Устройство для защиты трехфазнойэлектроустановки ot неполнофазныхрежимов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 1111.79. (21) 2838159/24-о7 (u)851608 (я)м. к,з И 02 Н 7/08 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет ссср по делам изобретений н открытий (23) Приоритет -, Опубликовано 30,0781 Бюллетень 89 28 (З) УДК 621. 316.

° 925(088.8) Дата опубликования описания 300281 (72) Авторы изобретения

A.Í.ÁîðäàHîâ и, В.Ф.Минаков

;3 ъ, °

Ставропольский политехнический стиФД%,, — .-(71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОИ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕПОЛНОФАЗНЫХ РЕЖИМОВ

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

Известно устройство для защиты трехфазной электроустановки от неполнофазных режимов, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым фазам.

Выход выпрямителя соединен с анодом тиристора и кнопкой включения, причем последним вторым концом прнсоединейа к управляющему электроду тиристора. Между катодом и нулевой точкой сети включен регулирующий орган Ц

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, т.е. устройство не реагирует на неполнофазные режимы трех-. фазной сети при двигательном характере нагрузки. В этом случае при об- 2О рыве (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. Это напряжение еще больше увеличивается при вращении ротора. двигателя в неполнофазном режиме ЗО за счет генерации этой фазой дополнительной электродвижущей силы. Следовательно, на входных зажимах устройства напряжение полностью не исчезает, и устройство функционально не обеспечивает обнаружения неполнофазного режима. Кроме того, необходимость применять тиристор с .повышенной величиной максимально допустимого прямого напряжения вследствие подключения его через выпрямительный мост на полное фазное напряжение сети и возможный быстрый выход из строя тиристора, равно как и устройства в целом, из-за отсутствия ограничительного резистора в его управляющей цепи.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля наличия напряжения в фазах, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым фазам. Выход выпрямителя подключен к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пуска — к управляющему электроду тиристора. Между нулевой точкой сети и катодом тиристора включен исполнительный орган.

851608

При наличии на входных зажимах устройства трехфаэной систеьы питаю щего напряжения на аноде тиристора в течение всего периода действует положительное, выпрямленное трехфаэиым однополупериодным выпрямителем, напряжение. Если при этом кратковременно замкнуть контакт кнопки пуска, то тиристор откроется, исполнительный орган подаст сигнал, соответствующий наличию напряжения иа фазах (или сигнал на включение нагрузки). Схема переходит в устойчивое состояние, сохраняемое при раэ- мыкании кнопки запуска (тиристор удерживается в открытом состоянии под действием протекакщего через него IS тока).

При полном исчезновании одной иэ фаэ контролируемого напряжения, на выходе выпрямительного моста отсутствует положительная пблуволна этой эО фазы. В течение 60 .напряжение на аноде тиристора равно нулю, уменьшается до нуля и ток через него. Тиристор запирается и ввиду отсутствия управляющего напряжения остается в этом состоянии и в положительные полупериоды неповрежденных фаэ сети питания. Разрыв тиристором цепи питания исполнительного органа обеспечивает сигнализацию последним об исчезновении фазы напряже- 30 ния питания (либо отключение нагрузки) . (2).

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные воэможности — устройство не реаги- З5 рует на исчезновение напряжения одной из фаз сети при двигательном характере нагрузки (иэ-за наличия напряжения на линейном проводе, поврежденном со стороны сети питанЮя). «}

Следовательно, известное устройство не способно контролировать наличие ,напряжения фаэ двигательной нагрузки. Кроме того необходимо применять тиристор с повышенной величиной максимально допустимого прямого напряжения из-за включения его через выпрямительный мост на полное фаэное напряжение сети.

Цель изобретения — контроль на- щ личия напряжения фаз двигательной нагрузки.

Поставленная цель достигается, тем, что в устройство для защиты трехфазной электроустановки от неполнофазных режимов, содержащее тиристор, в управляющей сети которого включены, последовательно соединенные кнойка пуска и ограничительный резистор, и исполнительный орган, подключенный между катодом тиристора и нулевой 46 точкой сети, дополнительно введены реэисторные делители напряжения по числу фаэ, подключенные через диоды к фазам сети, и динисторы, подключенные анодами к выходам упомянутых 65 делителей, а катодами — к аноду тиристора и ограничительному резистору цепи управления тиристора.

На фиг.1 изображена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма мгновенных значений на анодах динисторов.

Устройство для защиты трехфаэной электроустановки от неполнофазных режимов содержит полупроводниковые диоЬы 1-3, резисторные детали напряжения, образованные парами резисторов 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9, подключенные через диоды 1-3 к контролируеьым фазам сети А, В и С (фиг.1). К выходам упомянутых делителей анодами подключены динисторы 10-12. Катоды последних соединены с анодом тиристора 13 и ограничительным резистором 14, подключенным последовательно с кнопкой 15 пуска в цепь управляющего электрода тиристора 13.

Между нулевым проводом сети и катодом тиристора включен исполнительный орган 16 устройства.

На фиг.2 использованы следующие обозначения: 17, 18, 19 — кривые изменения напряжения на анодах динисторов(10, 11 и 12 соответственно)в нормальном режиме работы, 20 кривая изменения напряжения на .аноде динистора 10 в неполнофазном режиме (при двигательной нагрузке), 21 — кривая изменения напряжения на аноде динистора 10 в неполнофаэном режиме (при двигательной нагрузке в большей степени ее загрузки); U> — напряжение включения динисторов; с„, tz и t> — моменты включения динисторов (10, 11 и 12 соответственно) в нормальном

I режиме работы; t - момент включения динистора 10 в неполнофаэном режиме работы; t - момент времени окончания положительного полупериода напряжения фазы С.

В нормальном режиме работы на зажимах A В и С контролируемой сети действует трехфаэная симметричная система напряжения. Положительные полуволны этой системы через диоды 1-3 подаются на резисторные делители напряжения 4 и 5, 6 и 7, 8 .и 9. Диаграмма изменения мгновенных значений иа выходах делителей показана на фиг.2. В момент времени t4 напряжение фазы A достигает величины напряжения включения динистора 10 - ОВ. Однако кнопка пуска 15 разомкнута, тиристор 13 закрыт и, следовательно, ток через динистор 10 не протекает. В подобном состоянии находятся и динисторы 11 и 12.. Исполнительный орган

16 устройства при этом обесточен, что соответствует отключенному состоянию защищаемого электроприемника.

При запуске схемы (кратковременном заьыкании кнопки 15) динистор

851608

10 в момент времени t< включается, на управляющий электрод иристора подается положительное напряжение, он отпирается, обеспечивая питание исполнительного органа 16 и включение защищаемого электроприемннка.

Кнопка 15 теперь может быть разомкнута. Динистор же 10 и тиристор 13 по действием протекающего через них тока остаются открытыми. Переменными резисторами 4,8 и 6 напряжения на выходах делителей выбираются так, чтобы включение каждого последующего динистора (например, динистора 11 в момент времени tg) происходило в

/ положительную полуволну напряжения предыдущего дннистора. Выполнением 15 послеДнего условия достигается непрерывное протекание тока через тиристор, т;е ° его открытое состояние в нормальном режиме работы. Требование обеспечения описанного режима 2О работы динисторов (напряжение включения ОВ которых не превышает 150 В) н устройства в целом .обусловливает применение в схеме резисторных делителей напряжения, включенных на выходах однофазных однополупериодных выпрямителей.

При исчезновении одной из фаз питающего напряжения (например, фазы А) и двигательном характере нагрузки напряжение этой фазы несколь- ЗО ко снижается. При снижении фазного напряжения до величины, показанной кривой 20 (фиг.2), включение динис". тора 10 происходит в момент времени

t, после снижения напряжения пре- З5 дыдущей фазы (С)до нуля (момент времени и ). В интервале времени со -с о напряжение на аноде тиристора отсутствует, а следовательно, и ток через . него не протекает Тиристор закрывает-1() ся и остается в таком состоянии (ввиду отсутствия управляющего напряжения) и при появлении напряжения на его аноде в момент времени t„ . Разрыв

I тиристором цепи питания исполнитель- 4> ного органа обеспечивает отключение защищаемого электроприемника, в частности электродвигателя.

При более глубоком снижении напряжения фазы A электродвигателя в непол () нофаэном режиме (кривая 21 фиг.2) включения динистора 10 не происходит.

Отсутствие напряжения иа аноде динис- тора в интервале t©-t вызывает его; запирание. Исполнительный орган 16 обесточивается, отключая защищаемый электродвигатель.

При статической нагрузке имеет место снижение напряжения поврежденной фазы до нуля. Подобно рассмотрен» ному выше случаю, в интервале отсутствует напрйжение на аноде тиристора, и устройство работает аналогично вышеизложенному.

Положительный эффект, обеспечиваемый новой совокупностью признаков, заключается в расширении . функциональных воэможностей устройства. За счет введения пороговых элементов (динисторов 10-12) достигается чувствительность устройства к неполнофазным режимам не только статической нагрузки, но и двигательной. Кроме того, применение резисторных делителей напряжения позволяет снизить предельную величину напряжения на тиристоре и, следовательно, снять повышенные требования к его максимально допустимому прямому напряжению. формула изобретения-.

Устройство для защиты трехфазной электроустановки от неполнофазных режимов, содержащее тирнстор, в управляющей цепи которого включены последовательно соединенные кнопка пуска н ограничительный резистор, и исполнительный орган, подключенный между катодом тнристора и нулевой точ-кой сети, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью контроля наличия напряжения фаз двигательной нагрузки, в него дополнительно введены резнсторные делители напряжения по числу фаэ, подключенные через диоды к фазам сети, и динисторы, подключенные анодами к выходам упомянутых делителей, а катодами - к аноду тнристора и ограничительному резистору цепи управления тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 639077, хл. Н 02 Н 7/08, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

597973, кл. G 01 к 19/00, 1978.

851608 (Риг. f фцю. 2

Редактор В.Ковач

Заказ 6379/79 Тираж 675

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Фйлиал ППП "патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

В

Составитель Q, Курбангалиева

Техред А, Бабинец Корректор В. Бутяга