Устройство для защиты трехфазной сети от обрыва фазы Советский патент 1986 года по МПК H02H7/09 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам защиты электрических линий в случае недонустимых отклонений от нормальных рабочих параметров, в частности к устройствам защиты от аварий при нарушении одной из фаз трехфазного напряжения.

Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения ресурса работы и помехоустойчивости.

КИМ образом, на выходе исполняющего триггера 22 устанавливается логическая «1, а На выходе четвертого логического элемента И-НЕ 23 - логический О, что определяет обесточивание реагирующего органа 24. При обрыве одной из фаз, например, фазы В, постоянная составляющая тока снижается до нуля. Ток через резисторы 2 и 3 делителя также снижается до нуля и в мо- .менты равенства напряжений на прямом и

На чертеже приведена схема устройства Ю инверсном входах формирователя 1 форми15

контроля обрыва фаз трехфазной сети.

Устройство контроля обрыва фаз трехфазной сети содержит формирователь 1 прямоугольных импульсов, инверсный вход которого подключен к первому резистору 2 и второму резистору 3 делителя.

Резистор 2 делителя соединен с плюсом трехфазного выпрямителя 4. Делитель формирования опорного напряжения содержит резистор 5 и резистор 6, средняя точка которого соединена с прямым входом формиро- 20 вателя 1 прямоугольных импульсов, выход которого соединен с первым нагрузочным сопротивлением 7 и вторым нагрузочным сопротивлением 8, соединенным с анодом разделительного диода 9, катод которого соединен с конденсатором 10 третьим нагрузочным сопротивлением 11, с инверсным входом триггера Шмидта 12. Прямой вход триггера Шмидта 12 соединен со средней точкой делителя формирования эталонного напряжения, содержащего первый 13 и второй 14 зо резисторы. Резистор 15 петли обратной связи соединен с четвертым нагрузочным сопротивлением 16, выходом триггера Шмидта 12 и входом первого логического элемента И- НЕ 17. Первый делитель 18 частоты, второй

руются прямоугольные импульсы. Начинается заряд конденсатора 10 через сопротивление 8. При этом постоянная заряда емкости рассчитана таким образом, что до момента формирования заднего фронта импульса конденсатор заряжается до половины амплитудного значения напряжения импульса с тем, чтобы обеспечить заряд емкости до амплитудного значения напряжения при формировании второго импульса. Цепь разряда емкости обеспечивает постоянную разряда много больще постоянной заряда. При уравнивании напряжений на конденсаторе и эталонного напряжения на входах триггера Шмидта 12 на выходе первого логического элемента И-НЕ 17 формируется логическая «1, что обеспечивает рабочий режим первого 18, второго 19 делителей частоты и исполняющего триггера 22. Таким образом, исключается возможность ложного срабатывания защиты. Второй логический элемент И-НЕ 20 формирует напряжение управления исполняющему триггеру 22 в момент формирования третьего по счету импульса формирователя с момента обеспечения рабочего режима первого 18, второго 19 делителей частоты и исполняюделитель 19 частоты, второй логический эле- 35 щего триггера 22 первым логическим элемент И-НЕ 20 и третий логический элемент И-НЕ 21 управляют состоянием исполняющего триггера 22, инверсный выход которого соединен с входом четвертого логического элемента И-НЕ 23, выход которого подключен к реагирующему органу 24 и щесто- му нагрузочному сопротивлению 25.

Устройство работает следующим образом.

При наличии трех фаз питающего напряжения на выходе трехфазного выпрямителя 4 имеется выпрямленное напряжение. При этом формирователь 1 прямоугольных импульсов находится в статическом состоянии за счет наличия на его инверсном входе постоянной составляющей выпрямленного напряжения, превыщающего опорное напряжение на прямом входе. Данное обстоятельство определяет формирование триггером Шмидта 12 логической единицы по входу первого логического элемента И-НЕ 17, что равнозначно принудительной установке начального состояния по R-входам первого делителя 18 частоты, второго делителя 19 частоты и исполняющего триггера 22. Та40

ментом И-НЕ 17, что также исключает возможность ложного отключения, например от напряжения помех. Третий логический элемент И-НЕ 21 инвертирует управляющее напряжение второго логического элемента И-НЕ 20 и на счетный вход исполняющего триггера 22 поступает логическая «1. Триггер 22 меняет свое состояние, обеспечивая включение реагирующего органа до тех пор, пока первый логический элемент И-НЕ 17 45 не сформирует логический «О, т. е. не будет устранена неисправность. Таким образом, использование предлагаемого устройства значительно повыщает надежность контроля обрыва фаз.

Основное техническое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в устранении возможности появления на корпусе аппаратуры высокого напряжения питающей сети при коротком замыкании обмотки управления реагирующего органа, что обеспечивает безопасность обслуживания, а также представляется возможность применения в качестве реагирующих органов низковольт50

55

КИМ образом, на выходе исполняющего триггера 22 устанавливается логическая «1, а На выходе четвертого логического элемента И-НЕ 23 - логический О, что определяет обесточивание реагирующего органа 24. При обрыве одной из фаз, например, фазы В, постоянная составляющая тока снижается до нуля. Ток через резисторы 2 и 3 делителя также снижается до нуля и в мо- .менты равенства напряжений на прямом и

инверсном входах формирователя 1 форми

0 о

руются прямоугольные импульсы. Начинается заряд конденсатора 10 через сопротивление 8. При этом постоянная заряда емкости рассчитана таким образом, что до момента формирования заднего фронта импульса конденсатор заряжается до половины амплитудного значения напряжения импульса с тем, чтобы обеспечить заряд емкости до амплитудного значения напряжения при формировании второго импульса. Цепь разряда емкости обеспечивает постоянную разряда много больще постоянной заряда. При уравнивании напряжений на конденсаторе и эталонного напряжения на входах триггера Шмидта 12 на выходе первого логического элемента И-НЕ 17 формируется логическая «1, что обеспечивает рабочий режим первого 18, второго 19 делителей частоты и исполняющего триггера 22. Таким образом, исключается возможность ложного срабатывания защиты. Второй логический элемент И-НЕ 20 формирует напряжение управления исполняющему триггеру 22 в момент формирования третьего по счету импульса формирователя с момента обеспечения рабочего режима первого 18, второго 19 делителей частоты и исполняющего триггера 22 первым логическим эле

ментом И-НЕ 17, что также исключает возможность ложного отключения, например от напряжения помех. Третий логический элемент И-НЕ 21 инвертирует управляющее напряжение второго логического элемента И-НЕ 20 и на счетный вход исполняющего триггера 22 поступает логическая «1. Триггер 22 меняет свое состояние, обеспечивая включение реагирующего органа до тех пор, пока первый логический элемент И-НЕ 17 не сформирует логический «О, т. е. не будет устранена неисправность. Таким образом, использование предлагаемого устройства значительно повыщает надежность контроля обрыва фаз.

Основное техническое преимущество предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в устранении возможности появления на корпусе аппаратуры высокого напряжения питающей сети при коротком замыкании обмотки управления реагирующего органа, что обеспечивает безопасность обслуживания, а также представляется возможность применения в качестве реагирующих органов низковольт

ных элементов, что значительно улучшает весогабаритные показатели устройства и увеличивает ресурс.

За счет обеспечения включения реагирующего органа работы только на время аварии повышен КПД, а также повышен показатель надежности устройства, так как реагирующие органы типа реле и контакторов имеют ограниченный ресурс работы.

Формула изобретения Устройство для защиты трехфазной сети от обрыва фазы, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к фазам сети, реагирующий орган, подключенный к выходу выпрямителя, ис- полнительный орган, резисторы и разделительный диод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения ресурса работы и помехоустойчивости, оно дополнительно снабжено формирователем прямоугольных импульсов, конденсатором, делителем формирования опорного напряжения, четырьмя нагрузочными резисторами, триггером Шмидта, делителем формирования эталонного напряжения, резистором петли обратной связи, первым, вторым, третьим и четвертым логическими элементами И-НЕ, первым и вторым триггерами-делителями частоты и исполняющим триггером, причем инверсный вход формирователя прямоугольных импульсов подключен к средней точке делителя формирования опорного па- пряжения, первый резистор которого соединен с плюсом трехфазного ОлЧнополупериодно- го выпрямителя, а второй резистор - с общей щиной питания, прямой вход формирователя прямоугольных импульсов подключен к средней точке делителя формирования опорного напряжения, первый резистор которого подключен к щине питания схемы, а второй резистор соединен с общей шиной питания, выход формирователя прямоугольных импульсов соединен с первым выводом первого нагрузочного резистора, второй вывод которого подключен к шине питания схемы, и с первым выводом второго нагрузочного резистора, второй вывод которого соединен с анодом разделительного диода.

катод которого соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен к общей шине питания, и с инверсным входом триггера Шмидта, прямой вход которого соединен со средней точкой делителя формирования эталонного напряжения, первый резистор которого соединен с общей шиной питания, а второй резистор ггодклю- чен к щине питания схемы, и с первым выводом резистора петли обратной связи, второй вывод которого соединен с выходом триггера Шмидта, с первым выводом четвертого нагрузочного резистора, второй вывод которого подключен к шипе питания схемы, и с входом первого логического элемента И-НЕ, выход которого соединен с установочным R-входом первого триггера- делителя частоты, счетный С-вход которого подключен к выходу формирователя прямоугольных импульсов, D-вход первого триггера-делителя частоты соединен с инверсным выходом первого триггера-делителя частоты, со счетным С-входом второго триггера- делителя частоты, D-вход которого подключен к его инверсному выходу и к первому входу второго логического элемента И-НЁ, и с вторым входом второго логического элемента И-НЕ, третий вход которого подключен к выходу формирователя прямоугольных импульсов, а выход второго логического элемента И-НЕ соединен с входом третьего логического элемента И-НЕ, выход которого подключен к счетному С-входу исполняющего триггера, D- и S-входы которого соединены с S-входами первого и второго триггеров-делителей частоты и через пятый нагрузочный резистор - с напряжением питания схемы, R-вход исполняющего триггера соединен с R-входом второго триггера-делителя частоты и подключен к выходу первого логического элемента И-НЕ, а инверсный выход исполняющего триггера соединен с входом четвертого логического элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым выводом реагирующего органа, второй вывод которого соединен с общей шиной питания, и через шестой нагрузочный резистор подключен к напряжению питания схемы.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите, и может быть использовано для защиты электрических линий в случае недопустимых отклонений от нормальных рабочих режимов, в частности при обрыве одной из фаз. Цель изобретения - повышение надежности пу. 11 тем увеличения ресурса работы и помехоустойчивости. Устройство содержит трехфазный выпрямитель 4, который служит для подключения к питающей сети, реагирующий орган присоединен к выпрямителю. Формирователь 1 переменного напряжения входом присоединен к делителю опорного напряжения с резисторами 5 и 6 и делителю напряжения с резисторами 2 и 3, выход присоединен к последовательно соединенным первому делителю 18 частоты, второму делителю 19 частоты, второму элементу 20 И-НЕ, третьему элементу 21 И-НЕ, триггеру 22 и четвертому элементу 23 И-НЕ. Повышение надежности достигается тем, что реагирующий орган включается только на время аварии. Устранена возможность появления на корпусе аппаратуры высокого напряжения питающей сети. 1 ил. & (Л Ю ;о