Устройство для защиты трехфазного электроприемника от изменения чередования и обрыва фаз

Устройство для защиты трехфазного электроприемника от изменения чередования и обрыва фаз

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

А.Н.Борданов, В.Ф.Минаков, В.И. Кожевников и Ж Д аТ Р Фцусо

11 ь т1:" ;„

1 ! Г,i е(И ;.ф,", ф .- .I

Стенрополнский политехнический инотитуй:;,;хе„т... ! (? 2) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО

ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКА ОТ ИЗИЕНЕНИЯ ЧЕРЕДОВАНИЯ

И ОБРЫВА ФАЗ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты трехфазных электроприемников, включая электродвигатели.

Известно устройство для защиты трехфазнои нагрузки от изменения че5 редования и обрыва фаз, содержащее тиристоры, включенные в каждую фазу, и исполнИтельный орган-реле, обмотка которого включена в нулевой провод, 19 при этом управляющий электрод каждого из упомянутых тиристоров подключ ен ч ер ез с та били трон и ре зис тор к катоду тиристора в предыдущей фазер причем катоды всех тиристоров через

15 резисторы подключены к исполнительному органу (1) .

К недостаткам устройства для защиты трехфазной нагрузки от изменения чередования и обрыва фаз следует отнести его сложность и низкую надежность, поскольку оно требует наличия нулевого провода и не выполняет своих функций при его обрыве, а также включает относительно большое число элементов — 13 приборов, что повышает вероятность отказа или лозиной работы, а, следовательно, снижа-, ет надежность. Недостатком является и то обстоятельство, что устройство не имеет блокировки от запуска внешним импульсом в неполнофазном режиме, а именно, при отсутствии фазы С питающего напряжения.

Наиболее:близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты трехфазной нагрузки от исчезновения фаэ сети питания. Это устройство содержит три цепочки, каждая из которых состоит из ключевого элемента, соединенного последовательно с пороговым элементом, причем эти цепочки соединены между собой в треугольник, вершины которого подсоединены к фазам сети, и исполнительный орган.

Функционирование этого устройства основано на контроле чередования

904078

3 мгновенных значений трех линейных напряжений сети, сдвинутых друг относительно друга на l 20 элек трич еских градусов L2).

К недостаткам этого устройства относится его относительная сложность, связанная с этим низкая надежность.

Кроме того, это устройство реагирует только на обрыв фазы н не способно контролировать порядок чередования 10 фаз.

Цель изобретения — упрощение устройства, повышение надежности его работы и расширение функциональных возможностей. S

Поставленная цель достигается тем, что в качестве ключевого элемента в одной из цепочек применен тиристорный оптрон, в другой — тиристор, а третья цепочка состоит из одного N порогового элемента, в качестве которого (как и в других цепочках) используется динистор, анод которого подключен к управляющему переходу тиристора, причем вершины треугольника р5 подключены к фазам сети через резисторы, а исполнительный орган включен последовательно с ключевым и пороговым элементами в одну иэ сторон треугольника. ЭО

На фиг. приведена принциниальная электрическая схема устройства для защиты трехфазного электроприемника от изменения чередования и

35 исчезновения фаз питающего напряжения 4 на фиг. 2 — диаграмма изменения мгновенных значений напряжений, иллюстрирующая работу устройства в нормальном режиме, на фиг. 3 — диаграмма изменения мгновенных значений напряжений схемы при изменении порядка чередования фаз (обратном подключении фаз В и С) °

На фиг. 2 изображено: Up напряжение между точками А С схемы, про/ / 43 порциональное линейному напряжению

11ас, 1З с — напряжение между фазой

В и точкой С схемы, пропорциональное

U ; Б д — напряжение между фазой

В и точкой А схемы, пропорциональное

У д; Ug — напряжение включения динисторов, 1, Й, 1а — моменты Времени включения динисторов.

На фиг, 3 изображено: Ugg — напряжение на выходе потенциометра 1

r (фиг. l ), пропорциональное Ugp; Ua!S; напряжение на выходе потенциометра

1 (фиг.2), пропорциональное Ueg

11др, — напряжение между движками потенциометров 1 и 2 (фиг.l), пропорциональное lJgy; И вЂ” напряжение включения динисторов; t - - интервал времени возможного включения динистора 4 (фиг.l); t> — момент времени включения динистора 3 (фиг.l)

Предлагаемое устройство содержит переменные резисторы l и 2, подключенные по потенциометрической схеме к фазам А-В и В-С. !!ежду движком ! резистора 1 (контрольной точкой А схемы) и движком резистора 2 (контрольной точкой С схемы) включены последовательно соединенные резистор 3, управляющий переход тиристора 6, ограничительный резистор 7. К точкам В и C подключены динистор 4, светодиод S оптрона, тиристор 6, резистор 7, соединенные последовательно.

Цепочка из последовательно включенных динистора 8, фототиристора 9 оптрона, исполнительного органа 10, зашунтированного конденсатором 11, подключена к точкам В и А схемы.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Включением резисторов I и 2 по потенциометрической схеме создается треугольник (между точками А, В, С ) напряжений, каждое из которых пропорционально соответствующему линейному напряжению сети с определенным действительным коэффициентом пропорциональности. При наличии всех фаз питающего напряжения и правильном: их чередовании диаграмма изменения мгновенных значений напряжений между точками А-Cñ, В-С и В-A имеет вид, изображенный на фиг.2. Как следует из этой диаграммы, в момент времени

Ц q достигает величины напряжения включения динистора 3. Последний пробивается, оставаясь открытым под действием протекающего через него тока да конца положительного полупериода Ц . Этот ток является управляющим для тиристора 6. Однако его силовая структура до момента Й,1 обесточена, так как закрыт динистор

4. И лишь после включения последнего в момент tg через светодиод 5 оптрона, а также динистор 4 и тиристор 6 прцходит ток, удерживающий последние в открытом состоянии (до конца положительного полупериода U> <).

При наличии управляющего тока оптрона в момент 1 (включения динистора

904078

8) появляется ток через исполнительный орган 10. Одновременно заряжается конденсатор 11. Цепь питания защищаемого электроприемника при этом замкнута. В отрицательную полу- 5 волну напряжения ИВА питание исполнительного органа осуществляется энергией заряженного конденсатора 11.

В последующие периоды процессы коммутации тиристорных структур повторяются

В случае исчезновения одной из фаз питающей сети одно из линейных напряжений Бдс, U или U уменьшается. Понижается, следовательно, одно из напряжений. Ц е, И е или Ц у .

При уменьшении Ugl<> остается закрытьич динистор 3. Из-за отсутствия управляющих токов невозможно отпирание тиристора б и фототиристора 9. Ис- 20 полннтельный орган 10 оказывается обесточенным„ что влечет за собой отключение защищаемой нагрузки. Если же понижается напряжение Брф, то остается выключенным динистор 4, обесточенным — светодиод 5, закрытым — фототиристор 9 (потребитель также отключается) . При снижении

11Вя запеРт динистоР 8 и обесточен исполнительный орган 10 — электропри- Зв емник отключен.

Наличие в схеме динисторов 3, 4, 8 обеспечивает фиксированный порог напряжения, при превышении которого устройство функционирует нормально ЗЗ при наличии допустимой несимметрии питающего напряжения и отключает нагрузку при исчезновении одной из фаз.

При изменении порядка чередова- 46 ния фаз, например обратном подключении фаэ В и С (см.фиг.3), включение динистора 4 возможно лишь в интерг вале t -tg когда напряжение U на его аноде выше уровня включения. 4S

Однако при этом закрыт тиристор 6, так как его управляющий сигнал появляется только в момент времени tg

Г (когда U+ равно напряжению включения динистора 3}. Поэтому светодиод gy

5 остается обесточенным, потребитель отключенным.

Важно отметить, что пуск потребителя при отсутствии одной из фаз питающего напряжения при использовании предлагаемого устройства невозможен, так как исполнительный орган 10 обесточен, что соответствует равомкнутому состоянию цепи управления электродвигателем.

Установка резистора 7 в схеме устройства предусмотрена с целью ограничения тока управления тиристора 6 и светодиода 5 до уровня дон устимогo ..

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электроприемника от изменения чередования и обрыва фаз, содержащее три цепочки, каждая из которых состоит из ключевого элемента, соединенного последовательно с пороговым элементом, причем зти цепочки соединень1 между собой в треугольник, вершины которого подсоединены к фазам сети и исполнительный орган, зашунтированный конденсатором, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и расширения функциональных возможностей, в качестве ключевого элемента в одной из цепочек применен тиристорный оптрон, в другой — тиристор, а третья цепочка состоит из одного порогового элемента, в качестве которого (как и в других цепочках) используется динистор, анод которого подключен к управляющему переходу тиристора, причем вершины треугольника подключены к фазам сети через резисторы, а исполнительный орган включен последовательно с ключевым и пороговым элементами в одну из сторон треугольника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 579675, кл. Н 02 Н 7/09, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2838155/24-07, 11.11. 19.

904078

Составитель С.Курбангалиева

Редактор Н.Грищанова Техред М. Надь Корректор С.Шекмар

Заказ 147/41 Тираж 669 Подписное

ВНЫ4ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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