Индикатор аварийного состояния трехфазной системы переменного тока

Союз СоветскихоциалистицесиихРеспублик РЕТЕНИЯ ИДЕТВДЬС АВТОРСКОМ(61) Дополнительное к авт. с (22) Заявлено 13,01.75,(21) 2 д-в 6597 24)М, КлН 02 Н 601 В с присоединением заявки23) Приоритет -43) Опубликовано 05.06.7 Государственный ионите Совета Министров СССР ва делам изобретений н открытийюллетень21сания 06.05.78 45) Дата оп иковаиия о Авторыизобретени Я. Циркин, Е. А, Иванов и М, А, Богора ител 4) ИНДИКАТОР АВАРИЙНОГО СОСТОЯНИЯ ТРЕХФ СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Й об Предлагаемое устройство относится к автоматике и может быть использовано в трехфазныхсистемах переменного тока с любым. видом нагрузки для. определения короткого замыкания илирывов в фазах.Известны устройства защиты и контроля многофазных систем переменного тока, работающихпо принципу сравнения величин напряжений илитоков в фазах 11, 21.Подобные устройства имеют сложные электронные схемы, сочетающие многие логические элементы, в результате этого они мало надежны,Кроме того, такие устройства выполняют функцию защиты только одного потребителя и оказы.ваются неработоспособными при контроле многофазных систем переменного тока, нагруженныхразличными потербителями каким угодно образом,Известен индикатор аварийного состояния трехфазной системы переменного тока, определяющийперегорание:. одного или нескольких плавких пре.дохранителей 31,Индикатор содержит токовые трансформаторы,выпрямительные мосты, блоки, вырабатывающиеуправляющие сигналы, являющиеся функциями напряжений или токов в каждой фазе, выходы ко 2торых параллельно подключены на входы соответ.ствующих логических элементов НЕ и ИЛИ. Выходы логических элементов НЕ подключены ковходам элементов ИЛИ, а выходы логическихб элементов ИЛИ подключены ко входу логического элемента И.Недостатком данного индикатора является не.обходимость перестройки схемы устройства защиты при изменении включения нагрузок контроли О руемой трехфазной системы переменного тока, таккак в зависимости от мест включения нагрузок. по токовым трансформаторам могут протекать то.. ки, а при перегорании предохранителя устройство не работает.Цель изобретения - расширение функциональ.ных возможностей путем определения повреждения трехфазной системы переменного тока безперестройки системы и контроля прн различныхподключениях нагрузок в трехфазной системе.Эта цель достигается тем, что в индикаторе,содержащем трансформаторы тока, включенные вфазы трехфазной системы, вторичные обмотки которых подключены к выпрямительным мостам,логические элементы И и исполнительный элемент, 26трансформаторы тока снабжены дополнительнымивторичными обмотками, подключенными через дополнительные выпрямители ко входам вновь введенного логического элемента И - НЕ, выход которого соединен через элемент ИЛИ с исполнительным элементом, а между выпрямителями и логическими элементами И введены дополнпельныеэлементы формирования импульсов.На чертеже представлена функщгональная схема предлагаемого индикатора. Индикат"р содер.жит токовые трансформаторы 1, выпрямительныемосты 2, элементыформирования импульсов,огические элементы И 4, логический элементИ - НЕ 5, логический элемент ИЛИ 6 и иснолнчтельный элемент 7.Три токовых трансформатора 1, первичныеобмотки которых включены в каждую фазу трехфазной цепи, содержат по две вторичных обмоткии 11. Вторичные обмотки 11 каждого токовоготрансформатора 1 подлючепы ко входам трехвыпрямительных мостов 2 выходы которых подключены через конденсаторы к элементам форми.рования импульсов 3, в моменты прохождениясинусоид токов в фазах через нулевые значения,Эти импульсы являются входными.сигнапами длятрех логических элементов И 4. 25Допощщтельные обмотки трансформатора подключены к трем другим двухполуперподным выпрями.мителчм 2, выпрямленное и сглаженное фильтра-ми постоянное напряжение которых подано па тривхода логического элемента И - г 1 Б э.50Элементы 3 формирования импульсов попарно подключены ко входам логических элементовИ 4, выходы которых подключены ко входам логического элемента ИЛИ б. Выход логического эл.35мента И - НЕ 5 также подключен ко входу логического элемента ИЛИ б,. выходной сигнал которогоподан на исполнительный элемент 7.Индикатор аварийного состояния работает следующим образом,46При исправной работе трехфазцой системы пе.ременного тока в первичных обмотках токовыхтрансформаторов 1 протекают токи, сдвинутые между собой по фазе на угол 120. Следовательнои вторичные направления обмоток трансформатора451, включенных в соседние фазы, также будут сдвинуты на угол 120 .Таким образом, моменты нулевых значенийдвухполупериодных выпрямлентп,тх напряжений вторичных обмоток 1 также будут сдвинуты между5 Особой на угол 120, Выходные напряжения совторичных обмоток 1 подаются через конденсаторы на базы соответствующих тиристоров,. элементов 3 формирования импульсов напряжения, совпадающих с моментом перехода, синусоиды тока55через нуль, При этом на коллекторах транзисторов элементов формирования импульсов образуются отрицательные импульсы напряжения, смещен.ные один относительно другого во времени.Эти импульсы "поступайтна входы логических элементов И 4, но ни на одном входе этих элементов импульсы не совпадают во времени, Таким образом на выходе любого логического элемента И 4 импульсы не выделяются, Напряжения с дополнительных вторичных обмоток подают на входы трех других,выпрямительных мое. тов 2 Фильтры вьптрямительных мостов 2 сглаживают выпрямленное напряжение, которое подают на: три входа логического элемента И - НЕ 5. В этом случае на выходе последнего напряжение отсутствует, Так как выход логического элемента И - НЕ 5 так же как и выходы трех элементов совпа. дения И 4) подключен ко входам логического ,элемента ИЛИ б, то на выходе Йоследнего не появляется сигнал, воздействующий на исполнительный элемент 7, который сигнализирует об аварщ ном состоянии контролируемой трехфазной системы.При нарушении работы трехфазной системыпеременного тока возможны следующие два случая.Повреждение сети в сечении А (обрыв фазы или фаз, короткое замьпсание) .В случае обрыва фазы например, В) напряженны из трехфазного превращения в однофазное, а это приводит к тому, что две из трех первичных обмоток трансформатора 1 будут обтекаться токами, находпцимися в одинаковых фазах,Таким образом, токи, протекающие через три первичные обмотки трансформаторов 1, вклю ченные в три фазы, будут проходить через:нулевое значение в один и тот же момент времени. Следовательно, нулевые моменты всех выпрямленных двухполунериодных напряжений, снимае. мых с выходов двухполупериодных выпрямительных мостов 2, совпадут во времени, Зто приводит к тому, что импульсы отрицательной полярности с элементов 3 формирования импульсов также совпадают во времени, Напряжения на всех входах логических элементов совпадения И 4 совпадут во временичто приведет к появлению импульсов одновременно на выходах всех логических элементов И 4, Так как эти сигналы поступают на входы логического элемента ИЛИ б, то на его выходе появится сигнал, поступающий на исполнительный элемент 7.1 В случае обрыва двух или трех фаз токовыетрансформаторы 1 этих фаз обесточатся и на вторичных обмопсах, и выходные напряжения будутотсутствовать, Зто приводит к тому, что выходные напряжения у всех двухполупериодных выпрямителей также будут отсутствовать, В этомслучае с выхода логического элемента И - НЕ 5будет сниматься напряжение, поступающее на входэлемента ИЛИ б, выходной сигнал которого воздействует на исполнительный элемент 7,В случае замыкания двух фаз, например А иБ, процесс произойдет аналогично , обрыву однойфазы, так как трехфазная система превратится, во дно фазную,В случае замыкания всех трех фаз процесспроизойдет аналогично обрыву двух или трехфаз, так как часть линии, находящейся за общейточкой замыкания, будет обесточена. Следовательноно, будут обесточены все три фазовых трансформатора 1,Повреждение сети в сечении Б ( обрыв фазыили фаз, короткое замыкание).В случае обрыва фазы (например, В) напряже.ние из трехфазного превращается в однофазное,а ток в первичной обмотке токового трансформатора 1, включенного в фазу В, будет отсутствовать,В данном случае юпряженне со вторичных обмоток токовых трансформаторов 1, включенных вфазы А и С, будут совпадать по фазе. Следова.тельно нулевые значения выходных напряженийдвухполупериодных выпрямительных мостов 2,подключенных к данным вторичным обмоткам,также будут совпадать. Совпадать во временибудут и импульсы напряжегптя на двух элементах 3 формирования импульсов, что приведет ксовпадению их на входе одного логического элемента И 4 и появлению импульса на его выходе.Импульс поступит на один.из выходов логическо.го элемента ИЛИ б, На другой вход этого логичес. 25кого элемента (ИЛИ б) поступит импульс с вы.хода логического элемента И НЕ 5, на одном вхо.де которого напряжение будет отсутствовать. Наличие на двух входах логического элемента. ИЛИ 6сигналов, сигнализирующих о неисправности, ловы ЗОсит надежность контроля.С выхода логического элемента ИЛИ 6 сигналпоступит на вход исполнительного элемента 7, который сигнализирует о неисправности трехфаэнойсистемл переменного тока, 35 Предлагаемый индикатор аварийного состояния трехфазной системы переменного тока отлича.ется тем, что является универсальным, так как его работа не зависит от схемы включения нагрузок, не требует перестройки,. исключается необходи масть со стороны оператора следить за изменением режимов включения нагрузок в трехфазнуюФормула изобретенияИндикатор аварийного состояния трехфазнойсистемы переменного тока, содержащий трансформаторы тока, включенные в фазы трехфазной сис.темы, вторичные обмотки которых подключены квыпрямительным мостам, логические элементы И,исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ и и.с я тем, что, с целью расширения функциональ.ных возможностей, указанные трансформаторы тока снабжены дополнительными вторичными обмотками, подключенными. через дополнительные выпря.мители ко входам вновь введенного логическогоэлемента И - НЕ, выход которога соединен черезэлемент ИЛИ с исполнительным элементом, а между выпрямителями и логическими элементами Ивведены дополнительные элементы формироваНияимпульсов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР К 373815,Н 02 Н 3/24, 1973.2. Авторское свидетельство СССР У 164053,Н 02 Н 3/40, 1964.3. Акцептованная заявка ВеликобританииКф 1302303, Н 2 к 1973,610230 П раж 892рсгвенного комитета Совет делам изобретений и открь Москва, Ж, Раушская н аказ 3029/4 оеССС ПИ Госу Минис тийб., д. 4/5 303 нал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В . Эимаков