RU150543U1

RU150543U1 - DEVICE FOR PROTECTIVELY DISCONNECTING THE ELECTRICAL INSTALLATION FROM THE AC NETWORK WITH THREE PHASE WIRES AND ZERO WIRE

Info

Publication number: RU150543U1
Application number: RU2014134096/07U
Authority: RU
Inventors: Владимир Парфирьевич Сакулин; Александр Владимирович Липов
Priority date: 2014-08-19
Filing date: 2014-08-19
Publication date: 2015-02-20

Abstract

Устройство для защитного отключения электроустановки от сети переменного тока с тремя фазными проводами и нулевым проводом, содержащее выключатель автоматический с катушкой независимого расцепителя, дифференциальный трансформатор тока с первичными обмотками по числу питающих проводов электрической сети и одной вторичной и дополнительной обмоткой, три одинаковых резистора, каждый из которых соединен одним выводом к соответствующим фазным проводам сети, пороговый элемент, узел питания и выпрямитель к незаземленному выводу дополнительной обмотки дифференциального трансформатора дополнительно подключены плюсовыми клеммами три диода, а своими минусовыми выводами к трем фазным проводам сети, а второй конец дополнительной обмотки дифференциального трансформатора подключен как к минусовой клемме диода, вторая клемма которого через резистор присоединена к нулевому проводу сети, так и к вторым выводам трех одинаковых резисторов, при этом блок питания содержит трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого присоединена к трем фазным проводам сети, нейтральная точка которого присоединена к нулевому проводу, а концы вторичной обмотки присоединены к минусовым клеммам трех диодов соответственно, плюсовые клеммы которых заземлены, а начала трех вторичных обмоток соединены между собой и последовательно подсоединены как к первому зажиму конденсатора, второй зажим которого заземлен, так и последовательно соединенных между собой резистора и минусовой клеммой светодиода, плюсовая клемма которого присоединена к входу резистора, параллельно которому присоединен конденсатор, а также к плюсовой клемме A device for protective disconnection of an electrical installation from an alternating current main with three phase wires and a neutral wire, comprising a circuit breaker with an independent release coil, a differential current transformer with primary windings according to the number of supply wires of the electric network and one secondary and additional winding, three identical resistors, each which is connected by one output to the corresponding phase wires of the network, the threshold element, the power supply unit and the rectifier to the ungrounded output supplement three diodes are additionally connected to the positive windings of the differential transformer, and three negative diodes are connected with the positive terminals to the three phase wires of the network, and the second end of the additional differential transformer windings is connected both to the negative terminal of the diode, the second terminal of which is connected through the resistor to the neutral wire of the network, and to the second the terminals of three identical resistors, while the power supply contains a three-phase transformer, the primary winding of which is connected to three phase wires of the network, neutral the point of which is connected to the neutral wire, and the ends of the secondary winding are connected to the negative terminals of the three diodes, respectively, whose positive terminals are grounded, and the beginnings of the three secondary windings are interconnected and connected in series to the first terminal of the capacitor, the second terminal of which is grounded, and connected in series between each of the resistor and the negative terminal of the LED, the positive terminal of which is connected to the input of the resistor, in parallel with which the capacitor is connected, as well as to the positive terminal

Description

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройствам защиты отключения электрических линий, машин, приборов и людей от поражения электрическим током, предназначено для электроустановок, которые получают энергию по четырехпроводной сети переменного тока и может использоваться в производственных и жилых помещениях.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to devices for protecting the disconnection of electric lines, machines, devices and people from electric shock, is intended for electrical installations that receive energy through a four-wire AC network and can be used in industrial and residential premises.

Известно устройство для защитного отключения электроустановки от сети переменного тока с тремя фазными проводами и нулевым проводом содержащее первый асимметр, который подключен к фазным проводам и нулевому проводу сети, первый трансформатор тока нулевой последовательности, с вторичной обмоткой которого через первый усилитель соединена катушка реле с размыкающим контактом в цепи питания катушки магнитного пускателя, при этом оно дополнительно снабжено вторым асимметром, трансформатором тока нулевой последовательности и усилителем, причем второй асимметр подключен к фазным проводам сети так, что его токи не протекают по первичным обмоткам трансформатора тока нулевой последовательности, нулевая точка второго асимметра соединена с нулевым проводом сети через первичную обмотку второго трансформатора тока нулевой последовательности, а вторичная обмотка этого трансформатора тока подсоединена к входу второго усилителя, выход которого соединен с выходом первого усилителя и катушкой реле по схеме сравнения напряжений (пат. РФ №2017299 H02H 3/16 // H02H 5/10)A device for the protective disconnection of an electrical installation from an alternating current main with three phase wires and a neutral wire comprising a first asymmetry that is connected to phase wires and a neutral wire of the network, a first zero-sequence current transformer, with a secondary winding of which a relay coil is connected through a first amplifier with an NC contact in the power circuit of the coil of the magnetic starter, while it is additionally equipped with a second asymmetry, a zero-sequence current transformer and an amplifier moreover, the second asymmetry is connected to the phase wires of the network so that its currents do not flow through the primary windings of the zero sequence current transformer, the zero point of the second asymmetry is connected to the zero wire of the network through the primary winding of the second zero sequence current transformer, and the secondary winding of this current transformer is connected to the input of the second amplifier, the output of which is connected to the output of the first amplifier and the relay coil according to the voltage comparison circuit (US Pat. RF №2017299 H02H 3/16 // H02H 5/10)

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

1. Схема с магнитным пускателем не может быть использована для отключения короткого замыкания в сети, так как он предназначен для коммутации сети.1. A circuit with a magnetic starter cannot be used to disconnect a short circuit in the network, since it is intended for switching the network.

2. Сложность схемы (два асимметра, два трансформатора тока нулевой последовательности) и как следствие низкая надежность.2. The complexity of the circuit (two asymmetries, two current transformers of zero sequence) and, as a consequence, low reliability.

3. Схема не срабатывает при двух- и трехфазных замыканиях в сети.3. The circuit does not work with two- and three-phase circuits in the network.

Известно устройство для защитного отключения в электрической сети переменного тока с заземленной нейтрально содержащее выключатель автоматический с катушкой независимого расцепителя, дифференциальный трансформатор тока с первичными обмотками по числу питающих проводов электрической сети и одной вторичной обмоткой и пороговый элемент с выходным ключом и узлом питания, выводы питания которого подключены к одному из фазных проводов и к нулевому проводу сети соответственно, при этом выводы вторичной обмотки дифференциального трансформатора тока соединены с входом порогового элемента, а также выпрямитель, при этом введены двуханодный стабилитрон, резистор, в дифференциальный трансформатор тока введена дополнительная обмотка, один вывод которой соединен с заземлением, а другой выход соединен через последовательно включенные двуханодный стабилитрон и резистор с нулевым проводом сети и через последовательно соединенные выходной ключ, катушку независимого расцепителя и выпрямитель с фазным проводом сети, три одинаковых резистора, каждый из которых соединен одним выводом с соответствующим фазным проводом сети, а их другие выводы присоединены к незаземленному выводу дополнительной обмотки дифференциального трансформатора.A device is known for protective shutdown in an alternating current electric network with a grounded neutral-containing circuit breaker with an independent release coil, a differential current transformer with primary windings by the number of supply wires of the electric network and one secondary winding, and a threshold element with an output key and a power unit, the power supply terminals of which connected to one of the phase wires and to the neutral wire of the network, respectively, while the terminals of the secondary winding of the differential trans a current matron is connected to the input of the threshold element, as well as a rectifier, while a two-anode zener diode, a resistor are introduced, an additional winding is introduced into the differential current transformer, one output of which is connected to ground, and the other output is connected through a two-anode zener diode and a resistor with a zero wire network connected in series and through a series-connected output key, a shunt coil and a rectifier with a phase conductor to the network, three identical resistors, each of which is connected by one Odom with a corresponding phase conductor of the network, and their other terminals are connected to the ungrounded terminal of the differential transformer additional winding.

1. При обрыве фазного провода сети, питающий элемент отключения схемы будет не работоспособный.1. If the phase wire of the network is broken, the disconnecting circuit power supply will not be operational.

2. При обрыве нулевого провода схема работать не будет, так как исчезнет напряжение с отключающей катушки автоматического отключения.2. If the neutral wire is broken, the circuit will not work, since the voltage from the disconnecting coil of the automatic shutdown will disappear.

3. При коротком замыкании между двумя фазами, к которым катушка независимого расцепителя не подсоединена, схема не работоспособна.3. In the event of a short circuit between two phases to which the shunt trip coil is not connected, the circuit is not operational.

4. Схема не будет работать при аварийном режиме в сети питания (перед счетчиком потребителя) в случае замыкания фазного провода на нулевой провод.4. The circuit will not work in emergency mode in the power supply network (in front of the consumer meter) in the event of a phase wire shorting to a neutral wire.

Следовательно, можно сделать вывод о низкой надежности срабатывания защитного отключения.Consequently, we can conclude that the reliability of the protective shutdown is low.

Наиболее близким аналогом к заявленному устройству относится устройство для защитного отключения электроустановки от сети переменного тока с тремя фазными проводами и нулевым проводом содержащее выключатель автоматический с катушкой независимого расцепителя, дифференциальный трансформатор тока с первичными обмотками по числу питающих проводов электрической сети и одной вторичной и дополнительной обмоткой, три одинаковых резистора, каждый из которых соединен одним выводом к соответствующим фазным проводам сети, пороговый элемент, узел питания и выпрямитель при этом к незаземленному выводу дополнительной обмотки дифференциального трансформатора дополнительно подключены плюсовыми клеммами три диода, а своими минусовыми выводами к трем фазным проводам сети, а второй конец дополнительной обмотки дифференциального трансформатора подключен как к плюсовой клемме диода, который через резистор присоединен к нулевому проводу сети, так и вторые выводы трех одинаковых резисторов, при этом блок питания содержит трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого присоединена к трем фазным проводам сети, нейтральная точка которого присоединена к нулевому проводу, а концы вторичной обмотки присоединены к минусовым клеммам трех диодов соответственно, плюсовые клеммы которых заземлены, а начала трех вторичных обмоток соединены между собой и последовательно подсоединены как к первому зажиму конденсатора, второй зажим которого заземлен, так и последовательно соединенных между собой резистора и минусовой клеммой светодиода, плюсовая клемма которого присоединена к входу резистора, параллельно которому присоединен конденсатор, а также к плюсовой клемме стабилитрона, минусовая клемма которого заземлена, выход резистора соединен с входами как резистора, выход которого заземлен, так и входа делителя, выход которого через резистор подключен к минусовой клемме операционного усилителя, при этом третий выход делителя подключен к коллектору транзистора, выход которого заземлен так, и с входом катушки независимого расщепителя, выход которой заземлен, а база транзистора соединена с выходом резистора. (патент на полезную модель РФ №136252 H02H 3/16)The closest analogue to the claimed device includes a device for protective disconnecting an electrical installation from an alternating current main with three phase wires and a neutral wire, comprising a circuit breaker with an independent trip coil, a differential current transformer with primary windings by the number of supply wires of the electric network and one secondary and additional winding, three identical resistors, each of which is connected by one output to the corresponding phase wires of the network, a threshold element, the power supply unit and the rectifier in this case, three diodes are additionally connected to the positive terminal of the additional winding of the differential transformer by positive terminals and to the three phase wires of the network with their negative terminals, and the second end of the additional differential transformer winding is connected to the plus terminal of the diode, which is connected through the resistor to the zero the network wire, and the second conclusions of three identical resistors, while the power supply contains a three-phase transformer, the primary winding of which it is connected to three phase conductors of the network, the neutral point of which is connected to the neutral wire, and the ends of the secondary winding are connected to the negative terminals of the three diodes, respectively, the positive terminals of which are grounded, and the beginning of the three secondary windings are interconnected and connected in series as the first clamp of the capacitor, the second the clamp of which is grounded, and of the resistor and the negative terminal of the LED connected in series, the positive terminal of which is connected to the input of the resistor, parallel to which the capacitor is connected, as well as to the positive terminal of the zener diode, the negative terminal of which is grounded, the output of the resistor is connected to the inputs of both the resistor, the output of which is grounded, and the input of the divider, the output of which through the resistor is connected to the negative terminal of the operational amplifier, while the third output of the divider is connected to the collector of the transistor, the output of which is grounded in this way, and with the input of the coil of an independent splitter, the output of which is grounded, and the base of the transistor is connected to the output of the resistor. (patent for utility model of the Russian Federation No. 136252 H02H 3/16)

1. При обрыве двух фаз схема не работоспособна;1. When two phases are broken, the circuit is not operational;

2. При двухфазном коротком замыкании схема не работоспособна.2. With a two-phase short circuit, the circuit is not operational.

Задача изобретения - повысить надежность срабатывания защитного отключения.The objective of the invention is to increase the reliability of the protective shutdown.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для защитного отключения электроустановки от сети переменного тока с тремя фазными проводами и нулевым проводом содержащее выключатель автоматический с катушкой независимого расцепителя, дифференциальный трансформатор тока с первичными обмотками по числу питающих проводов электрической сети и одной вторичной и дополнительной обмоткой, три одинаковых резистора, каждый из которых соединен одним выводом к соответствующим фазным проводам сети, пороговый элемент, узел питания и выпрямитель, при этом к незаземленному выводу дополнительной обмотки дифференциального трансформатора дополнительно подключены плюсовыми клеммами три диода, а своими минусовыми выводами к трем фазным проводам сети, а второй конец дополнительной обмотки дифференциального трансформатора подключен к вторым выводам трех одинаковых резисторов, при этом блок питания содержит трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого присоединена к трем фазным проводам сети, нейтральная точка которого присоединена к нулевому проводу, а концы вторичной обмотки присоединены к минусовым клеммам трех диодов соответственно, плюсовые клеммы которых заземлены, а начала трех вторичных обмоток соединены между собой и последовательно подсоединены как к первому зажиму конденсатора, второй зажим которого заземлен, так и последовательно соединенных между собой резистора и минусовой клеммой светодиода, плюсовая клемма которого присоединена к входу резистора, параллельно которому присоединен конденсатор, а также к плюсовой клемме стабилитрона, минусовая клемма которого заземлена, выход резистора соединен с входами как резистора, выход которого заземлен, так и входа делителя, выход которого через резистор подключен к минусовой клемме операционного усилителя, при этом третий выход делителя подключен к коллектору транзистора, выход которого заземлен так, и с входом катушки независимого расцепителя, выход которой заземлен, а база транзистора соединена с выходом резистора, при этом второй конец дополнительной обмотки дифференциального трансформатора подключен к минусовой клемме диода, плюсовая клемма которого через резистор присоединена к нулевому проводу сети.The problem is solved due to the fact that the device for the protective disconnection of the electrical installation from an alternating current main with three phase wires and a neutral wire contains an automatic switch with an independent release coil, a differential current transformer with primary windings according to the number of supply wires of the electric network and one secondary and additional winding , three identical resistors, each of which is connected by one output to the corresponding phase wires of the network, a threshold element, a power unit, and a rectifier, in this case, three diodes are additionally connected to the positive terminal of the additional winding of the differential transformer with positive terminals and three negative wires to the three phase wires of the network, and the second end of the additional winding of the differential transformer is connected to the second terminals of three identical resistors, while the power supply contains a three-phase transformer the primary winding of which is connected to the three phase wires of the network, the neutral point of which is connected to the neutral wire, and the ends in toric windings are connected to the negative terminals of three diodes, respectively, the positive terminals of which are grounded, and the beginnings of the three secondary windings are interconnected and connected in series to both the first terminal of the capacitor, the second terminal of which is earthed, and the resistor and the negative terminal of the LED connected in series, plus the terminal of which is connected to the input of the resistor, in parallel to which the capacitor is connected, as well as to the positive terminal of the zener diode, the negative terminal of which is grounded, d of the resistor is connected to the inputs of both the resistor, the output of which is grounded, and the input of the divider, the output of which through the resistor is connected to the negative terminal of the operational amplifier, while the third output of the divider is connected to the collector of the transistor, the output of which is grounded so, and with the input of the coil of an independent trip, the output of which is grounded, and the base of the transistor is connected to the output of the resistor, while the second end of the additional winding of the differential transformer is connected to the negative terminal of the diode, the positive terminal of which through the cut The source is connected to the neutral wire of the network.

Вход операционного усилителя соединен с плюсовой клеммой конденсатора и концом резистора, второй конец которого соединен с «бегунком» регулируемого резистора, один из концов которого соединен с минусовой клеммой конденсатора, которая заземлена, при этом концы регулируемого резистора через выпрямитель соединены со вторичными обмотками преобразователей тока нагрузки, соединенными параллельно друг другу.The input of the operational amplifier is connected to the positive terminal of the capacitor and the end of the resistor, the second end of which is connected to the “slider” of the adjustable resistor, one of which is connected to the negative terminal of the capacitor, which is grounded, while the ends of the adjustable resistor are connected through the rectifier to the secondary windings of the load current converters connected in parallel to each other.

Новые существенные признаки:New significant features:

1. Вход операционного усилителя соединен с плюсовой клеммой конденсатора и концом резистора.1. The input of the operational amplifier is connected to the positive terminal of the capacitor and the end of the resistor.

2. Второй конец резистора соединен с «бегунком» регулируемого резистора, один из концов которого соединен с минусовой клеммой конденсатора которая заземлена.2. The second end of the resistor is connected to the "slider" of the adjustable resistor, one of the ends of which is connected to the negative terminal of the capacitor which is grounded.

3. Концы регулируемого резистора через выпрямитель соединены со вторичными обмотками преобразователей тока нагрузки.3. The ends of the adjustable resistor through the rectifier are connected to the secondary windings of the load current converters.

4. Вторичные обмотки преобразователей тока нагрузки соединены параллельно друг другу.4. The secondary windings of the load current converters are connected in parallel to each other.

Новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.New essential features, together with the known ones, are necessary and sufficient to achieve a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.

Технический результат заключается в повышении надежности и расширении функций защитного отключения.The technical result consists in increasing the reliability and expanding the functions of protective shutdown.

При возникновении сигнала во вторичной обмотке дифференциального трансформатора тока утечки равного или большего тока установки, операционный усилитель срабатывает через стабилитрон проходит положительный сигнал, транзистор открывается и автоматический выключатель отключится катушкой независимого расцепителя. Благодаря тому что питание схемы осуществляется от трехфазного трансформатора, нейтральная точка первичной обмотки которого соединена с нулевым проводом сети, схема будет работоспособной при исчезновении напряжения в сети даже на двух фазах, когда третья фаза останется под напряжением и представляет опасность для персонала, который может коснуться ее. Наличие в схеме элементов стабилизации позволяет получить напряжение на катушке независимого расцепителя при однофазном питании, отличного от номинального его значения не более чем на 2,5%.When a signal occurs in the secondary winding of a differential transformer, the leakage current is equal to or greater than the installation current, the operational amplifier is triggered through a zener diode, a positive signal passes, the transistor opens and the circuit breaker opens with an independent release coil. Due to the fact that the circuit is powered from a three-phase transformer, the neutral point of the primary winding of which is connected to the neutral wire of the network, the circuit will be operational when the mains voltage disappears even in two phases, when the third phase remains energized and poses a danger to personnel who may touch it . The presence in the circuit of stabilization elements allows you to get the voltage on the coil of an independent trip unit with single-phase power supply, which differs from its rated value by no more than 2.5%.

Предложенная схема будет отключать сеть при выносе потенциала из сети 6-35 кВ на систему заземления, зануления, также при двухфазном коротком замыкании.The proposed scheme will disconnect the network when the potential is removed from the 6-35 kV network to the grounding, grounding system, also with a two-phase short circuit.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства для защитного отключения электроустановки от сети переменного тока с тремя фазными проводами и нулевым проводом.In FIG. 1 is an electrical diagram of a device for protectively disconnecting an electrical installation from an AC network with three phase wires and a neutral wire.

Устройство для защитного отключения электроустановки от сети переменного тока с тремя фазными проводами (L1, L2, L3) и нулевым проводом (N), содержащее выключатель автоматический 1 с катушкой независимого расцепителя 2. Так же дифференциальный трансформатор тока 3 с первичными обмотками 4 по числу питающих проводов электрической сети и одной вторичной 5 и дополнительной обмоткой 6 к выводу которой присоединены выводы трех одинаковых резисторов 7, 8, 9, каждый из которых соединен одним выводом к соответствующим фазным проводам сети, пороговый элемент 10, узел питания 11 и выпрямитель 12. К незаземленному выводу дополнительной обмотки 6 дифференциального трансформатора 3 выводам трех одинаковых резисторов дополнительно подключены плюсовыми клеммами три диода 13, 14, 15, а своими минусовыми выводами к трем фазным проводам сети, а второй конец дополнительной обмотки 6 дифференциального трансформатора 3 подключен как к минусовой клемме диода, который через резистор присоединен к нулевому проводу сети, так и к противоположным выводам трех одинаковых резисторов 7, 8, 9 и минусовой клемме диода 16, который через резистор 17 присоединен к нулевому проводу сети. Узел питания 11 содержит трехфазный трансформатор 18, первичная обмотка 19 которого присоединена к трем фазным проводам сети, нейтральная точка которого присоединена к нулевому проводу, а концы вторичной обмотки 20 присоединены к минусовым клеммам трех диодов 21, 22, 23 соответственно, плюсовые клеммы которых заземлены. Начало трех вторичных обмоток 20 соединены между собой и последовательно подсоединены как к первому зажиму конденсатора 24, второй зажим которого заземлен, так и последовательно соединенным между собой резистора 25 и минусовой клеммой светодиода 26. Плюсовая клемма светодиода 26 присоединена к входу резистора 27, параллельно которому присоединен конденсатор 28, а также к плюсовой клемме стабилитрона 29, минусовая клемма которого заземлена. Выход резистора 27 соединен с входами как резистора 30, выход которого заземлен, так и входа делителя 31, выход которого через резистор 32 подключен к минусовой клемме операционного усилителя 33. При этом третий выход делителя 31 подключен к коллектору транзистора 34, при этом его эмиттер соединен как с входом резистора 35, выход которого заземлен, так и с входом катушки независимого расцепителя 2 автоматического выключателя 1, выход которой заземлен, а база транзистора 34 соединена с выходом резистора 36.A device for protective disconnection of an electrical installation from an alternating current main with three phase wires (L1, L2, L3) and a neutral wire (N), containing an automatic switch 1 with an independent release coil 2. There is also a differential current transformer 3 with primary windings 4 according to the number of supply wires of the electric network and one secondary 5 and additional winding 6 to the output of which are connected the conclusions of three identical resistors 7, 8, 9, each of which is connected by one output to the corresponding phase wires of the network, the threshold element ent 10, power supply 11 and rectifier 12. Three diodes 13, 14, 15 are additionally connected with plus terminals to the ungrounded terminal of the additional winding 6 of the differential transformer 3 and the terminals of three identical resistors, and their negative terminals to three phase wires of the network, and the second end of the additional winding 6 of the differential transformer 3 is connected both to the negative terminal of the diode, which is connected through the resistor to the neutral wire of the network, and to the opposite terminals of three identical resistors 7, 8, 9 and the negative terminal of the diode 16 , which is connected through a resistor 17 to the neutral wire of the network. The power supply unit 11 contains a three-phase transformer 18, the primary winding of which is connected to three phase wires of the network, the neutral point of which is connected to the neutral wire, and the ends of the secondary winding 20 are connected to the negative terminals of the three diodes 21, 22, 23, respectively, whose positive terminals are grounded. The beginning of the three secondary windings 20 are interconnected and connected in series to the first terminal of the capacitor 24, the second terminal of which is grounded, and connected in series between the resistor 25 and the negative terminal of the LED 26. The positive terminal of the LED 26 is connected to the input of the resistor 27, in parallel to which is connected capacitor 28, as well as to the positive terminal of the zener diode 29, the negative terminal of which is grounded. The output of the resistor 27 is connected to the inputs of both the resistor 30, the output of which is grounded, and the input of the divider 31, the output of which through the resistor 32 is connected to the negative terminal of the operational amplifier 33. The third output of the divider 31 is connected to the collector of the transistor 34, while its emitter is connected both with the input of the resistor 35, the output of which is grounded, and with the input of the coil of an independent trip unit 2 of the circuit breaker 1, the output of which is grounded, and the base of the transistor 34 is connected to the output of the resistor 36.

Выход операционного усилителя 33 соединен с плюсовой клеммой конденсатора 37 и концом резистора 38. Второй конец резистора 38 соединен с «бегунком» регулируемого резистора 39, один из концов которого соединен с минусовой клеммой конденсатора 37, которая заземлена. Концы регулируемого резистора 39 через выпрямитель 40 соединены со вторичными обмотками преобразователей тока нагрузки 41, 42. Вторичные обмотки преобразователей тока нагрузки 41, 42 соединены параллельно друг другу.The output of the operational amplifier 33 is connected to the positive terminal of the capacitor 37 and the end of the resistor 38. The second end of the resistor 38 is connected to the “slider” of the adjustable resistor 39, one end of which is connected to the negative terminal of the capacitor 37, which is grounded. The ends of the adjustable resistor 39 through a rectifier 40 are connected to the secondary windings of the load current converters 41, 42. The secondary windings of the load current converters 41, 42 are connected in parallel to each other.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

1. При обрыве фазы L3-ток пройдет от необорванных фаз L1 и L2 к минусовым клеммам двух диодов 13, 14 плюсовые выводы которых подключены к выводу дополнительной обмотки 6 дифференциального трансформатора 3,второй конец которой соединен с резисторами 7, 8 соединенными с проводами необорванных фаз LI L2, а также с минусовой клеммой диода 16,плюсовая клемма которого соединена с резистором 17, второй конец которого соединен с нулевым проводом N. Bo вторичной обмотке 5 дифференциального трансформатора 3 появится напряжение, которое выпрямляется пороговым элементом 10, и если ток небаланса в этой обмотке равен или больше величины тока установки на операционном усилителе 33, то схема срабатывает. Транзистор 34 открывается и включает катушку независимого расцепителя 2 автоматического выключателя 1, которая его и отключает. Так как напряжение через фазы L1 L2 и нулевой провод N будет подаваться на вторичную обмотку 20 дифференциального трансформатора 18 через первичную обмотку 19 этого же дифференциального трансформатора выпрямляться и сглаживаться диодами 21, 22, 23 и ток пойдет по цепи конденсатор 24 - резистор 25 - светодиод 26 - блок стабилизации, состоящий из резистора 27,параллельно которому включен конденсатор 28 и включен на входе резистора 27 стабилитрон 29, второй конец которого заземлен, а на выходе резистора 27 подключен резистор 30, второй выход которого заземлен, с выхода резистора 27 ток пойдет через последовательно соединенных делитель 31 - резистор 32 на минусовую клемму операционного усилителя 33, с третьего выхода делителя 31 ток пойдет на коллектор транзистора 34. Сигнал с операционного усилителя 33 через резистор 36 на базу транзистора 34. Транзистор 34 срабатывает и замыкает цепь коллектор-эмиттер и ток идет на катушку независимого расцепителя 2 автоматического выключателя 1,который и размыкает цепь питания. Схема будет продолжать работать.1. When the phase breaks, the L3 current will pass from the unbroken phases L1 and L2 to the negative terminals of the two diodes 13, 14 whose positive terminals are connected to the output of the additional winding 6 of the differential transformer 3, the second end of which is connected to the resistors 7, 8 connected to the wires of the unbroken phases LI L2, as well as with the negative terminal of the diode 16, the positive terminal of which is connected to the resistor 17, the second end of which is connected to the neutral wire N. Bo the secondary winding 5 of the differential transformer 3 appears voltage, which is rectified by the threshold ele 10, and if the unbalance current in this winding is equal to or greater than the value of the installation current on the operational amplifier 33, then the circuit is triggered. The transistor 34 opens and turns on the coil of the shunt trip 2 of the circuit breaker 1, which disconnects it. Since the voltage through phases L1 L2 and the neutral wire N will be supplied to the secondary winding 20 of the differential transformer 18 through the primary winding 19 of the same differential transformer, be rectified and smoothed by diodes 21, 22, 23 and the current will go through the circuit capacitor 24 - resistor 25 - LED 26 - stabilization unit, consisting of a resistor 27, in parallel with which a capacitor 28 is connected and a zener diode 29 is connected at the input of the resistor 27, the second end of which is grounded, and a resistor 30 is connected to the output of the resistor 27, the second output of which is grounded, the output of the resistor 27, the current will go through a series-connected divider 31 - resistor 32 to the negative terminal of the operational amplifier 33, from the third output of the divider 31, the current will go to the collector of the transistor 34. The signal from the operational amplifier 33 through the resistor 36 to the base of the transistor 34. The transistor 34 operates and closes the collector-emitter circuit and the current goes to the coil of the shunt trip 2 of the circuit breaker 1, which opens the power circuit. The circuit will continue to work.

2. При обрыве двух фаз L3 и L2 - ток пройдет по цепи от необорванной фазы L1 к минусовой клемме диода 13, плюсовой вывод которого подключен к выводу дополнительной обмотки 6 дифференциального трансформатора 3, второй конец которой соединен с минусовой клеммой диода 16, плюсовой вывод которого соединен с резистором 17, второй конец которого присоединен к нулевому проводу N. При обрыве двух фаз L3 и L2 в первичной обмотке 19 дифференциального трансформатора 18 появится однофазное напряжение, а на вторичной обмотке 20 дифференциального трансформатора 18 появится трехфазное напряжение и ток пойдет по цепи аналогичной первому случаю. Схема будет продолжать работать.2. If two phases L3 and L2 break, the current passes through the circuit from the unbroken phase L1 to the negative terminal of diode 13, the positive terminal of which is connected to the terminal of the additional winding 6 of differential transformer 3, the second end of which is connected to the negative terminal of diode 16, whose positive terminal is connected to a resistor 17, the second end of which is connected to the neutral wire N. When two phases L3 and L2 break, a single-phase voltage appears in the primary winding 19 of the differential transformer 18, and on the secondary winding 20 of the differential transformer 18 vitsya three-phase voltage and current flows through the circuit similar to the first case. The circuit will continue to work.

3. При обрыве нулевого провода N в питающей сети. Возможны два варианта:3. If the neutral wire N in the mains is broken. Two options are possible:

1 - обрыв нулевого провода произошел на участке между повторным заземлением и проводами сети нагрузки;1 - a zero wire break occurred in the area between the repeated grounding and the wires of the load network;

2 - обрыв нулевого провода произошел на том же участке сети что и в пункте 1, но нулевой провод имеет соединение с заземлением, выполненным в помещении, в котором потребляется электроэнергия. В первом варианте, при неравномерной нагрузке фаз, возникнет ток обратной последовательности, в результате этого во вторичной обмотке 5 дифференциального трансформатора 3 появится ЭДС небаланса, по вторичной 5 пойдет ток небаланса, и если величина этого тока будет равна или превысит пороговый уровень, сеть отключится отключающей катушкой 2 УЗО. Во втором варианте, при неравномерной нагрузке фаз, по нулевому проводу, соединенному с заземлением, пойдет ток небаланса, в результате этого во вторичной обмотке 5 дифференциального трансформатора 3 появиться ЭДС небаланса и схема сработает аналогично первому варианту, сеть отключится отключающей катушкой 2 УЗО. Подаваемое трехфазное напряжение, на первичную обмотку 19 дифференциального трансформатора 18 будет соответственно трехфазным и на вторичной обмотке 20 дифференциального трансформатора 18, и ток будет протекать аналогично рассмотренному первому случаю. Схема будет продолжать работать.2 - a zero wire break occurred on the same section of the network as in paragraph 1, but the neutral wire has a connection to the ground made in the room in which electricity is consumed. In the first option, with an uneven load of the phases, a negative sequence current will appear, as a result of which an unbalance EMF appears in the secondary winding 5 of the differential transformer 3, an unbalance current flows through the secondary 5, and if this current is equal to or exceeds the threshold level, the network will shut off coil 2 RCD. In the second option, with an uneven load of the phases, an unbalance current will flow through the neutral wire connected to the ground, as a result of which the unbalance EMF appears in the secondary winding 5 of the differential transformer 3 and the circuit will work similarly to the first option, the network will be disconnected by the disconnecting coil 2 of the RCD. The applied three-phase voltage to the primary winding 19 of the differential transformer 18 will be respectively three-phase and to the secondary winding 20 of the differential transformer 18, and the current will flow similarly to the first case considered. The circuit will continue to work.

4. При замыкании фазы L3 на нулевой провод N в питающей сети (перед электрическим счетчиком потребителя) - ток пойдет по цепи от точки короткого замыкания к минусовой клемме диода 15, плюсовой вывод которого подключен к выводу дополнительной обмотки 6 дифференциального трансформатора 3, второй конец которой соединен с резисторами 7, 8 вторые концы которых соединены с проводами не замкнувшихся фаз L1, L2, а также с минусовой клеммой диода 16, соединенного с резистором 17, второй конец которого соединен с нулевым проводом N. Напряжение на первичной обмотке 19 дифференциального трансформатора 18 будет однофазным, а на вторичной обмотке 20 дифференциального трансформатора 18 оно будет трехфазным и ток будет протекать аналогично первому рассмотренному случаю. Схема будет продолжать работать.4. When the phase L3 is shorted to the neutral wire N in the supply network (in front of the consumer’s electric meter), the current flows through the circuit from the short circuit point to the negative terminal of diode 15, the positive terminal of which is connected to the terminal of the additional winding 6 of differential transformer 3, the second end of which connected to resistors 7, 8 the second ends of which are connected to the wires of the non-closed phases L1, L2, as well as to the negative terminal of the diode 16 connected to the resistor 17, the second end of which is connected to the neutral wire N. The voltage on the primary The current 19 of the differential transformer 18 will be single-phase, and on the secondary winding 20 of the differential transformer 18 it will be three-phase and the current will flow similarly to the first case considered. The circuit will continue to work.

5. При трехфазном коротком замыкании - исчезнет питание усилителя и питающей катушки, следовательно, сеть отключится.5. With a three-phase short circuit, the power to the amplifier and the supply coil disappears, therefore, the network will turn off.

6. При выносе потенциала из сети 6-35 кВ на систему заземления и зануления сети 380/220 Β - ток пойдет по нулевому проводу N, расположенному внутри сердечника дифференциального трансформатора 3,далее пойдет по цепи системы зануления, заземления сети напряжения 380/220 В и замкнется на емкость двух незаземлившихся фаз проводов сети 6-35 кВ. Если величина этого тока будет равна или превысит пороговую величину, то во вторичной обмотке 5 дифференциального трансформатора 3 появится ЭДС небаланса, по ней пойдет ток небаланса, и если величина этого тока будет равна или превысит пороговый уровень, сеть отключится отключающей катушкой 2 УЗО, причем отключение произойдет одновременно всех фазных проводов и нулевого провода N.6. When the potential is removed from the 6-35 kV network to the grounding and grounding system of the 380/220 Β network, the current will flow through the neutral wire N located inside the core of the differential transformer 3, then it will go through the grounding system and grounding network voltage 380/220 V and closes to the capacitance of two non-grounded phases of 6-35 kV network wires. If the magnitude of this current is equal to or exceeds the threshold value, then the unbalance EMF appears in the secondary winding 5 of the differential transformer 3, the unbalance current flows along it, and if the magnitude of this current is equal to or exceeds the threshold level, the network will be disconnected by the disconnecting coil 2 of the RCD, and disconnecting all phase conductors and the neutral wire N.

7. При двухфазном коротком замыкании, например замкнулись фазы L1 L2-ток пойдет по цепи от фазы L3 к минусовой клемме диода 15, плюсовой вывод которого подключен к выводу дополнительной обмотке 6 дифференциального трансформатора 3, второй конец которой соединен с минусовой клеммой диода 16, плюсовой вывод которого соединен с резистором 17, второй конец которого присоединен к нулевому проводу N. Напряжение на первичной обмотке 19 дифференциального трансформатора 18 будет однофазным, а на вторичной обмотке 20 дифференциального трансформатора 18 оно будет трехфазным и ток будет протекать аналогично рассмотренным случаям. Схема будет продолжать работать.7. In the case of a two-phase short circuit, for example, phases L1 are closed. L2 current flows through the circuit from phase L3 to the negative terminal of diode 15, the positive terminal of which is connected to the terminal of the additional winding 6 of differential transformer 3, the second end of which is connected to the negative terminal of diode 16, positive the output of which is connected to a resistor 17, the second end of which is connected to the neutral wire N. The voltage on the primary winding 19 of the differential transformer 18 will be single-phase, and on the secondary winding 20 of the differential transformer 18 children and three-phase current will flow similarly to the cases considered. The circuit will continue to work.

При возникновении перегрузки электроустановки в первичных проводах электросети, например фазах L1, L2 пойдет ток, превышающий допустимую величину тока перегрузки, во вторичной обмотке преобразователей тока нагрузки 41, 42 через выпрямитель 40 через устройство, содержащее регулируемый резистор R39, резистор R38, конденсатор С37 пойдет ток на инвентирующий вход операционного усилителя 33, и, если величина этого тока будет ровна или больше опорного сигнала, подаваемого от дополнительной обмотки 5 на неинвентирующий вход операционного усилителя 33, то на выходе усилителя произойдет мгновенная смена полярности, транзистор 34 откроется и отключающим аппаратом 1 сеть отключится.In the event of an overload of the electrical installation in the primary wires of the mains, for example, phases L1, L2, a current exceeding the permissible overload current flows to the secondary winding of the load current converters 41, 42 through the rectifier 40 through a device containing an adjustable resistor R39, resistor R38, capacitor C37, the current will flow to the inventory input of the operational amplifier 33, and if the magnitude of this current is equal to or greater than the reference signal supplied from the additional winding 5 to the non-inventive input of the operational amplifier 33, t at the amplifier output will change the instantaneous polarity of the transistor 34 opens and the breaking device 1 has been disconnected.

УЗО не будет реагировать на пусковые токи электродвигателя, поскольку в момент включения напряжение на конденсаторе С37 (Uc) будет возрастать от нуля до определенной величины по формулеThe RCD will not respond to the starting currents of the electric motor, since at the moment of switching on, the voltage across the capacitor C37 (Uc) will increase from zero to a certain value according to the formula

,

где U - полное напряжение от сигнала нагрузки, В;where U is the total voltage from the load signal, V;

t - время с момента пуска электродвигателя, С;t is the time since the start of the electric motor, C;

τ - постоянная времени цепи конденсатор-резистор, равная RC.τ is the time constant of the capacitor-resistor circuit equal to RC.

Claims

A device for protective disconnection of an electrical installation from an alternating current main with three phase wires and a neutral wire, comprising a circuit breaker with an independent release coil, a differential current transformer with primary windings according to the number of supply wires of the electric network and one secondary and additional winding, three identical resistors, each which is connected by one output to the corresponding phase wires of the network, the threshold element, the power supply unit and the rectifier to the ungrounded output supplement three diodes are additionally connected to the positive windings of the differential transformer, and three negative diodes are connected with the positive terminals to the three phase wires of the network, and the second end of the additional differential transformer windings is connected both to the negative terminal of the diode, the second terminal of which is connected through the resistor to the neutral wire of the network, and to the second the terminals of three identical resistors, while the power supply contains a three-phase transformer, the primary winding of which is connected to three phase wires of the network, neutral the point of which is connected to the neutral wire, and the ends of the secondary winding are connected to the negative terminals of the three diodes, respectively, whose positive terminals are grounded, and the beginnings of the three secondary windings are interconnected and connected in series to the first terminal of the capacitor, the second terminal of which is grounded, and connected in series between each of the resistor and the negative terminal of the LED, the positive terminal of which is connected to the input of the resistor, in parallel with which the capacitor is connected, as well as to the positive terminal a zener diode, the negative terminal of which is grounded, the output of the resistor is connected to the inputs of both the resistor, the output of which is grounded, and the input of the divider, the output of which through the resistor is connected to the negative terminal of the operational amplifier, while the third output of the divider is connected to the collector of the transistor, the output of which is grounded, and with the input of the coil of an independent trip, the output of which is grounded, and the base of the transistor is connected to the output of the resistor, while the second end of the additional winding of the differential transformer is connected to a diode mustache terminal, the positive terminal of which is connected through a resistor to the neutral wire of the network, characterized in that the input of the operational amplifier is connected to the positive terminal of the capacitor and the end of the resistor, the second end of which is connected to the “slider” of the adjustable resistor, one of which is connected to the negative terminal capacitor, which is grounded, while the ends of the control resistor through a rectifier are connected to the secondary windings of the load current converters connected in parallel to each other.