Устройство для защиты трехфазного электроприемника от изменения чередования и нарушения фаз питающей сети Советский патент 1982 года по МПК H02H3/24 H02H7/09 

Изобретен-ие относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты трехфазных электроустановок от обратного порядка чередования и исчезновения фаз сети питания.

Известно реле контроля .фаз, содержащее подключенную к первым двум фазам сети пита1ния последовательную RC-цепочку, средняя точка которой через резистор присоединена к одному из входных выводов мостового выпрямителя, шунтированного конденсатором, второй вывод которого соединен со средней точкой первичной обмотки понижающего трансформатора, подсоединенного к второй и третьей фазам сети. К вторичной обмотке трансформа.тора подключен второй выпрямительный мост,со сглаживающим .конденсатором на выходе. Понижающий трансформатор с выпрямителем обеспечивает пи тание трехтранзисторного ключа с поглотительным реле на выходе.На вход ключа подается сигнал с выхода первого выпрямителя, сглаженный конденсатором tl.

Данное устройство характеризуется сложностью схемного решения, так как реле контроля фаз содержит многоэлементный транзисторный ключ,трансформаторный блок его питания, блок выявления несимметрии трехфазного напряжения с выпрямителем - всего 33 элемента. В соответствии с этим снижается надежность функционирования реле (.так как вероятность, отказа или ложной работы увеличивается с возрастанием числа входящих в устройство элементов). Кроме того,

10 использование конденсатора в блоке несимметрии питающего напряжения приводит к ложным срабатываниям при наличии в сети с полупроводниковыми преобразовательными установками выс15ших гармоник, к которым конденсатор обладает меньшим сопротивлением.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являетря устройство для защиты трехфазного элект20роприемника от изменения чередования и обрыва фаз питающей сети, содержащее присоединенный катодом к нулевой точке сети тиристор, анод которого через обмотку исполнительного реле,

25 шунтированную диодами, и два развязывающих диода подключен к второй и третьей фазам сети питания. Управляющий электрод указанного тиристора соединен с последовательно включенными

30 стабилиронами и диодом, анод последнего из которых через резистор подключен к второй фазе, а через втречно включенный диод - к катоду второ го тиристора, а также резистору, при соединенному к нулевой точке сети. Управляющий электрод второго тири тора аналогично первому соединен со стабилитроном и диодом. Анод этого диода через резистор подключен к тре тьей фазе, а через два встречно вклю ченных диода - к первой фазе сети питания. Катоды последних диодов че- рез резистор подсоединены к катоду вто рого тиристора, анодом соединенного через диод с первой фазой сети. Управляющие переходы тирйстоЕ ов зашунтированы резисторами, t23. К недостаткам устройства следует отнести сложность его схемы,включающей 20 составляющих элементов и пониженную восоответствии с этим надежность защиты. Кроме того, для это го устройства необходимо наличие нулевого провода, при повреждении кото рого происходит ложное срабатывание, что таким образом приводит к снижени надежности защиты электроприемников.. Вместе с тем, необходимость нулевого провода обусловливает усложнение уст ройства и его монтажа. изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что, в устройстве для защиты |Трехфазного электроприемника от изменения чередования и нарушения фаз питающей сети, содержащем четыре дио да, подключенных к фазам сети,тиристор, анод которого через исполнительный орган соединен с катодом пят го диода, резисторы и пороговые элементы, катод первого диода, анод которого соединен с первой фазой,через первый переменный резистор подключен к аноду второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода, присоединенным к второй фазе, средняя точка первого переменного ре зистора подключена к второму перемен ному резистору и через пороговый эле мент к катоду первого диода, средняя точка второго переменного резистора через пороговый элемент соединена с управляющим электродом тиристора,катод которого подключен к точке сое:динения другого вывода второго перем нного резистора с третьим переменН1ЙМ. резистором и анодом. четвертого циода, катод которого присоединен к третьей фазе, при этом другой Швод третьего переменного резистора подкл чен к катоду третьего диода, а %го средняя точка через пороговый элемент к аноду пятого диода,который через резн тор соединен также с анодом тиристора, причем исполнительный орган зашунтирован конденсатором. На чертеже дана принципиальная схема устройства. Устройство содержит источник трехфазного напряжения с первой 1, второй 2 и третьей 3 фазами соответственно, первый 4, второй 5, третий 6, четвертый 7 и пятый 8 полупроводниковые диоды, первый 9, второй 10 и третий 11 динисторы (пороговые элементы), первый 12 второй 13 и третий 14 переменные резисторы, тиристор 15, исполнительный орган 16, конденсатор 17 и резистор 18 постоянный . Устройство работает следующим образом. Через диоды 4 и 5 на резистор 12 подаются положительные полупериоды линейного напряжения и первой и второй фаз сети питания, а пропорциональный им уменьшенный по амплитуде сигнал - на динистор 9. Его уровень устанавливается резистором 12 так, чтобы в нормальном режиме.амплитуда на 5-10% превосходила напряжение включения динистора 9. Последний, следовательно, при полнофазном питающем напряжении ежепериодно переходит в проводящее состояние. На резистор 13 через диод 4, динистор 9 и диод 7 подается полное линейноенапряжение первой и третьей фаз (в положительный его полупериод), сдвинутое относительно напряжения Ц2 на 60 эл. град в сторону отставания. Уровень напряжения на динисторе 10 устанавливается резистором 13 аналогично динистору 9. При включении последнего управляющий переход тиристора 15 обтекается током до конца положительной полуволны напряжения Ц В положительный полупериод напряжения Uj через диоды 6 и 7 подается напряжение на резистор 14 и пропорциональное ему, однако уменьшенное,- на последовательно включенные тиристор 15, резистор 18 и динистор 11. В первые 120 эл.град. положительной полуволны напряжения и1,3 управляющий переход тиристора ,1 обтекается током (так как межфазное напряжение II jj отстает относительно напряжения 60 эл.град.) При установке выходного напряжения резистором 14 подобно резисторам 12 и 13 динистор 11 включается и через резистор 18 и тиристор 15 протекает. ток. Одновременно через диод 8 обеспечивается питание исполнительного элемента 16 и заряд конденса ора 17. По окончании положительного полупериода U/j j тиристор 15 и динистор 11 запираются. Конденсатор 17 теперь питает исполнительный элемент 16. Последний сигнализирует о нормальном порядке чередования и полнофазности питающего напряжения.Включение исполнительного элемента 16 и конденсатора 17 ереэ диод 8 параллельно резистору 18 исключает подачу напряжения положительной обкладки конденсатора на катод динистора 11 в нормальном режиме работы. Тем самы обеспечивается повторение указанных процессов в следующий период питающего напряжения . При изменении поряд ка чередования фаз, например второй третьей, на динисторы 9-11 подаются положительные полуперирды напряже НИИ Uj,j соответственно/причем каждоеиз последующих по порядку перечисления опережает предьщущее на 60 эл.град., т.е. динистор 9 вклю чается после окончания положительного полупериода {)inocne прохождения через максимум напряжения и,2 поэтому ни динистор 10,ни дииистор 11 включиться не могут. Исполнительный элемент обесточен, защищаемый электроприемник отключен от сети.При исчезновении одной из фаз питающего напряжения происходит уменьшение дву линейных напряжений (до половины от номинального при статической нагрузк и двигательной с заторможенным ротором в неполнофазном режиме .работы). В этом случае даже при включении ди нистора 9 (неповрежденными остаются первая и вторая фазы) заперты динис торы 10 и 11, что соответствует обес точенному состоянию исполнительного элемента 16, В том случае, когда уменьшается напряжение первой и второй фаз, остается запертым динистор 9, исключающий подачу полного линейного напряжения на резистор 13, а следовательно, и включение динистора 10. Тиристор 15 при этом из-за отсутствия тока управления заперт. Запирание динистора 9 при снижении напряжения первой и второй фаз исклю чает возможность отпирания тиристора 15 независимо от того, произошел обрыв первой или второй фазы. Положительный эффект заключается в упрощении предлагаемого устройства содержащего 15 составляющих элементов против 20 в известном и исключаю щего потребность в нулевом проводе. Уменьшение числа входящих в устройст во элементовИ исключение нулевого провода снижает вероятность его отказа или ложного срабатывания, что повышает надежность электроснабжения. Формула -изобретения Устройство для защиты трехфазного электроприемника от изменения чередования и нарушения аз питающей сети, содержащее четыре диода, подключенных к фазам сети, тиристор/ анод которого через исполнительный орган . соединен с катодом пятого диода, резисторы и пороговые элементы, о т г, личающееся тем, что, с целью упрощения, катод первого диода, анод которого соединен с первой фазой, через первый переменный резистор подключен к аноду второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода, присоединенным к второй фазе, средняя точка первого переменного резистора подключена к второму переменному резистору и через пороговый элемент к катоду первого диода, средняя точка второго переменного резистора через пороговый элемент соединена с управляющим электродом тиристора, катод которого подключен к точке соединения другого вывода второго переменного резистора с третьим переменным резистором и анодом четвертого диода, катод которого присоединен к третьей фазе, при этом другой вывод третьего переменного резистора подключен к катоду третьего диода, а его средняя точка, через пороговый элемент - к аноду пятого диода, который через резистор соединен также с анодом тиристора,причем исполнительный орган зашунтирован конденсатором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Реле контроля фаз типа ЕЛ-8. Информация о новых разработках. Информэлектро. 2.Авторское свидетельство СССР 687522, кл. Н 02 Н 7/09, 1977 fпрототип) .

/О20Зо

w-.

Кб

15

п

% V