Устройство для защиты трехфазной нагрузки от потери фазы питающего напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02H7/09 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для предотвращения аварийности трехфазных злектроприемнико в результате работы в неполнофазных режимах, Известно аналогичное устройство, содержащее три тиристора, анодами подключенные к фазам питающей сети. Управляющий электрод каждого из тиристоров через последовательно включенные стабилитрон и резистор соеди н с катодом тиристора в предыдущей фазе. Катоды упомянутых тиристоров ч фсз резисторы соединены с исполнигельным органом, например реле, вторым концом соедикенньм с нейтральным проводом сети У| . Недостатками этого устройства для защиты являются наличие нулевого при вода, усложняницее устройство, его монтаж и эксплуатацию, снижающее на дежность его работы (из-за возможности ложной работы при повреждениях нейтрали); низкая чувствительность к неполнофазным режимам асинхронных двигателей, электромагнитный момент которых при работе на двух фазах превышает момент сопротивления на валу. Машина генерирует несколько уменьшенное и сдвинутое по фазе напряжение потерянной фазы, подаваемые на анод одного из тиристоров А так как порог анодного напряжения не стабилизирован (даже при стабили зации момента снижения напряжения катода предыдзпцего тиристора ниже уровня, достаточного для отпирания последукнцего тиристора по цепи управ ления), то названный тиристор способен отпереться и сохранить открытое состояние и при пониженном анодном напряжении. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для защиты, содержащее подключенньй к фазам питакяцей сети трехфазный однополупериодный выпрямитель, выходом соединенный с последовательно включенными исполнительным элементом и тремя тиристорами, управляющий электрод каждого из которых через резистор и дополнительно введенный диод подключен ксоответствукнцей фазе, а катод последнего тиристора подсоединен к нулевой точке сети питания iz . Тиристоры прототипа в рабочем режиме удерживаются в открытом состоянии проходящим через него анодньм током. Запирание их поэтому возможно только при глубоком снижении или полном исчезновении напряжения одной из фаз. Такой режим и выполнение защитных функций устройством возможны только при статическом характере нагрузки или двигательном характере с опрокидыванием машины при исчезновении фазы питающей сети. При вентиляторной характеристике момента сопротивления асинхронной машины возможно вращение ее ротора при потере фазы питающей сети. Полного исчезновения напряжения на фазных зажимах устройства защиты при этом не происходит - оно индуцируется в фазе статора вращающейся машинь; и подается с ее стороны, хотя фаза сети питания повреждена. Защитное устройство в таком режиме не срабатывает. Недостатком прототипа является также пониженная надежность, обусловливаемая наличием нулевого провода, повреждения которого вызывают ложные срабатывания, т.е. срабатывания в условиях нормального режима работы защищаемого эпектроприемника. Ц-ль изобретения - повьшение чувствительности к неполнофазным режимам и надежности защиты путем исключения нулевого провода. Цель достигается тем, что устройство для защиты трехфазной нагрузки от потери фазы питающего напряжения, содержащее тиристоры, подключенные анодами к фазам сети питания, катодами к группе резисторов, соединенных в звезду, катод каждого из тиристоров через резистор подключен к управляющему электроду последующего тиристора, исполнительный орган, связанный через полупроводниковьй элемент с нулем звезды резисторов, дополнительно снабжено тремя диодами, подсоединенными катодами к фазам сети питания, а анодами - к исполнительному органу, в качестве полупроводникового элемента использован стабилитрон. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства ля защиты трехфазной нагрузки от потери фазы питакяцего напряжения; на иг. 2 - диаграмма изменения линейного напряжения сети в нормальном режиме; на фиг. 3 - то же, для случая двигательной нагрузки и превьппе ния электромагнитным моментом сопро тивления при работе на фазах А и С; на фиг. 4 - то же, для случая стати ческой нагрузки или опрокидывания асинхронного двигателя. Устройство содержит присоединенны к фазам сети питания А,В,С диоды 1, 2, 3 и тиристоры 4, 5 и 6, управ ляющий электрод каждого из которых через соответствующий резистор 7, 8 и 9 подключен к каждому тиристору предыдущей фазы. К катодам тиристор присоединена также звезда резисторо 10, 11 и 12, к общей точке которой подключен катод стабилитрона 13, со диненного последовательно с исполни тельным органом - реле 14. Схема запуска содержит последовательно соединенные резистор 15 и кнопку пуска 16, шунтирующие тиристор 4. На диаграммах введены следующие обозначения: A8,ftC,BC, 8А,СА,СВ - кривые изменения между фаэных напряжений; Ujv - напряжение стабилизации стабилитрона 13; t,, t,, t Г-, t - моменты времени отпира ния тиристоров 4, 5, 6 t. - момент времени начала протекания тока, пропорционального Uftc; tj - момент завершения интервала времени, на ко тором .U,f ; t - момент начала интервал времени протекания ток пропорционального -tji - бестоковые интервалы в мени. Устройство работает следующим образом. Кратковременным замыканием кнопки 16 осуществляют запуск схемы по этой цепи, начиная с момен та времени t, когда достигает величины U(j , начинает протекать ток, проходящий через управляющий переход тиристора 5. В интервале времени 2,4 и по цепи запуска протекает ток, пропорциональный Од-. Из диаграммы фиг. 2 видно, что в момент t-i анодное напряжение тирис тора 5, управляющий переход которого обтекается током, достигает уровня Uj . Через тиристор начинает проходить ток, пропорциональный Ugj, а затем , удерживающий тиристор в проводящем состоянии. Кнопка пуска теперь может быть возвращена в исходное состояние. В момент tg. создаются условия появления тока через тиристор 6 (имеют место положительное анодное напряжение большее « ток управления, пропорционапьньй Ug). Аналогично в момент t отпирается тиристор 4. Далее циклы коммутации тиристоров ежепериодно повторяются. Через резисторы 10, И и 12 и исполнительный орган 14 протекает ток. Реле обеспечивает запуск коммутационного аппарата и соответственно включение защищаемого электроприемника. В расчетном для неполнофазных режимов случае (фиг. 3) происходит снижение и сдвиг по фазе двузс линейных напряжений, связанных с поврежденной фаЗОЙ. Положим, исчезновение фазы В питающего напряжения происходит в интервале времени , когда UAB or или Uft и . I До момента to тиристор 4 обтека- . ется током. Однако, на интервалах t.-t- и ни одно из линейных напряже- НИИ не превьшает уровня V тока ни через стабилитрон 13, ни через ти- , ристоры 4, 5, 6. В первую же из этих бестоковых пауз все тиристоры оказываются запертьми - прерывается их кольцевой режим. Поэтому даже при появлении на интервале и в момент t.. напряжения, большего . , все элементы схемы, включая исполнительный орган 14, оказываются обесточенными. Отключается и за- щищаемьй электроприемник (в рассмотренном случае асинхронный электродвигатель) . Неполнофазный режим статического электроприемника, а также заторможенного электродвигателя (фиг. 4), фиксируется предлагаемым устройством по бестоковым паузам t величина которых возрастает по сравнению с предыдуим рассмотренным случаем. Положительный эффект, обеспечиваемый новой совокупностью признаков, заключается в повыщении чувствительости защитного устройства к неполноS1

фазным режимам, связанным с генерацией защищаемой машиной напряжения потерянной фазы за счет стабилизации Моментов времени коммутации каждой пары тиристоров так, что в нормальном режиме обеспечивается перекрытие интервалов времени открытого состояния каждой пары названных тиристоров. Эти интервалы уменьшаются и раз506986 делены бёстоковыми паузами при потере фазы питающего напряжения. Кроме того, повьппается надежность устройства, так как оно не требует дпя своего функционирования наличия нулевого провода , являющегося при его повреждениях дополнительиьи источником ложных срабатываний защиты.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ НАГРУЗКИ ОТ ПОТЕРИ ФАЗЫ ПИТАЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее тиристоры, подключенные анодами к фазам сети питания, катодами к группе резис-. торов, соединенных в звезду, катод каждого из тиристоров через резистор подключен к управляющему электроду последующего тиристора, исполнительный орган, связанный через полупроводниковый элемент с нулем звезды резисторов, отличающееся тем, что, с целью повьшения чувствительности и надежности paeo-nii, оно дополнительно снабжено тремя диодами, подсоединенньми катодами к фазам се(Л ти питания, а анодами к исполнительному органу, а в качестве полуС проводникового элемента использован стабилитрон. ел