Устройство для защиты нагрузки от неполнофазного режима

 

Устройство предохраняет многофазную нагрузку от повреждения при исчезновении одной из фаз. Сущность изобретения заключается в том, что устройство включено между нейтралью нагрузки и нулевым проводом, при этом реле через стабилитрон подключено к мостовому выпрямителю. Напряжение стабилизации выбирается больше, чем амплитуда напряжения между нейтралью и нулевым проводом в нормальном режиме, что снижает потребление энергии. Второй стабилитрон, включенный параллельно реле, выбирается с напряжением стабилизации, равном номинальному рабочему напряжению реле. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике релейной защиты, и может быть использовано в устройствах, предназначенных для обеспечения безаварийной эксплуатации трехфазных нагрузок, например, электродвигателей.

Разработано устройство, содержащее три тиристора, подключенные своими анодами к фазам питающей сети, причем управляющий электрод каждого из упомянутых тиристоров через последовательно включенные стабилитрон и резистор соединен с катодом тиристора в предыдущей фазе. Катоды тиристоров соединены с исполнительным органом, например, в виде реле, второй вывод которого включен в нулевой провод сети.

Недостатком этого защитного устройства является наличие нулевого провода, усложняющего монтаж и эксплуатацию данной конструкции, для которой характерны также ложные срабатывания и низкая чувствительность к неполнофазным режимам работы.

Другим известным средством подобного назначения является защитное устройство, содержащее подключенный к фазам питающей сети трехфазный однополупериодный выпрямитель, выход которого соединен с последовательно включенным исполнительным элементом и тремя тиристорами, причем каждый управляющий электрод упомянутых тиристоров через резистор и дополнительный диод подключен к соответствующей фазе сети, а катод последнего тиристора подсоединен к нулевой фазе сети питания.

Однако упомянутое устройство не обеспечивает надежную защиту электроприемников при вентиляторном характере нагрузки, так как в этом случае полного исчезновения напряжения на фазных зажимах не происходит и, следовательно, защитные функции выполняются неудовлетворительно.

Наиболее близким (т.е. прототипом) по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содержащее выпрямительный мост, вход которого включен между клеммами для соединения с нейтралью нагрузки и нулевым проводом, а к выходу упомянутого выпрямительного моста подключено электромагнитное реле.

Однако это устройство характеризуется непроизводительным расходом в дежурном режиме энергии, что обусловлено непредусмотренным протеканием через электромагнитное реле тока по причине постоянно имеющейся разности потенциалов той или иной величины, между нейтральной точкой защищаемой нагрузки и общим проводом.

Целью изобретения является исключение (уменьшение) в дежурном режиме потребления энергии.

Цель достигается тем, что в устройство-прототип, содержащее выпрямительный мост, вход которого включен между клеммами для соединения с нейтралью нагрузки и нулевым проводом, а положительный выход выпрямительного моста соединен с первым выводом реле, дополнительно введены резистор и два стабилитрона, при этом резистор и стабилитроны включены последовательно, свободный вывод резистора подключен к отрицательному выводу выпрямительного моста, катод второго стабилитрона подключен к положительному выводу выпрямительного моста, анод второго стабилитрона подключен к катоду первого стабилитрона и второму выводу реле.

На чертеже приведена электрическая схема данного защитного устройства.

Устройство состоит из выпрямительного моста 1, вновь введенного узла 2, содержащего резистор 3, а также первый и второй стабилитроны соответственно 4 и 5, и электромагнитного реле 6.

На чертеже также показаны защищаемая нагрузка 8, включенная по схеме "Звезда", с нейтральной точкой 9. Кроме того, в разрыв одной из фаз сети может быть включен размыкающий контакт, например, в виде кнопки 7, предназначенной для первоначальной проверки работоспособности защитного устройства в целом.

При этом вход выпрямительного моста 1 включен между нейтралью 9 защищаемой нагрузки 8 и нулевым проводом, а выход выпрямительного моста 1 нагружен на вновь введенный узел 2, состоящий из последовательно соединенных между собой резистора 3 и согласно включенных первого и второго стабилитронов 4 и 5 таким образом, что свободный конец резистора 3 подсоединен к отрицательному выводу выпрямительного моста 1, положительный вывод которого подсоединен к катоду второго стабилитрона 5. В свою очередь параллельно последнему включена обмотка электромагнитного реле 6.

Функционирование устройства осуществляется следующим образом.

В реальных условиях даже и при полнофазных режимах работы из-за асимметрии напряжения, возникающей в момент включения напряжения сети, при подключении (или отключении) однофазных потребителей и т.д., электрический потенциал нейтральной точки 9 (защищаемой нагрузки 8) может в отдельные периоды времени значительно превышать нулевое значение.

Однако, вследствие того, что напряжение стабилизации стабилитронов 4 и 5 выбрано больше максимально возможного значения электрического потенциала (появляющегося при наличии дестабилизирующих факторов) нейтральной точки "пробоя" упомянутых стабилитронов не наступает.

В то же время при обрыве любой из фаз между нейтральной точкой 9 и общим проводом возникает электрический потенциал, который по величине достаточен для пробоя этих стабилитронов. В результате чего напряжение, снимаемое с выхода выпрямительного моста 1, вызовет протекание электрического тока через узел 2 (3,4,5), а следовательно, и через электромагнитное реле 6, последнее "сработает". При этом его контакты (условно не показаны) отключат защищаемую нагрузку 8 от сети.

Кнопка 7 (которая может быть при необходимости введена в устройство) предназначена для предварительного контроля технического состояния защитного устройства в целом, так в случае исправности защитного устройства исключается возможность при нажатой кнопке 7 включения сеть нагрузки 8, например, электродвигателя, что свидетельствует о нормальной работоспособности этого устройства.

Предлагаемое защитное средство выгодно отличается от устройства-прототипа тем, что оно несложным путем за счет исключения токопотребления в дежурном режиме позволяет улучшать энергетические характеристики, а за счет вводимой диагностики работоспособности названного объекта расширить схемотехнические возможности последнего.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ ОТ НЕПОЛНОФАЗНОГО РЕЖИМА, содержащее выпрямительный мост, вход которого включен между клеммами для соединения с нейтралью нагрузки и нулевым проводом, положительный выход выпрямительного моста соединен с первым выводом реле, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребления энергии в дежурном режиме, дополнительно введены резистор и два стабилитрона, при этом резистор и стабилитроны включены последовательно, свободный вывод резистора подключен к отрицательному выводу выпрямительного моста, катод второго стабилитрона подключен к положительному выводу выпрямительного моста, анод второго стабилитрона подключен к катоду первого стабилитрона и второму выводу реле.

РИСУНКИ

Рисунок 1