Комбинированное устройство для защиты электроустановки от повреждения в аварийных режимах работы Советский патент 1990 года по МПК H02H3/17 

Изобретение относится к электро- технике, в частности к комбинированным устройствам защиты электроустановки (от утечек тока на землю и от неполнофазных режимов) с одновременным определением мест возникновения неполнофазных режимов, и может быть использовано в системах диагностики технического состояния электрооборудования.

Цель изобретения - расширение зоны выявления неполнофазных режимов путем контроля обрыва фазных проводов сети.

На фиг. 1 и 2 представлено комбинированное устройство для защиты электроустановки от повреждений в аварийных режимах работы.

Устройство содержит подключенное к распределительной электрической сети посредством размыкающего блок-контакта коммутационного аппарата 1, блок управления которого подключен к питающей сети через первичную обмотку разделительного трансформатора 2, нагрузкой которого является ферро- резонансный стабилизатор 3 напряжения, параллельно его первичной обмотке включен двухполупериодный выпрямитель (источник выпрямленного тока) 4, к выходу которого подключен конденсатор 5 и диод 6, общая точка .которых через резистор 7 соединена с землей, и последовательно соединенные сигнальная лампа 8, первый тиристор 9, управляющий электрод ко- торого связан с выходом транзистора 10 n-p-n-перехода, база которого че- рр.з регулировочный резистор 11 соединена с выходом транзистора 12, база которого через диод 13 соединена с контролируемой сетью, а эмиттер подключен непосредственно к коллектору транзистора 14, база которого соеди1- нена с общей точкой цепочки, состоя5

0

5 0 45 gg „

щей из резистора 15 и диода 16, подключенной параллельно сигнальной лампе 8, а эмиттер транзистора 14 соединен с положительным полюсом двухполупериодного выпрямителя, отрицательный полюс которого через резисторы 17 и 18 соединен с выходами первого и второго усилительных каскадов, причем к выводам по постоянному току источника 4 выпрямленного тока подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных сигнальной лампы 19 и второго тиристора 20, управляющий электрод которого через последовательно соединенные регулировочный резистор 21, элемент 22 временной задержки и фотодиод опт- ронной пары 23 подсоединен к аноду первого тиристора 9, катод которого через диод 24, включенный в положительном направлении, соединен с клеммой для подключения к нулевой точке 25 звезда рабочих обмоток 26 защищаемой электроустановки, к фазам питающей сети которой присоединен трехфазный емкостный асимметр 27, нулевая точка 28 которого через регулировочный резистор 29 подключена к управляющему элеьтроду первого тиристора 9, управляющий электрод которого через диод 30, включенный в обратном направлении, имеет связь с эмиттером транзистора 10 второго усилительного каскада, а между нулевой (общей) точкой 28 и общей точкой 25 рабочих обмоток 26 защищаемой электроустановки включена цепочка из встречно соединенных диодов 31 и 32, общая точка 33 соединения которых через логический элемент НЕ 34 подключена к первому входу логического элемента И 35, втопой вход которого соединен с общей точкой 25 ра бочих обмоток 26 электроустановки, и к выходу элемента И 35 подключен

светодиод через первый вход-выход оптронной пары 23, у которой фотодиод через второй вход соединен с положительным полюсом двухполупериод ного выпрямителя 4, а второй выход которой через элемент 22 временной задержки и регулировочный резистор 21 подключен к управляющему электроду второго дополнительно введенного тиристора 20.

На фиг. 2 представлена схема подключения цепочки из встречно соединенных двух диодов к датчику возникновения неполнофазного режима защищаемой электроустановки через блоки согласования. Общая точка 33 соединения двух диодов 31 и 32, включенных встречно, подключена с одной стороны через блок 36 коррекции (согласования) фазового сдвига (фазосдвигаю- щий элемент с амплитудной коррекцией к общей точке 25 соединения рабочих обмоток 26 защищаемой электроустановки, а с другой стороны через блок 37 формирования (согласования) амплитуды сигнала (узел амплитудной коррекции) к общей точке 28 емкостного асимметра 27.

Возможно взаимно обратное включение блоков согласования, а также сведение их в один блок с подбором соответствующих параметров, что обеспечивает повышение достоверности рас познования неполнофазных режимов.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении аварийного неполнофазного режима работы элеКтро- установки, например, при обрыве одной из ее рабочих обмоток между нулевой точкой 25 звезды ее рабочих обмоток 26 и нулевой точкой 28 трехфазного асимметра 27 создается разность потенциалов, под действием которой протекает ток управления через управляющий электрод тиристора 9 по цепи: нулевая точка 28 трехфазного асимметра 27, регулируемый резистор 29, управляющий электрод- катод тиристора 9, диод 24, нулевая точка 25 звезда рабочих обмоток 26 электроустановки. При протекании тока управления через управляющий электрод тиристора 9 происходит отпирание прямого канала, что приводит к протеканию нагрузочного тока через сигнальную лампу 8 по цепи: плюс источника 4 выпрямленного тока,

o

5

0

5

0

5

0

5

0

5

анод-катод первого тиристора 9 сигнальная лампа 8, минус источника 4 выпрямленного тока. При этом происходит блокирование цепей управления магнитным пускателем 1 и отключение защищаемой электроустановки от питающей сети.

Если при снятии и последующей подаче напряжения на схему управления магнитных пускателей после срабатывания защиты сигнальная лампа 8 продолжает светиться, то срабатывает защита электроустановки от утечек тока на землю. Если лампа 8 гаснет, то защита электроустановки срабатывает от возникновения неполнофазного режима в рабочих обмотках 26 электроустановки.

При возникновении аварийного неполнофазного режима работы электроустановки, например при обрыве фазного (линейного) провода в питающей сети общие точки 25 и 28 находятся под одинако-v вым потенциалом, поэтому общая точка 33 соединения диодов 31 и 32 имеет нулевой потенциал (уровень логического О), который является входным для элемента 34, в результате чего на eei выходе и, соответственно, на первом входе схемы 35 совпадения устанавливается потенциал, по уровню равный логической 1Г. При этом второй вход схемы 35 совпадения имеет потенциал общей точки 25, т.е. потенциал, по уровню равный логической 1. В результате на выходе схемы 35 совпадения и соответственно на первом входе оптронной пары 23 устанавливается потенциал, по уровню равный логической 1, и протекает тек через светодиод, вырабатывающий и подающий свет на фотодиод, который подготавливает цепь прохождения управляющего тока через управляющий электрод тиристора 20. По истечении выдержки времени, заданной элементом 22 (узлом) временной задержки, создается цепь протекания управляющего тока: Плюс источника 4 выпрямленного тока, фотодиод оптронной пары 23, элемент (узел) 22 временной задержки, регулировочный резистор 21, управляющий электрод, катод второго дополнительно введенного тиристора 20, минус источника 4 выпрямленного тока. (

При этом происходит отпирание прямого канала тиристора 20 и протекает нагрузочный ток через сигнальную

71

лампу 19 по цепи: плюс источника 4 выпрямленного тока, сигнальная лампа 19, анод-катод второго дополнительно го введенного тиристора 20, минус источника 4 выпрямленного тока. В результате этого происходит блокирование цепей управления магнитным пускателем 1 и отключение защищаемой электроустановки от питающей сети. Свечение сигнальной лампы 10 оз- 6начает повреждение питающей сети (от места подключения к рабочим обмоткам защищаемой электроустановки до обмоток силового трансформатора)„

Для повышения достоверности распознавания неполнофазных режимов при неравенстве амплитудно-фазовых характеристик потенциалов-сигналов, снимамых с общих точек 25 и 28, изменяема часть схемы выделения неполнофазного режима питающей сети в устройстве выполняется согласно фиг. 2. Блок 36 коррекции (согласования) фазового сдвига может быть выполнен в виде фазосдвигающей RC- или RL-, или RLC- цепочки.

Блок 37 формирования (согласования) амплитуды может быть выполнен в виде регулировочного резистора или автоматического потенциометра.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет улучшить его характеристики.

Формула изобретения

1. Комбинированное устройство для защиты электроустановки от повреждения в аварийных режимах работы, содержащее подключенный к размыкающему блок-контакту коммутационного аппарат блок предварительного контроля изоляции, выходной тиристор которого через первую сигнальную лампу под- ( ключей к выходной диагонали выпрямительного моста, зашунтированной соединенными последовательно конденсатором и диодом, общая точка которых через резистор соединена с клеммой. Земля, входная диагональ моста соединена через разделительный трансформатор с клеммами для подключения к сети до коммутационного аппарата и феррореэонансным стабилизатором напряжения цепи управления коммута8

5

ционным аппаратом, при этом к управляющему электроду указанного выходного тиристора подключен через первый регулировочный резистор выход чувствительного узла выявления неполно- фазного режима г выполненного в виде трехфазного емкостного асимметра, вход которого соединен с выводами для подключения к рабочим обмоткам защищаемой электроустановки, катод выходного тиристора соединен через диод с клеммой для подключения к общей точке рабочих обмоток защищаемой электроустановки, вторая сигнальная лампа и логический элемент { отличающееся тем, что, с целью расширения зоны выявления неполнофазного режима путем контроля обрыва фазных проводов сети, оно снабжено логическим элементом НЕ, оптронной парой, дополнительным регулируемым резистором, элементом задержки, дополнительным тиристором и подключенной между нулевой точкой трехфазного емкостного асимметра и клеммой для подключения к общей точке рабочих обмоток электроустановки цепочкой из встречно соединенных

0 двух диодов, общая точка соединения которых через логический элемент НЕ подключена к первому входу логического элемента И, второй вход которого соединен с клеммой для подключения к общей точке рабочих обмоток электроустановки, причем к выходу логического элемента И подключен снетодиод оптронной пары, анод фотодиода которой соединен с положительным полюсом двухполупериодного выпрямителя, а катод фотодиода через элемент временной задержки и дополнительный регулируемый резистор подключен к управляющему электроду дополнительного тиристора,

5 подключенного последовательно с второй сигнальной лампой к выходной диагонали упомянутого моста.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между клем0 мой для подключения к общей точке рабочих обмоток электроустановки и одним из диодов введенной цепочки включен фазосдвигающий элемент с амплитудной коррекцией, а между ну5 левой точкой трехфазного емкостного асимметра и другим диодом цепочки включен узел амплитудной коррекции.

5

0

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты от утечек тока на землю и от неполнофазных режимов. Цель изобретения - расширение зоны выявления неполнофазных режимов путем контроля обрыва фазных проводов сети. При обрыве фазного провода в питающей сети общие точки 25 и 28 находятся под одинаковым потенциалом, точка 33 соединения диодов 31 и 32 имеет нулевой потенциал, в результате чего на выходе элемента НЕ находится логическая "1". На второй вход схемы И 35 поступает потенциал общей точки 25, отличный от нуля. Поэтому светодиод начинает светиться и создает цепь управления тиристора 20. Через выдержку времени, определяемую узлом 22 временной задержки, тиристор 20 включается, блокируются цепи управления магнитным пускателем 1, происходит отключение питания от электроустановки. Свечение сигнальной лампы 19 означает повреждение питающей сети. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.