Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов работы

 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной защите электроустановок и может быть использовано для защиты трехфазных потребителей от несимметричных режимов работы. Цель изобретения - повыщение надежности путем обеспечения защиты как при амплитудной, так и при фазовой несимметрии токов. Устройство содержит датчики 1-3 тока всех трех фаз, предназначенные для подключения к фазам питания потребителя . Вторые выходы датчиков I-3 тока подключены к выпрямителям II -13 блока 10 формирования опорного напряжения и через компараторы 5-7 и логический блок 8 преобразования прямоугольных импульсов в постоянный уровень подключены к исполнительному органу 9. Первые выходы датчиков 1-3 присоединены к средней точке источника 4 питания, к которому также присоединен выход источника 16 напряжения н ачального смещения. Повышение надежности достигается введением блока 10 формирования опорного напряжения с кон денсатором 14 и потенциометром 15, подвижный контакт которого присоединен к вто (Л рым входам компараторов 5-7. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК рц4 Н02Н7 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

AOC

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3789823/24-07 (22) 15.09.84 (46) 23.11.86. Бюл. № 43 (72) E. Н. Тя гел ьс к и и (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 658649, кл. Н 02 К 7/08, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 1156186, кл. H 02 К 7/08, Н 02 Н 3/24, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ (57) Изобретение относится к области электротехники, а именно к релейной защите электроустановок и может быть использовано для зашиты трехфазных потребителей от несимметричных режимов работы.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения защиты как при

„„SU„„1272394 амплитудной, так и при фазовой несимметрии токов. Устройство содержит датчики

1 — 3 тока всех трех фаз, предназначенные для подключения к фазам питания потребителя. Вторые выходы датчиков 1 — 3 тока подключены к выпрямителям 11 — 13 блока

10 формирования опорного напряжения и через компараторы 5 — 7 и логический блок

8 преобразования прямоугольных импульсов в постоянный уровень подключены к исполнительному органу 9. Первые выходы датчиков 1 — 3 присоединены к средней точке источника 4 питания, к которому также присоединен выход источника 16 напряжения начального смешения. Повышение надежности достигается введением блока 10 формирования опорного. напряжения с конденсатором 14 и потенциометром 15, подвижный контакт которого присоединен к вторым входам компараторов 5 — 7. 3 ил.

1272394

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для зашиты трехфазных потребителей от несимметричных режимов работы.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения защиты как при амплитудной, так и при фазовой несимметрии токов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие работу устройства в случае симметричного режима (а), при наличии фазовой асимметрии (б). При наличии амплитудной асимметрии фазных токов (в); на фиг. 3 — одна из возможных реализаций устройства.

Устройство защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы содержит датчики 1 — 3 тока, установленные в каждой фазе сит, сети, первые выходы которых подключены к средней точке источника 4 питания, с вторыми выходами которых непосредственно связаны входы компараторов 5 — 7, выходами подключенных к входам логического блока 8 преобразования прямоугольных импульсов в постоянный уровень, связанного с исполнительным органом

9, причем вторые входы компараторов 5 — 7 подключены к выходу блока 10 формирования опорного напряжения, который своими входами подключен к датчикам 1 — 3 тока первой, второй и третьей фаз, при этом блок

10 формирования опорного напряжения выполнен на выпрямителях 11 — 13 первой, второй и третьей фаз, конденсаторе 14, потенциометре 15, источнике 16 напряжения начального смещения, выпрямители 11 — 13 первой, второй и третьей фаз своими входами подключены к вторым выводам датчиков 1 — 3 тока первой, второй и третьей фаз соответственно, выходы выпрямителей 11 — 13 первой, второй и третьей фаз соединены между собой и подключены к конденсатору 14 и потенциометру 15, вторые выводы которых подключены к источнику

16 напряжения начального смещения, подключенного к средней точке источника питания, движок потенциометра 15 подключен к вторым входам компараторов 5 — 7 первой, второй и третьей фаз. Питание на устройство подается ключом 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 17 разомкнут, питание на устройство не подано, трехфазная нагрузка от сети отключена. При замыкании ключа 17 исполнительный орган производит тестовое подключение нагрузки к сети.

В случае симметричного режима трехфазной нагрузки, когда токи первой(1А), второй (1в) и третьей (1с) фаз равны по амплитуде и сдвиг между токами каждой последующей фазы по отношению к предыдущей (Iв по отношению к IA, Ic по отношению к Iв, Iв по отношению к Iс) составляет 120

50 (фиг. 2а), напряжения Ui U Us на выходе датчиков 1 — 3 тока первой, второй и третьей фаз соответственно равны по амплитуде и сдвинуты по фазе аналогично фазным токам.

Напряжение на конденсаторе 14 равно амплитудному значению напряжений U, U2, Us. Напряжение U4, снимаемое с движка потенциометра 15 и подаваемое на компараторы 5 — 7 в качестве опорного, прямо пропорционально напряжению на конденсаторе

14, т.е. амплитуде напряжений Ui Us, 1)з (считаем напряжение источника 16 напряжения начального смещения малым по отношению к Г)4). Перемещением движка потенциометра 15 напряжение U4 может быть выбрано, например, соответствующим фиг. 2а.

В этом случае логический блок 8 выдает на вход исполнительного органа 9 сигнал

Us, например «Лог. О», по которому исполнительный орган 9 удерживает нагрузку подключенной к сети. Если амплитуды токов

1л, Iв, Ic изменяются, например увеличиваются, оставаясь равными (изображено пунктиром на фиг. 2а), напряжение на конденсаторе 14, а следовательно, и напряжение

U4 пропорционально возрастают, а напряжения Us, Us, Uz не претерпевают никаких изменений, так как нагрузка остается подключенной к сети.

Случай наличия фазовой асимметрии приведен на фиг. 2б. В этом случае амплитуды токов IA, Iв, Iс равны, но фазовые сдвиги нарушены, например так, как показано на фиг. 2б. В силу того, что положительные перепады напряжения Uz в этом случае совпадают с отрицательными импульсами напряжения Us, логический блок 8 выдает на вход исполнительного органа 9 сигнал Us, например «Лог. 1», по которому исполнительный орган отключает трехфазную нагрузку от сети. Из фиг. 2б видно, что симметричное изменение амплитуд токов IA, Iв, Iс, вызывая пропорциональное изменение напряжений

U i, Uz, Us и напряжения U4, никак не изменяет напряжений Us, Us, Uz, а следовательно, не влияет на отключение нагрузки от сети.

Перемещая движок потенциометра 15 можно изменять порог срабатывания зашиты по фазовому сдвигу и установить его равным любой наперед заданной величине в пределах от 0 до +-60 . Г!ри симметричном изменении амплитуд фазных токов этот пороге не изменяется.

Случай наличия амплитудной асимметрии приведен на фиг. 2в. Амплитуда одного из токов (например 1л) больше амплитуд остальных токов (lafI) . В этом случае напряжение на конденсаторе 14 и опорное напряжение определяется наибольшей из амплитуд токов 1л, Iв Ic (IА на фиг. 2в), вследствие чего положительные импульсы остальных напряжений(1в, Ic на фиг. 2в) имеют недостаточную длительность и их положительные перепады совпадают с отрицательными импульсами предыдущих напряжений. Логический

1272394 с Ав а

Л» ь. Vz

5 у6

U7

U8 блок преобразования прямоугольных импульсов в постоянный уровень выдает на исполнительный орган сигнал, например

«Лог. 1», по которому исполнительный орган отключает трехфазную нагрузку от сети.

Повторное тестовое подключение нагрузки к сети осуществляется размыканием и последующим замыканием ключа 17.

Источник16 напряжения начального смещения вырабатывает малой величины (значительно меньше U ) постоянное напряжение и служит для установки в исходное состояние компараторов 5 — 7 и в случае одновременного равенства нули токов 1л1в, Ic, На фиг. 3 приведена одна из возможных реализаций устройства.

По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает надежную защиту трехфазной нагрузки, потребляемый ток которой изменяется во времени в широком диапазоне, в частности нагрузкой может быть электродвигатель, пусковой ток кото- рр рого во много раз превышает ток разогнанного состояния. Кроме того, предлагаемое устройство производит отключение нагрузки от сети в случае короткого замыкания в нагрузке, чего известное устройство не обеспечивает. 25

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов работы, содержащее датчики тока, включенные первичными обмотками в фазные провода сети, первые выводы вторичных обмоток которых подключены к средней точке источника питания, вторые выводы вторичных обмоток связаны с входами компараторов, выходами подключенных к входам логического блока преобразования прямоугольных импульсов в постоянный уровень, связанного с исполнительным органом, отличающееся тем, что, с цепью повышения надежности путем обеспечения защиты как при амплитудной, так и при фазовой несимметрии токов, оно дополнительно снабжено блоком формирования опорного напряжения, в состав которого входят выпрямитель первой, второй и третьей фаз, конденсатор, потенциометр и источник напряжения начального смещения, причем выпрямители первой, второй и третьей фаз своими входами подключены к вторым выводам вторичных обмоток датчиков тока, выходы выпрямителей первой, второй и третьей фаз соединены между собой и подключены к общей точке первых выводов конденсатора и потенциометра, вторые выводы которых объединены и подключены к источнику напряжения начального смещения, подключенного к средней точке источника питания, выход потенциометра подключен к вторым входам компараторов первой, второй и третьей фаз.

1272394

Фиг. 3

Составитель В. Орлов

Редактор Е. Папп Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 6344/51 Тираж 612 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4