Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов работы

(19 Н 7 08 50 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЯ ПИС ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторско658649, кл.Авторское1156186, кл. Бюл.43ельский25 (088.8)е свидетельство СССРН 02 К 7/08, 1979.свидетельство СССРН 02 К 7/08, Н 02 Н 3/ 982. ДЛЯ ЗАШИТЫ ТРЕХ- УСТАНОВКИ ОТ НЕРЕЖИМОВ РАБОТЫ относится к области менно к релейной зак и может быть испольтрехфазных потребичных режимов работы. - повышение надежения защиты как при(54) УСТРОЙСТВО ФАЗНОЙ ЭЛЕКТРО СИММЕТРИЧНЫХ (57) Изобретениеэлектротехники, а ищите электроустановозовано для зашитытелей от несимметриЦель изобретенияности путем обеспеч амплитудной, так и при фазовой несимметрии токов. Устройство содержит датчики 1 - 3 тока всех трех фаз, предназначенные для подключения к фазам питания потребителя. Вторые выходы датчиков 1 - 3 тока подключены к выпрямителям 11 - 13 блока 10 формирования опорного напряжения и через компараторы 5 - 7 и логический блок 8 преобразования прямоугольных импульсов в постоянный уровень подключены к исполнительному органу 9. Первые выходы датчиков 1 - 3 присоединены к средней точке источника 4 питания, к которому также присоединен выход источника 16 напряжения начального смешения. Повышение надежности достигается введением блока 10 формирования опорного. напряжения с конденсатором 14 и потенциометром 15, подвижный контакт которого присоединен к вторым входам компараторов 5 - 7, 3 ил.Изобретение относится к электротехнике и предназначено для зашиты трехфазных потребителей от несимметричных режимов работы.Пель изобретения - повышение надежности путем обеспечения защиты как при амплитудной, так и при фазовой несимметрии токов.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства в случае симметричного режима (а), при наличии фазовой асимметрии (б). При наличии амплитудной асимметрии фазных токов (в); на фиг. 3 - одна из возможных реализаций устройства.Устройство защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы содержит датчики 1 - 3 тока, установленные в каждой фазе сит, сети, первые выходы которых подключены к средней точке источника 4 питания, с вторыми выходами которых непосредственно связаны входы компараторов 5 - 7, выходами подключенных к входам логического блока 8 преобразования прямоугольных импульсов в постоянный уровень, связанного с исполнительным органом 9, причем вторые входы компараторов 5 - 7 подключены к выходу блока 10 формирования опорного напряжения, который своими входами подключен к датчикам 1 - 3 тока первой, второй и третьей фаз, при этом блок 10 формирования опорного напряжения выполнен на выпрямителях 11 - 13 первой, второй и третьей фаз, конденсаторе 14, потенциометре 15, источнике 16 напряжения начального смещения, выпрямители 11 - 13 первой, второй и третьей фаз своими входами подключены к вторым выводам датчиков 1 - 3 тока первой, второй и третьей фаз соответственно, выходы выпрямителей 11 - 13 первой, второй и третьей фаз соединены между собой и подключены к конденсатору 14 и потенциометру 15, вторые выводы которых подключены к источнику 16 напряжения начального смещения, подключенного к средней точке источника питания, движок потенциометра 15 подключен к вторым входам компараторов 5 - 7 первой, второй и третьей фаз. Питание на устройство подается ключом 17.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии ключ 17 разомкнут, питание на устройство не подано, трехфазная нагрузка от сети отключена. При замыкании ключа 17 исполнительный орган производит тестовое подключение нагрузки к сети.В случае симметричного режима трехфазной нагрузки, когда токи первой(1 А), второй (1 в) и третьей (1 с) фаз равны по амплитуде и сдвиг между токами каждой последующей фазы по отношению к предыдущей (1 в по отношению к 1 А, 1 с по отношению к 1 в, 1 х по отношению к 1 с)составляет 120 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50(фиг. 2 а), напряжения Пь Бь П.1 на выходе датчиков 1 - 3 тока первой, второй и третьей фаз соответственно равны по амплитуде и сдвинуты по фазе аналогично фазным токам. Напряжение на конденсаторе 14 равно амплитудному значению напряжений Ь, П, Пз. Напряжение Б 4, снимаемое с движка потенциометра 15 и подаваемое на компараторы 5 - 7 в качестве опорного, прямо пропорционально напряжению на конденсаторе 14, т.е. амплитуде напряжений Б, П, 1 а (считаем напряжение источника 16 напряжения начального смещения малым по отношению к П 4), Перемещением движка потенциометра 15 напряжение П 4 может быть выбрано, например, соответствующим фиг. 2 а, В этом случае логический блок 8 выдает на вход исполнительного органа 9 сигнал Б 8, например Лог. О, по которому исполнительный орган 9 удерживает нагрузку подключенной к сети. Если амплитуды токов 1 л, 1 в, с изменяются, например увеличиваются, оставаясь равными (изображено пунктиром на фиг. 2 а), напряжение на конденсаторе 14, а следовательно, и напряжение 1.14 пропорционально возрастают, а напряжения П 5, П, П 7 не претерпевают никаких изменений, так как нагрузка остается подключенной к сети.Случай наличия фазовой асимметрии приведен на фиг. 26. В этом случае амплитуды токов 1 д, 1 в, 1 с равны, но фазовые сдвиги нарушены, например так, как показано на фиг. 26. В силу того, что положительные перепады напряжения П 7 в этом случае совпадают с отрицательными импульсами напряжения П, логический блок 8 выдает на вход исполнительного органа 9 сигнал П 8, например Лог. 1, по которому исполнительный орган отключает трехфазную нагрузку от сети. Из фиг. 26 видно, что симметричное изменение амплитуд токов 1 д, 1 в, 1 с, вызывая пропорциональное изменение напряжений П ь П, Ьз и напряжения П 4, никак не изменяет напряжений П 5, Пь П 7, а следовательно, не влияет на отключение нагрузки от сети. Перемещая движок потенциометра 15 можно изменять порог срабатывания зашиты по фазовому сдвигу и установить его равным любой наперед заданной величине в пределах от 0 до +-60. Гри симметричном изменении амплитуд фазных токов этот пороге не изменяется.Случай наличия амплитудной асимметрии приведен на фиг. 2 в. Амплитуда одного из токов (например 1 л) больше амплитуд остальных токов (1 в,1) . В этом случае напряжение на конденсаторе 14 и опорное напряжение определяется наибольшей из амплитуд токов 1 д, 1 в 1 с (1 д на фиг. 2 в), вследствие чего положительные импульсы остальных напряжений(1 в, 1 с на фиг. 2 в) имеют недостаточную длительность и их положительные перепады совпадают с отрицательными импульсами предыдущих напряжений. Логический1272394 хс Ав 1 ад1 ь блок преобразования прямоугольных импульсов в постоянный уровень выдает на исполнительный орган сигнал, например Лог. 1, по которому исполнительный орган отключает трехфазную нагрузку от сети.Повторное тестовое подключение нагрузки к сети осуществляется размыканием и последующим замыканием ключа 17.Источник 16 напряжения начального смешения вырабатывает малой величины (значительно меньше 11) постоянное напряжение и служит для установки в исходное состояние компараторов 5 - 7 и в случае одновременного равенства нули токов 1 д 1 в, 1 сНа фиг. 3 приведена одна из возможных реализаций устройства.По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает надежную защиту трехфазцой нагрузки, потребляемый ток которой изменяется во времени в широком диапазоне, в частности нагрузкой может быть электродвигатель, пусковой ток кото рого во много раз превышает ток разогнанного состояния. Кроме того, предлагаемое устройство производит отключение нагрузки от сети в случае короткого замыкания в нагрузке, чего известное устройство не обеспечивает. 25Формула изобретенияУстройство для зашиты трехфазной элек.троустацовки от несимметричных режимов работы, содержащее датчики тока, включенные первичными обмотками в фаэнце провода сети, первые выводы вторичных обмоток которых подключены к средней точке источника питания, вторые выводы вторичных обмоток связаны с входами компараторов, выходами подключенных к входам логического блока преобразования прямоугольных импульсов в постоянный уровень, связанного с исполнительным органом, отличающееся тем, что, с цепью повышения надежности путем обеспечения защиты как при амплитудной, так и при фазовой несимметрии токов, оно дополнительно снабжено блоком формирования опорного напряжения, в состав которого входят выпрямитель первой, второй и третьей фаз, конденсатор, потенциометр ц источник напряжения начального смещения, причем выпрямители первой, второй и третьей фаз своими входами подключены к вторым выводам вторичных обмоток датчиков тока, вь 1 ходы выпрямителей первой, второй и третьей фаз соединены между собой и подключены к общей точке первых выводов конденсатора и потецциометра, вторые выводы которых объединены и подключены к источнику напряжения начального смещения, подключенного к средней точке источника питания, выход потенциометра подключен к вторым входам компараторов первой, второй и третьей фаз.итель В. ОрлВерес Редактор Е. ПаппЗаказ 6344/51ВНИИПИ Госудапо делам и113035, Москва, Жфилиал ППП Патент СоставТехред И Тираж 61 рственного обретений - 35, Рау , г. Уж го КорректорПодпнсиокомитета СССРи открытийшская наб д. 4/5од ул Проектная 4