SU1584025A1

SU1584025A1 - Combination device for protecting of electrical installation from damage under emergency conditions of operation

Info

Publication number: SU1584025A1
Application number: SU4294900K
Authority: SU
Inventors: Виктор Владимирович Дьяков; Лев Викентьевич Ванкевич; Гелий Петрович Екименков; Олег Иванович Сухой
Original assignee: Краматорский Индустриальный Институт
Priority date: 1987-08-06
Filing date: 1987-08-06
Publication date: 1990-08-07
Also published as: SU1584024A1

Abstract

Изобретение относитс к области электротехники и предназначено дл защиты от утечек тока на землю и от неполнофазных режимов. Цель изобретени - расширение зоны вы влени неполнофазных режимов путем контрол обрыва фазных проводов сети. При обрыве фазного провода в питающей сети общие точки 25 и 28 наход тс под одинаковым потенциалом, точка 33 соединени диодов 31 и 32 имеет нулевой потенциал, в результате чего на выходе элемента НЕ находитс логическа "1". На второй вход схемы И 35 поступает потенциал общей точки 25, отличный от нул . Поэтому светодиод начинает светитьс и создает цепь управлени тиристора 20. Через выдержку времени, определ емую узлом 22 временной задержки, тиристор 20 включаетс , блокируютс цепи управлени магнитным пускателем 1, происходит отключение питани от электроустановки. Свечение сигнальной лампы 19 означает повреждение питающей сети. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to the field of electrical engineering and is intended to protect against leakage of current to earth and from non-full-phase modes. The purpose of the invention is to expand the area of detection of non-phase modes by monitoring the break of the phase conductors of the network. When a phase wire is broken in the supply network, the common points 25 and 28 are at the same potential, the connection point 33 of the diodes 31 and 32 has a zero potential, as a result of which the output element is NOT a logical "1". The second input of the circuit And 35 receives the potential of the common point 25, which is different from zero. Therefore, the LED starts to light up and creates the thyristor control circuit 20. After a time delay determined by the time delay node 22, the thyristor 20 is turned on, the control circuit of the magnetic starter 1 is blocked, the power from the electrical installation is disconnected. The flashing of the signal lamp 19 indicates a damage to the power supply. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к электро- технике, в частности к комбинированным устройствам защиты электроустановки (от утечек тока на землю и от неполнофазных режимов) с одновременным определением мест возникновени неполнофазных режимов, и может быть использовано в системах диагностики технического состо ни электрооборудовани .The invention relates to electrical engineering, in particular, to combined electrical installation protection devices (against current leaks to the ground and from non-phase modes) with simultaneous determination of the places of occurrence of non-phase modes, and can be used in electrical equipment diagnostic systems.

Цель изобретени - расширение зоны вы влени неполнофазных режимов путем контрол обрыва фазных проводов сети.The purpose of the invention is to expand the zone of detection of incomplete-phase modes by monitoring the break of the phase conductors of the network.

На фиг. 1 и 2 представлено комбинированное устройство дл защиты электроустановки от повреждений в аварийных режимах работы.FIG. Figures 1 and 2 show a combined device for protecting an electrical installation from damage in emergency operating conditions.

Устройство содержит подключенное к распределительной электрической сети посредством размыкающего блок-контакта коммутационного аппарата 1, блок управлени которого подключен к питающей сети через первичную обмотку разделительного трансформатора 2, нагрузкой которого вл етс ферро- резонансный стабилизатор 3 напр жени , параллельно его первичной обмотке включен двухполупериодный выпр митель (источник выпр мленного тока) 4, к выходу которого подключен конденсатор 5 и диод 6, обща точка .которых через резистор 7 соединена с землей, и последовательно соединенные сигнальна лампа 8, первый тиристор 9, управл ющий электрод ко- торого св зан с выходом транзистора 10 n-p-n-перехода, база которого че- рр.з регулировочный резистор 11 соединена с выходом транзистора 12, база которого через диод 13 соединена с контролируемой сетью, а эмиттер подключен непосредственно к коллектору транзистора 14, база которого соеди1- нена с общей точкой цепочки, состо 5The device contains connected to a distribution electric network by means of a disconnecting block contact of the switching device 1, the control unit of which is connected to the mains through the primary winding of the isolation transformer 2, the load of which is a ferro-resonant voltage regulator 3, parallel to its primary winding a full-wave rectifier is connected (source of rectified current) 4, the output of which is connected to a capacitor 5 and a diode 6, a common point. Which through a resistor 7 is connected to ground, and serially connected signal lamp 8, the first thyristor 9, the control electrode of which is connected to the output of the npn-junction transistor 10, the base of which through the interrupt the adjusting resistor 11 is connected to the output of the transistor 12, the base of which through the diode 13 is connected to a controlled network, and the emitter is connected directly to the collector of transistor 14, the base of which is connected to the common point of the chain, state 5

0 0

5 0 45 gg „ 5 0 45 gg „

щей из резистора 15 и диода 16, подключенной параллельно сигнальной лампе 8, а эмиттер транзистора 14 соединен с положительным полюсом двухполупериодного выпр мител , отрицательный полюс которого через резисторы 17 и 18 соединен с выходами первого и второго усилительных каскадов , причем к выводам по посто нному току источника 4 выпр мленного тока подключена цепочка, состо ща из последовательно соединенных сигнальной лампы 19 и второго тиристора 20, управл ющий электрод которого через последовательно соединенные регулировочный резистор 21, элемент 22 временной задержки и фотодиод опт- ронной пары 23 подсоединен к аноду первого тиристора 9, катод которого через диод 24, включенный в положительном направлении, соединен с клеммой дл подключени к нулевой точке 25 звезда рабочих обмоток 26 защищаемой электроустановки, к фазам питающей сети которой присоединен трехфазный емкостный асимметр 27, нулева точка 28 которого через регулировочный резистор 29 подключена к управл ющему элеьтроду первого тиристора 9, управл ющий электрод которого через диод 30, включенный в обратном направлении, имеет св зь с эмиттером транзистора 10 второго усилительного каскада, а между нулевой (общей) точкой 28 и общей точкой 25 рабочих обмоток 26 защищаемой электроустановки включена цепочка из встречно соединенных диодов 31 и 32, обща точка 33 соединени которых через логический элемент НЕ 34 подключена к первому входу логического элемента И 35, втопой вход которого соединен с общей точкой 25 ра бочих обмоток 26 электроустановки, и к выходу элемента И 35 подключенA resistor 15 and a diode 16 connected in parallel to the signal lamp 8, and the emitter of transistor 14 is connected to the positive pole of a full-wave rectifier, the negative pole of which is connected through the resistors 17 and 18 to the outputs of the first and second amplifier stages, and to the DC terminals a rectified current source 4 is connected to a chain consisting of a signal lamp 19 and a second thyristor 20 connected in series, the control electrode of which through a series-connected adjustment resistor 2 1, a time delay element 22 and a photodiode of an optocoupler pair 23 is connected to the anode of the first thyristor 9, whose cathode through a diode 24 connected in the positive direction is connected to a terminal for connecting to the zero point 25 star of the working windings 26 of the protected installation; the network of which is connected to a three-phase capacitive asymmetry 27, the zero point 28 of which is connected via a control resistor 29 to the control cell of the first thyristor 9, the control electrode of which through a diode 30 connected in the opposite direction , is connected with the emitter of the transistor 10 of the second amplifying stage, and between the zero (common) point 28 and the common point 25 of the working windings 26 of the protected electrical installation a chain of oppositely connected diodes 31 and 32 is connected, the common point 33 of which is connected via the HE 34 connected to the first input of the logic element I 35, which in the entrance of the input is connected to the common point 25 of the operating windings 26 of the electrical installation, and to the output of the element 35 is connected

светодиод через первый вход-выход оптронной пары 23, у которой фотодиод через второй вход соединен с положительным полюсом двухполупериод ного выпр мител 4, а второй выход которой через элемент 22 временной задержки и регулировочный резистор 21 подключен к управл ющему электроду второго дополнительно введенного тиристора 20.the LED through the first input-output of the optocoupler 23, in which the photodiode through the second input is connected to the positive pole of the full-wave rectifier 4, and the second output through the time delay element 22 and the control resistor 21 is connected to the control electrode of the second additionally inserted thyristor 20.

На фиг. 2 представлена схема подключени цепочки из встречно соединенных двух диодов к датчику возникновени неполнофазного режима защищаемой электроустановки через блоки согласовани . Обща точка 33 соединени двух диодов 31 и 32, включенных встречно, подключена с одной стороны через блок 36 коррекции (согласовани ) фазового сдвига (фазосдвигаю- щий элемент с амплитудной коррекцией к общей точке 25 соединени рабочих обмоток 26 защищаемой электроустановки , а с другой стороны через блок 37 формировани (согласовани ) амплитуды сигнала (узел амплитудной коррекции ) к общей точке 28 емкостного асимметра 27.FIG. Figure 2 shows a circuit for connecting a chain of two oppositely connected two diodes to the sensor for the occurrence of an incomplete-phase mode of the protected electrical installation through matching units. Common point 33 connecting two diodes 31 and 32, connected in opposite, is connected on one side through phase correction unit (matching) 36 (phase-shifting element with amplitude correction to common point 25 connecting working windings 26 of the electrical installation, and on the other side through a signal amplitude shaping (matching) unit 37 (amplitude correction node) to common point 28 of capacitive asymmetry 27.

Возможно взаимно обратное включение блоков согласовани , а также сведение их в один блок с подбором соответствующих параметров, что обеспечивает повышение достоверности рас позновани неполнофазных режимов.It is possible to mutually reverse the inclusion of matching blocks, and also to reduce them into one block with the selection of appropriate parameters, which provides an increase in the reliability of understanding of non-phase-phase modes.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При возникновении аварийного неполнофазного режима работы элеКтро- установки, например, при обрыве одной из ее рабочих обмоток между нулевой точкой 25 звезды ее рабочих обмоток 26 и нулевой точкой 28 трехфазного асимметра 27 создаетс разность потенциалов, под действием которой протекает ток управлени через управл ющий электрод тиристора 9 по цепи: нулева точка 28 трехфазного асимметра 27, регулируемый резистор 29, управл ющий электрод- катод тиристора 9, диод 24, нулева точка 25 звезда рабочих обмоток 26 электроустановки. При протекании тока управлени через управл ющий электрод тиристора 9 происходит отпирание пр мого канала, что приводит к протеканию нагрузочного тока через сигнальную лампу 8 по цепи: плюс источника 4 выпр мленного тока,When an emergency incomplete phase mode of an electrical installation occurs, for example, if one of its working windings breaks, a potential difference is generated between the zero point 25 of the star of its working windings 26 and the zero point 28 of the three-phase asymmetry 27, which causes the control current to flow through the thyristor control electrode 9 along the circuit: zero point 28 of a three-phase asymmeter 27, adjustable resistor 29, thyristor control electrode-cathode 9, diode 24, zero point 25 star of the working windings 26 of the electrical installation. When the control current flows through the control electrode of the thyristor 9, the forward channel is unlocked, which leads to the flow of load current through the signal lamp 8 through the circuit: plus source 4 of the rectified current,

oo

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

анод-катод первого тиристора 9 сигнальна лампа 8, минус источника 4 выпр мленного тока. При этом происходит блокирование цепей управлени магнитным пускателем 1 и отключение защищаемой электроустановки от питающей сети.the anode-cathode of the first thyristor 9 signal lamp 8, minus the source 4 of the rectified current. In this case, the control circuit of the magnetic starter 1 is blocked and the protected electrical installation is disconnected from the mains.

Если при сн тии и последующей подаче напр жени на схему управлени магнитных пускателей после срабатывани защиты сигнальна лампа 8 продолжает светитьс , то срабатывает защита электроустановки от утечек тока на землю. Если лампа 8 гаснет, то защита электроустановки срабатывает от возникновени неполнофазного режима в рабочих обмотках 26 электроустановки.If during the removal and subsequent supply of voltage to the control circuit of the magnetic starters after the protection trips, the warning lamp 8 continues to light, then the electrical installation protection against current leaks to the ground is triggered. If the lamp 8 is extinguished, the protection of the electrical installation is triggered against the occurrence of an incomplete-phase mode in the working windings of the electrical installation.

При возникновении аварийного неполнофазного режима работы электроустановки , например при обрыве фазного (линейного) провода в питающей сети общие точки 25 и 28 наход тс под одинако-v вым потенциалом, поэтому обща точка 33 соединени диодов 31 и 32 имеет нулевой потенциал (уровень логического О), который вл етс входным дл элемента 34, в результате чего на eei выходе и, соответственно , на первом входе схемы 35 совпадени устанавливаетс потенциал, по уровню равный логической 1Г. При этом второй вход схемы 35 совпадени имеет потенциал общей точки 25, т.е. потенциал, по уровню равный логической 1. В результате на выходе схемы 35 совпадени и соответственно на первом входе оптронной пары 23 устанавливаетс потенциал, по уровню равный логической 1, и протекает тек через светодиод, вырабатывающий и подающий свет на фотодиод, который подготавливает цепь прохождени управл ющего тока через управл ющий электрод тиристора 20. По истечении выдержки времени, заданной элементом 22 (узлом) временной задержки, создаетс цепь протекани управл ющего тока: Плюс источника 4 выпр мленного тока, фотодиод оптронной пары 23, элемент (узел) 22 временной задержки, регулировочный резистор 21, управл ющий электрод, катод второго дополнительно введенного тиристора 20, минус источника 4 выпр мленного тока. (When an emergency incomplete-phase operation of an electrical installation occurs, for example, if a phase (line) wire in the supply network is broken, common points 25 and 28 are under the same -v potential, therefore common point 33 of diodes 31 and 32 have zero potential (logic level O) which is the input for the element 34, as a result of which, at the output eei and, respectively, at the first input of the matching circuit 35, a potential is established that is equal in level to logical 1G. In this case, the second input of the coincidence circuit 35 has the potential of a common point 25, i.e. a potential equal to logic 1 level. As a result, at the output of circuit 35 of coincidence and, respectively, at the first input of optocoupler pair 23, a potential is established at a level equal to logical 1, and the current flows through the LED, which produces and feeds light to the photodiode, which prepares the control circuit the current through the control electrode of the thyristor 20. After the time delay specified by the time delay element 22 (node), a control current flow circuit is created: Plus the source 4 of the rectified current, the photodiode opt onnoy pair 23, the element (node) 22, a time delay, adjusting a resistor 21, a gate electrode, a cathode of the second thyristor 20 is further inserted, the minus power supply 4 rectified current. (

При этом происходит отпирание пр мого канала тиристора 20 и протекает нагрузочный ток через сигнальнуюWhen this happens, the forward channel of the thyristor 20 is unlocked and the load current flows through the signal

7171

лампу 19 по цепи: плюс источника 4 выпр мленного тока, сигнальна лампа 19, анод-катод второго дополнительно го введенного тиристора 20, минус источника 4 выпр мленного тока. В результате этого происходит блокирование цепей управлени магнитным пускателем 1 и отключение защищаемой электроустановки от питающей сети . Свечение сигнальной лампы 10 оз- 6начает повреждение питающей сети (от места подключени к рабочим обмоткам защищаемой электроустановки до обмоток силового трансформатора)„lamp 19 in the circuit: plus source 4 of rectified current, signal lamp 19, anode-cathode of the second additional input thyristor 20, minus source 4 of rectified current. As a result, the control circuit of the magnetic starter 1 is blocked and the protected electrical installation is disconnected from the mains. The glow of the signal lamp 10 means the damage to the mains supply (from the point of connection to the working windings of the protected electrical installation to the windings of the power transformer) „

Дл повышени достоверности распознавани неполнофазных режимов при неравенстве амплитудно-фазовых характеристик потенциалов-сигналов, снимамых с общих точек 25 и 28, измен ема часть схемы выделени неполнофазного режима питающей сети в устройстве выполн етс согласно фиг. 2. Блок 36 коррекции (согласовани ) фазового сдвига может быть выполнен в виде фазосдвигающей RC- или RL-, или RLC- цепочки.In order to increase the reliability of recognition of incomplete-phase modes with unequal amplitude-phase characteristics of potentials-signals, which can be taken from common points 25 and 28, the changeable part of the circuit of incomplete-phase power supply in the device is performed according to FIG. 2. The phase shift correction (adjustment) block 36 may be made in the form of a phase-shifting RC or RL or RLC chain.

Блок 37 формировани (согласовани ) амплитуды может быть выполнен в виде регулировочного резистора или автоматического потенциометра.The amplitude shaping (matching) unit 37 can be made in the form of an adjusting resistor or an automatic potentiometer.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным позвол ет улучшить его характеристики.The proposed device in comparison with the known allows to improve its characteristics.

Claims

1. Combined device for protection of electrical installation from damage in emergency operating modes, containing an isolation control unit connected to the opening block contact of the switching device, the output thyristor of which through the first signal lamp under- (keys to the output diagonal of the rectifier bridge, connected by shunt a capacitor and a diode, the common point of which is connected to the terminal through a resistor. Earth, the input diagonal of the bridge is connected through an isolation transformer p with terminals for connection to the network switching device and ferroreeonansnym stabilizer voltage control circuit kommuta8

five

A control device is connected to the control electrode of the specified output thyristor through the first adjustment resistor of the output of the sensing unit for detecting an incomplete-phase mode g executed as a three-phase capacitive asymmeter, the input of which is connected to the terminals for connecting to the working windings of the protected electrical installation, the cathode of the output thyristor connected via a diode to a terminal for connection to the common point of the working windings of the protected electrical installation, a second warning lamp and a logic element {distinguishing so that, in order to expand the detection zone of an incomplete phase mode by monitoring the disconnection of the phase conductors of the network, it is equipped with a logical element NOT, an optocoupler pair, an additional adjustable resistor, a delay element, an additional thyristor and connected between the zero point of a three-phase capacitive asymmeter and a terminal for connecting to the common point of the working windings of the electrical installation by a chain of oppositely connected

0 two diodes whose common connection point through the logic element is NOT connected to the first input of the logic element I, the second input of which is connected to the terminal for connection to the common point of the operating windings of the electrical installation, and the output of the logic element I is connected to the photodiode diode connected to with the positive pole of a full-wave rectifier, and the cathode of the photodiode through an element of time delay and an additional adjustable resistor is connected to the control electrode of the additional t juristor

5 connected in series with the second signal lamp to the output diagonal of the said bridge.

2. The device according to claim 1, characterized in that between the terminal for connecting to the common point of the working windings of the electrical installation and one of the diodes of the introduced chain is included a phase-shifting element with amplitude correction, and between the left point of the three-phase capacitive asymmetry and another diode of the chain is included node amplitude correction.

five

0