Устройство для зищиты трехфазной электроустановки от неполнофазного режима

Устройство для зищиты трехфазной электроустановки от неполнофазного режима

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите. Цель изобретения - повьшение надежности путем исключения ложных срабатываний при изменениях напряжения трехфазной сети, связанных с изменениями частоты сети при глубоком частотном регулировании. Это достигается тем, что при снижении фазного напряжения или асимметрии фаз на выходе трехфазного выпрямителя 1 происходит периодическое снижение напряжения . Однако напряжение на выходе преобразователя 12 частота - напряжение , приложенное к управляющему входу преобразователя 8 напряжение - сопротивление, не изменяется. Это приводит к периодическому снижению напряжения на светодиоде оптрона 5 ниже пороговой величины. Светодиод периодически гаснет и запирает фототранзистор оптрона 5. На коллекторе появляется напряжение высокого уровня , что является сигналом аварийного р ежима. 1 ил. (Л fД7Л. /-г. 00 х v| ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 02 Н 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

А В с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4016815/24-07 (22) 05.02.86 (46) 23.09.87. Бюл . № 35 (71) Винницкий электротехнический завод (72) В.С.Сокол, В.З.Шнайдер и В.B.Áûêáâñêèé (53),621 ° 316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 639077, кл. Н 02 Н 7/08, l978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1196988,,кл, Н 02 Н 3/24, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕПОЛНОФАЗНОГО

РЕЖИМА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения — повышение надежности путем исключения ложных срабатываний при изменениях напряже„Я0„„1339727 А1 ния трехфазной сети, связанных с изменениями частоты сети при глубоком частотном регулировании. Это достигается тем, что при снижении фазного напряжения или асимметрии фаз на выходе трехфазного выпрямителя 1 происходит периодическое снижение напряжения. Однако напряжение на выходе преобразователя 12 частота — напряжение, приложенное к управляющему входу преобразователя 8 напряжение— сопротивление, не изменяется. Это приводит к периодическому снижению напряжения на светодиоде оптрона 5 ниже пороговой величины. Светодиод периодически гаснет и запирает фототранзистор оптрона 5. На коллекторе появляется напряжение высокого уровня, что является сигналом аварийного режима. 1 ил.

1339727

Ы1 Р Д > 9

30 где Бд

Р

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защите трехфазных частотно-регулируемых потребителей от неполнофазных режимов питания.

Цель изобретения — повышение надежности защиты от неполнофазных режимов питания путем исключения ложных срабатываний при изме;пениях напря жения питания трехфазных потребителей, связанных с изменениями частоты сети при глубоком частотном регулировании °

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель 1, выполненный на первом 2, втором 3 и тре— тьем 4 диодах и подключенный входами к фазам А, В и С трехфазной сети, реагирующий орган 5, выполненный в виде транзисторного оптрона, светодиод которого шунтирован первым резистором 6

v. анодом подключен к выходу трехфаз— ного выпрямителя 1, а фототранзистор первым выводом-коллектором, являющимся выходом устройства, через второй резистор 7 соединен с первым выводом дополнительного источника питания, а вторым выводом-эмиттером соединен с вторым выводом этого источника, преобразователь 8 напряжение — сопротивление, выполненный на полевом тран зисторе 9, третьем 10 и четвертом 11 резисторах, преобразователь 12 частота — напряжение, содержащий три (по ,. числу фаз трехфазной сети) интегрирующих элемента, первый из которых состоит из четвертого диода 13, анодом подключенного к фазе А трехфазной сети, пятого резистора 14, одним выводом соединенного с катодом диода 13, а вторым выводом, являющимся выходом первого интегрирующего элемента, через первый конденсатор 15, соединенный с нулевой точкой сети.

Второй и третий интегрирующие элементы, входами подключенные к фазам

В и С трехфазной сети, состоят из пятого диода 16, шестого резистора

17, второго конденсатора 18 и шестого диода 19, седьмого резистора 20, третьего конденсатора 21 соответственно, включенных аналогично диоду 13, резистору 14 и конденсатору 15, причем выходы первого, второго и третьего интегрирующих элементов соединены с анодами седьмого 22, восьмого

23 и девятого 24 диодов соответст40

55 венно, катоды которых соединены в общую точку, являющуюся выходом преобразователя 12 частота — напряжение и соединенную с первым выводом третьего резистора 10, являющимся управляющим входом преобразователя 8 напряжение — сопротивление, причем второй вывод резистора 10 соединен с первым выводом — затвором — полевого транзистора 9, второй вывод которого — исток — соединен с катодом све— тодиода оптрона 5, а третий вывод сток — соединен через четвертый резистор 11 с первым выводом (затвором) полевого транзистора 9 и с нулевой точкой сети, образованной восьмым 25, девятым 26 и десятым 27 резисторами, соединенными в звезду, к общей точке которых подключен переменный резистор 28.

Устройство работает следующим образом.

При номинальном напряжении в фазах А, В и С трехфазной сети напряжение между выходом выпрямителя 1 и нулевой точкой сети

1 прямое падение напряжения на светодиоде оптрона 5; падение напряжения на преоб— разователе 8 напряжение сопр отивле ние .

Необходимым и достаточным условием работы преобразователя 8 напряжение сопротивление является линейная зависимость его сопротивления от напряжения на его управляющем входе. Это условие может быть реализовано изменением сопротивления канала полевого транзистора при изменении напряжения на его затворе. Простейшим примером схемной реализации преобразователя напряжение — сопротивление, удовлетворяющего приведенному условию его работы, является схема, приведенная на чертеже и содержащая резистор 10, первый вывод которого является управляющим входом преобразователя 8 напряжение — сопротивление, а второй вывод соединен с затвором полевого транзистора 9, между стоком и затвором которого включен резистор 11.

При этом падение напряжения на преобразователе 8 напряжение — сопротивление Бр есть падение напряжения

133 между истоком и стоком полевого транзистора 9.

Напряжение, регулирующее сопротивление преобразователя 8 напряжение сопротивление, поступает на его управляющий вход с выхода преобразователя 12 частота — напряжение, преобразующего частоту трехфазной сети в напряжение. При этом преобразователь

12 должен реагировать на изменения частоты трехфазной сети (одновременно во всех фазах) и не должен реагировать на неполнофазные режимы трехфазной сети (например, на пропадание напряжения в одной из фаз).

Простым примером реализации такой функции является представленная на чертеже схема преобразователя 12, содержащая три интегрирующих элемента (по числу фаз трехфазной сети), каждый из которых включает в себя диод, анодом подключенный к соответствующей фазе трехфазной сети (диоды

13, 16 и 19), резистор, первым выводом соединенный с катодом диода (резисторы 14, 17 и 20), и конденсатор, первым выводом соединенный со вторым выводом резистора, являющимся вторым выходом интегрирующего элемента, а вторым выводом — с нулевой точкой сети (конденсаторы 15, 18 и 21) .

Выходы всех трех интегрирующих элементов через диоды 22-24 соединены в одну общую точку, являющуюся выходом преобразователя 12 частота— напряжение, Если при этом напряжение, соответствующее определенной частоте сети, поддерживается на выходе хотя бы одного интегрирующего элемента, это напряжение поддерживается и на выходе преобразователя 12. Одновременное изменение частоты во всех трех фазах трехфазной сети вызывает соответствующее изменение напряжения на выходе каждого из трех интегрирующих элементов и на выходе преобразователя

12 частота — напряжение. При необходимости повышения точности преобразователя 12 входящие в его состав интегрирующие элементы могут быть выполнены электронными (например, на базе операционных усилителей).

При фиксированной частоте трехфазной сети напряжение на выходе преобразователя 12 частота — напряжение

U „ = const приложенное к управляющему входу преобразователя напряжение — сопротивление, поддерживает

9727 а постоянным сопротивление последнего, вследствие чего U = const, P

Параметры элементов схемы выбира5 ются таким образом чтобы обеспечива1 лось соотношение

Д пс

Пор где U, — пороговое напряжение зажигания светодиода.

В этом случае светодиод оптрона 5 находится в излучающем состоянии, фототранзистор оптрона 5 насыщен и на его коллекторе находится нулевой потенциал (уровень логического "0").

При осуществлении частотного регулирования и повышении (снижении) частоты сети повьш|ается (снижается) напряжение в фазах трехфазной сети и напряжение на выходе выпрямителя 1 становится равным U „„td U „„. Повышение (снижение) частоты сети вызыва" ет изменение входных сигналов преоб25 разователя 12 частота — напряжение и повышение (снижение) напряжения U „ на его выходе, приложенного к управляющему входу преобразователя 8 напряжениее — с опр отивл ение, что привочп дит к увеличению (снижению) сопротивления преобразователя 8 напряжение — сопротивление и увеличению (снижению) падения напряжения на нем, при этом последнее становится равным

Параметры элементов схемы и преобразователя 12 частота — напряжение выбираются так, чтобы во всем диапазоне изменения частоты и напряжения

4О сети обеспечивалось равенство 1Пьыпр = Пр °

Тогда, 45

Ue,np 3Ueb.,пр = "д + "р -" а р что позволяет поддерживать неизменным прямое падение напряжения U на свеА тодиоде оптрона 5 и обеспечивает не50 зависимость работы устройства от изменений напряжения трехфазной сети, связанных с изменениями частоты сети при частотном регулировании.

При пропадании фазы напряжение

Б „„р на выходе трехфазного выпрямителя 1 перчодически снижается до нуля, что приводит к периодическому гашению светодиода оптрона 5, вызы1339727 вающему периодическое запирание фототранэистора оптрона 5 и периодическое появление на коллекторе фототранзистора высокого уровня напряжения (уровня логической "1"), являющегося сигналом о неполнофазном режиме питания. Этот сигнал может быть использован для управления трехфазным потребителем (например, для его отклю- 10 ,чения или блокировки) или для индикации неполнофаэного режима питания.

При снижении фазного напряжения или асимметрии фаз происходит периодическое снижение напряжения Uö, Вк р

15 на выходе трехфазного выпрямителя 1 на величину аБв„„ . Однако частота трехфазной сети в этом случае остается неизменной, напряжение U íà выходе преобразователя 12 частота — 20 напряжение, приложенное к управляющему входу преобразователя 8 напряжение — сопротивление не изменяется, сопротивление последнего остается постоянным, и падение напряжения П не меняется.

В этом случае

ВНир "ВЬшр U4 + Up

Таким образом, устройство позволяет получить и испольэовать для управления или индикации сигнал о пропадании фазы, снижении фазного напряжения или асимметрии фаз при изменяющейся частоте сети, но не вырабатывает такой сигнал при снижении напряжения питания трехфазного потребителя, связанном со снижением частоты сети при глубоком частотном регу50 что приводит к периодическому снижению падения напряжения U на светодиоде оптрона 5 ниже пороговой величины lU>(U„ l,ê периодическому гашению светодиода, периодическому запиранию фототранзистора оптрона 5 и периодическому появлению на его коллекторе высокого уровня напряжения (уровня логической "1"), являющегося сигналом о неполнофазных режи- 40 мах питания, Введение переменного резистора 28 между общей точкой соединенных в звезду резисторов 25-27 и управляемым преобразователем 8 позволяет смещать 45 уровень искусственной нулевой точки и тем самым регулировать рабочий диапазон напряжений устройства. лировании, чем достигается поставленная цель.

Применение предлагаемого изобретения обеспечивает эффективную защиту частотно-регулируемых трехфаз— ных потребителей от пропадания фазы, снижения фазного напряжения и асимметрии фаз при изменяющейся частоте трехфазной сети, независимую от изменений напряжения питания, связанных с изменениями частоты сети при частотном регулировании.

Фор мул а изобретения

Устройство для защиты трехфазной электроустановки от неполнофазного режима, содержащее трехфазный одно— полупериодный выпрямитель, предназначенный для подключения входными контактами к фазам контролируемой сети, реагирующий орган в виде транзисторного оптрона, светодиод которого, шунтированный первым резистором,своим анодом соединен с выходом уПомянутого выпрямителя, а фототранзистор своим первым выводом-коллектором,являющимся выходом устройства, через второй резистор соединен с первым выводом дополнительного источника питания, а вторым выводом-эмиттером соед-анен с вторым выводом этого источник.:, переменный резистор, один вывод к;торого предназна -ен для соединения с нулевой точкой сети, о т л и ч а ющ з е с я тем, чт э, с целью повышения надежности пу эм исключения ложных -.-.абатываний при изменениях напряжения трехфазной сети, связанны:: с изменениям,; частоты сети при глу оком частотном регулировании,оно дополнительно снабжено преобразователем часто а †напряжен, предназначенным для по„,.;- :.; ния своими входны..ч зажимами;: иазньм проводам второму выводу пере:. еэн.го резистора, и преобразователем ь-:апряжение — сопротивлв-чие, выполненным в яде полевого транзистора, первый "ывод которого— за"вор — через вновь введенный третий ре-.-истор соединен г выходом преобразователя частота - напряжение, второй: вывод — исток — соединен с катсдом светодиода тра. эисторного оптрона„ . третий вывод — сток, соединенный через вновь введенный четвертый рези=тор с затвором, — подключен к второму выводу переменного резистора.