Устройство для защиты трехфазных сетей от изменения чередования и обрыва фазы Советский патент 1981 года по МПК H02H7/09 H02H5/10 

Изобретение относится к импульсной технике; и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где возникает необходимость защиты трехфазных потребителей. Известно устройство для контроля чередования и обрыва фаз, содержащее входной трансформатор, первичные обмотки которого подключены к фазам кон ролируемой сети, а вторичные к форми. рователям прямоугольных импульсов, инверторы,схемы совпадения, симметрич ный триггер и интегрирующие элементы. Работа устройства основана на совп дении во времени импульсов формироваг телей и перекрытии их на интегрирующих элементах 1 ТНедостатком этого устройства является относительно большое наличие задающих элементов, подверженных воздействию дестабилизирующих факторов, что снижает надежность защиты от неправильного чередования фаз. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для защиты трехфазных сетей от неправильного чередования фаз. Оно содержит входной трансформатор, первичные обмотки которого подключены к фазам питающей сети, а вторичные - к мостовым выпрямителям, ключевым схемам и одновибраторам,«интегрирующие элементы и схемы совпадения. Работа устройства основана на перекрытии во времени импульсов,формируемых одновибраторами на интегрирующих элементах 2. Однако и это устройство в процессе эксплуатации вьщает ложную информацию о состоянии трехфазной питающей сети, вызванную нестабильностью задающих элементов под воздействием дестабилизирующих факторов, и не позволяет производить контроль обрыва фаз. Цель изобретения - расщирение функциональных возможностейи повьшение надежности защиты. 38 Для достижения поставленной цели устройство для защиты трехфазных сете от изменения чередования и обрыва фаз содержащее входной трансформатор, первичные обмотки которого подключены к фазам питающей сети, а вторичные -. через вьтрямители к ключевым элементам, первый и второй одновйбраторы, элемент ИЛИ, функционально связанные с ключевыми элементами и исполнительным блоком, дополнительно снабжено первым и вторым элементом И, четырьмя инверторами и формирователем стробирующих импульсов, вход которого подНлючен к выходу элемента ИЛИ, а выход формирователя стробирующих импуль сов и выход первого одновибратора соединены с входами первого элемента И через первый и второй инверторы, а с входами второго элемента И непосредственно, выходы ключевых элементов подключены к элементу ИЛИ через третий и четвертый инверторы, к первому одновибратору непосредственно, а через первый элемент И к второму одновибратору, выход которого подключен через второй элемент И к исполнительному органу. На фиг. 1 представлена функциональ ная схема устройства; на фиг. 2-6 врзменные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство защиты от неправильного чередования и обрыва фаз содерЗсит вхо ной трансформатор 1, первичные обмотки которого подключены к фазам А, В, С питающей сети, а вторичные - к выпрямителям 2 и 3, выходы которых соединены с ключевыми элементами 4 и 5 Выходы ключевых элементов 4 и 5 подключены, соответственно, .через инверторы 6 и 7 и двухвходовой элемент ИЛИ 8 к входу формирователя стробирующих импульсов 9, непосредственно, к входу первого одновибратора 10 и .через первый трехвходовой элемент И к входу второго одновибратора 12. Выходы формирователя стробирующих импульсов 9 и первого одновибратора Ю подключены через инверторы 13 и 14 к входам первого трехвходового элемента И 11 и. непосредственно к входам второго трехвходового элемента И 15. Выход второго одновибратора 12 под ключен к входу второго трехвходового элемента И 15, выход которого подключен к исполнительному блоку Устройство работает следующим, образом. При включении устройства в сеть на вторичных обмотках трансформатора 1 появляются фазные напряжения UAg и (J, причем при прямом чередовании фаз напряжение Од опережает по фазе напряжение ОорСФиг. 2), которые поступают на мостовые выпрямители 2 и 3. С выходов мостовых выпрямителей выпрямленные напряжения поступают на ключевые элементы 4 и 5, формирующие в момент перехода выпрямленного напряжения через нулевое значение положительные единичные импульсы U и . следующие на запуск одновибраторов 10 и 12. Одновибраторы формируют разные по длительности прямоугольные импульсы ОоИ Ux, создающие перекрытие во времени на входах второго элемента И 15 и обеспечивают сигнал единичного уровня, Ug на его выходе. Порядок запуска одновибраторов контролируется первым элементом И М. Логическая сборка, состоящая из инверторов 6 и 7 и элемента ИЛИ 8, обеспечивает последовательный запуск формирователя стробирующих импульсов 9 каждым импульсом ключевых элементов 4 и 5. Стробирующиеимпульсы Ut поступают через инвертор 13 на вход первого элемента И Л 1 и непосредственно на вход второго элемента И .15, и их длительность определяется коэффициентом, несимметрии. Следовательно, под влиянием дестабилизирующих факторов возможно изменение длительности импульсов Uj , Уд одновибраторов в интерваше времени, определяемом длительностью стробирующих импульсов Ug. При направленном чередовании фаз за счет нарушения временного сдвига между фазными напряжениями U«aH Urw, (фиг. 3) отсутствует совпадение имDa на входах первого элепульсовмента И 11, запрещающего запуск второго бдновибратора .12. На выходе устройства появляется последовательность импульсов DC-. При обрьше фазы А отсутствует фазное напряжение идр(фиг. 4) запуск одновибраторов 10, 12 и формирователя стробирующих импульсов 9 запрещен. На выходе устройства - сигнал нулевого уровня. При обрыве фазы В, по первичным обмоткам трансформатора протекают токи фаз А и С питающей сети, создающие на вторичных обмотках напряжение UAC (фиг. 5). Запуск одновибраторов 10 и 12 происходит одновременно. На вькоде устройства появляется последовательность импульсов Ur, определяемая разницей в длительности импульсов Ua и и. При обрыве фазы С, отсутствует фаз ное напряжение и(фиг. 6), запуск второго одновибратора 12 запрещен. На выходе устройства появляется последо- вательность импульсов IJL , обратная импульсам Da , формируемым первым одновибратором 10. Выход устройства связан с исполнительным блоком. Технико-экономический эффект предлагаемого устройства заключается в том, что оно позволяет дополнительно (по сравнению с известными контролировать обрыв любой из фаз питающей сети и исключить влияние дестабилизирующих факторов - уход параметров задающих элементов, вызванных изменением питающих напряжений, климатическим воздействиями, промышленными помехами -,. на работу устройства. Формула изобретения Устройство для защиты трехфазных сетей от изменения чередования и обрыва фаз, содержащее входной трансфор матор, первичные обмотки которого под ключены к фазам питающей сети, а вторичные - через мостовые выпрямители к ключевым элементам, первый и второй одновибраторы, элемент ИЛИ, функционально связанные с ключевыми элементами и исполнительным блоком, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности защиты, оно дополнительно снабжено первым и вторым элементом И четырьмя инверторами и формирователем стробирукдцих импульсов, вход которого подключен к выходу элемента ИЖ, выход формирователя стробирующих импульсов и выход первого одновибратора соединены с входами первого элемента И через первый и второй инверторы и с входом второго элемента И непосредственно, выходы ключевых элементов подключены к элементу ИЛИ через третий и четвертый инверторы, к первому одновибратору непосредственно, а через первый элемент И к второму одновибратору, выход которого подключен через второй элемент И к исполнительному блоку. Источники информа;ции, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 447649, кл. G 01 R 29/18, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2588644/24-07, кл. В 02 И 3/24, G 01 R 28/19, 09.03.78.

(ле

Uf

0

Л- t

Ui

П

u

UK f/

лL,

ji/i

ЛII

J

UL

U,

6

L

Фиг.2

L-2

aruni,

/ urw,

ФигЪ

Ut€

Ui

иг

л

5i

6

Фиг.

Ui

П П

li a tl П

)

«jj

U,

6

Фиг. 5

Ui