RU1830584C - Устройство дл контрол чередовани и обрыва фаз трехфазной сети - Google Patents

Abstract

Устройство предназначено дл  вы влени  нарушени  чередовани  и обрыва фаз трехфазной сети, что предотвращает повреждение нагрузки. Сущность изобретени  заключаетс  втом, что изфазных напр жений формируютс  пр моугольные импульсы, дифференцируютс , и если продифференцируемый импульс находитс  в зоне последующего пр моугольного импульса, то сигнал на выходе исполнительного элемента отсутствует. При нарушении чередовани  фаз ,или обрыве какой-либо из них, продифференцированные импульсы не попадают в зону последующего пр моугольного импульса и на выходе исполнительного элемента по вл етс  сигнал. 5 ил. ,

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к области электротехники , а именно к полупроводниковым релейным устройствам трехфазного переменного напр жени , осуществл ющим защитные отключени  асинхронного электродвигател  при нарушении пор дка чередовани  фаз в сети, привод щем к несанкционированному изменению направлени  вращени  ротора электродвигател , или при обрыве фазного провода в сети, привод щем к недопустимому перегреву электродвигател .Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства.

Именно дополнительное введение дифференцирующих цепей и двухвходовых элементов И по числу фаз так, что выходы формирователей-ограничителей каждой фазы через свои дифференцирующие цепи

подключены к первым входам элементов И, а выход формировател -ограничител  предыдущей фазы соединен со вторым входом элемента И последующей фазы, выходы элементов И каждой фазы ссздинены со своими входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен ко входу исполнительного элемента, достигаетс  упрощение устройства .

На фиг.1 показана функциональна  схема устройств дл  контрол  чередовани  и обрыва фаз трехфазной сети.

На фиг,2 дан пример выполнени  исполнительного элемента.

На фиг.3-5 показаны временные диаграммы напр жений устройства при различных режимах его работы.

Устройство (фиг. 1) содержит три формировател  -рграничител  1, входами подклюсо со О ел со

Ь

ченные к клеммам соответствующих фаз А,В,С трехфазной сети переменного тока, а выходами подключенные к входам соответствующих фазам дифференцирующих цепей 2, выходы которых подключены к первым входам соответствующих фазам двухвходовых элементов И 3, своими вторыми входами подключённых к выходам формирователей-ограничителей1 предыдущих фаз, а выходами подключенных к своим входам трехвходового элемента ИЛИ-НЕ 4, выход которого соединен со входом исполнительного элемента 5.

Питание элементов схемы устройства производитс  посто нными напр жени ми +Е и -Е, формируемыми на выходах блока питани  6, входами подключенного к фазам сетиА,В,С.

Исполнительный элемент 5 (фиг.2) содержит операционный усилитель (интегральную микросхему) 7, неинвертирующий вход (+) которого подключен к выходу формировател  опорного напр жени  8, а инвертирующий вход (-} подключен к выходу врем  задающей RC-цепи 9 и через диод 10 подключен ко входу исполнительного элемента 5, причем входы формировател  опорного напр жени  8 и врем задающей RC-цепи 9 подключены к шине питани  с напр жением +Е, а цепи питани  операционного усилител  7 подключены к шинам питани  с напр жени ми +Е и -Е. Выход операционного усилител  7 через резистор 11 подключен к базе транзистора 12, соединенной с эмиттером и общей шиной питани  (1) через диод 13. Коллектор транзистора 12 через параллельно соединенные катушку электромеханического реле 19 и диод 15 подключен к шине питани  с напр жением +Е.

Формирователь опорного напр жени  8 содержит два последовательно соединенных резистора 16 и 17, точка подключени  которого  вл етс  его выходом. Врем зада- юща  RC-цепи 9 содержит последовательно соединенные резистор 18 и конденсатор 19, точка подключени  которых  вл етс  ее выходом .

Работу устройства (фиг.1) характеризуют следующие режимы сети переменного тока:

нормальный режим работы, когда напр жени  присутствуют во всех трех фазах сети и соблюдаетс  требуемый пор док чередовани  фаз (этот режим работы иллюстрируют временные диаграммы напр жений показанные на фиг.З);

ненормальный режим работы, когда в сети нарушен пор док чередовани  фаз и на выходе устройства формируетс  сигнал отключени  (этот режим работы иллюстрируют временные диаграммы напр жений показанные на фиг.4);

ненормальный режим работы, когда в

сети оборван один из фазных проводов и на выходе устройства формируетс  сигнал отключени  (этот режим работы иллюстрируют временные диаграммы напр жений показанные на фиг.5).

О В нормальном полнофазном режиме работы , когда пор док чередовани  фаз в сети правильный, устройство работает следующим образом. При поступлении на входы формирователей-ограничителей 1 фазных

5 напр жений la.lb.lc на их выходах по вл ютс  импульсы напр жений пр моугольной формы UiA.UiB.Uic (индексаци  напр жений выполнена в соответствии с номером элемента и фазой сети) с длительност ми

0 импульсов, равными полупериоду колебаний напр жени  сети. Под действием выходных напр жений формирователей- ограничителей 1 на выходах дифференцирующих цепей 2 по вл ютс  (в моменты

5 смены пол рности сетевых напр жений с отрицательной на положительную) импульсы напр жений U2A.U2B.U2C, имеющие короткую длительность, на пор док меньшую полупериода колебаний напр жени  сети.

0 Импульсы напр жений ОзА.изв.изс по вл ютс  на выходах, соответствующих фазам элементов И 3 при одновременном присутствии на их входах выходного напр жени  положительной пол рности форми5 ровател -ограничител  1 предыдущей фазы и выходного напр жени  дифференцирующей цепи 2 данной фазы.

Например, напр жение USA на выходе элемента И 3 фазы А по витс  при одновре0 менном наличии на входах данного элемента напр жени  положительной пол рности UiC, формируемого на выходе формировател -ограничител  1 фазы С, и напр жени  U2A. формируемого на выходе дифференци5 рующей цепи 2 фазы А. Как видно из диаграмм на фиг.З, при нормальном режиме работы сети на выходах элементов И 3 всех , трех фаз присутствуют импульсы напр жений (UsA.UaB.Uac), сдвинутые друг относи0 тельно друга на треть периода колебаний напр жени  сети. Эти импульсы объедин ютс  по выходу и инвертируютс  с помощью элемента ИЛИ-НЕ 4 (см.напр жение ). Под действием импульсов напр жени 

5 низкого уровн  , поступающего с выхода элемента ИЛИ-НЕ 4 на вход исполнительного элемента 5, в последнем через каждую треть периода колебаний напр жени  сети открываетс  диод 10 и происходит разр д конденсатора 19 через элемент ИЛИ-НЕ 4.

При этом напр жение Uig (на конденсаторе 19 и на инвертирующем входе операционного усилител  7) в нормальном режиме работы сети за треть периода колебаний напр жени  сети не успевает нарасти до напр жени  Ui (на резисторе 17 и на неинвертирующем входе операционного усилител  7),  вл ющегос  опорным напр жением операционного усилител  7. В результате чего на выходе операционного усилител  7 будет присутствовать положительное напр жение Uy высокого уровн , под действием которого транзистор 12 будет включен и через катушку реле 14 будет протекать ток, привод щий к срабатыванию реле 14 и замыкэнию.его контактов. Последнее сигнализирует о нормальном режиме работы контролируемой сети, а именно о правильном пор дке чередовани 1 фаз и о наличии напр жений во всех трех фазах се:ти . .. .

При нарушении нормальной работы сети; св занной с изменением пор дка чередовани  фаз. (например, если фазы В и С помен лись местами, ем.фиг.4) устройство работает следующим образом. Импульсы напр жений положительной пол рности на выходах формирователей-ограничителей 1 UiA,UiB,Uic не совпадают теперь во времени с импульсами напр жений на выходах дифференцирующих цепей 2 соответствен-, но U2B.U2C.U2A. В результате импульсы напр жений положительной пол рности изл.изв.изс на выходах элементов ИЗ всех трех фаз отсутствуют, а на выходе элемента ИЛ1/1-НЕ 4 посто нно будет присутствовать положительное напр жение высокого уровн  U4, под действием которого диод 10 в исполнительном элементе 5 будет заперт. Последнее приводит к тому, что положительное напр жение Uig на конденсаторе 19 и на инвертирующем входе операционного усилител  7 будет больше положительного напр жени  Ui на резисторе 17 и на неинвертирующем входе операционного усилител  7. В результате чего на выходе операционного усилител  7 будет присутствовать напр жение U отрицательной пол рности , под действием которого транзистор 12 будет заперт и. как следст .вие, катушка реле 14 будет .обесточена, а контакты реле 14 будут разомкнуты (такое состо ние контактов реле 14 сигнализирует о ненормальном режиме работы контролируемой сети).

При нарушении нормальной работы сети , св занном с обрывом фазного провода в

сети (например, фазы С), устройство работает (с учетом того, что обща  шина питани  схемы устройства не соединена с нулевой точкой трехфазной сети) так (см.фиг.5). На- 5 пр жени  UA и UB в фазах Аи В теперь будут находитьс  в противофазе. При этом импульсные напр жени  положительной пол рности будут присутствовать на выходах формирователей-ограничителей 1 и диффе0 ренцирующих цепей 2 только в фазах Аи В, причем напр жени  UIA и U2B не будут совпадать во времени. В результате чего будут отсутствовать положительные напр жени  высокого уровн  U3A.U3B.U3C на выходах

5 элементов И 3 соответствующих фаз, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 4 посто нно бу- дет присутствовать положительное напр жение U4 высокого уровн . Последнее, как это уже говорилось дл  режима нарушени 

0 чередовани  фаз, приводит к разомкнутому состо нию контактов реле 14, свидетельствующему о ненормальной работе контролируемой сети.

Если после нарушени  нормальной ра5 боты сети и размыкани  контактов реле 15 пор док чередовани  фаз и полнофазный режим в сети будут восстановлены, то контакты реле 14 в устройстве автоматически замкнутс .

0 Таким образом, по сравнению с прототипом , за вл емое устройство выполнено на более простых элементах, не обладающих пам тью, и работает по более простому алгоритму.

5

Claims (1)

1. Формулаизобретени 

   Устройство дл  контрол  чередовани  и обрыва фаз трехфазной сети, содержащее

   0 три формировател -ограничител , входы которых подключены к клеммам дл  соединени  с фазами контролируемой сети, трехвходовый элемент ИЛИ-НЕ и исполнительный элемент, о т л и чающеес  тем,,

   5 что, с целью упрощени  устройства, в него дополнительно введены дифференцирующие цепи и двухвходовые элементы И по числу фаз, при этом выходы формирователей-ограничителей каждой фазы через свою

   0 дифференцирующую цепь подключены к первым входам элементов И, а выход фор- мировател чограничител  предыдущей фазы соединен с вторым входом элемента И последующей фазы, выходы элементов И

   5 каждой фазы соединены со своими входами . элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к входу исполнительного элемента.

   1

   f