Устройство для защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы

(51)5 Н 02 Н 7/09 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИ ЕНИ ЩИТЫ ТРЕХ- ИММЕТРИЧэлектротехния защиты элекых режимов является улучехни- элек- имое Е ИЗС)БРЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 640390, кл, Н 02 Н 7/08, 1977,Авторское свидетельство СССРМ 1359844, кл, Н 02 Н 5/10, 7/09, 1987.Авторское свидетельство СССРМ 675522, кл. Н 02 Н 7/08, 3/24, 1977.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА ФАЗНОЙ НАГРУЗКИ ОТ НЕ НОГО РЕЖИМА РАБОТЫ (57) Изобретение относится к ке, а именно к устройствам дл тродвигателей от аварийн работы. Целью изобретения Изобретение относится к электрот ке, а именно к устройствам для защиты тродвигателей от аварийных реж работы.Известно устройство для защиты трехфазной установки от работы на двух фазах, в котором линейные токи каждой фазы преобразовываются в импульсы одной полярности и по одновременному совпадению их в двух любых фазах определяют наличие аварийного режима.Известно устройство для защиты от неполнофазных режимов работы 3-фазной электрической сети, в котором контролируется отставание тока от напряжения в смешанной активно-индуктивной нагрузке и напряжение прямой и обратной последовательности,шение избирательности и надежности работы при индуктивной нагрузке. Устройство содержит три О-триггера, три накопителя импульсов, три формирователя импульсов фазных напряжений, элементы ИЛИ, И - НЕ, три элемента совпадения импульсов, в качестве которых применены 0-триггеры. При обрыве фазы без подгрузки, когда ток в обмотке отсутствует, сигнал неисправности формируется накопителем импульсов и элементом И-НЕ. При далеком обрыве фазы, когда ток в обмотке двигателя опережает фазное напряжение, сигнал неисправности формируется О-триггером. Если же ток в обмотке двигателя отстает от напряжения на больший угол, что может быть при далеком обрыве или значительной асимметрии фаз подающих напряжений, сигнал неисправности формируется О-триггером при записи единичного уровня импульса тока от фронта фазного напряжения. 1 ил; При отставании тока от напряжения более 64 эл.град что характерно для 80 двигательной и 20, активной нагрузки, элемент ЗАПРЕТ пропускает сигнал отключения на коммутационный аппарат. Но при 200 двигательной нагрузки и 800 активной нагрузки данная схема команду отключения не пропускает, а двигатель в это время работает с перегрузкой.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты трехфаэной нагрузки от несимметричного режима работы, содержащее быстронасыщающиеся трансформаторы тока с нагрузочными резисторами, мостовые выпрямители, три ключевые формирующие схемы, три одновибратора, три схемы ИНЕ, схему ИЛИ.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Устройство дает правильное отключение только при обрыве фазы, а при возникновении даже допустимой асимметрии фаз возникает ложное отключение, связанное с тем, что в качестве информационного параметра используется совпадение трех импульсов одновибраторов. Недостатком является также то, что сдвиг фазы тока на 180 эл.град, устройство не отрабатывает ввиду и спользования мостовых выпрямителей.Целью изобретения является улучшение избирательности и надежности работы при индуктивной нагрузке,На чертеже представлена схема устройства защиты трехфазной нагрузки.Устройство содержит три ключевых формирующих элемента 1-3 фазного напряжения, входы которых подключены к соответствующей фазе питающего напряжения и нулевому проводу, кроме того, к каждой фазе питающего напряжения подключен соответственно первый вход ключевых формирующих элементов 4-6 тока, а второй их вход является выходом для подключения нагрузки, выход каждого из ключевых формирующих элементов 4-6 тока через соответствующий одновибратор 7-9 соединен с О-входом О-триггеров 10 - 12, при этом С- входы О-триггеров 10-12 соединены с выходами ключевых формирующих элементов 1-3 напряжения. Кроме того, к выходам одновибраторов 7 - 9 подключены соответственно входы накопителей 13-15 импульсов. Прямые выходы О-триггеров 10 - 12 соединены с входами трехвходового элемента ИЛИ 16, выход которой соединен с первым входом двухвходового элемента ИЛИ 17, выход которой является выходом "Авария" устройства, а второй вход подключен к выходу элемента И - НЕ 18, три входа которой соединены с выходами накопителей 13-15 импульсов,Устройство работает следующим образом,Ключевые формирующие элементы 1 - 3 напряжения, на входы которых подается напряжение соответственно фаэ А, В и С, преобразуют положительные импульсы напряжения сети в последовательность прямоугольных импульсов.Ключевые формирующие элементы 4-6 тока, содержащие каждый быстронасыщающийся трансформатор тока, однополупериодные выпрямители с нагрузочными резисторами, преобразуют полуволны тока в короткие импульсы, появляющиеся в момент перехода тока от отрицательного к положительному значению. Эти импульсы по ступают на соответствующие входы одновибраторов 7-9, которые формируют прямоугольные импульсы длительностью, выбираемой в зависимости от допустимой асимметрии напряжений фаз. Импульсы с выходов одновибраторов поступают на входы накопителей 13-15 импульсов;В случае, когда обрыв фазы отсутствует и асимметрия фаз находится в пределах допуска, на прямых выходах О-триггеров 10- 12, а значит, и на выходе элемента ИЛИ 16 присутствует сигнал "0", так как фронт напряжения с соответствующего формирователя приходит на тактовый вход О-триггера в момент, когда на его О-входе присутствует уровень логического "О" ввиду отставания тока нагрузки от фазного напряжения, Импульсы, поступающие с выходов одновибраторов 7 - 9, преобразуются накопителями 13 - 15 импульсов в сигнал логической "1",Таким образом, на всех входах элемента И - НЕ 18 будут присутствовать сигналы "1", следовательно, на вход элемента ИЛИ 17 поступают нулевые уровни и сигнал "Авария" на выходе элемента ИЛИ 17 отсутствует,В случае обрыва, например, фазы А, когда подгрузка обмотки двигателя отсутствует, ток по первичной обмотке трансформатора ключевого формирующего элемента 4 не протекает и, следовательно, импульсы на входе одновибратора 7 и его выходе отсутствуют, а нулевой сигнал с накопителя 13 вызывает появление на выходе элемента И - НЕ 18 единичного сигнала, который через элемент ИЛИ 17 появляется на выходе "Авария" и может использоваться для отключения двигателя, Аналогичным образом работает устройство в случае обрыва фаз В и С при отсутствии подгрузки по этим фазам,В случае "далекого" обрыва, например, фазы А, когда обмотка двигателя соединена с другими нагрузками, импульсы на выходе ключевого формирующего элемента 4 присутствуют, т,е, на выходе элемента И-Н Е 18 установился уровень логического "0", Если при этом двигатель перешел в генераторный режим, фаза импульсов тока такова, что в момент прихода фронта напряжения на тактовый вход О-триггера 10 на его О-входе присутствует единичный сигнал от опережающего тока, На прямом выходе О-триггера 10 появляется единичный сигнал.Проходя через элементы ИЛИ 16 и 17,этот единичный уровень устанавливается на выходе "Авария" элемента ИЛИ 17 и может использоваться для отключения двигателя. Если генераторного режима не возникло, ток в фазе двигателя будет значительно отставать от фазного напряжения. При этом вО-триггер 10 фронтом фазного напряжения будет также записываться логическая "1", которая присутствует при этом на О-входе за счет выбора соответствующей длительности импульса одновибратора. Эта единица через элементы ИЛИ 16 и 17 поступает на выход "Авария", сигнализируя о необходимости отключения двигателя. Аналогично работает устройство при "далеком" обрыве в фазах В и С.В случае асимметрии фаз максимальный угол сдвига между напряжением и током будет в фазе с минимальным напряжением. Регулируя соответствующим образом длительность импульса одновибратора, можно добиться появления единичного уровня на выходе соответствующего триггера, а значит, и на выходе устройства, При этом, чем меньше допустимая асимметрия, тем большей будет устанавливаться длительность импульсов одновибратора,Суть изобретения не изменится, если нагрузка будет с нулевым, т.е. четырехпроводной. Наличие одновибратора в цепи формирования импульса напряжения от тока обмотки позволит отстроиться от провала в импульсе тока, возникающего при асимметрии фаз,Экспериментальные исследования устройства для защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы показали, что по сравнению с известным устройством аналогичного назначения предлагаемое устройство обеспечивает отсутствие ложныхотключений при допустимой, наперед заданной, асимметрии фаэ и гарантированноеотключение при обрыве фазы независимо от5 наличия между источником и потребителемдругих нагрузок.Формула изобретения. устройство для защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы,10 содержащее три ключевых формирующихэлемента в цепи тока и три формирователяимпульсов фазного напряжения, три одновибратора и элемента совпадения импульсов, отл и ч а ю щ ее с ятем, что, с целью15 улучшения избирательности и надежностиработы при индуктивной нагрузке, дополнительно введены три накопителя импульсов,элемент И - НЕ, два элемента ИЛИ, а в качестве элементов совпадения импульсов ис 20 пользованы О-триггеры, при этом выходыкаждого из ключевых формирующих элементов напряжения соединены.с С-входом -О-триггера, а выходы ключевых формирующих элементов тока через одновибратор со 25 единены с О-входом О-триггера, к выходуодновибраторов в каждой фазе подключенынакопители импульсов, выходы которых соединены с входами элемента И - НЕ, выходыО-триггеров соединены с входами первого30 элемента ИЛИ, выход которого и выход элемента И - НЕ подключены к входам второгоэлемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства,1746459 одс Составитель В. ОбознТехред М. Моргентал рректор Н, Ревская ЪРедактор В. изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 2400 ТиражВНИИПИ Государственного комитета п113035, Москва, ЖПодписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРРаушская наб 4/5