Устройство для защиты электроустановки от изменения чередования и обрыва фазы

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистичесник

Реснубпйк

< ц991547 (61) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 14. 04.81 (21) 3274116/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет -Опубликоваио 23.01.83. Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 25.01.в3 (61) М. Кл.

Н 02 Н 7/09

Гвсудлрстееклый кемктет

СССР (53) УЛ К 621 ° 316..925 (088.8) te делам каебретеккй и етевытий

А.И. Добров, С. B. Рождественски, A.1"-.".. Ояыщн

1 и В.М. Якубсон ",:,:...., -:-> р .ь, 1

Научно-исследовательский электротехйичЪ"тти нст ут

Производственного объединения "ХЭНЗ" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

ОТ ИЗМЕНЕНИЯ ЧЕРЕДОВАНИЯ И ОБРЫВА ФАЗЫ

Изобретение относится. к электротехнике и предназначено для использования в установках, питаемых от трехфазной сети переменного тока, в частности в преобразовательной технике.

Пофазный контроль наличия и правильности чередования фаз питающего напряжения необходим, например для защиты реверсивных управляемых выпрямителей для электроприводов, где обрыв фаз и нарушения чередования фаз, питающих устройства фазового управления, при наличии силового напряжения приводят к аварии.

Известно устройство для защиты блока тиристорных логических элементов от изменения чередования и обры- ъ ва фаз питающей сети, содержацее питаемый от двухфазной нулевой схемы выпрямления исполнительный орган, подключенный к нулевому проводу через тиристор, управляющий электрод которого соединен с выходом тиристор" ной схемы запуска Г1 ).

Однако пульсации напряжения, питающе ro исполнительный орган, нас тол ько велики, что исключают возможность применения в качестве исполнительного органа большинства типов реле постоянного тока. Кроме того, это уст" ройство нельзя применить для контроля сетей без нулевого провода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, которое содержит исполнительный орган, подключенный к катодной выпрямительной группе, вентили которой соединены катодами через резисторы, причем цепь управления каждого вентиля через формирующее устройство под" ключена между общей точкой резисторов и катодом вентиля предшествующей фа" зы (2 1.

Для запуска этого устройства после подачи напряжения необходимо с помощью дополнительных устройств принуди тельно включить один из вентилей. При этом, в случае обрыва либо обратного

3 99154 чередования фаэ, во время запуска через исполнительный орган будут проходить пульсы тока, вызывая ложные сра- батывания.

Недостатками известного устройства также являются невозможность его применения для сетей без нулевого провода и пульсации напряжения в цепи исполнительного органа.

Целью изобретения является повышение надежности запуска устройства, расширение области применения для сетей с изолированной нейтралью, уменьшение пульсаций напряжения в цепи исполнительного органа, а также уменьшение мощности, выделяемой в пусковом резисторе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты электроустановки от изменения чередования и обрыва фазы, содержащее исполнительный орган, подключенный к катодной выпрямительной группе, вентили которой соединены катодами через резисторы, а анодами подключены соответствен-25 но по порядку чередования к первой, второй и третьей фазам сети, цепи управления второй и третьей фаз через формирующие элементы подключены к катодам вентилей первой и второй фаз, дополнительно введены управляемый вентиль с,формирующим устройством в цепи управления и пусковой резистор, а в качестве вентиля первой фазы применен диод, причем первый вывод ис" полнительного органа подключен к катодной выпрямительной группе через управляемый вентиль, цепь управления которого через формирующий элемент подключена между общей точкой резис"

40 торов и катодом вентиля третьей фазы, а соединенные последовательно управляемый вентиль и исполнительный орган шунтированы пусковым резистором.

Расширение области применения устройства для сетей с изолированной нейтралью и уменьшение пульсаций напряжения в цепи исполнительного органа достигается тем, что в него введе" на анодная выпрямительная группа, к которой подключается второй вь|вод ис" полнительного органа, причем венти" ли первой и третьей фаз,неуправляемые, а цепь управления вентиля второй фазы через второе дополнительное формирующее устройство подключена между второй и третьей фазами.

Для уменьшения мощности, выделяе" мой в пусковом резисторе, параллельно

7 4 резисторам, через которые соединены катоды вентилей, подключены стабилитроны.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры фазных напряжений и токов в вентилях, поясняющие работу устройства при правильном и неправильном чередовании фаз.

Устройство для защиты трехфазной нагрузки от изменения чередования и обрыва фаз содержит исполнительный орган 1, неуправляемые вентили диоды 2-5, управляемые вентили тиристоры 6-9, стабилитроны 10"15, резис" торы 16-23, В катодной выпрямительной группе катоды диода 2 и управляемых вентилей 6 и 7, в качестве которых используются, например тиристоры соединены между собой через резисторы 16-18, а их аноды подключены к Фазам А, В, С прямой последовательности.

Цепь управления тиристора 6 через йормирующее устройство, представляющее собой соединенные последовательно резистор 19 и стабилитрон 13, подключена к катоду диода 2. Кроме того, в Формирующих устройствах можно использовать пик-трансформаторы, динисторы, транзисторы и другие элементы. Цепь управления управляемого вентиля 7 через аналогичное формирующее устройство на резисторе 20 и стабилитроне 14 подключена к катоду управляемого вентиля 6. Первый вывод исполнительного органа 1 через дополнительный управляемый вентиль 8, в качестве которого использован, например. оптронный тиристор, подключен к общей точке резисторов 16-18, Функции управляемого вентиля 8 может выполнять любой полупроводниковый прибор с характеристикой управления во втором квадранте: анодное напряжение — ось абсцисс, управляющее напряжение - осЬ ординат.

Управляющий светодиод оптронного тиристора 8 через формирующее ус ойство на резисторе 21 и стабилитрс е 15 подключен между общей точкой резисторов 16-18 и катодом управляемого вентиля 7.

Соединениые последовательно управ" ляемый вентиль 8 и исполнительный орган 1 шунтируются пусковым резисто« ром 22 . Такая схема могла бы функционировать, если бы второй вывод исполнительного органа был подключен к нулевому приводу. Для работы в сетях без нулевого провода введена анодная выпрямительная группа на диодах 3 и

5 9915

4 и управляемом вентиле 9, в качестве которого использован, например тиристор, Катод управляемого вентиля 9 подключен к фазе 8. Цепь управления вентиля 9 через второе дополнительное формирующее устройство на резисторе 23 и диоде 5 подключена к фазе С. Парал-. лельно резисторам 16»18 подключены стабилитроны 10-12, Устройство для защиты трехфазной р нагрузки от изменения чередования и обрыва фаз работает следующим обра. зом.

При правильном чередовании подве". денного напряжения в момент времени, когда напряжение фазы А перестает быть -самым отрицательным, открывается диод 2 и получает управляющий. сигнал вентиль 6. В момент времени, когда напряжение фазы В становится больше напряжения фазы А, открывается управляемщй вентиль 6 и получает управляющий сигнал вентиль 7. В момент времени, .когда напряжение фазы С стано» вится больше напряжения фазы В, от1 крывается управляемый вентиль 7 и получает управляющий сигнал вентиль 8, который открывается и подключает к мостовому трехфазному выпрямителю исполнительный орган 1. До этого момента времени ток протекал только через пусковой резистор 22. Следуе; отметить, что при наличии фазы С управляемый вентиль 9 функционирует как диод.

Если изменено подсоединение,— на" пример фаз В и С, то при данном на" пряжении схема функционирует следую" щим образом. В момент времени, когда напряжение фазы A перестает быть самым отрицательным, открывается диод 2 и получает управляющий сигнал вен" тиль 6, Так как его анод подключен к фазе С с большим в данный момент напряжением, то управляемый вентиль 6 открывается и получает управляющий сигнал вентиль 7. Однако вентиль 7 подключен к фазе В, напряжение которой в это время самое отрицательное и не имеет условий для включения. За" тем в момент времени, когда напряжение фазы А становится больше напряжения фазы С, включается диод 2 и полу" чает управляющий сигнал вентиль 6.

Однако напряжение фазы С в это время меньше напряжения фазы А. В момент

55 равенства фазных напряжений А и С ток в диоде 2 спадает до нуля и диод закрывается, так как нагрузка выпрями47 6 теля чисто активная, Затем напряжение фазы С становится больше напряжения фазы А, но управляемый вентиль 6 не открывается из-за отсутствия сигнала управления. Далее следуют аналогичные циклы работы устройства. При этом управляемый вентиль 8 не открывается и не подключает исполнительный орган 1 к выходу трехфазной мостовой выпрямительной схемы.

Рассмотрим режим отключения исполнительного органа 1 при обрыве фазы через некоторое время после подачи трехфазных напряжений прямой последовательности.

При обрыве фазы А диоды 2 и 3 теряют питающее напряжение, а управляе" мые вентили 6 и 7 теряют управление и исполнительный орган обесточивается.

При обрыве фазы В управляемые вентили 6 и 9. не включаются,. так как те" ряют питающее напряжение, а вентиль 7 теряет управление.

После спадания до нуля тока в ис" полнительном органе 1 управляемый вентиль 8 закрывается.и не имеет условий для включения.

При обрыве фазы С управляемый вентиль 7 и диод 4 теряют питающее на" пряжение, а управляемый вентиль 9 теряет управление. После спадания до нуля тока в исполнительном органе 1 управляемый вентиль 8 закрывается и не имеет условий для включения.

Увеличение сопротивления пускового резистора 22 с целью уменьшения потребляемой мощности влечет за собой увеличение сопротивления катодных резисторов 16-18. Для нормального функционирования выпрямительной схе" мы при открытом управляемом вентиле 8, подключающем низкоомный исполнительный орган, катодные резисто" ры 16-18 зашунтированы стабилитронами 10»12, которые включаются в работу только после открывания управляемого вентиля 8. Для того, чтобы от тока в диоде 2 не включался управляемый вентиль 7, пороговое напряжение стабилитрана 10 должно быть, меньше, чем сумма пороговых напряжений стабилитроков 13 и 14. Такое же требование необходимо .для стабилитронов 11, 14 и 1 . Реально величина сопротивления пускового резистора 22 в десятки раэ больше величины сопротивления обмотки исполнительного органа.

Автоматический запуск позволяет повысить надежность устройства, при991547 менение в сетях с изолированной найтралью позволяет расширить его область применения, а уменьшение пульсаций питающего напряжения позволит уменьшить потери мощности в исполнительном органе, ликвидировать дребезг контактов и повысить его долговечность.

Формула и зобр ет ения

Устройство для защиты электроустановки от изменения чередования и обрыва фазы, содержащее исполнительный орган, подключенйый к катодной выпрямительной группе, вентили которой соединены катодами через резисторы, а анодами подключены соответственно по порядку чередования к первой, второй 20 и трет ьей фазам сети, цепи упра вленин второй и третьей фаз через формирующие элементы подключены к катодам ,вентилей первой и второй фаз, о тл и ч а ю щ е. е с я тем, что, с це- 5 лью повышения надежности запуска устройства, в него дополнительно введены управляемый вентиль с формирующим элементом в цепи управления и пусковой резистор, а в качестве вентиля З0 первой фазы использован диод, причем первый вывод исполнительного органа подключен к катодной выпрямительной группе через дополнительный управляемый вентиль, цепь управления которого через формирующий элемент подключена между общей точкой резисторов и катодом вентиля третьей фазы, а соединенные последовательно дополнительный управляемый вентиль и ис" полнительный орган шунтированы пусковым резистором, 2, Устройство по пп, 1, о т л и чающее с я тем, что, с целью расширения области применения для сетей с изолированной нейтралью и уменьшения пульсации напряжения в цепи исполнительного органа, в него введена анодная выпрямительная группа, к которой подключается второй вывод исполнительного органа, причем вентили первой и третьей фаз неуправляемые, а цепь управления вентиля второй фазы через второй дополнительный формирующий элемент подключена между второй и третьей фазами.

3. Устройство по пп. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения мощности, выделяемой в пусковом резисторе, параллельно резисторам, через которые соединены катоды вентилей, подключены стабилитроны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 687522, кл. H 02 K 7/09, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

N 579675, кл. H 02 K 7/09е 1976.

9Я 54T

Составитель В, Орлов

Редактор В. Иванова Техред О. Неце Иорректор У. Пономаренко

Заказ i>5/73 Тираж 5i5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0Д Москва„Ж-3 Разыская наб. д. 4/5

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