Устройство для защиты трехфазной нагрузки от обрыва фазы Советский патент 1985 года по МПК H02H7/08 H02H3/24 

11 Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты трехфазных нагрузок от неполнофазных режимов питания. Известно устройства для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов работы, содержащее в каждой фазе трансформаторы тока, вторичные обмотки которых через выпрямители и KJBoчeвыe злементы подключены к одновибраторам, соединенным с инверторами, и четырех входовый элемент ИЛИ и формирователь стробирующих импульсов, при этом каждый из входов трехвходового злемента ИЛИ подключен через инвертор к общей точке ключевого элемента и одновибратора, а выход трехвходового элемента ИЛИ через формирователь стробирующих импульсов подключен к входу четырехвходового элемента ИЛИ 1 . Недостатки этого устройства сложность конструкции в связи с наличием одновибраторов,узкий диапазон рабочих частот, что является следствкем применения одновибраторов с фик сированной длительностью выходных 1-1Мпульсов, а также отсутствие срабатывания защиты при неправильном чере довании фаз сети. Наиболее близким к изобретению яв ляется устройство для защиты трехфаз ного асинхронного двигателя от обрыва фазы, содержащее датчики тока, ус тановленные в каждой фазе сети, с выходами которых связаны входы пороговых элементов, выходами подключенных к входам логического блока, связанного с исполнительным органом. В этом устройстве пороговые элементы соединены с выходами датчиков тока через выпрямители и сглаживающие фильтры, а логический блок выполнен на трехвходовых элементах И, ИЛИ-НЕ и двухвкодовом элементе ИЛИ, причем входы элементов И, ШШ-НЕ соединены С выходами пороговых элементов, а их выходы - с входами элемента ИГШ, к выходу которого подключен исполнительньй орган f2}. Однако известное устройство не .. обеспечивает защиты при заданном фазовом сдвиге и неправильном чередова тт фаз сети, что сужает функциональ ные возможности устройства. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей 6 .2 путем обеспечения срабатывания защиты при заданном фазовом сдвиге и неправильном чередовании фаз. Цель достигается тем, что в устройство для защиты трехфазной нагрузки от обрьша фазы, содержащее датчики тока, установленные в каждой фазе сети, с выходами которых связаны входы пороговых элементов, выходами подключенные к входам логического блока, связанного с исполнительным органом, введен блок регулирования порога срабатывания пороговых элементов, которые выполнены двухвходовыми и первыми входами соединены с выходами датчиков тока непосредственно, а вторь1ми входами подключены к выходу блока регулирования порога срабатьшания, при этом логический блок выполнен на двухD триггерах, генераторе импульсов и . элементе И-НЕ, информационный вход первого D -триггера подключен к выходу порогового элемента первой фазы, вход синхронизации первого и информационный вход второго ) -триггеров подключены к выходу порогового элемента второй фазы, вход синхронизации второго D -триггера подключен к выходу порогового элемента третьей фазы, входы установки нуля первого и второго ) -триггеров - к выходу генератора импульсов, а выходы триггеров подключены к входам элемента И-НЕ, к выходу которого подключен исполнительный орган. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 диаграмма, поясняющая работу устройства при нормальном режиме питания-, на фиг.З - то же, при обрьше фазы питающей сети; на фиг,4 - то же, при неправильном чередовании фаз. Устройство содержит датчики 1, 2 и 3 тока в цепи каждой фазы питающей сети, три двухвходовых пороговых элемента 4, 5 и 6 с регулируемым по-, рогом срабатывания, первые входы которых подключены к выходам датчиков тока, блок 7 регулирования порога срабатывания пороговых элементов, выход которого подключен к вторым входам пороговых элементов А, 5 и 6, логический блок, .который выполнен на двух D -триггерах 8 и 9, генераторе 10 импульсов и элементе И-НЕ 11. ИнформацириньА вход первого D -триг-, -гера 8 подкгаочен к выходу порогового элемента 4 первой фазы п 1тающей се- ( ти. Вход синхронизации первого П-триггера 8 и информационный вход второго D -триггера 9 подключены к выходу порогового элемента 5 второй фазы сети. Вход синхронизации второго D -триггера 9 подключен к выходу порогового элемента 6 третьей фазы сети. Генератор 10 импульсов подключен к входам установки нуля первого и второго D -триггеров 8 и 9, а выходы этих триггеров подключе ны к входам элемента И-НЕ 11 к выходу которого подключен исполнитель ный орган, включающий резистор 12, ко1щенсатор 13, дополнительный поро говьй элемент. 14 и исполнительный элемент 15, причем резистор .12 включен между выходом элемента И-НЕ 11 и входом порогового элемента 14. а конденсатор 13 - между входом пор гового элемента 14 и общей точкой, вход исполнительного элемента 15 подключен к выходу порогового элемента 14. Устройство запитывается от оперативного источника 16 питани через коммутатор 17. Устройство работает следующим об разом. В исходном состоянии коммутатор 17 разомкнут, конденсатор 13 разряжен, напряжение на конденсаторе Uij равно нулю. При замыкании коммутатора 1 7 напряжение с источника 16 питания подается в устройство. Так как Б начальный момент напряжение L/j2 равно нулю, на выходе порогового эле мента 14 формируется сигнал Ldi . поступающий на исполнительный элемент 15, который обеспечивает подклю чение нагрузки с питающей сети. С вы ходов датчиков тока напряжения U , (fa и пропорциональные мгновенным значениям токов,фаз, поступают на входы пороговых элементов 4,5,6, на вторые входы которых поступает по стоянное напряжение U с блока 7. С выходов пороговых элементов 4, 5, 6 напряжения t/ , t/ , ( поступают на О-триггеры 8 и 9. Если режим питания нагрузки симметричен, то в моменты формирования положительных импульсов напряжения Llf напряжение U соответствует значению 1 и на. выходе D-триггера 8 напряжение Ug соответст вует 1. Аналогично, в моменты формирования положительных перепадов напряжения L/6 напряжение tig соответ- ствует 1 и на выходе D -триггера 9 64 напряжение Uq также соответствует 1. При поступлении на входы установки нуля D -триггеров короткого импульса напряжения U с генератора 10 импульсов О -триггеры 8 и 9 устанавливаются в состояние О. Однако первым же положительным импульсом напряжения L/e D -триггер 8, а первым же положительным импульсом напряжения Ud D -триггер 9 возвращаются в состояние Т. На выходе элемента И-НЕ 11 присутствует низкий уровень потенциала с короткими положительными импульсами напряжения U,, , с выхода порогового элемента 14 снимается сигнал U ц , который подается в исполнительный элемент 15, обеспечивающий подключение нагрузки к питающей сети. В случае обрыва фазы Д или фазы В напряжения t/4 или U соответствуют О, хотя бы один из D -триггеров устанавливается в состояние О . В случае обрыва фазы С напряжение Ыб соответствует О, D -триггер 9 первым же импульсом напряжения U с выхода генератора 10 импульсов установится в состояние О и будет сохранять это состояние. При неправильном чередовании фаз сети в момент формирования положительного импульса напряжения U напряжение /ц соответствует О, а в момент формирования положительного импульса напряжения .и (, напряжение соответствует О, в связи с чем напряжение Up и LI9 также соответствуют О. В этих случаях напряжение Ы,, на выходе элемента И-НЕ 11 соответствует 1, конденсатор 13 заряжается через резис р 2. Когда напряжение U,- достигнет уровня, соответствующего 1, на выходе порогового элемента 14 сигнал UIL, принимает значение .О, исполнительный элемент 15 производит отключение питания нагрузки . Чтобы привести устройство в исходное состояние, необходимо разомкнуть коммутатор 17 и выдержать паузу для разряда конденсатора 13. Если фазовьп сдвиг двух фазных токов отличается от 120°, положительный импульс напряжения Uj (Ьй может совпадать с отрицательной nor луволной напряжения (.ц ( Us j что приводит к срабатыванию защиты, причем фазовый сдвиг, при котором срабатывает защита, может быть отрегулирован изменением порогов срабатывания пороговых элементов с помощью блока 7. Диапаэон рабочих частот устройства ограничен частотнь 1И свойствами применяемых электрорадиоэлементов и частотой генератора 10 импульсов, которая должна быть значительно ниже частоты контролируемой сети. Частота -генератора 10 импульсов может 1 6 быть выбрана малой, например 1 Гц, что обеспечивает работоспособность описываемого устройства в широком диапазоне часто питающей сети. Положительный эффект изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства для защиты трехфазных нагрузок от неполнофазных режимов питания.

Фиг. 2

Ug Uil

УП.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ НАГРУЗКИ ОТ ОБРЫВА ФАЗЫ, содержащее датчики тока, установленные в каждой фазе сети, с выходами KOTOIM.IX связаны входы пороговых элементов, выходами подключенные к входам логического блока, связанного с исполнительным органом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения срабатывания защиты при заданном фазовом сдвиге и неправильном чередовании фаз, в не :го ввален блок регулирования порога срабатывания пороговых элементов, которые выполнены двухвходовыми и первыми входами соединены с выходами датчиков тока непосредственно, а вторыми входами подключены к выходу блока регулирования порога срабатывания, при этом логический блок выполнен на двух D-триггерах, генераторе импульсов и элементе И-НЕ, информационный вход первого D -триггера подключен к выходу порогового элемента первой фазы, вход синхронизации первого и информационный вход второго D -триггеров подключены к выходу порогового элемента второй фазы, вход синхронизации второго D -триггера подключен к выходу порогового элемента третьей фазы, входы установки нуля первого и второго D -триггеров - к выходу генератора импульсов, а выходы триггеров подключены к входам элемента И-НЕ, к выходу которого подключен исполнительный орган. :д 35 30 05

Фиг.