Устройство для защиты трехфазнойэлЕКТРОуСТАНОВКи OT НЕпОлНОфАзНыХРЕжиМОВ Советский патент 1981 года по МПК H02H7/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕПОЛНОФАЗНЫХ РЕЖИМОВ

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам релейной защиты.

Известно устройство для згициты трехфазной электроустановки от неполнофазных режимов, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируекалм фазам. Выход выпрямителя соединен с анодом тиристора и кнопкой включения, причем последним вторым концом присоединена к управляющему электроду тиристора. Между катодом и нулевой точкой сети включен регулирующий орган ij

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные, возкюжности, т.е. устройство не реагирует на неполнофазные режимы трех фазной сети при двигательном характере нагрузки. В этом случае при обрыве (или случайном отключении) одного из линейных проводов сети питания напряжение в этой фазе двиггРгеля не исчезает, а лишь уменьшается - на обмотке электродвигателя в этом режиме, подобно обмотке трансформатора, развивается значительное напряжение. Это напряжение еще больше увеличивается при вращении роторадвигателя в неполнофазном режиме

за счет геиерации этой фазой дополнительной электродвижущей силы. Следовательно, на входных зажимах устройства напряжение полностью не исчезает, и устройство функционально не обеспечивает обнаружения неполиофазного режима. Кроме того, необходимость применять тиристор с повышенной величиной максимально допус10тимого прямого напряжения вследствие подключения его через выпрямительный мост на полное фазное напряжение сети и в.озможный быстрый выход из строя тиристора, равно как

15 и устройства в целом, из-за отсутствия ограничительного резистора в его управляющей цепи.

Наиболее близким к предлагаемо20. му является устройство для контроля наличия напряжения в фазах, содержащее трехфазный однополупериодный выпрямитель, подключенный к контролируемым фазам. Выход выпря25мителя подключен к аноду тиристора и через последовательно соединенные резистор и кнопку пУска - к управляющему электроду тиристора. Между нулевой точкой сети и катодом тиристора включен исполнительный орган.

30

При наличии на входных зеикимах стройства трехфазной системы питаю его напряжения на аноде тиристора течение всего периода действует оложительное, выпрямленное трехазным однополупериодным выпрямитеем, напряжение. Если при этом кратковременно замкнуть контакт кнопки пуска, то тиристор откроется, исполнительный орган подаст сигнгш, соответствующий наличию напряжения на азах (или сигнал на включение нагузки). Схема переходит в устойчивое состояние, сохраняемое при раз- j мыкании кнопки запуска (тиристор удерживается в открытом состоянии под ействием протекающего через него тока).

При полном исчезновании одной из фаз контролируемого напряжения, на выходе выпрямительного-моста отсутствует положительная пблуволна этой фазы. В течение 60 напряжение на аноде тиристора равно нулю, уменьшается до нуля и ток через него. Тиристор Запирается и ввиду отсутствия управляющего напряжения остается в этом состоянии и в положительные полупериоды неповрежденных фаз сети питания. Разрыв тиристором цепи питания исполнительного органа обеспечивает сигнализацию последним об исчезновении фазы напряжения питания (либо отключение нагрузки) 2.

Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности - устройство не реагирует на исчезновение напряжения одной из фаз сети при двигательном характере нагрузки (из-за наличия напряжения на линейном проводе, поврежденном со стороны сети питания). Следовательно, известное устройство не способно контролировать нешичие {апряжения фаз двигательной нагрузки. Кроме ТОГО;необходимо применять тиристор с повышенной величиной максимально допустимого прямого напряжения из-за включения его через выпрямительный мост на полное фазное напряжение сети.

Цель изобретения - контроль наличия напряжения фаз двигательной нагрузки.

Поставленная цель достигается, тем, что в устройство для защиты трехфазной электроустановки от неполнофазных режимов, содержащее тиристор, В управляющей сети которого включены последовательно соединенные кнопка пуска и ограничительный резистор, и исполнительный орган, подключенный между катодом тиристора и нулевой точкой сети, дополнительно введенырезисторные делители напряжения по числу фаз, подключенные через диоды к фазам сети, и динисторы, подключенные анодг1ми к выходам упомянутых

делителей, а катодами - к аноду тиристора и ограничительному резистор цепи управления тиристора.

На фиг.1 изображена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма мгновенных значений на анодах динисторов.

Устройство для згцциты трехфазной электроустановки от неполнофазных режимов содержит полупроводниковые диоЩы 1-3, резисторные детали напряжения, образованные парами резисторов 4и5, 6и7, 8и9, подключенные через диоды 1-3 к контролируеьяым фазам сети А, В и С (фиг.). К выходгил упомянутых делителей анодами подключены динисторы 10-12. Катоды последних соединены с анодом тиристора 13 и ограничительным резистором 14, подключенным последовательно с кнопкой 15 пуска в цепь управляющего электрода тиристора 13 Между нулевым проводом сети и катодом тиристора включен исполнительный орган 16 устройства.

На фиг.2 использованы следующие обозначения: 17, 18, 19 - кривые изменения напряжения на анодах динисторов(10, 11 и 12 соответственно) в нормальном режиме работы, 20 кривая изменения напряжения на аноде динистора 10 в неполнофазном режиме (при двигательной нагрузке), 21 - кривая изменения напряжения на аноде динистора 10 в неполнофазном режиме (при двигательной нагрузке в большей степени ее загрузки); U - напряжение включе- мои t,

.ния динисторов; t , t.

менты включения динисторов (10, 11 и 12 соответственно) в нормальном режиме работы; - момент включения динистора 10 в неполнофазном режиме работы; t, - момент времени окончания положительного полупериода напряжения фазы С.

В нормальном режиме работы на зажимах А, В и С контролируемой сети действует трехфазная симметричная система напряжения. Положительные полуволны этой системы |ерез диоды 1-3 подаются на резисторные делители напряжения 4 и 5, 6 и 7, 8 и 9. Диаграмма изменения мгнове ных значений на выходах делителей показана на фиг.2. В момент времени t напряжение фазы А достигает величины напряжения включения динистора 10 - Up. Однако кнопка пуска 15 разомкнута, тиристор 13 закрыт и, следовательно, ток через динйстор 10 не протекает. В подобном состоянии находятся и динисторы 11 и 12. Исполнительный орган 16 устройства при этом обесточен, что соответствует отключенному состоянию зокишаемого электроприемника.

При запуске схемы (кратковременном замыканий кнопки 15) динйстор 10 в момент времени t включается, на управляющий электрод тиристора по дается положительное напряжение, он отпирается, обеспечивая питание исполнительного органа 16 и включение защищаемого электроприемннка. Кнопка 15 теперь может быть разомкнута. Динистор же 10 и тиристор 13 по действием протекгиощего через них тока остаются открытыми. Переменными резисторгми 4,8 и 6 напряжения на выходах делителей выбираются так, чтобы включение каждого последующего динистора (например, динистора 11 в момент времени t2) происходило в положительную полуволну напряжения предьадущего динистора. Выполнением последнего условия-достигается непрерывное протекание тока через тиристор, т;е. его открытое состояние в нормальном режиме работы, требование обеспечения описанного режима работы динисторов (напряжение включе ния UB которых не превьлиает 150 В) н устройства в целом.обусловливает применение в схеме резисторных делителей напряжения, включенных на выходах однофазных однополупериодных выпрямителей. При исчезновении одной из фаз питгиощего напряжения (например, фазы А) и двигательном характере нагрузкй напряжение этой фазы несколько снижается. При снижении фазного напряжения до величины, показанной кривой 20 (фиг.2), включение динис- тора 10 происходит в момент времени t после снижения напряжения предыдущей фазы (С) до нуля (момент мени tp). В интервале времени to напряжение на аноде тиристора отсутствует, а следовательно, и ток через него не протекает Тиристор закрывае ся и остается в таком состоянии (ввиду отсутствия управляющего напряжения) и при появлении напряжения на его аноде в момент времени t . Разры тиристором цепи питания исполнительиого органа обеспечивает отключение защищаемого электроприемника, в част ности электродвигателя. При более глубоком снижении напря жения фазы А электродвигателя в непо нофазном режиме (кривая 21 фиг.2) включения динистора 10 не происходит Отсутствие напряжения на аноде динистора в иитервгше вызывает его, запирание. Исполнительный орган 16 обесточивается, отключая защищаемый электродвигатель. При статической нагрузке имеет место снижение напряжения поврежденной фазы до нуля. Подобно рассмотренному выше случаю, в интервале , отсутствует напряжение на аноде тиристора, и устройство работает анешогично вышеизложенному. Положительный эффект, обеспечиваемый новой совокупностью признаков, заключается в расширении функционгшь-. ных возможностей устройства. За счет введения пороговых элементов (динисторов 10-12) достигается чувствительность устройства к неполнофазным режимам не только статической нагрузки, но и двигательной. Кроме того, применение резисторных делителей напряжения позволяет снизить предельную величину напряжения на тиристоре и, следовательно, снять повышенные требования к его максимально допустимому прямому напряжению. Формула изобретенияУстройство, для згициты трехфазной электроустановки от неполнофазных режимов, содержащее тиристор, в управляющей цепи которого включены последовательно соединенные кнопка пуска и ограничительный резистор, и исполнительный орган,подключенный между катодом тиристора и нулевой точкой сети, отличающееся тем, что, с целью контроля наличия напряжения фаз двигательной нагрузки, в него дополнительно введены резисторные делители напряжения по числу фаз, подключенные через диоды к фазам сети, и динисторы, подключенные анодами к выходам упомянутых делителей, а катодами - к аноду тиристора и ограничительному резистору цепи управ-; ления тиристора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 639077, хл. Н 02 Н 7/08, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР 597973, кл. G 01 R 19/00, 1978.

20

13

19