Устройство для защиты электроустановки от неполнофазных режимов питания и перегрузки Советский патент 1993 года по МПК H02H7/08 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и автоматике и может быть использовано в системах промышленной автоматики.

Цель изобретения - повышение эффективности защиты и расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что устройство защиты электроустановки от неполнофазных режимов сети и перегрузки, содержащее трансформаторы тока по числу фаз, первичные обмотки которых предназначены для включения в фазные провода, блок контроля, блок дифференцирования и исполнительный элемент, снабжено компаратором, суммирующими резисторами, блоком блокировки и источником опорного напряжения, причем блок контроля своими входами подключен к вторичным обмоткам трансформаторов тока, первым выходсм - к входу блока дифференцирования; первые выводы суммирующих резисторов объединены и подключены к первому входу компаратора и - через ограничительный резистор - к источнику опорного напряжения, второй вывод первого суммирующего резистора подключен к выходу блока дифференцирования и входу блока блокировки, выходом подключенного ко второму входу компаратора, выход которого подключен к исполнительному элементу,-второй вывод второго суммирующего резистора подключен к входу блока дифференцирования, а второй вывод третьего суммирующего резистора подключен ко второму выходу блока контро-. ля.

Сущность изобретения состоит в следующем. Продифференцированный выходной сигнал с блока контроля, пропорциональный току потребления установки, суммируется с входным сигналом, что позволяет отличить аварийный режим от пускового, когда ток потребления с максимального значения уменьшается до номинального, приW

SB

fe

00

со

GO О

со о

ем в этом случае сигналы вычитаются и омпаратор не срабатывает. При аварийном ежиме входной и выходной сигналы блока ифференцирования суммируются, компаратор изменяет свое исходное состояние и ключается исполнительный элемент, отключающий установку.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пример выполнения блока контроля. Устройство для защиты состоит из ненасыщенных трансформаторов 1-3 тока, блока контроля 4, блока дифференцирования 5, суммирующих резисторов 6, 7, 8. ограничительного резистора 9, источника опорного питания 10, конденсатора 11. ограничительного элемента (стабилитрона) 12, компаратора 13, исполнительного элемента 14, блока блокировки 15.

Блок блокировки 15 состоит из конденсатора 16. резисторов 17, 18, диода 19.

Блок контроля 4 содержит оптопары 20, 21, 22. включающие излучатели 23, 24, 25 и фотореэисторы 26, 27. 28,29, 30, 31 и нагрузочные резисторы 32 и 33.

Устройство работает следующим образом,

В момент пуска электроустановки ток в нагрузке увеличивается скачком до некоторого максимального значения, затем начинает уменьшаться до номинального значения, фазовые токи нагрузки при этом контролируются нензсыщающимися трансформаторами тока 1-3. во вторичные обмотки которых включены излучатели 23-25. оптопар 20-22, управляющие делителями напряжений на резисторах 32 и 33 и фото- сопротивлениях 26-28 и 29-31. соответственно.

С резистора 33 снимается напряжение, соответствующее суммарному току фаз нагрузки, с фоторезисторов 26-28 снимается напряжение малой величины, соответствующее их нормальной засветке при наличии фазовых токов, конденсатор 11 сглаживает пульсации выходного напряжения с делителя, т.к. ток делителя кратковременно прерывается с частотой 6f. где f - частота питающего напряжения, увеличивая сопротивление фоторезисторов 26-31 оптопар 20-22 в момент прохождения тока нагрузки через нуль.

Напряжение с первого выхода блока контроля 4 поступает на блок дифференцирования 5, на выходе которого в момент пуска формируется импульс того же знака, что и напряжение на первом выходе блока контроля 4, Эти напряжения складываются на суммирующих резисторах 6-8 с напряжением уставки 10 и в виде положительного

импульса поступают на первый вход компа- :рэтора 13, но устройство не срабатывает, так как через дополнительную RC цепь (конденсатор 16, резистор 17) диод 19 и рёэ истор 18 блока блокировки 15 на второй вход компаратора 13 поступает такой же импульс, сформированный блоком блокировки 15. Он блокирует срабатывание на время нарастания тока. С момента спада тока нагрузки на выходе блока дифференцирования 5 напряжение имеет противоположный знак и устройство не срабатывает, ткс fny«a, поэтому время задержки включения защиты .мало.

5 После окончания пускового режима невыходе блока дифференцирования 5 устанавливается напряжение, близкое к нулю. Если ток в нагрузке увеличивается выше заданного значения, то суммарное напряже0 ние на первом входе компаратора 5 становится больше нуля, компаратор 5 срабатывает и исполнительный элемент 14 отключает нагрузку.

В случае неполнофазного режима рабо5 ты один из фоторезисторов 26-28 закрывается, на втором выходе блока контроля 4 устанавливается высокое напряжение, подаваемое через стабилитрон 12 и суммиру- . ющий резистор 9 на первый вход

0 компаратора 13. заставляя его срабатывать и включать исполнительный элемент 14.

Стабилитрон 12 служит для повышения помехоустойчивости устройства.

Изменяя уровень опорного напряжения

5 источником опорного напряжения 10, можно устанавливать любой заданный уровень срабатывания устройства защиты в широком диапазоне токов.

Устройство пригодно, например, для за0 щиты трехфазных электродвигателей любой мощности, не требует регулировки в процессе производства, имеет малое количество элементов, отличается повышенным быстродействием, помехоустойчивостью и

5 надежностью работы, что исключает выход из строя электроустановки при перегрузке и неполнофазных режимах питающей сети. Формула из-обретения Устройство для защиты электроустанов0 «и от неполнофазных режимов питания и перегрузки, содержащее трансформаторы тока по числу фаз сети, первичные обмотки которых, снабжены выводами для включения в фазные провода, блок дифференциро5 вания, блок контроля с первым и вторым выводами питания и первым выходом, подключенным к входу блока дифференцирования, и исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности защиты и расширения области

применения, в устройство введены блок блокировки, три суммирующих и ограничительный резисторы, первый конденсатор, стабилитрон, компаратор и источник опорного напряжения, блок контроля снабжен вторым выходом и выполнен на фоторези- сторныХ оптопарах, каждая из которых содержит по два фоторезистора, и двух нагрузочных резисторах, причем входы оп- топар блока контроля подключены к вторичным обмоткам соответствующих трансформаторов тока, первый вывод питания блока контроля соединен с первыми выводами первых фоторезмстороа всех оп- топар и с первым выводом первого нагрузочного резистора, вторые выводы первых фоторезисторов всех оптопар объединены и подключены к первому выходу блока контроля, а через второй нагрузочный резистор -к второму выводу питания блока контроля, второй вывод первого нагрузочного резистора соединен с вторым выходом блока контроля, а через цепь последовательно соединенных вторых фоторезисторов всех оп0

5

0

5

топар - с вторым выводом питания бпока контроля, блок блокировки выполнен на втором конденсаторе, диоде и двух зарядных резисторах, причем вход блока блокировки через последовательно соединенные второй конденсатор и диод соединен с выходом этого блока, а первый и второй выводы диода соединены с общей шиной через первый и второй зарядные резисторы соответственно, первый выход блока контроля, выход блока дифференцирования и выход источника опорного напряжения соединены с первым входом компаратора через первый, второй и третий суммирующие резисторы соответственно, а выход блока дифференцирования соединен с входом блока блокировки, выход которого подключен к второму входу компаратора, выход которого подключен к входу исполнительного элемента, второй выход блока контроля через первый конденсатор соединен с общей шиной, а через последовательно соединенные ограничительный резистор и стабилитрон - с первым входом компаратора.

Использование: в системах промышленной автоматики. Сущность изобретения: в устройство для защиты электроустановки от неполнофазных режимов питания и перегрузки, содержащее трансформаторы тока по числу фаз сети, блок дифференцирования, блок контроля и исполнительный элемент, введены блок блокировки, три суммирующих м ог- раничительный резисторы, первый конденсатор, стабилитрон, компаратор и источник опорного напряжения, что позволяет повысить эффективность защиты и расширить область применения. 2 ил.

фи&1

фи& Z