Устройство для защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к устройствам для защиты электродвигателей от аварийных режимов работы. Целью изобретения является улучшение избирательности и надежности работы при индуктивной нагрузке. Устройство содержит три D-триггера, три накопителя импульсов, три формирователя импульсов фазных напряжений, элементы ИЛИ, И-НЕ, три элемента совпадения импульсов, в качестве которых применены D-триггеры. При обрыве фазы без подгрузки. когда ток в обмотке отсутствует, сигнал неисправности формируется накопителем импульсов и элементом И-НЕ. При далеком обрыве фазы, когда ток в обмотке двигателя опережает фазное напряжение, сигнал неисправности формируется D-триггером. Если же ток в обмотке двигателя отстает от напряжения на больший угол, что может быть при далеком обрыве или значительной асимметрии фаз подающих напряжений, сигнал неисправности формируется D-триггером при записи единичного уровня импульса тока от фронта фазного напряжения 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з H 02 Н 7/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4797697/07 (22) 28.02.90 (46) 07.07.92. Бюл. N. 25 ° (71) Производственное объединение "Монолит" (72) B.М.Обозный и Н.А.Куприян . (53) 621.316,925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 640390, кл, Н 02 Н 7/08, 1977, Авторское свидетельство СССР

N 1359844, кл. Н 02 Н 5/10, 7/09, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N 675522, кл. Н 02 Н 7/08, 3/24. 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ НАГРУЗКИ ОТ НЕСИММЕТРИЧНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты электродвигателей от аварийных режимов работы. Целью изобретения является улучИзобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты электродвигателей от аварийных режимов работы.

Известно устройство для защиты трехфазной установки от работы на двух фазах, в котором линейные токи каждой фазы преобразовываются в импульсы одной полярности и по одновременному совпадению их в двух любых фазах определяют наличие аварийного режима.

Известно устройство для защиты от неполнофазных режимов работы 3-фазной электрической сети, в котором контролируется отставание тока от напряжения в смешанной активно-индуктивной нагрузке и напряжение прямой и обратной последовательности, . Ж, 1746459 А1 шение избирательности и надежности работы при индуктивной нагрузке. Устройство содержит три D-триггера, три накопителя импульсов, три формирователя импульсов фазных напряжений, элементы ИЛИ, И вЂ” НЕ, три элемента совпадения импульсов, в качестве которых применены 0-триггеры. При обрыве фазы без подгрузки, когда ток в обмотке отсутствует, сигнал неисправности формируется накопителем импульсов и элементом И-НЕ. При далеком обрыве фазы, когда ток в обмотке двигателя опережает фазное напряжение, сигнал неисправности формируется 0-триггером. Если же ток в ,обмотке двигателя отстает от напряжения на больший угол, что может быть при дале- Я ком обрыве или значительной асимметрии фаз подающих напряжений, сигнал неисправности формируется 0-триггером при записи единичного уровня импульса тока от фронта фазного напряжения. 1 ил;

При отставании тока от напряжения более 64 эл.град.. что характерно для 80% двигательной и 20ф активной нагрузки, элемент ЗАПРЕТ пропускает сигнал отключения на коммутационный аппарат. Но при

20% двигательной нагрузки и 80% активной нагрузки данная схема команду отключения не пропускает, а двигатель в это время работает с перегрузкой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты трехфаэной нагрузки от несимметричного режима работы, содержащее быстронасыщающиеся трансформаторы тока с нагрузочными резисторами, мостовые выпрямители, три ключевые формирующие схемы, три одновибратора, три схемы ИНЕ, схему ИЛИ.

1746459

10

45

55

Устройство дает правильное отключение только при обрыве фазы, а при возникновении даже допустимой асимметрии фаз возникает ложное отключение, связанное с тем, что в качестве информационного параметра используется совпадение трех импульсов одновибраторов. Недостатком является также то, что сдвиг фазы тока на

180 эл.град, устройство не отрабатывает ввиду и спользования мостовых выпрямителей.

Целью изобретения является улучшение избирательности и надежности работы при индуктивной нагрузке, На чертеже представлена схема устройства защиты трехфазной нагрузки.

Устройство содержит три ключевых формирующих элемента 1-3 фазного напряжения, входы которых подключены к соответствующей фазе питающего напряжения и нулевому проводу, кроме того, к каждой фазе питающего напряжения подключен соответственно первый вход ключевых формирующих элементов 4-6 тока, а второй их вход является выходом для подключения нагрузки, выход каждого из ключевых формирующих элементов 4-6 тока через соответствующий одновибратор 7-9 соединен с

0-входом 0-триггеров 10 — 12, при этом Свходы D-триггеров 10-12 соединены с выходами ключевых формирующих элементов

1-3 напряжения. Кроме того, к выходам одновибраторов 7 — 9 подключены соответственно входы накопителей 13-15 импульсов.

Прямые выходы D-триггеров 10 — 12 соединены с входами трехвходового элемента

ИЛИ 16, выход которой соединен с первым входом двухвходового элемента ИЛИ 17, выход которой является выходом "Авария" устройства, а второй вход подключен к выходу элемента И вЂ” НЕ 18, три входа которой соединены с выходами накопителей 13-15 импульсов, Устройство работает следующим образом, Ключевые формирующие элементы 1 — 3 напряжения, на входы которых подается напряжение соответственно фаэ А, В и С, преобразуют положительные импульсы напряжения сети в последовательность прямоугольных импульсов.

Ключевые формирующие элементы 4-6 тока, содержащие каждый быстронасыщающийся трансформатор тока, однополупериодные выпрямители с нагрузочными резисторами, преобразуют полуволны тока в короткие импульсы, появляющиеся в момент перехода тока от отрицательного к положительному значению. Эти импульсы по ступают на соответствующие входы одновибраторов 7-9, которые формируют прямоугольные импульсы длительностью, выбираемой в зависимости от допустимой асимметрии напряжений фаз. Импульсы с выходов одновибраторов поступают на входы накопителей 13-15 импульсов;

B случае, когда обрыв фазы отсутствует и асимметрия фаз находится в пределах допуска, на прямых выходах 0-триггеров 1012, а значит, и на выходе элемента ИЛИ 16 присутствует сигнал "0", так как фронт напряжения с соответствующего формирователя приходит на тактовый вход 0-триггера в момент, когда на его D-входе присутствует уровень логического "0" ввиду отставания тока нагрузки от фазного напряжения, Импульсы, поступающие с выходов одновибраторов 7 — 9, преобразуются накопителями

13 — 15 импульсов в сигнал логической "1", Таким образом, на всех входах элемента И вЂ” НЕ 18 будут присутствовать сигналы

"1", следовательно, на вход элемента ИЛИ

17 поступают нулевые уровни и сигнал "Авария" на выходе элемента ИЛИ 17 отсутствует, В случае обрыва, например, фазы А, когда подгрузка обмотки двигателя отсутствует, ток по первичной обмотке трансформатора ключевого формирующего элемента 4 не протекает и, следовательно, импульсы на входе одновибратора 7 и его выходе отсутствуют. а нулевой сигнал с накопителя 13 вызывает появление на выходе элемента И вЂ” НЕ 18 единичного сигнала, который через элемент ИЛИ 17 появляется на выходе "Авария" и может использоваться для отключения двигателя, Аналогичным образом работает устройство в случае обрыва фаз В и С при отсутствии подгрузки по этим фазам.

В случае "далекого" обрыва, например, фазы А, когда обмотка двигателя соединена с другими нагрузками, импульсы на выходе ключевого формирующего элемента 4 присутствуют, т.е, на выходе элемента И-НЕ 18 установился уровень логического "0". Если при этом двигатель перешел в генераторный режим, фаза импульсов тока такова, что в момент прихода фронта напряжения на тактовый вход D-триггера 10 íà его D-входе присутствует единичный сигнал от опережающего тока, На прямом выходе 0-триггера

10 появляется единичный сигнал.

Проходя через элементы ИЛИ 16 и 17, этот единичный уровень устанавливается на выходе "Авария" элемента ИЛИ 17 и может использоваться для отключения двигателя.

Если генераторного режима не возникло, ток в фазе двигателя будет значительно отставать от фазного напряжения. При этом в }746459

D-триггер 10 фронтом фазного напряжения будет также записываться логическая "1", которая присутствует при этом на О-входе за счет выбора соответствующей длительности импульса одновибратора. Эта единица через элементы ИЛИ 16 и 17 поступает на выход "Авария", сигнализируя о необходимости отключения двигателя. Аналогично работает устройство при "далеком" обрыве в фазах В и С.

В случае асимметрии фаз максимальный угол сдвига между напряжением и то. ком будет в фазе с минимальным напряжением. Регулируя соответствующим образом длительность импульса одновибратора, можно добиться появления единичного уровня на выходе соответствующего триггера, а значит, и на выходе устройства.

При этом, чем меньше допустимая асимметрия, тем большей будет устанавливаться длительность импульсов одновибратора, Суть изобретения не изменится, если нагрузка будет с нулевым, т.е. четырехпроводной. Наличие одновибратора в цепи формирования импульса напряжения от тока обмотки позволит отстроиться от провала в импульсе тока, возникающего при асимметрии фаз, Экспериментальные исследования устройства для защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы показали, что по сравнению с известным устройством аналогичного назначения предлагаемое устройство обеспечивает отсутствие ложных отключений при допустимой, наперед заданной, асимметрии фаэ и гарантированное отключение при обрыве фазы независимо от

5 наличия между источником и потребителем других нагрузок.

Формула изобретения устройство для защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы, 10 содержащее три ключевых формирующих элемента в цепи тока и три формирователя импульсов фазного напряжения, три одновибратора и элемента совпадения импульсов, о т л и ч а ю щ ее с ятем, что, с целью

15 улучшения избирательности и надежности работы при индуктивной нагрузке, дополнительно введены три накопителя импульсов, элемент И вЂ” НЕ, два элемента ИЛИ, а в качестве элементов совпадения импульсов ис20 пользованы D-триггеры, при этом выходы каждого из ключевых формирующих элементов напряжения соединены.с С-входом—

D-триггера, а выходы ключевых формирующих элементов тока через одновибратор со25 единены с О-входом О-триггера, к выходу одновибраторов в каждой фазе подключены накопители импульсов, выходы которых соединены с входами элемента И вЂ” НЕ, выходы

О-триггеров соединены с входами первого

30 элемента ИЛИ, выход которого и выход элемента И вЂ” НЕ подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства.

1746459 одс

Составитель B. Обозный

Техред М.Моргентал Корректор Н, Ревская

Ъ

Редактор В. Петраш

Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2400 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5