SU1117767A1

SU1117767A1 - Device for protecting three-phase electric installation against incomplete phase operation

Info

Publication number: SU1117767A1
Application number: SU823437819A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Борданов
Original assignee: Ставропольский политехнический институт
Priority date: 1982-05-17
Filing date: 1982-05-17
Publication date: 1984-10-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕПОЛНОФАЗНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ, содержащее трехфазный выключатель, выполненный на тиристорах по схеме встречнопараллельного включени двух тиристоров в каждой фазе, датчики аварийного режима, блок управлени выключател , отличающеес тем, что, с целью упрощени устройства, каждый из двух датчиков выполнен в виде U-образного ферромагнитного сердечника, охватывающего три токоведущих проводника по числу фаз из схемы встречно-параллельного включени тиристоров с одним и тем же провод щим направлением тиристоров в фазах А, В, С и геркона с замыкающим контактом, размещенного на торцах U-образного сердечника, перпендикул рно К указанным трем токоведущим проводникам, причем герконы датчиков соединены послеi довательно между собой и включены в .блок управлени тиристорного выключател . (Л О5 A DEVICE FOR PROTECTION OF THREE-PHASE ELECTRICAL INSTALLATION FROM NON-FULL-PHASE OPERATION MODE, containing a three-phase switch, made on thyristors according to the scheme of counter-parallel connection of two thyristors in each phase, emergency mode sensors, a switch control unit, which is used for the purpose of the device to simplify the device, in order to simplify the device, to simplify the device, to simplify the device, to simplify the device, to simplify the device. in the form of a U-shaped ferromagnetic core encompassing three current-carrying conductors according to the number of phases from the counter-parallel connection of thyristors with the same The direction of the thyristors in phases A, B, C and the reed switch with the closing contact located at the ends of the U-shaped core is perpendicular to the three current-carrying conductors, the sensor reed switches are connected sequentially to each other and included in the thyristor switch control unit. (L O5

Description

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к устройствам дл релейной защиты. Известно устройство дл контрол наличи напр жени в фазах, содержащее трехфазный однополупериодный выпр митель, подключенный к контролируемым фазам. Выход выпр мител подключен к аноду тиристора и через последовательно соеднненный резистор и кнопку пуска - к управл ющему электроду тиристора. Между нулевой точкой сети и катодом тиристора включен исполнительный орган 1. Недостатком данного устройства вл етс то, что оно не реагирует на неполнофазные режимы трехфазной сети при двигательном характере нагрузки. В этом случае при обрыве (или случайном отключении) одного из линейных проводов сети питани напр жение в этой фазе двигател не исчезает, а лишь уменьшаетс . На обмотке элекгродвигател в этом режиме, подобно обмотке трансформатора, развиваетс значительное напр жение, которое увеличиваетс , если двигатель продолжает вращатьс в неполнофазном режиме за счет генерации в обмотке этой фазы дополнительной ЭДС. Следовательно , устройство функционально не обеспечивает обнаружени неполнофазного режима в случае двигательного характера нагрузки . Известно также устройство дл защиты трехфазного электродвигател , содержащее датчики аварийного режима, выполненные на ферромагнитных сердечниках, охватывающих фазные провода 2. Однако как при трехфазном режиме, так и при обрыве фазы намагничивающие результирующие ампервитки равны нулю и данное устройство не реагирует на неполнофазный режим. Наиболее близким к изобретению вл етс устройство дл защиты трехфазной нагрузки от несимметричных режимов, содержащее тиристорный выключатель, блок управлени тиристорного коммутатора, датчик неполнофазного режима в виде трехфазного трансформатора, вторична обмотка которого включена на резисторы, соединенные звезт дои, реагирующий орган и инвертор 3. Недостатком известного устройства вл етс то, что оно обладает низкой чувствительностью при исчезновении напр жений одной из фаз сети и двигательном характере нагрузки. При вращающемс электродвигателе в двухфазном режиме в обмотке исчезнувшей фазы индуктируетс ЭДС, величина которой зависит от скольжени , и, следовательно , устройство функционально не обеспечивает обнаружени неполнофазного режима при различной нагрузке на валу электродвигател . Дл обнаружени неполнофазного режима необходимо контролировать наличие не напр жени , а тока в фазных проводниках трехфазной нагрузки. Кроме того, известное устройство обладает определенной сложностью, а трехфазный трансформатор с нагруженной вторичной обмоткой вл етс дополнительным потребителем электрической э ерг н. Цель изобретени - упрощение устройства . Дл достижени поставленной цели в устройстве дл защиты трехфазной электроустановки от неполиофазного режима работы , содержащем трехфазный выключатель, выполненный на тиристорах по схеме встречно-параллельного включени двух тиристоров в каждой фазе, датчики аварийного режима, блок управлени выключател , каждый из двух датчиков выполнен в вцде U-образного ферромагнитного сердечника, охватывающего три токоведущих проводника по числу фаз из схемы встречно-параллельного включени тиристоров с одним и таи же провод щим направлением тиристоров в фазах А, В, С и геркоиа с замыкающим контактом , размещенного на торцах U-образного сердечника перпендикул рно к указанным трем токоведущнм проводникам, причем герконы датчиков соединены последовательно между собой и включены в блок управлени тиристорного выключател . На фиг. 1 представлена электрическа схема устройства дл защиты трехфазной электроустановки от неполиофазных режимов работы; на фиг. 2 - волновые диаграммы , по сн ющие принцип работы устройства: а - дл нормального режима, когда имеютс в наличии все три фазных напр жени (следовательно, и токи в проводах фаз А, В, С); б - при отсутствии одного из фазных напр жений (например, фазы В); I-Wcp, IWoT - ампервитки срабатывани геркона и отпускани соответственно; ii - момент времени, когда геркон размыкает свой контакт; tj. - момент времени, когда геркон замыкает свой контакт. Устройство содержит два датчика 1 тока (фиг. 1 а, б), каждый из которых состоит из U-образного ферромагнитного сердечника 2 и геркона 3, размещенного на торцах U-образного сердечника 2 перпендикул рно к трем токоведущим проводникам 4, проход щим внутри U-рбразиого сердечника и соединенным с тиристором одного провод щего направлени . Геркоиы токовых датчиков имеют замыкающие коитакты, которые соединены последовательно между собой и включены в блок б управлени тиристорного трехфазного коммутатора 5, подключающего трехфазную электроустановку 7. Устройство работает следующим образом. Блок 6 управлени (фиг. 1 а) воздействует на тиристорный выключатель 5 так, что все шесть тиристоров наход тс в работе и коммутируют электродвигатель 7 с сетью.The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for relay protection. A device for monitoring the presence of voltage in phases, containing a three-phase half-wave rectifier connected to controlled phases, is known. The output of the rectifier is connected to the thyristor anode and, via a series-connected resistor and start button, to the control electrode of the thyristor. The executive element 1 is connected between the zero point of the network and the cathode of the thyristor. The disadvantage of this device is that it does not respond to the incomplete-phase modes of the three-phase network with the motor nature of the load. In this case, in the event of a break (or accidental disconnection) of one of the linear wires of the mains supply, the voltage in this phase of the engine does not disappear, but only decreases. In this mode, the electric motor winding, like the transformer winding, develops a significant voltage, which increases if the motor continues to rotate in an incomplete phase mode due to the generation of additional emf in the winding of this phase. Consequently, the device does not functionally detect an incomplete phase mode in the case of a motor type of load. It is also known a device for protection of a three-phase electric motor, containing emergency mode sensors, made on ferromagnetic cores covering phase wires 2. However, both in three-phase mode and in phase loss, the magnetizing resultant turns are zero and this device does not respond to a full-phase mode. Closest to the invention is a device for protection of a three-phase load from asymmetrical modes, comprising a thyristor switch, a thyristor switch control unit, a half-phase mode sensor in the form of a three-phase transformer, the secondary winding of which is connected to resistors, connected stars, reacting element and inverter 3. Disadvantage The known device is that it has a low sensitivity in case of the disappearance of the voltage of one of the phases of the network and the motor nature of the load. With a rotating motor in a two-phase mode, an emf is induced in the winding of the disappearing phase, the magnitude of which depends on the slip, and therefore the device does not functionally detect the incomplete-phase mode at different loads on the motor shaft. To detect an incomplete-phase mode, it is necessary to control the presence of not the voltage, but the current in the phase conductors of the three-phase load. In addition, the known device has a certain complexity, and a three-phase transformer with a loaded secondary winding is an additional consumer of electrical energy. The purpose of the invention is to simplify the device. To achieve this goal, in a device for protection of a three-phase electrical installation from a non-polyphase mode of operation, containing a three-phase switch, made on thyristors according to an anti-parallel connection of two thyristors in each phase, emergency mode sensors, a switch control unit, each of two sensors is made in all U -shaped ferromagnetic core covering three current-carrying conductors according to the number of phases from the circuit of the anti-parallel connection of thyristors with the same conducting direction The thyristors in phases A, B, C, and hercoi are equipped with a closing contact located at the ends of the U-shaped core perpendicular to the three current-carrying conductors, with the sensor switches connected in series with each other and included in the control unit of the thyristor switch. FIG. 1 is an electrical diagram of a device for protecting a three-phase electrical installation from non-polyphase modes of operation; in fig. 2 - wave diagrams explaining the principle of operation of the device: a - for the normal mode, when all three phase voltages are available (therefore, the currents in the wires of phases A, B, C); b - in the absence of one of the phase voltages (for example, phase B); I-Wcp, IWoT — reverberating and releasing amperages, respectively; ii - the point in time when the reed switch opens its contact; tj. - the point in time when the reed switch closes its contact. The device contains two current sensors 1 (Figs. 1 a, b), each of which consists of a U-shaped ferromagnetic core 2 and a reed switch 3 placed on the ends of the U-shaped core 2 perpendicular to the three current-carrying conductors 4 passing through U -Argent core and one conductive direction connected to the thyristor. The current cell sensors have locking coitacts that are connected in series with each other and included in the control unit b of the three-phase thyristor switch 5 connecting the three-phase electrical installation 7. The device operates as follows. The control unit 6 (Fig. 1a) acts on the thyristor switch 5 so that all six thyristors are in operation and the motor 7 is switched with the network.

Это состо ние дл трех тиристоров одного и того же провод щего направлени фаз А, В, С показано на фиг. 2 а волновой диаграмА1ой токов. Эта же диаграмма, но в масштабе ампер витков (W l), будет соответствовать результирующим ампервиткам, которые пульсируют от максимума до минимума. Подбира магнитную систему U-образного сердечника так, чтобы минимальное зиачение результирующих ампервитков было больше ампервитков срабатывани ( ) геркона , можно обеспечить замкнутое состо ние контакта геркона 3 (фиг. 1 а, б). Таким образом , при наличии токов во всех трех фазах А, В, С контакты герконов 3 (фиг. 1 а, б) все врем будут находитьс в замкнутом состо нии и запрет работы блока управлени 6 отсутствует.This state for three thyristors of the same conducting direction of phases A, B, C is shown in FIG. 2 and the wave diagram of the current. The same diagram, but on the scale of ampere turns (W l), will correspond to the resulting ampere turns, which pulsate from maximum to minimum. By selecting the magnetic system of the U-shaped core so that the minimum creep of the resulting vortex turns out to be more than the vortex turns () of the reed switch, it is possible to ensure the closed state of the contact of the reed switch 3 (Fig. 1 a, b). Thus, if there are currents in all three phases A, B, C, the contacts of the reed switches 3 (Fig. 1 a, b) will always be in a closed state and the operation of the control unit 6 will not be prohibited.

Аварийный режим работы - исчезновение одной из фаз, например фазы В, питающего напр жени .The emergency mode of operation is the disappearance of one of the phases, for example, phase B, of the supply voltage.

Как следует из волновой диаграммы (фиг. 2 б), результирующие ампервитки пульсируют от максимума до нул . В момеит времени ti они станов тс равными ампервиткам отпускани I WOT от геркона, и последний размыкает свой контакт. Разомкну ,тое состо нне контакта герконов 3 (фиг. 1)As follows from the wave diagram (Fig. 2 b), the resulting amp revolutions pulsate from maximum to zero. In a time ti, they become equal to the release latitude I WOT from the reed switch, and the latter opens its contact. Open, that is the state of the contact of the reed switches 3 (Fig. 1)

аbut

находитс в интервале времени ti-tj. В первый интервал временн tj-tj произойдет запрет работы блока 6 управлени (фиг. 2 а) который, воздейству на трехфазный тиристорный выключатель 5, вызовет запирание тиристоров, и тем самым двигатель 7 будет отключен от сети.is in the time interval ti-tj. In the first time interval tj-tj, the operation of the control unit 6 (Fig. 2a), which affects the three-phase thyristor switch 5, will cause the thyristors to be locked, and thus the motor 7 will be disconnected from the network.

Положительный эффект предлагаемого устройства заключаетс в том, что поЁышаетс чувствительность защиты и одновременно упрощаетс схемное решение по сравнению с известным.The positive effect of the proposed device is that the sensitivity of protection is increased and, at the same time, the circuit design is simplified compared to the known one.

Устройство контролирует исчезновение одной из трех фаз трехфазной нагрузки независимо от характера последней, а также исправность рабочей структуры тирнсторов в трехфазном выключателе. Контроль «исчезнувшей фазы и состо ии рабочей структуры тиристоров в выключателе достигаетс тем, что в качестве контролируемого параметра прин то ток в фазном проводе трехг фазной электроустановки.The device controls the disappearance of one of the three phases of a three-phase load, regardless of the nature of the latter, as well as the operability of the working structure of the tyrstors in the three-phase switch. The control of the disappeared phase and the state of the working structure of the thyristors in the switch is achieved by receiving the current in the phase conductor of the three phase electrical installation as a controllable parameter.

Предлагаемое техническое решение может быть использовано на промышленных, коммунально-бытовых предпри ти х, в сельскохоз йственном производстве дл защиты трехфазных электродвигателей от двухфазных режимов.The proposed technical solution can be used in industrial, municipal, and agricultural production in order to protect three-phase electric motors from two-phase modes.

Claims

. DEVICE FOR PROTECTION

A THREE-PHASE ELECTRICAL INSTALLATION FROM AN IN-PHASE OPERATION MODE, containing a three-phase switch made on thyristors according to the scheme of on-parallel switching of two thyristors in each phase, emergency mode sensors, a switch control unit, characterized in that, in order to simplify the device, each of the two sensors is made in the form of U -shaped ferromagnetic core, covering three current-carrying conductors according to the number of phases from the circuit of counter-parallel connection of thyristors with the same conductive direction of the thyristor a moat in the phases A, B, C, and make contact with the reed switch, located on the ends of U-shaped core, perpendicular to the above three live conductors, the reed sensors connected _post-β sequence between themselves and are included in the SS thyristor switch control unit.