Устройство для защиты трехфазной электроустановки от обрыва фазы Советский патент 1984 года по МПК H02H7/09 

/J

72 о

(Л О

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ ОБРЫВА ФАЗЫ, содержащее три первичиых преобразователя тока в виде сиихронизиру1бщих блоков в каждой фазе, связанных с блоком контроля последовательности импульсов, и исполнительный орган на тиристоре, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повыщения надежности, в качестве блока контроля последовательности импульсов используют четырехобмоточный импульсный трансформатор, имеющий три входных и одну выходную обмотки, причем каждая из его трех входных обмоток соединена с выходной цепью синхронизирующего блока, а одна выходная обмотка - через стабилитрон с цепью управления тиристора.

70

4

8

Ы.9

Oi

05

Изобретение относится к технике релейной защиты в электрических установках и предназначено для защиты трехфазных электроустановок от обрыва одной из фаз. Известно устройство, содержащее три трансформатора тока, по одному в каждой фазе, выходные обмотки которых защунтированы резисторами и нагружены на трехфазный двухполупериодный выпрямитель и далее на блок контроля последовательности импульсов с исполнительным органом 1. К недостаткам этого устройства можно отнести невысокие быстродействие и надежность, так как полезный сигнал с выпрямителя сравнительно мал. Поскольку работа устройства зависит от величины тока в контролируемой цеци из-за наличия трансформаторов тока, то затруднено его использование в сильноточных цепях. Известно также устройство, содержащее симметричную трехфазную искусственную нагрузку, в цепь которой включен фильтр токов Обратной последовательности, выход которого подключен к блоку защиты, соединенному с исполнительным органом. При наличии в конце защищаемого участка линии электродвигательной нагрузки в ее цепь питания подключают аналогичный фильтр тока обратной последовательности, выход которого также подключен к входу блока защиты 2. Данное устройство обладает высокой чувствительностью, его работа не зависит от величины тока в контролируемой цепи. Однако оно имеет сложное техническое рещение. Например, для его нормальной работы необходимо устанавливать индивидуальные фильтры тока обратной последовательности в цепи электродвигательной нагрузки. Кроме того, это устройство не обеспечивает одновременно с защитой и бездугового разведения контактов исполнительного органа (выключателя). Реализация этого требования привела бы к еще больщему усложнению устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для защиты трехфазной электроустановки от работы на двух фазах, содержащее три первичных преобразователя тока, подключенных к .питающей сети и функционально связанных с блоком контроля последовательности импульсов, три импульсных трансформатора, причем первичные преобразователи тока выполнены в виде синхронизирующих блоков в каждой фазе, а в качестве контроля последовательности импульсов используют три трехвходовых элемента И и один трехвходовый элемент ИЛИ 3. Недостатками известного устройства являются сложность схемного решения и высокая стоимость. Цель изобретения - упрощение схемного рещенйя и повыщение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты трехфазной электроустановки от обрыва фазы, содержащем три первичных преобразователя тока в виде синхронизирующих блоков в каждой фазе, связанных с блоком контроля последовательности импульсов, и исполнительный орган на тиристоре, в качестве блока контроля последовательности импульсов используют четырехобмоточный импульсный трансформатор, имеющий три входных и одну выходную обмотки, причем каждая из его трех входных обмоток соединена с выходной цепью синхронизирующего блока, а одна выходная обмотка - через стабилитрон с цепью управления тиристора. На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит три синхронизирующих блока 1-3 по одному в каждой фазе. Выходные цепи импульсных управляющих сигналов синхронизирующих блоков подключены к входам обмоток 4-6 импульсного трансформатора 7. Выходная обмотка 8 импульсного трансформатора 7 через стабилитрон 9 подключена к цепи управления тиристора 10. Последовательно с тиристором включен источник 11 энергии в виде предварительно заряжаемого конденсатора. Тиристор 10 с клеммами 12 и 13 соединен с цепью управления отключением автоматического выключателя (с катушкой отключающего расцепителя или непосредственно с катущкой отключения). Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме синхронизирующие блоки 1-3 вырабатывают управляющие синхронизирующие импульсы, которые упреждают нулевые значения тока каждой из фаз на некоторое время (1-3 мс). Эти управляющие токовые импульсы отстоят один от другого по фазе на угол 13 и поэтому их суммирования на входных обмотках 4-6 импульсного трансформатора 7 не происходит. Выходные импульсы напряжения на обмотке 8 не достаточны для пробоя стабилитрона 9. Поэтому тиристор 10 не отпирается и отключения автоматического выключателя не происходит. При возникновении аварийного режима (обрыв одной из фаз) токи в двух неповрежденных фазах станут равными по величине и противоположными по фазе и через некоторое время одновременно достигнут нулевого значения. В этом случае два управляющих сигнала с выходов синхронизирующих блоков неповрежденных фаз будут поданы одновременно на две входные обмотки (4 и 5, 5 и 6 или 4 и 6) трансформатора 7. Величины напряжения на входных обнотках будут суммироваться. Напряжение на выходной обмотке 8 также возрастает, осуществляя пробой стабилитрона 9. В этом случае по цепи управления тиристора 10 будет протекать ток. Тиристор 10 отпирается, осуществляя подачу питания на катушку отключающего расцепителя. Контакты выключателя будут размыкать аварийную цепь непосредственно перед нулевым значением тока неповрежденных фаз, т. е. практически без загорания электрнческой дуги. В качестве выключателя (исполнительного органа) может быть использован быстродействующий трехполюсный автоматический выключатель или контактор. При этом один его полюс (оборванная фаза) не будет коммутировать ток, а два других обеспечат бездуговое синхронизированное отключение. С повыщением быстродействия выключателя увеличивается эффективность бездуговой коммутации. Наиболее дорогостоящими и сложными элементами предлагаемого устройства являются синхронизирующие блоки, поэтому целесообразно использовать их также для управления бездуговым отключением контактов исполнительного органа (контактора или автомата) в случае отключения токов в неаварийном режиме (контактор) или в случае отключения тока короткого замыкания (автомат). В этом случае отключающий аппарат представляет собой три однополюсных аппарата (по одному в каждой фазе). Синхронизированное отключение осуществляется пофазно в нулях тока каждой из фаз. Тогда сигнал на отключение .с клемм 12 и 13 должен одновременно подаваться на катущки отключающих расцепителей (катущки отключения) всех трех аппаратов, например, через разделительный импульсный трансформатор. Несимметрия фаз, возникающая вследствие пофазной коммутации, существует кратковременно (менее 20 мс) и поэтому не оказывает отрицательного воздействия на нагрузку. Бездуговое размыкание контактов однополюсных отключающих аппаратов позволяет выполнить их без дугогасительных устройств, уменьшить их вес, габариты, повысить надежность и пожаробезопасность работы. Бездуговая коммутация увеличивает срок службы контактов.