Устройство для контроля чередования и обрыва фаз трехфазной сети Советский патент 1988 года по МПК H02H3/34 H02H7/09 

t1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах защиты от аварийд в частности в схемах контроля чередования и обрьгоа фаз трехфазной сети.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства путем автоматического определения

характера неисправности,

На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма работы устройства при правильном чере-

довании и отсутствии обргзша фаз; на фиг, 3 - временная диаграмма работы устройства при неправильном чередовании фаз, на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства при обрыве фазы А на фиг. 5 - временная диаграмма работы устройства при обрыве фазы В| на фиг,, 6 - временная диаграмма работы устройства при обры

ве фазы Со

Устройство для контроля чередования и обрьгоа фаз трехфазной сети содержит пороговьрл элемент 1, вход которого через диоды 2-4 подключен к входным клеммам 5-7 устройства для подключения д контролируемой сети, при этом в.ыход порогового элемента 1 соединен с первыми входами первого 8 ,и второго 9 элементов И, вторые входы которых соединены с входными клем- мами 5 и 7 первой и третьей фаз, входная клемма 6 второй фазы соединена с нулевым входом первого триггера 10, единичный вход которого соединен с выходом первого элемента И 8, выход первого триггера 10 соединен с первым входом третьего элемента И П, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 9, элемент ИЛИ 2з первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И 11 второй вход - с выходом четвертого элемента И 3, первый вход которого соединен с выходом второго триггера 14, единичный в ход которого соединен с выходом второго элемента И 9 и Бтррым входом третьего элемента И П нулевой вход второго триггера 14 соединен с единичным входом первого триггера 10 выходом первого элемента И 8 и вторьп- входом пятого элемента И 15,, первьпЧ вход которого соединен с выходом третьего триггера 16, нулевой вход которого соединен с

.,

5

0

5

0

0

,

5

0

5

32

входной клеммой 7 третьей фазы, единичный яход третьего триггера 16 соединен с вторым входом четвертого элемента И 13 и выходом шестого элемента И 17, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента 1, второй вход - с входной клеммой второй фазы, при этом вькоды третьего, пятого и четвертого элементов И являются выходами 18-20, контролирующими обрьш второй, первой и третьей фаз соответственно, выход элемента ИЛИ подключен к выходной клемме 2 i.

Устройство для контроля чередования и обрьюа фаз работает следующим образомо

При начальном включении питающего напряжения триггеры 10, 14 и 16 устанавливаются в исходное состояние. При этом на выходных зажимах 18-21 сигналы отсутств уют.

При поступлении фаз А, В и € переменного напряжения с входных зажимов 5-7 через диоды 2-4 на вход по- .рогового элемента 1 на его выходе появляется последовательность импульсов А, Б и С, соответствующая по времени фазам А, В и С в порядке их поступления на входные зажимы 5-7.

Элементы И 8,9 и 17, первые входы которых соединены с выходом порогового элемента 1, служат для выделения из последовательности импульсов

A,В и С путем суммирования только одного импульса, соответствующего фазе, с которой соединен второй вход каждого из элементов И 8, 9 и 17. Таким образом на выходе элемента И 8 при прохождении фазы А выделяется импульс АО-На выходе элемента И 1 7 при прохождении фазы В выделяется импульс Во На выходе элемента И 9 при прохождении фазы С вьщеляется импульс Со

Первый триггер 10 взводится импульсом А, сбрасьшается импульсом

B,формируя на выходе по передним фронтам импульсов А и В импульс АБ, который поступает на первьй вход третьего элемента И 11. В случае совпадения импульса С на втором входе

и импульса АВ на первом входе третьего элемента И 11 на его выходе появляется сигнал, поступающий на выходной зажим 18 и первый вход элемента ИЛИ 12,

31

Триггер 16 взводится импульсом В, сбрасьгеается импульсом С, формируя на выходе по передним фронтам импульсов В и С импульс ВС, который поступает на первый вход пятого эле- мента И 15. В случае совпадения импульса А на втором входе с импульсом ВС на первом входе пятого элемента И 15 на его вьгходе появляется сигнал, поступающий на выходной за- жим 20 и третий вход элемента ИЛИ 12

Второй триггер 14 взводится импульсом С, сбрасьгоается- импульсом А, формируя на выходе по передним фронтам импульсов С и А импульс СА, поступающий на первый вход четвертого элемента И 13. В случае сопадения импульса В на втором входе и импульса СА на первом входе четвертого элемента И 13 на его выходе появля- ется сигнал, поступающий на выходной зажим 19 и второй вход элемента ИЛИ 1Z.

При этом при поступлении импульса хотя бы на один из входов элемента ИЛИ 12 на его выходе образуется сигнал, поступающий на выходной зажим 2

При правильном чередовании и отсутствии обрива фаз импульсы А, В и С поступают равномерно в порядке А, В, С. На входах элементов И 13, 3 и 15 не происходит суммирование импульсов, так как они не совпадают по времени (фиг. 2), Лри этом нет сигналов ни на выходных зажимах 18-20, ни на одном из входов элемента ИЛИ J2. Следовательно, нет сигнала и на выходном зажиме 21 „

Таким образом, при отсутствии неисправностей устройства на выходных зажимах 18-21 сигнал не формируется.

При неправильном чередовании фаз нарушается последовательность поступления импульсов А, В и С (фиг.З), и импульсы приходят в последователь- ности В, А, С. При этом триггер 10 взводится импульсом А, сбрасьшается импульсом В, но импульс АВ на первом входе третьего элемента И П такой

длительности, что происходит совпадение с импульсом С на втором входе третьего элемента И 11„ На выходе третьего элемента И 11, на выходном зажиме 18 и на первом входе элемента ИЛИ 12 появляется сигнал.

Аналогичным образом формируются сигналы на выходном зажиме 19 и втором входе элемента ИЛИ 12, на вы

с

5 0

-

0 5

О

-5

0

134

ходном зажиме 2 ; :1 третьем входе элемента ИПИ 2,

Появление сигн;.лоь на Ходах элемента ИЛИ 12 формирует на эыходе элемента ИЛИ 12 сигнал, который появляется на выходном зажиме 21.

Таким образом, при неправильном чередовании и отсутствии обрьпз.. .аз на выходных зажимах 18-21 формируются сигналы, свидетельствующие о неисправности устройства.

При обрьше одной из фаз (фиг.4), например фазы А, триггер 10 не взводится, на выходном зажиме 18 сигнал не формируется. Триггер 16 взводится по импульсу В, сбрасьшается по импульсу С, но на вход пятого элемента И 15 импульс А не поступает, значит, на выходном зажиме 20 сигнал не формируется.

Триггер 14 взводится по импульсу С, но ввиду обрьша фазы А не сбрасьшается и остается во взведенном гО1 ;1янии, и совпадении с импуль- „,-iv ч нп -:етг:ерч ом jji -MeHTe i г выходном зажиме i # пэлвлле /си г :,л, указьшающий на обрьш фазы А. Этот же сигнал поступает на второй вход элемента ИЛИ 12 и формирует на выходном зажиме 21 сигнал, свидетельствующий о неисправности устройства.

Аналогичным образом при обрьше фазы В (фиг.5) информация о неисправности поступает на выходные зажимы 18 и 2, а при обрьше фазы С (фиг.6) - на выходные зажимы 20 и 21.

Таким образом, появление сигнала на выходном зажиме 21, который является основным контрольньгм выходом, свидетельствует о том, что в устройстве произошло повреждение.

При этом если сигнал есть и на всех трех дополнительных контрюль- ных выходах 18-20, то значит этим повреждением является нарушение чередования фаз.

Если сигнал, кроме выходного зажима 21, появляется только на одном из дополнительных выходов, то произошел обрьш фазы, причем конк1 етно той, обрьшу фазы которой соответствует данный контрольный выход.

,Схемно-технический анализ и результаты макетирования показали, что замена исполнительного органа введенными элементами и наличие четырех контрольных выходов (одного основного и трех дополнительных) расши514292

ряют функциональные возможности устройства, позволяя достоверно определить вид отказа, что дает возможность операторам, обслуживающим защитную установкуэ обойтись без допол- нительной диагностики отказа, сокра- тив этим время на поиск неисправнос- ти и носстановле гие поврежденной ап- паратуры.

Ш

Форму/ia изобретения

Устройство для контроля чередования и обрьша фаз трехфазной сети, содержащее по юговый элемент, вход f5 которого через диоды соединен с входными клеммами для подключения к фазам контролируемой сети, триггерj три элемента И, при этом выход порогового элемента соединен с первьми 20 входами первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к входным клеммам для подключения первой и третьей фаз соответственно, первый триггер, нулевой вход которо- го соединен с входной клеммой для подключения к второй фазе сети, а единичный вход соедгшен с выходом первого элемента И, выход первого триггера соединен с первым входом30

третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, и исполнительный блок.

отличающееся тем, что, с целью повьЕшения надежности и расширения функциональных возможностей путем автоматргческого определения ха

5 0 0

5

13 6

рактера неисправности, исполпи-е.-ть- ный блок вьтолнен в В1ще дополнигель- но введенных четвертого, пятого и шестого элементов И, второго и третьего триггеров и элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента И, йторой вход - с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, единичный вхрд которого соединен с въгходом второго элемента И и вторым входом третьего элемента И, нулевой вход второго триггера соединен с единичным входом первого триггера, выходом первого элемента И и вторым входом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего триггера, нулевой вьшод которого предназначен для соединения с входным зажимом третьей фазы, единичньй вход третьего триггера соединен с вторым входом четвертого элемента И и выходом шестого элемента И, первый вход которого соединен с выходом порогового элемента, второй выходной вьшод предназначен для соединения с входной клеммой второй фазы, при этом выходы третьего, пятого и четвертого элементов И -являются выходами устройства, контролирующими обрьш второй, первой и третьей фаз соответственно, а выход элемента ИЛИ является выходом устройства, контролирующим наличие неправильного чередования или обрьша любой из фаз трехфазной сети.

Фиг.З

Sb/x. ИЗ

ki/.H9

ых.ИП

флг.

7

Ш(М 8ых.18

1Вы)(.19 Вых. 20 .Bn)(.2i

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в схемах контроля чередования и обрыва фаз. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства путем автоматического определения характера неисправности. Устройство защиты содержит пороговый элемент 1, диоды 2, 3, 4, подключенные к входным клеммам 5, 6, 7 устройства, первый и второй элементы И 8, 9, триггер 10, третий элемент И 11, элемент ИЛИ 12, четвертый элемент И 13, второй триггер 14, пятьй элемент И 15, третий триггер 16, шестой элемент И 17, выходные зажимы 18, 19, 20, 21„ При неправильном чередовании фаз нарушается последовательность поступления импульсов с фаз А, В, С. Импульсы приходят в последовательности В, А, С. При этом триггер 10 взведется импульсом фазы А, сбросится импульсом фазы В, но импульс АВ на первом входе третьего элемента И 11 будет такой длительности, что произойдет совпадение с импульсом С на втором входе третьего элемента И 11. На выходе третьего элемента И 11, на выходном зажиме 18 и на первом вхоДе элемента ИЛИ 12 появится сигнал. 6 ил. с о (Л

Ж

n

П

Ж

Ж

-. t

- t

n

n

n

n

.5

t

t

t

t

H

t

(PU2.6