Устройство для контроля чередования фаз @ -фазной сети

 

СОЮ3 СОВЕТСКИХ

ОЛФЛНР

РЕСПУБЛИК,.SU„„1020908 А

3УР Н 02 Н 3 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .": - :::,:::,,- :-,:!"!, н aегоaaHaNV Сеиратвъству. 1 (21) 3340027/24-07 (22) 22.09.81 (46) 30.05.83. Вюл. Р 20 (72) В.A .Õÿñoåäoâ и A.A.nåõòåðåâ (53) 621. 316.925(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 708456, кл. Н 02 Н 3/24, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заяъке 9 3317491/24-07, кл. Н 02 Н 3/24, 1981. (54) (57 ) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ п -ФАЗНОЙ CETH содержащее подключенные к каждой фазе сети формирователь полумеандров и формирователь фронта, соединенные последовательно, элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам формйрователей фронта, кольцевой счетчик и дешифратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем осуществления. визуального контроля чередования фаз, входы элемента ИЛИ дополнительно соединены с первымн входами дешифратора,. вторые входы которого подключены к выходам кольцевого счетчика, при этом дешифратор состоит из rn групп, каждая из которых содержит п элементов И, первые входы которых в каждой группе объединены, и объединенные входы Al групп подключены соответственно к первым .входам дешифратора, вторые входы одноименных элементов И ъ групп объединены и соединены соответственно с вторыми входами дешифратора, а выходы элементов

И групп подключены к выходам устройства.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я .тем, что, с целью опре- Е деления одноименных фаз источников

& -фазн )го тока путем применения комплектов )устройств)для контроля, по одному на каждый источник перемен-С ного m-фазного токар входи сброса кольцевых счтечиков каждого комплек- Я та объединены.

О ю

1020908

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты потребителей от неправильного чередования и обрыва фаз в tnфазнай сети, а также для определения чередования фаз в случае параллель- 5 ного включения ю-фазных источников питания, например, трехфазных силовых трансформаторов на общую нагрузку, кроме того,.может быть использовано в связи в многоканальных снс-,10 темах с разделением каналов.

Известно устройство для контроля чередования и обрыва Фаз rn-Фазной сети, содержащее последовательно соединенные с органом логическбго. контроля, блоком задержки и исполнительным органом формирователи полумеандров, присоединяемые к контролирУемым фазам, при этом орган логического контроля выполнен в видеп -1 узлов. контроля, у каждого из которых вход сброса и один комбинационйый вход . соединены с Формирователем полумеандра опорной Фазы, второй комбинационный вход соединен с выходом предыдущего узла контроля, остальные комбинационные входы связаны с . формирователяюж попумеандров, а выход подан на комбинационный вход следующего узла контроля 1 1. Указанное. устройство обладает низ-З0 кой информативностью контроля. Так как на входах устройства имеет место бесконечная последовательность сигналов Фаэ rn-фазнай, например шестифазной, сети, то в случае определения З5 прямого порядка чередования, наименование фаз не имеет значения. Если же имеет место обратный порядок чередования, тодля подключения Фаз, соответствующего прямому порядку, не-40 обходимо знать их наименования, так как путем переключений добиться появ;ления последовательности импульсов

:на входе узла задержки сложно и при этом требуются значительные временные4 затраты. К тому же различить обратный порядок чередования Фаз от обрыва в этом устройстве невозможно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля чередования фаз rn-фазиой сети, которое содержит п Формирователей полумеандров, входы которых подключены к контролируемым фазам, дешифратор, тактовый блок, состоящий из генератора и кольцевого.счетчика, блок управления, состоящий из Форющрователей Фронтов, элементов И, элементов ИЛИ, элемента памяти и элемента задержки, и логический блок, состоящий из и суб- 60 блоков (23.

Известное устройство может быть применено только в стационарных условиях, так как оно используется совместно с приемником информации, работающим по программе (ЭВМ) °

Кроме того, оно не имеет воэможности для осуществления визуального контроля порядка черЕдования фаз. Также известное устройство невозможно использовать дпя определения одноименных фаз источников переменного m-Фазного тока. Такая задача возникает при параллельном подключении источников переменного m--Фазного тока, например, трехфазных трансформаторов или генераторов, на общую. нагрузку.

Цель изобретения " повышение эксплуатационной надежности путем осуществления визуального контроля чередования Фаз.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля чередования фаза.»фазной сети, содержащем подключенные к каждой Фазе

Формирователь полумеандров и форми:рователь Фронта, соединенные последовательно, элемент КИИ, входы кото:рого подключены к выходам фбрмирователей фронта, кольцевой счетчик и .дешифратор, входы элемента ИЛИ дополнительно соединены с первыми входами деаисфратора, вторые входы которого подключены к выходам кольцевого счетчика, прн этом дешифратор состоит"йз tn групп,:каждая из которых содержит м элементов И, первые входи которых в каждой группе объединены,. и объединенные входы га групп подкюиочеиы соответственно к первым входам двынфратора, вторые входы одноименных элементов И m групп объединены и соединены соответственно с вторьвФ вхадами дешифратора, а выходы элементов И групп подключены к выходам устройства.

С целью определения одноименных фаз источников переменного м-фазного тока путем прнмейения комплектов устройств для контроля, по одному на каждый источник переменного м-фазного тока, входы сброса .кольцевых счетчиков каждого коМплекта объединены.

На фиг.1 для трехфазной сети (tn = 3 ) представлена структурная схема устройства) на Фиг.2 — временные диаграммы устройства> íà фиг.3—

5лок-схема подключения двух устройств йля определения одноименных Фаз двух источников переменноготп-фазного тока.

Устройство содержит формирователи

1-3 полумеандров, формирователи, 4-6 фронтов, элемент ИЛИ 7, кольцевой счетчик 8 и дешифратор 9. Выходы формирователей 1-3 полумвандров подключены соответствеяпо к входам формирователей 4-6 Фронтов, выходы которых через элемент NN 7: соединены с вхо- дом кольцевого счетчика 8. Первые. входы дешифратора 9 соединены соответственно с выходами .Формирователей 4-8 Фронтов и зходавщ элемента

1020908

ИЛИ 7, а вторые входы дешифратора 9 с выходами кольцевого счетчика 8.

Входы формирователей 1-3 полумеандров присоединены соответственно к входам

A,В.и .С. Выходы дешифратора 9, сгруппированные по три (в общем случае

Bo foal)g подключены " к выходам устройства. Когнчество групп выходов — 3 (в общем случае т).

Кольцевой счетчик 8 предназначен .для приема последовательности им- 1О пульсов, соответствующей прямому порядку чередования фаз. Он содержит двоичный счетчик 10 и преобразователь 11 двоичного кода в позиционный (в общем случае "1"- из "щ" ). 15

Вход двоичного счетчика 10 подключен к входу кольцевого счетчика 8,. а выходы соединены с .входами преобразователя 11, выходы которого соединены, с дешифратором 9 кольцевого счетчика .8. Двоичный счетчик 10 является двухразрядным (для е = 6;- трехразрядным ° .

Дешифратор. 9 предназначен для вы-: явления фактическОго поступлейия сиг- 25. иалов фаз на входы устройства,.:. ...Он содержит три (в общеМ случае т) груййы

12-14 элементов И. Каждая группа -сос-, тоит из трех (в общем-.случае п )эле-.ментов И. Группа 12.содержит элементы

И 15-17; группа 13 — элемеиты И 18.20; .-группа 14 — элементы И 21-23. В: каждой группе первые входы элементов

И объедииенЫ и подключены соответственно к первым входам дешифратора 9.

Объединенный вход группы 12 подключен35 .к входу. 24,- объединенный вход группы

:13, -,к входу 25, объединенный вход груийЫ 14 - к входу 26. Вторые входы одноимеийих элементов И. групп

Объединены и подключены соответствен-4р но к вторым входам распределителя 9i . к входу 27 - вторые входы элементов И 15 18 и 21, к входу 28 — вторые входы элементов И 16, 19 н 22,к входу 29 — вторые вкоды элементов И 17, 20 и 23. Выходы элементов И групп .ООВдииены сООтветственно с выходами

Йевйи@ратора. 9: вйходы элементов И 15 17. группы 12 - с выходами 30-32, вы- ходы элементов И 18-20 группы 13с выходами 33-35, выходы 21-23 группы5О

"; 14 — с выходами 36-38.

Устройство имеет вход 39 сброса, подключенный иа вход установки в начальное состояние двоичного счетчика

10:(например .на входы йЗ К-триггеров 55 разрядов счетчика ).

Йа Фиг,.2 показаны временные дйаг« рамьы работы устройства; си-, b и в— изменения сигналов полумеандров:фаз на входах А, В и С соответственноу 60 Ъ, З и - сигналы передних фронтовик полумеандров соответствующих фаз) к, э и и -.состояния выходов 28, 29 и 27 соответственно кольцевого счетчика 8; к, л и м — состояния выходов 32, 33 и 37 устройства соответственно; н, о и - состояния выходов 30, 35 и 37 устройства соответственно.

Устройство работает следующим образом (фиг.1 н 2 ).

Исходное соатояние кольцевого счетчика 8 произвольное. Допустим, что счетчик 10 установлен в состояние

"01", т.е. в 1-м разряде "1", а во втором разряде "0". Тогда иа выходах. преобразователя 11 кольцевого счетчика 8 будет: 27 - "0" (Фиг.2и),-.

28- "1" (фиг.2x}, 29 - "0" .(Фиг..2з).

Также допустим, что входы А, В и С устройства соответственно подключены к фазам е, с и а, т.е. имеет место прямой порядок чередования фаз на входах устройства.

Тогда .с выхода 28 кольцевого счетчика 8 на вторые входы элементов И

16, 19 и 22 групп 12-„14 дешифратора

9 подается разрешающий сигнал "1".

Формирователь 3 полумеандров, прннимая сигнал фазы О (на фиг.2 не показан ) с входа С, Формирует полумеандр (фнг.2«с), поступающий на формирователь 6 фронта. Последний вырабатывает импульс переднего фронта (Фиг.2ъ), который -проходит с выхода 26. на первые входы элементов И 21-23.группы

14 дешифратора 9 и через элемент ИЛИ

7 на вход двоичного счетчика 10. Так

Как на втором входе элемента И 22 уже имеется разрешение ("1" на выходе 28 преобразователя 11 кольцевого счетчика 8 (фиг.2ж), то но совнадению сигналов элемент И 22 открывается и импульс переднего фронта полумеандра фазы а; проходит (фиг.2м)на выход

37 устрОйства. По окончании импульса (перепад из "1" в "0" ) в счетчик 10 добавляется "1" (состояние "10" ), его состояние декодируется преоб- ° разователем 11, и "1" с выхода 28 переходит на выход 29 (фиг.2з) кольцевого счетчика 8. На вторых входах алементов И 17, 20 и 23 групп 12-14 цешифратора 9 появляется разрешение.

Далее на вход A устройства поступает сигнал. фазы в (на фиг.2 не по.-, казан ). Аналогично вышеописанному на выходе формирователя 1 полумеандров формируется полумеандр фазы е (Фиг.2 о), поступающий на формирова-. тель 4 фронта. Вырабатывается ймпульс переднего фронта (фиг.2ä), который происходит на выход 32 (фнг. 2 к) уст» ройства по цепи: вход 24 дешифратора 9 - элемент И 17. Двоичный счетчик 10 изменяет свое состояние (становится "00"), и на выходе 27 (фиг.2И ) преобразователя 11 появляется разрешающий сигнал "1"

Последний поступает на вторые входы элементов И 15, 18.и 21 групп.

12-14 дешнфратора 9. Затем на вход

В устройства приходит сигнал фазы С

1020908 (на фиг.2 не показан ) который принимается формирователем 2 полумеандров.

Последний формирует полумеандр фазы

С (фиг.2В), поступающий на вход формирователя 5 фронта, который вырабатывает импульс переднего фронта полу- меандра (фиг.2e). Импульс проходит на выход ЗЗ (фиг.2 n). устройства по цепи: вход 21 — элемент И 18. Затем переводит счетчик 10 в следующее состояние ("01") и т.д. 19

В случае подключения фаз, Е, с и

al соответственно к входам А, В и С устройства на его соответствующих выходах 32, 33 и 37 появится последовательность импульсов. Но так как первоначально принято, что сигналы на группе выходов 30.-32 соответствуют сигналу на входе А; 33-35 - на входе В а 36-38 — на входе С, и также принято, что сигнал на первом выходе группы соответствует фазе,а, на второмфазе в, а на третьем — фазе с, то можно считать, что на выходах устройства имеет место очередность с-a- h, T.е. прямой порядок чередования фаз.

Работа устройства в случае обратного порядка чередования фаз аналогична вышеописанному.

Допустим, что на входы устройства

А, В и С поступают сигналы фаз и с и в соответственно. Состояние кольцевого счетчика произвольное, например, на его выходе 27- "1" (фиг.2и), Тогда вначале появится импульс на выходе 30 (фиг.2н) устройст-Зф ва, затем на выходе 37 (фиг. 2 n) н после того на выходе 35 (фиг.2 о). Но так как, согласно принятому условию, сигналы на выходах каждой группы соответствуют фазам и, в и с то на 4О выходах устройства имеет место обратный порядок чередования фаз (, с и

6).

Для визуального контроля порядка чередования фаз можно, например, подключить выходы каждой группы через преобразователь последовательности.импульсов в одиночный прямоугольный импульс к электродам цифрового индикатора (или к световым индикаторам }.

5О

В случае обрыва фазы на выходах группы, соответствующей входу фазы обрыва, последовательность импульсов будет отсутствовать. Аналогично в случае обрыва двух фаэ последовательность будет отсутствовать и на выходах соответствующих групп. При этом, благодаря троичному состоянию счетчика, импульсы появляются циклично на всех выходах групп имеющихся фаз. Допустим, что входы A В и С устройства подкзпочены к фазам в, с, и ц и произошел обрыв фазы a . .Начальное состояние счетчика 10 — "0". Тогда на выходах Зб-38 группы 14, соответствующей входу С, последовательность импульсов будет отсутствовать, а на выходах групп 12 и 13 будет появляться периодично через два цикла:

1. Выходы ЗО и 34

2. Выходы 32 и 33

3. Выходи 31 и 35

4. Выходы 30 и 34 и т.д, Аналогично при обрыве двух фаз, например, с и с :

Выход 30

2. Выход 31

3, Выход 32

4, Выход 30 и т.д.

Если имеется необходимость параллельного включения трехфазных силовых трансформаторов на общую нагрузку „ то используется вход. 39 сброса устройства. Тогда несколько устройств (по числу трансформаторов ) подклю« чают к контролируемым фазам, а входы

39 сброса объединяют. При подаче сиг нала на общий вход сброса исходное состояние (начало отсчета ) счетчиков

8 устройств устанавливается одинаковое. Поэтому наиМенования фаз на выходах. устройств будут идентичны контролируемым фазам.

На фиг.3 показаны два комплекта. устройства 40 для контроля чередования фаз m-фазной сети.

Устройство для контроля чередования фаз шестифазной сети существенных отличий не имеет и реализуется наращиванием элементов в схеме.

Изобретение по сравнению с прототипом позволяет осуществлять визуальный контроль чередования фаз и определять одноименные фазы двух и более источников переменного m-фазного тока.

io2oeoa

1огоэов

1020908

Фиа. 3

Составитель В;Орлов

Редактор С.Квятковская Техред И,Коштура Корректор А.Дэятко

Заказ 3909/45 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная„4