Устройство для защиты электроустановки от изменения чередования и обрыва фазы Советский патент 1983 года по МПК H02H7/09 

(З) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ ИЗМЕНЕНИЯ ЧЕРЕДОВАНИЯ И ОБРЫВА ФАЗЫ

Изобретение относится-к электроте нике и предназначено для использования в установках, питаемых от трехфазной сети переменного тока, в част ности в преобразовательной технике. Пофазный контроль наличия и правильности чередования фаз питающего напряжения необходим, например для защиты реверсивных управляемых выпрямителей для электроприводов, где обрыв фаз и нарушения чередования фаз, питающих устройства фазового уп равления, при наличии силового напря жения приводят к аварии. Известно устройство для зациты блока тиристорных логических элементов от изменения чередования и обрыва фаз питающей сети, содержащее питаемый от двухфазной нулевой схемы выпрямления исполнительный орган, подключенный к нулевому проводу через тиристор, управляющий электрод которого соединен с выходом тиристор ной схемы запуска 1 . Однако пульсации напряжения, питающего исполнительный орган, настолько велики, что исключают возможность применения в качестве исполнительного органа большинствадипов реле постоянного тока. Кроме того, это устройство нельзя применить для контроля сетей без нулевого провода. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, которое содержит исполнительный орган, подключенный к катодной вы прямительной группе, вентили которой соединены катодами через резисторы, причем цепь управления каждого вентиля через формирующее устройство подключена между общей точкой резисторов и катодом вентиля пpeдшectвyющeй фазы 2. Для запуска этого устройства после подачи напряжения необходимо с помощью дополнительных устройств принуди-тельно включить один из вентилей. При этом, в случае обрыва либо обратного ЭЭ чередования фаз, во время запуска через исполнительный орган будут проходить пульсы тока, вызывая ложные срабатывания. Недостатками известного устройства также являются невозможность его применения для сетей без нулевого провода и пульсации напряжения в цепи исполнительного органа. Целью изобретения является повышение надежности запуска устройства, расширение области применения для сетей с изолированной нейтралью, уменьшение пульсаций напряжения в цепи исполнительного органа, а также уменьшение мощности, выделяемой в пусковом резисторе. Поставленная цепь достигается тем, что в устройство для защиты электроустановки от изменения чередования и обрыва фазы, содержащее исполнительный орган, подключенный к катодной выпрямительной группе, вентили которой соединены катодами через резисторы, а анодами подключены соответствен НО по порядку чередования к первой, второй и третьей фазам сети, цепи управления второй и третьей фаз через формирующие элементы подключены к катодам вентилей первой и второй фаз, дополнительно введены управляемый вен тиль с,формирующим устройством в цепи управления и пусковой резистор, а в качестве вентиля первой фазы применен диод, причем первый вывод исполнительного органа подключен к катодной выпрямительнойгруппе через управляемый вентиль, цепь управления которого через формирующий элемент подключена между общей точкой резисторов и катодом вентиля третьей фазы, а соединенные последовательно управляемый вентиль и исполнительный орган шунтированы пусковым резистором. Расширение области применения устройства для сетей с изолированной , нейтралью и уменьшение пульсаций напряжения в цепи исполнительного органа достигается тем, -что в него введена анодная выпрямительная группа, к которой подключается второй вывод исполнительного органа, причем вентили первой и третьей фаз .неуправляе -ые а цепь управления вентиля второй фазы через второе дополнительное формирующее устройство подключена между второй и третьей фазами. Для уменьшения мощности, выделяемой в пусковом резисторе, параллельно резисторам, через которые соединены катоды вентилей, подключены стабилитроны. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры фазных напряжений и токов, в вентилях, поясняющие работу устройства при правильном и неправильном чередовании фаз. Устройство для защиты трехфазной нагрузки от изменения чередования и обрыва фаз содержит исполнительный орган 1 , неуправляемые вентили диоды 2-5, управляемые вентили тиристоры 6-9, стабилитроны tO-15, резисторы 16-23. В катодной выпрямительной группе катоды диода 2 и управляемых вентилей 6 и 7, в качестве которых используются, например тиристоры соединены между собой через резисторы l6-l8. а их аноды подключены к фа- . зам А, В, С прямой последовательности. Цепь управления тиристора 6 через (Ьормирующее устройство, представляющее собой соединенные последовательно резистор 19 и стабилитрон 13, подключена к катоду диода 2. Кроме .того, в формирующих устройствах можно использовать пик-трансформаторы, динисторы, транзисторы и другие элементы. Цепь управления управляемого вентиля 7 через аналогичное формирующее устройство на резисторе 20 и стабилитроне 1 подключена к катоду управляемого вентиля 6. Первый вывод исполнительного органа 1 через дополнительный управляемый вентиль 8, в качестве которого использован, например оптронный тиристор, подключен к общей точке резисторов 16-18. Функции управляемого вентиля 8 может выполнять любой полупроводниковый прибор с характеристикой управления во втором квадранте: анодное напряжение - ось абсцисс, управляющее напряжение - ось ординат. Управляющий светодиод оптронного тиристора 8 через формирующее ус оойство на резисторе 21 и стабилитроне 15 подключен между общей точкой резисторов 16-18 и катодом управляемого вентиля- 7. Соединенные последовательно управляемый вентиль 8 и исполнительный орган 1 шунтируются пусковым резистором 22. Такая схема могла бы функционировать, если бы второй вывод исполнительного органа был подключен к нулевому приводу Для работы в сетях без нулевого провода введена анодная выпрямительная группа на диодах 3 и i И управляемом вентиле 9, в качестве которого использован, например ти ристор. Катод управляемого вентиля 9 подключен к фазе В. Цепь управления вентиля 9 через второе дополнительно формирующее устройство на резисторе и диоде 5 подключена к фазе С. Парал лельно резисторам 16-18 подключены стабилитроны 10-12. Устройство для защиты трехфазной йагрузки от изменения чередования и обрыва фаз работает следующим образом. При правильном чередовании подведенного напряжения в момент времени, когда напряжение фазы А перестает бы самым отрицательным, открывается диод 2 и получает управляющий сигнал вентиль 6. В момент времени, когда напряжение фазы В становится больше напряжения фазы А, открывается управ ляемый вентиль 6 и получает управляющий сигнал, вентиль 7. В момент времени, когда напряжение фазы С стайовится больше напряжения фазы В, открывается управляемый вентиль 7 и получает управляющий сигнал вентиль который открывается и подключает к мостовому трёхфазному выпрямителю исполнительный орган 1. До этого момента времени ток протекал только через пусковой резистор 22. Следуе. отметить, что при наличии фазы С управляемый вентиль 9 функционирует как диод. Если изменено подсоединение, например фаз В и G, то при данном напряжении схема функционирует следующим образом. В момент времени, когда напряжение фазы А перестает быть самым отрицательным, открывается диод и получает управляющий сигнал вентиль 6. Так как его анод подключен к фазе С с большим в данный момент напряжением, то управляе№1Й вентиль 6 открывается и получает управляющий сигнал вентиль 7. Однако вентиль 7 подключен к фазе В, напряжение которой в это время самое отрицательное и не имеет условий для включения. За тем в момент времени, когда напряже ние фазы А становится больше напряже ния фазы С, включается диод 2 и полу чает управляющий сигнал вентиль 6. Однако напряжение фазы С в это время меньше напряжения фазы А. В момент равенства фазных напряжений А и С ток в диоде 2 спадает до нуля и диод закрывается, так как нагрузка выпрям 9 7.6 теля чисто активная. Затем напряжение фазы С становится больше напря хения фазы AJ но управляемый вентиль 6 не открывается из-за отсутствия сигнала управления. Далее следуют аналогичнь1е циклы работы устройства. При этом управляемый вентиль В не открывается и не подключает исполнительный орган 1 к выходу трехфазной мостовой выпрямительной схемы. Рассмотрим режим отклю1«ния исполнительного органа 1 при обрыве фазы через некоторое время после подачи трехфазных напряжений прямой nocnefloвательности. При обрыве фазы А диоды 2 и 3 теряют питающее напряжение, а управляемые вентили 6 и 7 теряют управление и исполнительный орган обесточивается, При обрыве фазы В управляемые вентили 6 и 9 не включаются, так как теряют питающее напряжение, а вентиль 7 теряет управление. После спадания до нуля тока в исполнительном органе 1 управляемый вентиль 8 закрывается и не имеет условий для включения. При обрыве фазы С управляемый вентиль 7 и диод k теряют питающее напряжение, а управляемый вентиль 9 теряет управление. После спадания до нуля тока в исполнительном органе 1 управляемый вентиль 8 закрывается и не имеет условий для включения. Увеличение сопротивления пускового резистора 22 с целью уменьшения потребляемой мощности влечет за собой увеличение сопротивления катодных резисторов 16-18. Для нормального функционирования выпрямительной схемы при открытом управляемом вентиле 8, подключающем низкоомный исполнительный орган, катодные резисторы 16-18 зашунтированы стабилитронами 10-12, которые включаются в работу только после открывания управляемого вентиля 8. Для того, чтобы от тока в диоде 2 не включался управляемой вентиль 7 пороговое напряжение стабилитрона 10 должно быть, меньше, чем сумма пороговых напряжений стабилитронов 13 и It. Такое же требование необходимо для стаб литронов 11, 1 и 15. Реально величина сопротивления пускового резистора 22 в десятки раз больше величины сопротивления обмотки исполнительного органа. Автоматический запуск позволяет поийсить надежность устройства, п0именение в сетях с изолированной найтралью позволяет расширить его область применения, а уменьшение пульсаций питающего напряжения позволит уменьшить потери мощности в исполнительном органе, ликвидировать дребезг контактов и повысить его долговечность. Формула изобретения Устройство для защиты электроустановки от изменения чередования и обрыва фазы, содержащее исполнительный орган, подключенйый к катодной выпрямительной группе, вентили которой соединены катодами через резисторь, а анодами подключены соответственно по порядку чередования к первой, второй и третьей фазам сети, цепи управлении вtopoй и третьей фаз через формирующие элементы подключены к катодам Sвентилей первой и второй фаз, о т л.ичающе-еся тем, что, с целью повышения надежности запуска устройства, в него дополнительно введены управляемый вентиль с формирующим элементом в цепи управления и пусковой резистор, а в качестве вентиля первой фазы использован диод, причем первый вывод исполнительного органа подключен к катодной выпрямительной группе через дополнительный управляемый вентиль i, цепь управления котопусковом резисторе, параллельно резисторам , через которые соединены катоды вентилей, подключены стабилитроны.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

№ 579675. кл. Н 02 Н 7/09, 1976. рого через формирующий элемент подключена между общей точкой резисторов и катодом вентиля третьей фазы, а соединенные последовательно дополнительный управляемый вентиль и исполнительный орган шунтированы пусковым резистором. 2.Устройство по пп. 1, о т л и чающееся тем, что, с целью расширения области применения для сетей с изолированной нейтралью и уменьшения пульсации напряжения в цепи исполнительного органа, в него введена анодная выпрямительная группа , к которой подключается второй вывод исполнительного органа, причем вентили первой и третьей фаз неуправляемые, а цепь управления вентиля второй фазы через второй дополнительный формирующий элемент подключена между второй и третьей фазами, t 3.Устройство по пп, 1, о т л и чающееся тем, что, с целью уменьшения мощности, выделяемой в

ABC OOP