Устройство для защиты электроустановки от обрыва и неправильного чередования фазы

 

ССЖ)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(51) Н 02 Н 7 08.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3303165/24-07 (22) 17.06.81- . (46) 15.06.83. Бюл. У 22 (72) Ю.Н. Худорожков (71) Калининградское производственноконструкторское объединение "Стрела" (53) 621.316 925 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 688951 кл. Н 02 H 7/08, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 3218921/24-07, кл. Н 02 Н 7/08, 1981, (54)(57) 1. УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТ61

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ ОБРЫВА И НЕПРАВИЛЬНОГО ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗЫ, содержащее реле и фаэочувствительную "звезду", плечи которой состоят из резисторов и конденсаторов и подключены к фазам через транзисторы, датчики тока включены последовательно в каждой фазе через контакт реле и подсоединены одним выводом к базам транзисторов через резисторы, о т л и ч а ю щ ее с я тем, .что, с целью повышения экономичности и надежности путем „,SU 02ÄÄÙ A уменьшения базовых токов в аварийном режиме, в устройство введены последовательная цепочка из резистора, диода и параллельной RCqew и замыкающий ключ, при этом замыкающий ключ подключен между общей точкой

"звезды" и одной из фаз,.последовательная цепочка включена между базой транзистора, коммутирующего цепь обмотки реле, и общей точкой "заезды" а датчики тока. включены между точками подключения эмиттеров транзисторов и контактами реле.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью д повышения надежности подключения д цепи нагрузки к сети питания, замыкающий ключ подсоединен к упомянутой фазе через размыкающий контакт реле, 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т - С л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения контроля наличия питания в фазах, датчики тока и

1 контакты реле шунтированы элементами индикации, например светодиодами..1023504

Изобретение относится к автоматике и может применяться для защиты электрорадиоустройств, потребляющих трехфазный ток, от работы на двух фазах и от работы от сети, имеющей неправиЛьное чередование фаз.

Известны устройства защиты потребителя от работы на двух фазах и от работы при неправильном чередовании фаз питающей сети,.которое содержит >0 подключенный к трехфазной сети фазочувствительный элемент в виде "звезды", в одно из плеч которой включен выпрямительный диод последовательно с реагирующим органом и резистором, 15 шунтированных конденсаторами (1

Однако данное устройство не реагирует на обрыв фазы питания со стороны потребителя, что снижает надеж-, ность защиты, так как устройство 20 имеет ограниченные функциональные воэможности. Это может произойти в результате обрыва или отсоединения выходного зажима одной из фаз, что приводит к выходу из строя потребителя, так как устройство не фиксирует нарушение в питании потребителя со стороны выхода.

Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты электроустановки от обрыва, и чередования фаз.

Это устройство содержит фаэочувствительную "звезду", состоящую из конденсатора и резистора, подсоеди35 ненных к соответствующим фазам питающего напряжения, и цепочку из последовательно соединенных диода, резистора и обмотки реле, шунтированных конденсаторами, причем все плечи

"звезды" включены через транзисторы, базы которых подсоединены к датчикам тока через резисторы, а датчики включены со стороны потребителя (2 J .

Недостаток данного устройства.

45 заключается в том, что в авариином режиме при включенном реле через базы транзисторов идет большой ток, отличающийся от тока в нормальном режиме практически во,. столько раз, во сколько раз питающее

50 напряжение больше падения напряжения на датчике тока, Цель изобретения повышение надежности и экономичности путем умень шения ба овых токов в аварийном 55 режиме, что достигается за счет того, что в аварийном режиме, когда нагрузка отключена от питающей сети, базы транзисторов совершенно не потребляют тока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты электроустановки от обрыва и неправильного чередования фазы, содержащее реле и фазочувствительную "звезду", плечи которой состоят из резисторов, конденсаторов и подключены к фазам через транзисторы, датчики тока включены последовательно в каждой фазе через контакты реле и подсоединены одним выводом к базам транзисторов через резисторы, введены последовательная цепочка из резистора, диода и параллельной

КС-цепи и замыкающий ключ, при этом замыкающий ключ подключен ме: ду общей точкой "звезды" и одной из фаз, последовательная цепочка включена между базой транзистора, коммутирующего цепь обмотки реле, и общей точкой "звезды", а датчики тока включены между точками подключения эмиттеров транзисторов и контактами реле.

С целью повышения надежности подключения цепи нагрузки к сети питания, замыкающий ключ подсоединен к упомянутой фазе через размыкающий контакт реле.

С целью обеспечения контроля наличия питания в фазах, датчики тока и контакты реле шунтированы элементами индикации, например световодами.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Входные зажимы 1 - 3 подключены к выходным зажимам 4 - 6 через замыкающие контакты реле 7 и датчики,. тока 8 — 10 соответственно. Последовательно с обмоткой реле 7 включены транзистор 11, база которого подсоединена к подвижному контакту реле через резистор 12, а к общей точке

"звезды" - через введенную последовательную цепочку из резистора 13, диода 14 и параллельной. RC-цепи иэ резистора 15 и конденсатора 16, размыкающий контакт 17, диод 18, и резистор 19, причем обмотка реле и резистор шунтированы конденсатором 20 и

21 соответственно. Два других плеча фазочувствительной "звезды" содержат транзистор 22, подсоединенный эмиттером к зажиму 1, а базой через резистор.23 - к общей точке датчика тока 8 и подвижного контакта реле

7, и последовательно с этим транзистором включена параллельная РСдля отключения потребителя от сети, для чего необходимо этот контакт разомкнуть, реле 7 опускает и при условии что контакт 29 разомкнут, потребитель отсоединится от сети, так как контакты реле 7 разомкнут; цепь питания.

При повторной подаче питания на потребитель необходимо замкнуть контакт 29 на время срабатывания реле 7.

Предположим, что в начальный момент какая-либо фаза имеет обрыв со стороны выхода. Тогда при замыка" нии контакта 29 реле 7 срабатывает, но через некоторое время отпускает, так как ток, идущий через. обмотку реле 7 меньше тока удержания. При обрыве в ill фазе -со стороны входа реле 7 срабатывает, так как через обмотку реле первоначально пойдет то с, но потом он уменьшится до уровня отпускания и реле отпустит. При обрыве 1 и «П фаз со стороны входа реле 7 вообще не срабатывает. При смене чередования фаз питающей сети реле 7 не сможет удерживаться во включенном состоянии, так как ток через обмотку меньше тока удержания, При обрыве любой из фаз во время работы потребителя, причем независимо со стороны входа или со стороны выхода устройства этот обрыв произошел, потребитель обесточивается, так как реле 7 отпускает, при этом через базы транзисторов токи не идут вообще. Подсоединение. контакта, 29 через размыкающий контакт реле

35 обеспечивает автоматически необходиимпульса тока .базы обеспечивающего срабатывание реле 7, причем, если .. контакт 29 непосредственно подсоединен к фазе, то длительное удержание контакта 29 в замкнутом состоянии приводит к последующему отпусканию реле

7, так как конденсатор 16 полностью заряжается, а распределение напряжений во П и Щ фазах создается таким, что реле 7 отпускает, т.е. подключение контакта 29 через размыкающий контакт реле 7 создает надежность включения реле 7 при условии, что в сети нет никаких нарушений.

Таким образом, известное и предлагаемое устройства отличаются друг от друга тем, что токи баз транзисторов имеют различные значения в аварийных режимах, т.е. у известного он резко возрастает, а у предлагаемо3 1023504 4 цепь из резистора 24 и конденсатора

25, транзистор 26 подсоединен эмиттером к входному контакту 3, базой— к общей точке датчика тока 10 и подвижного контакта реле 7, через резистор 27 коллектором - к общей точке "звезды" через резистор 28.

Введенный замыкающий контакт (кнопка)

29 включен между общей точкой "звезды" и размыкающим контактом реле 7, обеспечивающего коммутацию датчика

8 к выходному зажиму 4. Эмиттернобазовые переходы транзисторов шунтированы диодами 30 — 32.

В нормальном режиме устройство функционирует следующим образом.

Если предположить, что .ко входным зажимам 1 - 3 подсоединено напряжение питания, а потребитель подсоединен к выходным зажимам 4 — 6, то через базы транзисторов токи не идут, транзисторы закрыты, реле 7 не включено и потребитель обесточен.

При подключении потребителя к сети необходимо конакт 29 перевести в по- 25 ложение "Вкл"., при этом через базу транзистора 11, резистор .3, диод 14 пойдет ток, заряжающий конденсатор 16. Коллекторный ток транзистора пойдет через размыкающий контакт 17, диод 18 и параллельно

30 соединенные реле 7 и конденсатор 20, а также резистор 19 и конденсатор

21. В первоначальный момент, когда конденсаторы 20 и 21 не заряжены, напряжение на них распределяется обратно пропорционально их емкостям,.

/ реле 7 срабатывает, подключая входные зажимы к выходным через датчики мую длительность первоначального тока 8 — 10, После срабатывания реле конденсаторы 20 и 21 заряжаются до напряжений пропорциональными сопротивлениями обмотки реле 7 и резистора

19, т.е. на обмотке реле 7 напряжение, а значит и ток уменьшится ° цепь контакта 29 отключается от ). фазы и обесточивается, а базовые токи транзисторов идут через резисторы 12, 23 и 27, обеспечивая удержание реле 7.

Потребитель подключен к сети.

Резистор 24 выбирают такого сопротивления, чтобы конденсатор 25 успевал разрядиться за полпериода. Диоды

30-32 установлены для того, чтобы ограничить обратные напряжения на 55 эмиттерно-базовых переходах, и могут . не устанавливаться. Размь :ающий контакт 17 / кнопка j "Откл. " служит

10235

ro он равен нулю. Кроме того, так как ток базы транзисторов в предлагаемом устройстве всегда в нормальном режиме не превншает тока базы транзисторов известного устройства, работающего в нормальном режиме, то это обеспечивает применение транзисторов менее мощных, чем в известном устройстве, где базовый ток транзисторов резко возрастает в аварийном о режиме по сравнению с нормальным режимом, т.е. предлагаемое устройство повышает экономичность защиты, снижает стоимость защиты путем замены мощных транзисторов на маломощные и повышает ее надежность, так как транзисторы находятся под током значительно меньшее время.

Введение контакта 29, как и место включения датчиков, обеспечивает го указанный эффект.

Выше описанное устройство выполнено на следующих элементах: транзиг04 6 торы 22 и 26 - 21608А, транзистор

11 - МП26; обмотка реле 7 - 600 Ом, датчики тока 8, 9 и 1О - 3,3 Ом, резисторы 15 и 24 - 4,3 кОм, резис- тор 13 - 7,5 кОм, резистор 193,9 кОм, резисторы 23 и 27 - 100 Ом, резистор 12 - 150 Ом, резистор 281;1 кОм, конденсаторы 16 и 20 — 2

2,2 мкф; конденсатор 21 - 3,3 мкф; конденсатор 25 - 0,22 мкф; диоды 18, 30, 31 и 32 - Д223А.

Пунктиром на чертеже показано включение индикаторов напряжения литания в фазах в аварийном режиме или в исходном состоянии до подключения потребителя к выходным зажимам устройства. На чертеже показаны светодиоды, но можно включить и лампы накаливания.

Устройство обеспечивает защиту ри (3о = 36В 1000 Гц и при токе нагрузки = 0,8 А.

1023504 Составитель Л. Корнеева

På а еда ктор С. Тимохина Техред И. Костик Корректор Ю. Макаренко

Заказ 4229/42 .Тираж 617 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, ч