Устройство для защиты от неправильного чередования фаз питающей сети Советский патент 1976 года по МПК H02H3/26 

1

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть применено при защите трехфазных двигателей и других потребителей от неправильного чередования фаз или от обрыва одной из фаз.

Известно устройство и схема защиты от неправильного чередования фаз, в котором для определения правильности подачи трехфазного питания на потребитель к фазам А, Б ц В подключены три электрические цепочки, соединенные между собой звездой, две из этих ценочек образованы активными сопротивлениями, а третья - последовательно соединенным конденсатором и активным сопротивлением. К общей точке этих трех цепей подключена обмотка исполнительного реле переменного тока, второй конец которой подсоединен к нейтральному проводу 1.

Недостатками данного устройства являются необходимость жесткого подбора элементов звезды, использование только для трехфазных линий с нулевым проводом, появление тока, протекающего через обмотку реле при неправильном чередовании фаз из-за старения элементов или из-за температурного ухода их параметров, что приводит к снижению надежности, срабатыванию исполнительного реле при обрыве одной из фаз.

Известно также устройство, в котором в трехфазной линии один из линейных проводов

является общим и между ним и двумя другими проводами подключены две электрические цепочки, одну из цепочек образуют двумя активными сопротивлениями, включенными последовательно, а другую - активным сопротивлением и конденсатором 2.

Недостаткам и данного устройства являются необходимость тщательного подбора элементов; при старении элементов появляется ток, что требует термокомпенсаций, а в противном случае может привести к ложному срабатыванию устройства.

Наиболее близким техническим решением является устройство для защиты от неправильности чередования фаз шггающей сети, содержащее блок определения двух близколежащи.х фаз, подключенный к источнику питания, триггеру-инвертору и исполнительному реле, причем блок определения имеет два стабилитрона, аноды которых соединены собой и подключены к одной из фаз сети, а катоды подсоединены к двум другим фазам сети через резисторы и непосредственно к базам транзисторов, коллекторы транзисторов

через резисторы соединены с плюсом источника, эмиттеры - с общей точкой анодов стабилитрона 3.

Недостаток данного ycTpoiicTBa заключается в то.м, что схема его требует подбора определенных жестких сочетании параметров резисторов или конденсаторов. При работе в затрудненных климатических условиях параметры резисторов и конденсаторов могут изменяться на значительную величину, что требует введения термокомпенсации или влечет за собой отказы в работе схемы.

С целью новышения надежности схемы защиты между катодом стабилитрона и базой одного из транзисторов включен конденсатор, а коллекторы обоих транзисторов последовательно соединены с блоком логического суммирования, триггером-инвертором и исполнительным реле.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы схемы при правильном чередовании фаз; на фиг. 3 - временные диаграммы работы схемы при неправильном чередовании фаз.

Устройство для защиты (фиг. 1) состоит из блока 1 определения двух близлежащих фаз и блока 2 логического суммирования, триггераинвертора 3 и исполнительного реле 4, блока 5 питания.

Блок 1 определения двух близлежащих фаз содержит два стабилитрона 6 и 7, аноды которых соединены между собой и подключены к одной из фаз питающей сети, например к фазе В.

Катоды каждого из стабилитронов подключены в свою очередь к базам транзисторов 8 и 9 и через гасящие резисторы 10 и 11 - к двум другим фазам через стабилитрон 6 и резистор 10 к фазе А, стабилитрон 7 через резистор 11 - к фазе Б. Причем катод стабилитрона 6 соединен с базой транзистора 8 через конденсатор 12. Кроме того, коллекторы и базы транзисторов 8 и 9 соединены с плюсом источника питания через резисторы 13, 14, 15 и 16. Эмиттеры транзисторов соединены с общей точкой анодов стабилитронов б и 7. Коллекторы обоих транзисторов 8 и 9 последовательно соединены с блоком 2 логического суммирования триггером-инвертором 3 и исполнительным реле 4.

Блок 5 питания состоит из диода 17, стабилитрона 18, конденсатора 19 и резистора 16. Анод диода 17 соединен с одной из фаз сети (например с фазой Б).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении за счет поданного на базы транзисторов 8 и 9 (фиг. 1) через резисторы 13 и 15 постоянного напряжения транзисторы открыты и на вход блока 2 логического суммирования с их коллекторов поступают логические «О. На выходе этого блока находится логическая «1, а триггер-инвертор 3 не вырабатывает постоянного напряжения.

Реле 4 отключено. На потребитель напряжения не подается, при этом контакт 20 разомкнут.

При поступлении положительной полуволны фазы А происходит ее ограничение на стабилитроне 6 до напряжения стабилизации.

На конденсатор 12 поступает напряжение Ui (фиг. 2,3).

В момент действия положительной полуволпы транзистор 8 остается открыты,, па входе

блока 2 логического суммирования находится «О. При отрицательной полуволне стабилитрон 6 открывается, а конденсатор 12, разряжаясь через него, запирает транзистор 8. На вход блока 2 логического суммирования поступает «1. После разряда конденсатора 12 транзистор 8 вновь открывается. На коллекторе транзистора 8 и входе блока 2 логического суммирования-логический «О до следующего цикла. Временные диаграммы напряжений на базе транзистора 8 и на коллекторе транзистора 8 (Uz приведены на фиг. 2. Переменное напряжение фазы Б поступает на блок 1 определения двух близлежащих фаз (фиг. 1), посредством стабилитрона 7 и транзистора 9 ограничивается и преобразуется в импульсную форму (фиг. 2, Ь).

Импульсы с коллектора транзистора 9 (фиг. 2, L/s) поступают на блок 2 логического суммирования сдвинутыми относительно фазы

Б на 180°.

Если чередование фаз правильное, т. е. фаза Б (ЬБв ) опережает фазу А (лв) на 120°, то на оба входа блока 2 логического суммирования одновременно поступают логические «1 (фиг. 2, t/3, Уа), при это. иапряжс1п;е с выхода логического блока 2 (фиг. 2, Не,) и инвертора 21 (фиг. 2, ) обеспечивает опрокидывание триггера-инвертора 3, который вырабатывает постоянное напряжение (фиг. 2., t/g), подаваемое на исполнительное реле 4. Последнее срабатывает и своими контактами подключает нотребитель к сети. При неправильном чередовании фаз (фиг.

3) фаза Б отстает от фазы А. Логические единицы на вход блока 2 логического суммирования (фиг. 2, t/s и бз) поступают не одповреMCHiu). 1а11ряжеиие па выходе триггера-инвертора (U&) равно нулю, и исполнительное реле

4 отключает потребитель.

Формула изобретения

Устройство для защиты от неправильного чередования фаз нитающей сети, состоящее из блока определения двух близлежащих фаз, подключенного к источнику питания, триггеру-инвертору и исполнительному реле, причем

блок определения содержит два стабилитрона, аноды которых соединены между собой и подключены к одной из фаз сети, а катоды подсоединены к двум другим фазам сети через резисторы и непосредственно к базам

транзисторов, коллекторы транзисторов через резисторы соединены с плюсом источника, эмиттеры - с общей точкой анодов стабилитронов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты, между катодом стабилитрона и базой одного из транзисторов включен конденсатор, а коллекторы обоих транзисторов последовательно соединены с блоком логического суммирования, триггером-инвертором и исполнительным реле. Источники, принятые во внимание при экспертизе;1.Патент США № 2724.782, кл. 307-127, 1953. 2.Патент США № 3218485, кл. 307--127, 1962. 3. Патент США ЛЬ 3431467, кл. 317-47, 1966 (прототип).

.1

/

3

e