RU2363083C1

RU2363083C1 - Device for selective protection of three-phase consumers from unbalanced operating conditions

Info

Publication number: RU2363083C1
Application number: RU2008132237/09A
Authority: RU
Inventors: Михаил Анатольевич Юндин (RU); Михаил Анатольевич Юндин; Олег Валентинович Кобзистый (RU); Олег Валентинович Кобзистый; Александр Петрович Мартынов (RU); Александр Петрович Мартынов
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2009-07-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention relates to electric engineering; it can be used for selective protection of three-phase consumers from unbalanced operating conditions. Device contains contactor starter with one coil lead connected to zero conductor in network and the other coil lead - to phase through Stop button and optical bidirectional thyristor; light-emitting diode in control circuit of optical bidirectional thyristor is connected through current-limiting resistor and auxiliary diode bridge to common point between serial-connected capacitor and resistor with inductance coil and to the second retarding phase switched between power contacts of starter and power consumer. Besides, capacitor is connected by uncommon lead to the first phase in network and resistor is connected by uncommon lead to the third leading phase; capacitor is switched in parallel to anode and cathode of diode bridge and Stop button is switched in parallel to optical bidirectional thyristor.

EFFECT: increase of device safety level and provision of operational selectivity with short circuit protection device for power consumers.

1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для селективной защиты трехфазных потребителей от несимметричных режимов работы.The invention relates to electrical engineering and can be used for selective protection of three-phase consumers from asymmetric operating modes.

Известно устройство для защиты трехфазных потребителей /1/, содержащее электромагнитный пускатель, катушка которого первым выводом подключена через размыкающий контакт кнопки "Стоп" к одной из фаз сети между силовыми контактами и источником питания, последовательно соединенные конденсатор, индуктивную катушку и резистор, включенные между силовыми контактами электромагнитного пускателя и потребителем на другие фазы сети, к общему с конденсатором выводу индуктивной катушки присоединен второй вывод катушки электромагнитного пускателя. При этом кнопка "Пуск" механически соединена с силовыми контактами электромагнитного пускателя.A device for protecting three-phase consumers / 1 /, containing an electromagnetic starter, the coil of which is connected by the first output through the opening contact of the "Stop" button to one of the network phases between the power contacts and the power source, a capacitor, an inductive coil and a resistor connected in series between the power the contacts of the electromagnetic starter and the consumer to other phases of the network, the second terminal of the coil of the electromagnetic starter is connected to the output of the inductive coil common to the capacitor. In this case, the "Start" button is mechanically connected to the power contacts of the electromagnetic starter.

К недостаткам данного устройства относятся недостаточная электробезопасность при работе персонала с мощными электромагнитными пускателями и ограниченный выбор электромагнитных пускателей с механической кнопкой "Пуск", воздействующей на якорь электромагнитного пускателя.The disadvantages of this device include insufficient electrical safety during the work of personnel with powerful electromagnetic starters and a limited selection of electromagnetic starters with a mechanical “Start” button that acts on the armature of the electromagnetic starter.

Известно также устройство для защиты трехфазных потребителей /2/, принятое за прототип, содержащее кнопки "Пуск" и "Стоп", электромагнитный пускатель, катушка которого первым выводом подключена к нулевому рабочему проводнику сети, конденсатор, первый вывод которого подключен к первой фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и потребителем, резистор, первый вывод которого подключен к третьей опережающей фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и потребителем, второй вывод подключен к одному из выводов индуктивной катушки, второй вывод которой подключен ко второму выводу конденсатора, второй вывод катушки электромагнитного пускателя подключается к катоду дополнительно включенного симистора, анод которого через кнопку "Стоп" подключается ко второй отстающей фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и источником питания, управляющий электрод симистора через токоограничивающее сопротивление подключается к катоду дополнительно введенного диода, анод которого подключается к средней точке между конденсатором и индуктивной катушкой, параллельно катоду и аноду симистора подключается кнопка "Пуск".It is also known a device for protecting three-phase consumers / 2 /, taken as a prototype, containing the Start and Stop buttons, an electromagnetic starter, the coil of which is connected to the zero working conductor of the network by the first output, a capacitor, the first output of which is connected to the first phase of the network between power contacts of the electromagnetic starter and the consumer, a resistor, the first terminal of which is connected to the third leading phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter and the consumer, the second terminal is connected to one from the terminals of the inductive coil, the second terminal of which is connected to the second terminal of the capacitor, the second terminal of the coil of the electromagnetic starter is connected to the cathode of an additional triac, the anode of which is connected via the Stop button to the second lag phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter and the power source, the control electrode the triac through the current-limiting resistance is connected to the cathode of the additionally introduced diode, the anode of which is connected to the midpoint between the con With the sensor and inductive coil, the Start button is connected parallel to the cathode and anode of the triac.

Недостатком данного устройства является отсутствие селективности действия со смежным аппаратом защиты потребителей от токов короткого замыкания, что может привести к выходу из строя электромагнитного пускателя при протекании через его силовые контакты сверхтоков короткого замыкания.The disadvantage of this device is the lack of selectivity with an adjacent apparatus for protecting consumers from short circuit currents, which can lead to failure of the electromagnetic starter when overcurrent short circuits flow through its power contacts.

Цель изобретения - повышение уровня электробезопасности устройства защиты трехфазных потребителей от несимметричных режимов работы и обеспечение селективности действия со смежным аппаратом защиты потребителей от токов короткого замыкания.The purpose of the invention is to increase the electrical safety of the device for protecting three-phase consumers from asymmetric operating modes and to ensure selectivity of action with an adjacent device for protecting consumers from short-circuit currents.

Для достижения указанного технического результата в устройстве селективной защиты трехфазных потребителей от несимметричных режимов работы, содержащем кнопки «Пуск» и «Стоп», электромагнитный пускатель, катушка которого первым выводом подключена к нулевому рабочему проводнику сети, конденсатор, первый вывод которого подключен к первой фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и потребителем, резистор, первый вывод которого подключен к третьей опережающей фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и потребителем, второй вывод подключен к одному из выводов индуктивной катушки, второй вывод которой подключен ко второму выводу конденсатора, второй вывод катушки электромагнитного пускателя подключается к катоду дополнительно введенного оптосимистора, анод которого через кнопку «Стоп» подключается к фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и источником питания, параллельно катоду и аноду оптосимистора подключается кнопка «Пуск», анод светодиода цепи управления оптосимистора через токоограничивающее сопротивление подключается к катоду дополнительно введенного диодного моста, анод которого подключается к катоду светодиода цепи управления оптосимистора, параллельно катоду и аноду диодного моста включается конденсатор, диагональ переменного тока диодного моста подключается к средней точке между конденсатором и индуктивной катушкой и ко второй отстающей фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя и потребителем.To achieve the specified technical result, in the device for selective protection of three-phase consumers from asymmetric operating modes, which contains the Start and Stop buttons, an electromagnetic starter, the coil of which is connected to the zero working conductor of the network with the first output, a capacitor, the first output of which is connected to the first phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter and the consumer, a resistor, the first output of which is connected to the third leading phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter and consumer, the second terminal is connected to one of the terminals of the inductive coil, the second terminal of which is connected to the second terminal of the capacitor, the second terminal of the coil of the electromagnetic starter is connected to the cathode of the additionally introduced opto-simulator, the anode of which is connected via the Stop button to the network phase between the electromagnetic power contacts the starter and the power source, parallel to the cathode and anode of the opto-simsistor the Start button is connected, the anode of the LED of the opto-simistor control circuit through current limiting the resistor is connected to the cathode of the additionally introduced diode bridge, the anode of which is connected to the cathode of the LED of the opto-simistor control circuit, a capacitor is connected parallel to the cathode and anode of the diode bridge, the diagonal of the diode bridge alternating current is connected to the midpoint between the capacitor and the inductive coil and to the second lagging phase of the network between power contacts of the electromagnetic starter and the consumer.

На чертеже представлена схема заявляемого устройства.The drawing shows a diagram of the inventive device.

Устройство селективной защиты трехфазных потребителей от несимметричных режимов работы содержит кнопку "Стоп" 1, через кнопку "Пуск" 2 введенную в цепь питания катушки электромагнитного пускателя 3, второй вывод которой подключен к нулевому рабочему проводнику сети, параллельно кнопке "Пуск" 2 дополнительно включен оптосимистор 4, светодиод цепи управления которого через токоограничивающее сопротивление 5 и диодный мост 6 одним выводом диагонали переменного тока включается между первым конденсатором 7 и резистором 8 с катушкой индуктивности 9, причем конденсатор 7 присоединен необщим выводом к первой фазе сети, а резистор 8 подключен необщим выводом к третьей опережающей фазе сети, второй вывод диагонали переменного тока диодного моста 6 подключен ко второй отстающей фазе сети между силовыми контактами электромагнитного пускателя 10 и трехфазным потребителем 11, для обеспечения селективности действия со смежным аппаратом защиты потребителей от токов короткого замыкания 12 параллельно аноду и катоду диодного моста 6 включен конденсатор 13.The device for selective protection of three-phase consumers from asymmetric operating modes contains a Stop button 1, through the Start button 2 inserted into the power supply circuit of the coil of the electromagnetic starter 3, the second output of which is connected to the neutral working conductor of the network, an opto-simistor is additionally turned on in parallel with the Start button 2 4, the control circuit LED of which through the current-limiting resistance 5 and the diode bridge 6 is connected by a single output of the diagonal of the alternating current between the first capacitor 7 and the resistor 8 with an inductor ty 9, and the capacitor 7 is connected by a non-common output to the first phase of the network, and the resistor 8 is connected by a non-common output to the third leading phase of the network, the second terminal of the AC diagonal of the diode bridge 6 is connected to the second lagging phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter 10 and the three-phase consumer 11 , to ensure selectivity of action with an adjacent apparatus for protecting consumers from short circuit currents 12, a capacitor 13 is connected in parallel with the anode and cathode of the diode bridge 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При первоначальном включении кнопки "Пуск" 2 напряжение питания подается на катушку электромагнитного пускателя 3, замыкаются силовые контакты электромагнитного пускателя 10 и к трехфазному потребителю 11 прикладывается напряжение питания. В нормальном симметричном режиме работы сети через светодиод цепи управления оптосимистора 4 протекает выпрямленный ток, достаточный для его открытия. Силовые контакты электромагнитного пускателя 10 самоудерживаются электромагнитной силой катушки 3 и питают трехфазный потребитель 11.The proposed device operates as follows. When the Start button 2 is initially turned on, the supply voltage is supplied to the coil of the electromagnetic starter 3, the power contacts of the electromagnetic starter 10 are closed, and the supply voltage is applied to the three-phase consumer 11. In the normal symmetrical mode of operation of the network, a rectified current sufficient to open it flows through the LED of the optocosmistor 4 control circuit. The power contacts of the electromagnetic starter 10 are self-retaining by the electromagnetic force of the coil 3 and feed the three-phase consumer 11.

Когда обрывается фаза сети или возникает значительная несимметрия, ток в цепи управления оптосимистора 4 уменьшается. Причем ток снижается с выдержкой времени за счет дополнительно введенных в цепь управления оптосимистором 4 конденсатора 13 и токоограничивающего резистора 5. Снижение тока вызывает закрытие оптосимистора 4 и обесточивание катушки электромагнитного пускателя 3 с одновременным размыканием силовых контактов электромагнитного пускателя 10. Для ручного отключения потребителя в цепи управления предусмотрена кнопка "Стоп" 1.When the phase of the network breaks or significant asymmetry occurs, the current in the control circuit of the opto-simistor 4 decreases. Moreover, the current decreases with time delay due to the additionally introduced capacitor 13 and the current-limiting resistor 5 in the opto-simistor 4 control circuit. Decreasing the current causes the opto-simistor 4 to close and deenergize the coil of the electromagnetic starter 3 while simultaneously opening the power contacts of the electromagnetic starter 10. To manually disconnect the consumer in the control circuit The Stop button 1 is provided.

Таким образом, обеспечивается селективная защита трехфазного потребителя 11 от несимметричных режимов работы и повышается уровень электробезопасности устройства защиты.Thus, the selective protection of the three-phase consumer 11 from asymmetric operating modes is ensured and the electrical safety level of the protection device is increased.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2218645, кл. H02Н02H 7/085, 2003.1. RF patent №2218645, cl. H02H02H 7/085, 2003.

2. Патент РФ №2269191, кл. H02H 7/08, Н02Н 7/09, 2006 - прототип.2. RF patent No. 2269191, cl. H02H 7/08, H02H 7/09, 2006 - prototype.

Claims

A device for the selective protection of three-phase consumers from asymmetric operating modes, containing the Start and Stop buttons, an electromagnetic starter, the coil of which is connected to the zero working conductor of the network by the first output, a capacitor, the first terminal of which is connected to the first phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter and a consumer, a resistor, the first terminal of which is connected to the third leading phase of the network between the power contacts of the electromagnetic starter and the consumer, the second terminal is connected to one of the outputs of the inductive coil, the second output of which is connected to the second output of the capacitor, characterized in that the second output of the coil of the electromagnetic starter is connected to the cathode of the additionally introduced optocoupler, the anode of which is connected via the Stop button to the network phase between the power contacts of the electromagnetic starter and the power source , parallel to the cathode and anode of the opto-simistor, the Start button is connected, the anode of the LED of the opto-simistor control circuit connects via the current-limiting resistance I’m connected to the cathode of the additionally introduced diode bridge, the anode of which is connected to the cathode of the LED of the optosymistor control circuit, a capacitor is turned on parallel to the cathode and anode of the diode bridge, the diagonal of the ac diode bridge is connected to the midpoint between the capacitor and the inductive coil and to the second lagging phase of the network between the power contacts electromagnetic starter and consumer.