой разрядов регистра соединены.соответственно с первого по шестой входами шифратора и с четвертого по девятый входами разрядов регистра, выходы которого с седьмого по девятый разрядов соединены с седьмого по девятый входами шифратора, каждый из шести выходов шифратора соединены с входом соответствующего элемента исполнительного блока.

142921 1

Выход шифратора 11

Входные

Чередов ание фаз

Состояние источника

В4

ВЗ В2

В1

В5

Вб

Исправен

НеисНепра вильправен ное

124

Исправный АВС, САВ, ВСА 241 0

0 0

0 0

412

Верное,при об- 242 0 рыве фазы: А

424

Неисправный

В 141 0

0 1

4!4

С 121 0

0 1

1 0

212

АВ 444 0

АС 222 0 1 0

ВС 111 0 1 1

0 1 1

АВС 000

0 0

142

421 коды шифратора 11 Неправильное ВАС, СВА, АСВ) 214 чередование

Нет фазы

Нет фазы

Нет фазы

14292) I

14292) й

Составитель В.Орлов

Техред М.Моргентал Корректор N.Пежо

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 6305

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дь реги

Тираж 651 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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