Устройство для защиты от несимметриифазных напряжений трехфазной сети

Союз СоветскихСоциалистическихРесйубпик ОПИСАНИЕ цИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОИЖОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Звявлено 190479 (21) 2756327/24-07 Ф) М Кл с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Н 02 Н 7/09 Н 02 Н 3/34 Государственный комитет СССР по аелам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ НЕСИММЕТРИИ ФАЗНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания переменного тока,Известны устройства защиты электроустановок от пропадания или понижения напряжения одной или более фаз, которые могут защищать потребителя лишь от пропадания одной или более фаз, являясь в то же время малоэффективным для защиты от понижения их напряжения ниже допустимых пределов, и устроства фаэовой защиты, в которых производится аналоговое сравнение переменной составляющей выпрям ленного напряжения трехфазной сети с постоянной составляющей выпрямителя или"."источника опорного напряжения(11 и(21.Недостатком таких устройств явля ется то, что оно следит не столько за перекосом фаз, сколько за общим их урвнем и может сработать при одновременном понижении напряжения всех фаз, даже при отсутствии какой-либо 25 асимметрии между ними. Этот недостаток отсутствует в устройствах защиты от асимметрии фаз.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 30 устройство, содержащее трехфазный выпрямитель (схему Ларионова), выходкоторого через диод соединен с кон-денсатором (образуя амплитудный детектор)и делителем, схему сравнения,база транзистора которого подключена к выходу делителя, а также источник опорного напряжения, через который выход выпрямителя подключенко второму входу схемы сравнения (базе второго транзистора этой схемы),выполненной в виде дифференциальногоусилителя. При работе устройства наконденсаторе выделяется напряжение,равное максимальному значению напряжения выпрямителя (амплитудного детектора). Если пренебречь падениемнапряжения на диодах выпрямителяи амплитудного детектора, а емкостьконденсатора выбрать достаточно большой величины, чтобы постоянная времени ЙС-цепи, образованной конденсатором и сопротивлением делителя, бы"ла значительного большей периода упульсаций выпрямителя, то напряжениена конденсаторе будет равно максимальному амплитудному значению на,пряжения преобладающей, имеющей наибольшее напряжение фазы. Это напряжение после деления делителем подается на вход дифференциального усилителя, на второй вход которого додается напряжение с выпрямител., носмещенное на величину напряженияисточника опорного напряжения. Припонижении напряжения одной из Фазниже порогового значения, напряжение второговхода дифференциального усилителя на некоторые момвнты,времени, относящиеся к прохождениюэтой фазы, будет становиться меньшимнапряжения первого входа, которов,1 Оестественно, определяясь преобладающей фазой, остается постоянным, идифференциальный. усилитель будвт выдавать в эти моменты импульсы на исполнительный элемент, который выполнит окончательную функцию защиты - выключение защищаемой аппаратуры,индикацию, сигнализацию и пр, 3 .Однако в устройстве используетсяисточник опорного. напряжения. кото Орый, как уже было показано, усложняетустройство. Другим недостатком известного устройства является то, чтодля питания его схемы сравнвния иисполнительного органа требуется дополнительный источник питания, отдельный от источника опорного напряжения.Использовать для этого саму сеть, выпрямленную и сглаженную конденсатором,в общем случае невозможно, так какпри работе с промышленной сетью220/380 В напряжение после выпрямителя (на этом конденсаторе) будет болеечем 300 В, что недопустимо для большинства типов транзисторов. Крометого, при подаче на него напряжениятрехфазной сети возможно срабатываниезащиты из-за неодновременности включения всех трех Фаз, что всегда имеетместо на практике, так как рубильники, контакторы и другие коммута Оционные устройства для подключения к трехфазной сети обычно подаютвсе три фазы на потребитель не одновременно, а с некоторым разрывомво времени. В устройстве это приводит 4к тому, что дифференциальный усилитель его схемы сравнения выдает наисполнительный элемент сигназГо неисправности на время неполного включения фаз, и если быстродействие исполнительного элемента достаточно, топроизойдет срабатывание, защиты.Целью изобретения является повышение надежности защиты и расширениефункциональных возможностей применения путем снижения напряжения на 55переходе коллектор-эмиттвр схемы сравнения, а также исключение срабатывания при включении за счет неодновременного появления всех Фаз контролиремои сети,Поставленная цель достигается тем,что устройство для защиты от нвсимметрии фазных напряжений трехфазнойсети, содержащее трехфазный выпрямитель, выход которого через диод соединен с параллельно включенными между собой конденсатором и резистор-, ным делителем напряжения, блок сравнения, база транзистора которого подключена к выходу делителя, дополнительно снабжено тремя резисторами, вторым конденсатором, стабилизатором и оптроном, причем коллектор .транзистора блока сравнения через светодиод оптрона, выполняющего роль элемента связи с исполнительным органом, Й два последовательно включенных резистора подключены к общей точке диода, конденсатора и делитвля, а средняя точка первых двух резисторов через стабилитрон и параллельно ему включенный конденсатор соединена с эмиттером транзистора, подключенным к общей точке диода и трехфазного выпря-, мителя, параллельно выходу которого включен третий резистор.На фиг, 1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 и фиг. 3 - эпюры напряжений на характерных точках схемы устройства соответственно при отсутствии асимметрии Фаз и нри ее наличии.Вход трехфазного выпрямителя 1 подключен к контролируемой сети, а выходк резистору 2 и через диод 3 к резистивному делителю 4 и конденсатору 5. База транзистора 6 подключена .к выходу делителя 4, коллектор через светодиод оптрона 7, резисторы 8 и 9 подключен к общей точке диода 3, делителя напряжения 4 и конденсатора 5, а эмиттер соединен с общей точкой выпрямителя 1, резистора 2 и диода 3. При этом между общей точкой резисторов 8 и 9 и эмиттером транзистора 6 включен стабилитрон 10, Параллельно последнему подключен конденсатор 11.На фиг. 2 и 3 кривая 12 показывает Форму выходного напряжения выпрямителя, а прямые 13 и 14 - напряжения соответственно на конденсаторе 5 и на базе транзистора б.Несглаженное напряжение (кривая 12 на.фиг. 2 и 3) выпрямителя 1 прикладывается к эмиттеру транзистора 6 и через диод 3 к конденсатору 5, напряжение которого (прямая 13 на Фиг. 2 и 3) после деления делителем 4 (прямая 14 на Фиг, 2 и 3) при отсутствии недопустимой асимметрии Фаз (Фиг. 2) всегда меньше напряжения на эмиттере транзистора, что пблучавтся. соответствующим выбором коэффициента деления резистивного делителя напряжения 4. Этот коэффициент можно изменять средним резистором .делителя (дотенциометром) при,регу" лировании устройства на нужный порог срабатывания. Вследствие этого транзистор закрыт, и ток его коллектора, в цепь которого установлен оптрон 7, отсутствует, Как только напряжение одной из фаз понизитсядо такой степени, что относящийся к ией учаоок кривой 12 начнетпересекать линию 14 (фиг., 3), транзистор б в моменты времени, когда напряжение на его базе станет большим, чем на эмиттере, будет открываться, а оп-. трон 7 будет выдавать на выход уст" ройства сигнал о факте недопустимой асимметрии фаз. Если оптрон 7 - тиристорный, то такой сигнал появит ся при первом же открывании транзистора и будет продолжаться из-за срабатывания тиристора оцтрона до снятия тока через тиристор.Чтобы исключить большие колебания коллекторного тока транзистора, а значит, и тока светодиода оптрона 7 в 15 зависимости от того, на какую ве-. личину уменьшилось напряжение одной из фаз - только до порога срабатывания защиты или до нуля, резистор коллекторной нагрузки разделен на 20 два резистора 8 и 9, и между их общей точкой и эмиттером включен стабилитрон 10, в результате чего напряжение на участке схемы резистор 8- светодиод оптрона 7, транзистор б не может стать выше напряжения ста" билизации стабилитрона 10, й таким образом получается ограниченным.При отсутствии асимметрии фаз и при номинальном уровне сети напряжение на переходе коллектор-эмит" тер сравнивающего транзистора может иметь величину даже меньшую напря" жения стабилизации стабилитрона, например, при использовании в выпрями теле схем Ларионова оно будет порядка 30 В, при работе в сети 220/380 В Гц (определяется величиной пульса" ции первой гармоники, равной для данного случая 5-7 от среднего значения выпрямленного напряжения).40Щи подключении к стабилитрону конденсатора 11 после пуска устройст" ва оно начинает работать не сразу, а после заряда конденсатора через резистор 9, что исключает срабатывание иэ-за неодновременного появления всех фазХарактерно, что быстродействие устройства при дальнейшей работе не ухудшается, так как после заряда конденсатора все процессы в схеме протекают так же,как и при отсутствии конденсатора.Формула изобретенияУстройство для защиты от несимметрии фаэных напряжений трехфазной сети,содержащее трехфазный выпрямитель,выход которого через диод соединенс параллельно включенными между собой конденсатором и резисторным делителем напряжения, лок сравнения,база транзистора которого подключенак выходу делителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей устройства, онодополнительно снабжено тремя резисторами, вторым конденсатором, ста-,билитроном и оптроном, причем коллектор транзистора блока сравнениячерез светодиод оптрона и два последовательно включенных резистора подключены к общей тоЧке диода, конденсатора и делителя, а средняя точка первых двух резисторов через стабилитрон и параллельно ему включенный конденсатор соединенас эмиттеромтранзистора, подключенным к общейточке диода и выпрямителя, параллельно выходу которого включен третийрезисторИсточники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР9 616678, кл. Н 02 Н 3/24, 19772. Авторское свидетельство СССРР 546984, кл. Н 02 Н 3/24, 1974.3. Авторское свидетельство СССР9 434532, кл. Н 02 Н 3/34, 1971,дписн иал ППП "Патент", г. Ужгород,оектная, 4 ИПИ Заказ 10928779 Тира