Устройство для защиты трехфазной электроустановки от изменения чередования и обрыва фазы

Сова СоеетскикСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11949749(22) Заявлено 05. 01. 81(21) 3231185/24-07с присоединением заявки Йо(51 М. Кл.з Н 02 Н 7/097 Государственный комитет СССР по делам, изобретений и отирытийОпубликовано 0708,82. Бюллетень М 29 Дата опубликования описания 070882(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА 01 ИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ ИЗИЕНЕНИЯ ЧЕРЕДОВАНИЯ И ОБРЫВА ФАЗЫИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах контроля и защиты трехфаэных нагрузок,в частности в системах автоматизированнсро контроля гироскопических приборов.Известно устройство для защиты потребителя от неправильного чередования фаз и пропадания одной иэ фаэ. Устройство содержит подключенный к трехфаэной нагрузке фазочувствительный элемент в виде звезды, в одном иэ плеч которой последовательно включены резистор и катушка реагирующего органа, шунтированные конденсаторами, и выпрямительный диод, а в двух других плечах включены соответственно конденсатор и резистор 11.Устройство вносит неравномерную нагрузку на фазы сети, требует перестройки при переходе на другую частоту или напряжение, не имеет возможное ти сопряжения с цифровой автоматикой н вычислительной техникой.Известно также устройство для защиты трехфаэной нагрузки от измене" ния чередования фаэ и обнаружения обрыва фазы. Устройство содержит преобразователи ток-напряжение, подключенные к фазам защищаемой цепи,операционные усилители, подключенные каждый к соответствующему преобразователю, четыре двухвходовых элемента И, три комбинированных триггера, входы Т которых подключены к выходам трех вышеуказанных элементов И, причем на одни входы элементов И поступают сигналы с операционных усилителей, а на вторые - с генератора одиночных импульсов, Выходы триггеров соединены с входами трехвходового элемента И, выход которого соединен с исполнительным органом. Кроме того, с входами и выходами триггеров соединены элемент задержки, четвертый двухвходовый элемент И, а также источник постоянного сигнала 2.Устройство обладает воэможностьюсопряжения с цифровой автоматикой и вычислительной техникой, но не обеспечивает непрерывную защиту нагрузки от обрыва фазы и неправильного чередования фаз так как после подключения нагрузки триггеры блокируютсяпо входам К сигналом с инверсного выхода третьего триггера,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путем обеспечения непрерывной защиты наЗ 0, грузии от изменения чередования фаэго управления в простейшем случаепредставляет собой .выключатель, кнопку или логический элемент для сопряжения с цифровой автоматикой и вычислительной техникой и не усложняет 5 устройства. В то же время, в случаенеобходимости этот блок может выполнять более сложные функции управлениянагрузкой.На фиг. 1 представлена Функциональ ная схема устройствар на Фиг.2-изоб"ражены временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, пра- .вильное чередование фаз на фиг. 3 -то же, неправильное чередование фаэ.15 Устройство содержит блоки преобразователей ток-напряжение, представленные операционными усилителями 1, 2 и 3, включенными по схемекомпаратора, выходы которых соединены с входами трехвходового элемента ИЛИ 4, Выход усилителя 1 соединенс входом установки в единицу 5 триггера 5, выход усилителя 2 через дифференцирующую цепочку б соединенс входом синхронизации С триггера,а выход усилителя 3 соединен с входом установки в ноль триггера 5.Выход элемента ИЛИ 4 через диод 7соединен со средней точкой времязадающей цепочкой 8, состоящей изрезистора 9 и конденсатора 10, соединенной с источником 11 постоянного сигнала.Общая точка соединения диода 7,резистора 9 и конденсатора 10 соеЗ 5 динена с входом трехвходового элемента И 12, второй вход которогосоединен с выходом триггера 5, третий вход соединен с блоком 13 дистанционного управления включением и вы ключением нагрузки, а выход - с исполнительным органом 14.Устройство работает следующим образом.После включения питания устройствоустанавливается в исходное состояние,при этом на выходе элемента ИЛИ 4 будет.нулевой логический уровень-, так какустройство не подключено к сети и навходы элемента 4 с выходов усилителей 1, 2 и 3 поступают сигналы нулевого логического уррвня. Конденсатор 10 заряжается через резистор 9от источника 11 постоянного сигналаи одновременно разряжается через диод 7 и выходной каскад логического 55 элемента 4, причем постоянная времени цепи заряда (7 ) выбрана намного больше постоянной времени цепиразряда С з)Тз 5.7 рз.В результате на конденсаторе 10 формируется 60 сигнал нулевого логического уровня,который поступает на один из входов и обрыва фазЫ, воэможности получения отдельных выходов по обрыву фазы и неправильному чередованию фаз,а также упрошение устройства.Поставленная цель достигаешьсятем, что устройство для защиты трех Фазной электроустановки от изменения чередования фаз и обрыва фазы,содержащее блоки преобразователейток-напряжение, подключенные к фа,зам сети с операционными усилителями, включенными по схеме компаратора, и функционально связанные с ними источник постоянного сигнала,трехвходовой элемент И, к выходу которого подключен исполнительный элемент, дополнительно снабжено синхронным Й. триггером, трехвходовымэлементом ИЛИ, дифференцирующей цепочкой, блоком дистанционного управления включением и открючением электроустановки и времязадающей цепочкой,состоящей из последовательно включенных резистора и конденсатора иподключенный к источнику постоянного сигнала, а средней точкой черездиод - к входу трехвходового элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам операционных усилителей,которые подключены также к соответствующим входам й и 5 триггера непосредственно, а вход С триггераподключен к выходу операционногоусилителя через дифференцирующуюцепочку, выход триггера подключенк входу элемента И, другой вход которого соединен со средней точкойвремязадающей цепочки, а третийвход - с выходом блока дистанционного управления включением и отключением электроустановки,Применение синхронного Втриггера, трехвходового элемента ИЛИ,соединенного с выходами операционнныхусилителей, и времязадающей цепочкой расширяет Функциональные возможности устройства, а именно обеспечивает непрерывное слежение за состоянием сети и защиту нагрузки от изменения чередования Фаз и обрывафазы, в том числе и после подключения нагрузки к сети. Наличие блокадистанционного управления и его .связь с элементами устройства черезтретий вход выходного элемента И также расширяет функциональные возможности устройства и обеспечивает возможность его сопряжения с цифровойавтоматикой и вычислительной техникой.Применение одного синхронногоЙтриггера вместо трех комбинированных триггеров в сочетании с применением таких элементарных компонентов схемы, как дифференцирующаяи времязадающая цепочки, элемент ИЛИи диод упрощает устройство по сравнению с известным. Блок дистанционно логического элемента 12.На входы 5, С и й триггера 5 поступают сигналы нулевого логического уровня, что соответствует режиму храдо уровня логической единицы и далее этот уровень поступает на,второвход логического элемента 12. Припоступлении на третий вход логического элемента 12 сигнал логическойединицы с выхода блока 13 дистанционного управления включением и выключением нагрузки на его выходе устанавливается сигнал логической единицы и нагрузка подключается к трехфаэной сети. Если в процессе работыпроизойдет обрыв одной из фаз,свыхода соответствующего усилителя навход логического элемента 4 будетпоступать сигнал логического нуля,а на его выходе будет формироватьсяпоследовательность импульсов с пери.,одом, равным периоду питакщего нагеурузку трехфазного напряжения, причем уровень логического нуля составляет 1/б часть периода, а уровеньлогической единицы составляет 5/бчастей периода. Однако, как былосказано выше, 9 т 51 ри напряжение на конденсаторе за счет состояний логического нуля на выходе элемента 4 уменьшается до уровня логи .ческого нуля, который, поступая навход логического элемента 12, устанавливает на его выходе сигнал логического нуля. Нагрузка отключается от,трехфаэной сети. При обрыве двух или трех Фаз устройство работает аналогично.На временных диаграммах 10, 11и 12 показаны изменения сигналовна выходах элемента 12, триггера 5и логического элемента 4 соответственно, Временная диаграмма сигналана выходе логического элемента 4изображена для случая пропаданияФазы А.Использование предлагаемого устройства в процессе эксплуатацИи иконтроля гироскопических приборов,а также других трехфазиых нагрузок,для которых требуется защита от изменения чередования фаэ и обрывафазы, позволяет исключить ручныеоперации, связанные с контролем чередования фаз иих наличием, а также дистанционно включать и выключатьнагрузку, в том числе автоматическис помощью средств цифровой автоматики и вычислительной техники, что спо:собствует повышению производительнос-.ти труда,нения информации, триггер находится в одном из двух устойчивых состояний и на его выходе будет сигнал логического нуля или логической единицы. С выхода устройства 13 дистанционного управления включением и выключением 5 "нагрузки на вход элемента 12 поступает сигнал нулевого логического уровня, на другой. вход которого также поступает сигнал нулевого логического уровня с конденсатора 10. На выходе 30 элемента 12 устанавливается сигнал нулевого уровня, что соответствует сигналу включения нагрузки.При;подаче на вход преобразователей и усилителей 1, 2 и 3, включенных 15 по схеме компаратора, всех Фаз А, В и С питакщего нагрузку напряжения, усилители Формируют импульсы длительностью,полпериода питающего напряжения и определенной полярности, поря О док следования которых совпадает с порядком чередования фаз.Временные диаграммы напряжений на входах и импульсов на выходах преобразователей с усилителями 1, 2 и 3 изображены на диаграмммах 1, 2, 3 и 4, 5, б соответственно. Импульсы с выхода усилителя 2, подключенного к Фазе В, дифференцируясь, цегочкой б поступают на вход С триггера 5 (временная диаграмма 7). При поступлении импульсов на вход С синхронный Ртриггер 5 устанавливается в состояние, соответствующее входной информации на входах 5 и Р. Так как во время действия импульсов, поступающих на 35 вход С (импульсы синхроназации), при правильном чередовании Фаз питаю" щего напряжения на вход 5 поступает сигнал логической единицы, а на 4 ход Р - логического нуля, а при 4 О неправильном чередовании фаз наоборот на вход 5 поступает сигнал логического нули, а на вход Р - логической единицы(временные диаграммы 4-В), на выходе триггера соответственно устанавливается сигнал логической единицы или логического нуля. Нали чие сигнала логической единицы на выходе триггера 5 свидетельствует о правильном чередовании фаз питающего напряжения, а наличие логического нуля - о неправильном.Временная диаграмма 8 представляет изменение сигнала на выходе триггера 5, а диаграмма 9 - изменение сигнала на конденсаторе 10. Одновременно с поступлением на входы триг-. гера 5 сигналы с выходов усилителей 1, 2 и 3 поступают на входы логического элемента 4, при этом на его выходе устанавливается сигнал 60 логической единицы, так как на один из его входов в любой момент времени поступает сигнал логической единицы. Диод 7 запирается, конденсатор 10 заряжается от источника 11 65 Непрерывный контроль исправности сети питания и защита от изменения чередования фаз и обрыва фазы обес" печивают более надежную работу гироскопического прибора (или другой нагрузки) и повышает достоверность контроля этого прибора. В то же время предлагаемое устройство проще известного и требует меньших затрат для,его реализации.Формула изобретения Устройство для защиты трехфазной электроустановки от изменения чередования и обрыва фазы, содержащее блоки преобразователей ток-напряжение, под ключенные к фазам сети, с операционными усилителями, включенными по схеме компаратора, и функционально связанные с ними источник постоянного сигнала, трехвходовый элемент И, к О выходу которого подключен исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения непрерывности защиты и упрощения устройства, оно дополнительно снабжено синхронным Ктриггером, трех входовым элементОм ИЛИ, дифференцирующей цепочкой, блоком дистанционного управления включением и отключением электроустановки и вреЬязадающей цег. почкой, состоящей из последовательно включенным резистора и конденсатора и подключенной к источнику постоянного сигнала, а средней точкой через диод - к входу трехвходового элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам операционных усилителей, которые подключены также к соответствующим входам й-й 5 . триггера непосредственно, а вход С триггера подключен к выходу операционного усилителя через дифференцирующую цепочку, выход триггера подключен к выходу элемента И, другой вход которого соединен со средней точкой времязадающей цепочки, третий вход - с выходом блока дистанционного управления включением и отключением электроустановки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1; Авторское свидетельство СССР 9 688951, кл. Н 02 Н 7/09, 1975.2. Авторсюое свидетельство СССР М 792468, кл. Н 02 Н 7 1979.949749 ВНИИПИ Заказ 5766/44 Тираж 669 Подписное илиал ППП "Патент",