Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах контроля и защиты трехфазных нагрузок,в частности в системах автоматизированнсуго контроля гироскопических- приборов.
Известно устройство для защиты потребителя от неправильного чередования фаз и пропадания одной из фаз. Устройство содержит подключенный к трехфазной нагрузке фазочувствительный элемент в виде звезды, в одном из плеч которой последовательно включены резистор и катушка реагирующего органа, шунтированные конденсаторами, и выпрямительный диод, а в двух других плечах включены соответственно конденсатор и -резистор СЦ.
Устройство вносит неравномерную нагрузку на фазы сети, требует перестройки при переходе на другую частоту или напряжение, не имеет возможности сопряжения с цифровой автоматикой и вычислительной техникой.
Известно также устройство для защиты трехфазной нагрузки от изменения чередования фаз и обнаружения обрыва фазы. Устройство содержит преобразователи ток-напряжение, подключенные к фазам защищаемой цепи, .
операционные усилители, подключенные каждый к соответствующему преобразователю, четыре двухвходовых элемента И, три комбинированных триггера, входы Т которых подключены к выходам трех вышеуказанных элементов И, причем на одни входы элементов И поступают сигналы с операционных усилителей, а на вторые - с генератора
10 одиночных импульсов. Выходы триггеров соединены с входами трехвходового элемента И, выход которого соединен с исполнительным органом. Кроме то-го,- с входами и выходами триггеров
15 соединены элемент задержки, четвертый двухвходовый элемент И, а. также источник постоянного сигнала С23.
Устройство обладает возможностью сопряжения с цифровой автоматикой и
20 вычислительной техникой, но не обеспечивает непрерывную защиту нагрузки от обрыва фазы и неправильного чередования фаз так как после подключения нагрузки триггеры блокиру25кктсяпо входам К сигналом с инверсного выхода третьего триггера.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения непрерывной защиты на30грузки от изменения чередования фаз и обрыва фазы, возможности получения отдельных выходов по обрыву фазы и неправильному чередованию фаз а также упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты трех фазной электроустановки от изменения чередования фаз и обрыва фазы, содержащее блоки преобразователей ток-напряжение, подключенные к фазам сети с операционными усилителями, включенными по схеме компаратора, и функционально связанные с ними источник постоянного сигнала, трехвходовой элемент И, к выходу ко торого подключен исполнительный эле мент, дополнительно снабжено синхронным R-S. триггером, трехвходовым элементом ИЛИ, дифференцирующей цепочкой, блоком дистанционного управ ления включением и отключением элек роустанрвки и времязадающей цепочко состоящей из последовательно включенных резистора и конденсатора и подключенный к источнику постоянного сигнала, а средней точкой через диод -к входу трехвходового эле,мента ИЛИ, входы которого подключены к выходам операционных усилителе которые подключены также к соответствугацим входам R и S триггера непосредственно, а вход С -триггера подключен к выходу операционного усилителя через дифференцирующую цепочку, выход триггера подключен к входу элемента И, другой вход которого соединен со средней точкой времязаданвдей цепочки, а третий вход - с выходом блока дистанционно го управления включением и отключением электроустановки. Применение синхронного R-S триггера, трехвходового элемента ИЛИ, соединенного с выходами операционнн усилителей, и времязадающей цепочкой расширяет функциональные возмож ности устройства, а именно обеспечи вает непрерывное слежение за состоя нием сети и защиту нагрузки от изменения чередования фаз и обрыва фазы, в том числе и после подключения нагрузки к сети. Наличие блока дистанционного управления и его . связь с элементами устройства через третий вход выходного элемента И та же расширяет функциональные возможности устройства и обеспечивает воз мЬжность его сопряжения с цифровой автоматикой и вычислительной техни- кой. Применение одного синхронного R-S триггера вместо трех комбинированных триггеров в сочетании с применением таких элементарных компонентов схемы, как дифференцирующая и времязадающая цепочки, элемент ИЛ и диод упрощает устройство по сравн ни) с известным. Блок дистанционного управления в простейшем случае представляет собой .выключатель, кнопку или логический элемент для сопряжения с цифровой автоматикой и вычис- лительной техникой и не усложняет устройства. В то же время, в случае необходимости этот блок может выполнять более сложные функции управяения нагрузкой. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройстваji на фиг.2-изображены временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, пра- . вильное чередование фаз; на фиг. 3 то же, неправильное, чередование фаз. Устройство содержит блоки преобразователей ток-напряжение, представленные операционными усилителями 1, 2 и 3, включенными по схеме компаратора, выходы которых соединены с входами трехвходового элемента ИЛИ 4. Выход усилителя 1 соединен с входом установки в единицу S триггера 5, выход усилителя 2 через диф(ференцирующую цепочку б соединен с входом синхронизации С триггера, а выход усилителя 3 соединен с входом установки в ноль триггера 5. Выход элемента ИЛИ 4 через диод 7 соединен со средней точкой времязадающей цепочкой 8, состоящей из резистора 9 и конденсатора 10, соединенной с источником 11 постоянного сигнала. Общая точка соединения диода 7, резистора 9 и конденсатора 10 соединена с входом трехвходового элемента И 12, второй вход которого соединен с выходом триггера 5, третий вход соединен с блоком 13 дистанционного управления включением и выключением нагрузки, а выход - с исполнительным органом 14. Устройство работает следующим образом. После включения питания устройство устанавливается в исходное состояние, при этом на выходе элемента ИЛИ 4 будет, нулевой логический уровень так как устройство не подключено к сети и на входы элемента 4 с выходов усилителей 1, 2 и 3 поступают сигналы нулевого логического УРОВНЯ. Конденсатор 10 заряжается через резистор 9 от источника 11 постоянного сигнала и одновременно разряжается через диод 7 и выходной каскад логического элемента 4, причем постоянная времени цепи заряда (fjotp ) выбрана намного больше постоянной времени цепи разряда (). здр 5Ср5.,зр.В результате на конденсаторе 10 формируется сигнал нулевого логического уровня, который поступает на один из входов логического элемента 12. На входы S, С и R триггера 5.поступают сигналы нулевого логического уровня, что соответствует режиму хранения информации, триггер находится в одном иэ двух устойчивых состояний и на его выходе будет сигнал логического нуля или логической единицы. С выхода устройства 13 дистанционного управления включением и выключением нагрузки на вход элемента 12 поступает сигнал нулевого логического уроня, на другой вход которого также потупает сигнал нулевого логического уровня с конденсатора 10. На выходе элемента 12 устанавливается сигнал нулевого уровня, что соответствует сигналу включения нагрузки.
При;подаче на вход преобразователей и усилителей 1, 2 и 3, включенны по схеме ко1 аратора, всех фаз А, В и С питающего нагрузку напряжения, усилители формируют импульсы длительностью полпериода питающего напряжения и определенной полярности, порядок следования которых совпадает с порядком чередования фаз.
Временные диаграммы напряжений на входах и импульсов на выходах преобразователей с усилителями 1, 2 и 3 изображены на диаграмммах 1, 2, 3 и 4, 5, б соответственно. Импульсы с выхода усилителя 2, подключенного к фазе В, дифференцируясь, цепочкой 6 поступают на вход С триггера 5 (временная диаграмма 7). При поступлении импульсов на вход С синхронный R-S триггер 5 устанавливается в состояни соответствующее входной информации на входах S и R. Так как во время действия импульсов, поступающих на вход С (импульсы синхроназации), при правильном чередовании фаз питающего напряжения на вход 5 пос гупает сигнал логической единицы, а на ход R - логического нуля, а при неправильном чередовании фаз наоборо на вход S поступасет сигнал логического нули, а на вход R - логической единицы {временные диаграммы 4-8i), на выходе триггера соответственно устанавливается сигнал логической единицы или логического нуля. Наличие сигнала логической единицы на выходе триггера 5 свидетельствует о правильном чередовании фаз питающего напряжения, а наличие логического нуля - о неправильном.
Временная диаграмма 8 представляет изменение сигнала на выходе триггера 5, а диаграмма 9 - изменение сигнала на конденсаторе 10. Одновременно с поступлением на входы тригера 5 сигналы с выходов усилителей 1, 2 и 3 поступают на входы логического элемента 4, при этом на его выходе устанавливается сигнал логической единицы, так как на один из его входов в любой, момент времени поступает сигнал логической единицы. Диоц 7 запирается, конденсатор 10 заряжается от источника 11
до уровня логической единицы и далее этот уровень поступает на.втсро; вход логического элемента 12. При поступлении на третий вход логического элемента 12 сигнгш логической единицы с выхода блока 13 дистанционного управления включением и выключением нагрузки на его выходе устанавливается сигнал логической единицы и нагрузка подключается к трехфазной сети. Если в процессе работы произойдет обрыв одной из фаз,с.выхда соответствующего усилителя на вход логического элемента 4 будет поступать сигнал логического ;нуля, а на его выходе будет формироваться последовательность импульсов с одом, равным периоду питающего нагя рузку трехфазного напряжения, причем уровень логического нуля составляет 1/6 часть периода, а уровень логической единицы составляет 5/6 частей периода. Однако, как было сказано выше, Сзс | Рс ар напряжение на конденсаторе, за счет состояний логического нуля на выходе элемента 4 уменьщается до уровня логичческого нуля, который, поступая на вход логического элемента 12, устанавливает на его выходе сигнал логического нуля. Нагрузка отключается от.трехфазной сети. При обрыве двух или трех фаз устройство работает аналогично.
На временных диаграммах 10,11 и 12 показаны изменения сигналов на выходах элемента 12, триггера 5 и логического элемента 4 соответственно. Временная диаграмма сигнала на выходе логического элемента 4 изображена для случая пропадания , фазы А.
Использование предлагаемого устройства в процессе эксплуатгщии и контроля гироскопических прибсфов, а также других трехфазных нагрузок, для которых требуется защита от изменения чередования фаз и обрыва фазы, позволяет исключить ручные операции, связанные с контролем чередования фаз и их наличием, а также дистанционно включать и выключат
в том числе автоматически
нагрузку.
с помощью средств цифровой автоматики и вычислительной техники, что способствует повышению производительности труда..
Непрерывный контроль исправности сети питания и згицита от изменения чередования фаз и обрыва фазы обеспечивают более надежную работу гироскопического прибора (или другой нагрузки) и повышает достоверность контроля этого прибора. В то же время предлагаемое устройство проще известного и требует f/ieHbmHX затрат для .его реализации.
Формула изобретения
Устройство для- защиты трехфазной электроустановки от изменения чередования и обрыва фазы, содержащее блоки преобразователей ток-напряжение, под-5 ключенные к фазам сети, с операционными усилителями, включенными по схеме компаратора, и функционально связанные с ними источник постоянного сигнала, трехвходовый элемент И, к Ш выходу которого подключен исполнительный элемент, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения непрерывности защиты и упрощения jj устройства, оно дополнительно снабжено синхронным R-S триггером, трехвходовым элементом ИЛИ, дифференцирующей цепочкой, блоком дистанционного управления включением и отключением р,, электроустановки и вре язадающей цег. почкой, состоящей из последовательно
включенный резисторе и конденсатора и подключенной к источнику постоянного сигнала, а средней точкой через диод - к входу трехвходового элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам операционных усилителей, которые подключены также к соответствующим входам R-й S . триггера непосредственно, а вход С триггера подключен к выходу операционного усилителя через дифференцирующую цепочку, выход триггера подключен к выходу элемента И, другой вход которого соединен со средней точкой времязадакицей цепочки , третий вход - с выходом блбка дистанционного управления включением и отключением электроустановки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
li Авторское свидетельство СССР 6-88951, кл. Н 02 Н 7/ОУ, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР 792468, кл; Н 02 Н 7/ 1979.
-Е
V
mm
y L
/;
шшмш
0(
.-k
./
ХЦх
х/
