Индикатор аварийного состояния трехфазной системы переменного тока

 

Союз Советских

Социалистииесиих

Республик

ИЗОБРЕТЕН >

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13,01.75 (2l) 2096597/24-07 (5l) М. Кл.

Н 02 Н 7/09

G01 В 3100 с присоединением заявки №Гооударственный ионитет

Совета Министров СССР

llo делам изобретений н открнтий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.06.78. Бюллетень № 21 (53) УФ 621.316.925 (088.8) (45) Дата опубликования описания 06.05.78 (72) Авторы изобретения

Э. Я. Циркин, Е. А. Иванов и М. А. Богорад (71) Заявитель (54) ИНДИКАТОР АВАРИЙНОГО СОСТОЯНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ

СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Предлагаемое устройство относится к автоматике и может быть использовано в трехфазных системах переменного тока с любым. видом нагрузки дпя.определения короткого замыкания или об. рывов в фазах.

Известны устройства защиты и контроля многофазных систем переменного тока, работающих по принципу сравнения величин напряжений или токов в фазах (1), (2).

Подобные устройства имеют сложные электронные схемы, сочетающие многие логические элементы, в результате этого они мало надежны.

Кроме того, такие устройства выполняют функцию защиты только одного потребителя и оказываются неработоспособными при контроле многофазных систем переменного тока, нагруженных различными потербителями каким угодно образом, Известен индикатор аварийного состояния трехфазной системы переменного тока, определяющий перегорание:. одного или нескольких плавких предохранителей (3).

Индикатор содержит токовые трансформаторы, выпрямительные мосты, блоки, вырабатывающие управляющие сигналы, являющиеся функциями напряжений или токов в каждой фазе, выходы ко2 торых параллельно подключены на входы соответ- . ствующих логических элементов НЕ и ИЛИ. Выходы логических элементов НЕ подключены ко входам элементов ИЛИ, а выходы логических б элементов ИЛИ подключены ко входу логического элемента И.

Недостатком данного индикатора является необходимость перестройки схемы устройства защиты при изменении включения нагрузок контроли1О руемой трехфазной системы переменного тока, так как в зависимости от мест включения нагрузок . по токовым трансформаторам могут протекать то- . ки, а при перегорании предохранителя устройство не работает.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем определения поврежде* ния трехфазной системы переменного тока без перестройки системы и контроля прн различных подключениях нагрузок в трехфазной системе.

Эта цель достигается тем, что в индикаторе, содержащем трансформаторы тока, включенные в фазы трехфазной системы, вторичные обмотки ко торых подключены к выпрямительным мостам, логические элементы И и исполнительный элемент, 25 трансформаторы тока снабжены дополнительными вторичными обмотками, подключенными через дополнительные выпрямители ко входам вновь введенного логического элемента И вЂ” НЕ, выход которого соединен через элемент ИЛИ с исполнительным элементом, а между выпрямителями и логическими элементами И введены дополн пельные элементы формирования импульсОв.

На чертеже представлена функщгональная схема предлагаемого индикатора. Индикат"р содержит токовые трансформаторы 1, выпрямительные мосты 2, элементы формирования импульсов, огические элементы И 4, логический элемент

И вЂ” HE 5, логический элемент ИЛИ 6 н "IcIIoIIII Iтельный элемент 7.

Три токовых трансформатора 1, первичные обмотки которых включены в каждую фазу трехфазной цепи, содержат по две вторичных обмотки ! и II Вторичные обмотки ii каждого токового трансформатора 1 подлючепы ко входам трех выпрямительных мостов 2„выходы которых под- !э ключены через конденсаторы к элементам формирования импульсов 3, в моменты прохождения синусоид токов в фазах через нулевые значения.

Эти импульсы являются входными. сигналами для трех логических элементов И 4. 25

Доно>пщтельные обмотки трансформатора подключены к ТрВМ ppvfим двухполуперподным выпрями мителчм 2, выпряь.пенное и сглаженное фильтрами постоянное напряжение которых поцано па три входа логического элемента И вЂ” г1Б э.

513

Элементы 3 формирования им>.ульсов попарно подключены ко входам логических элементов

И 4, выходы которых подключены ко входам логического элемента ИЛИ 6. Выход логического эл

ЗБ мента И вЂ” НЕ 5 также подключен ко входу логического элемента ИЛИ 6,. выходной сигнал которого подан на исполнительный элемент 7.

Индикатор аварийного состояния работает следующим образом.

46

При исправной работе трехфазной системы переменного тока в первичных обмотках токовых трансформаторов 1 протекают токи, сдвинутые между собой по фазе на угол 120 . Следовательно и вторичные направления обмоток трансформатора

1, включенных в соседние фазы, также будут сдвинуты на угол 120 .

Таким образом, моменты нулевых значений двухполупериодных выпрямленных напряжений вторичных обмоток 1 также будут сдвинуты между

5О собой на угол 120 . Выходные напря>кения со вторичных обмоток подаются через конденсаторы на базы соответствующих тиристоров,. элементов 3 формирования импульсов напряжения, совпадающих с моментом перехода, синусоиды тока

55 через нуль, При этом на коллекторах транзисторов элементов формирования импульсов образуются отрицательные импульсы лапря>кения, смещенные один относительно другого во времени.

Эти импульсы "поступают на входы логичес1 ких элементов И 4, но ни на одном входе этих элементов импульсы не совпадают во времени.

Таким образом на выходе любого логического элемента И 4 импульсы не выделяются. Напряжения с дополнительных вторичных обмоток подают на входы трех других,выпрямительных мостов 2. Фильтры вьптрямительных мостов 2 сглаживают выпрямленное напряжение, которое подают на: три входа логического элемента И вЂ” HE 5. В этом случае на выходе последнего напряжение отсутствует, Так как выход логического элемента И вЂ” НЕ

5 (так же как и выходьд трех элементов совпадения И 4) подключен ко входам логического ,элемента ИЛИ 6, то на выходе йоследнего не появляется сигнал, воздействующий на исполнительный элемент 7, который сигнализирует об аварийном состоянии контролируемой трехфазной системы.

При нарушении работы трехфазной системы переменного тока возможны следующие два случая.

Поврежцение сети в сечении А (обрыв фазы или фаз, короткое замьпсание) .

В случае обрыва фазы (например, В) напря>кейны из трехфазного превращения в однофазное, а это приводит к тому, что две из трех первичных обмоток трансформатора 1 будут обтекаться токами, находпцимися в одинаковых фазах, Таким образом, токи, протекающие через три первичные обмотки трансформаторов 1, вклю. ченные в три фазы, будут проходить через нулевое значение в один и тот же момент времени.

Следовательно, нулевые моменп всех выпрямленных двухполунериодных напряжений, снимаемых с выходов двухполупериодных выпрямительных мостов 2, совпадут во времени. Это приводит к тому, что импульсы отрицательной полярности с элементов 3 формирования импульсов также совпадают во времени, Напря>кения на всех входах логических элементов совпадения И 4 совпадут во времени„по приведет к появлению импульсов одновременно на выходах всех логических элементов И 4, Так как эти сигналы поступают на входы логического элемента ИЛИ б, то на его выходе появится сигнал,. поступающий на исполнительный элемент 7.

В случае обрыва двух или трех фаз токовые трансформаторы 1 этих фаз обесточатся и на вторичных обмотках, и выходные напряжения будут отсутствовать. Это приводит к тому, что выходные напряжения у всех двухполупериодных выпрямителей также будут отсутствовать. В этом случае с выхода логического элемента И вЂ” НЕ з будет сниматься напряжение, поступающее на вход элемента ИЛИ 6, выходной сигнал которого воздействует на исполнительный элемент 7, В случае замыкания двух фаз, например А и

Б, процесс произойдет аналогично 1 обрыву одной фазы, так как трехфазная система превратится, в однофазную.

610230

В случае замыкания всех трех фаз процесс произойдет аналогично обрыву двух или трех фаз, так как часть линии, находящейся за общей точкой замыкания, будет обесточена. Следовательно но, будут обесточены все три фазовых трансфор матора 1, Повреждение сети в сечении Б (обрыв фазы или фаз, короткое замыкание).

В случае обрыва фазы (например, В) напряжение из трехфазного превращается в однофазное. а ток в первичной обмотке токового трансформатора 1, включенного в фазу В, будет отсутствовать.

В данном случае напряжение со вторичных обмоток токовых трансформаторов 1, включенных в фазы А и С, будут совпадать по фазе. Следовательно нулевые значения выходных напряжений двухполупериодных выпрямительных мостов 2, подключенных к данным вторичным обмоткам, также будут совпадать. Совпадать во времени будут и импульсы напряжегптя на двух элемен- 20 тах 3 формирования импульсов, что приведет к совпадению их на входе одного логического элемента И 4 и появлению импульса на его выходе.

Импульс поступит на один.из выходов логического элемента ИЛИ 6. На другой вход этого логичес- 25 кого элемента (ИЛИ 6) поступит импульс с выхода логического элемента И НЕ 5, на одном входе которого напряжение будет отсутствовать. Наличие на двух входах логического элемента. KIN 6 сигналов, сигнализирующих о неисправности, ловы- 30 снт надежность контроля.

С выхода логического элемента ИЛИ 6 сигнал поступит на вход исполнительного элемента 7, который сигнализирует о неисправности трехфаэной системы переменного тока. 35

Предлагаемый индикатор аварийного состояния трехфазной системы переменного тока отличается тем, что является универсальным, так как его работа не зависит от схемы включения нагрузок, не требует перестройки,. исключается необходи. масть со стороны оператора следить за изменением режимов включения нагрузок в трехфазную сеть.

Формула изобретения

Индикатор аварийного состояния трехфазной системы переменного тока, содержащий трансфор маторы тока, включенные в фазы трехфазной системы, вторичные обмотки которых подключены к выпрямительным мостам, логические элементы И, исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, указанные трансформаторы тока снабжены дополнительными вторичными обмотками, подключенными. через дополнительные выпрямители ко входам вновь введенного логического элемента И вЂ” НЕ, выход которого соединен через элемент ИЛИ с исполнительным элементом, а между выпрямителями и логическими элементами И введены дополнительные элементы формироваНия импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Автопское свидетельство СССР К 373815, Н 02 Н 3/24, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР 11 164053, H 02 Н 3 40, 1964.

3. Акцептованная заявка Великобритании

К 1302303, Н 2 к 1973.

610230

Составитель В . Эимаков

Техред Е„Давидович

Редактор В. Фельдман

Ко ррс к "

Заказ 3029/44

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

Тираж 892 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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