SU1686582A1

SU1686582A1 - Device for protecting three-phase electric installation against breakage and incorrect phase sequence

Info

Publication number: SU1686582A1
Application number: SU884616680A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Худорожков
Original assignee: Предприятие П/Я В-2704
Priority date: 1988-12-06
Filing date: 1988-12-06
Publication date: 1991-10-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл использовани в релейной защите трехфазных электроустановок и источников питани . Цель изобретени - повышение надежности путем дополнительного контрол тока в фазах электроустановки . В исходном состо нии при 30« 7 20наличии питающего напр жени на выводах 1-3 устройства открыты транзисторы 33-35, а транзисторы 7-9 закрыты. Питание электроустановки отключено. При замыкании контакта 26 включени транзистор 8 открываетс , включаетс исполнительный орган 28, замыка выходные коммутирующие элементы 30-32, которые подключают электроустановку к сети. После размыкани контакта 26 включени транзисторы 33-35 закрываютс , а транзисторы 7-9 открыты, при этом электроустановка остаетс во включенном состо нии. При обрыве фазы питающей сети или фазы электроустановки закрываетс транзистор 7-9 соответствующей фазы, исполнительный орган 28 возвращаетс в исходное состо ние, размыка выходные коммутирующие элементы 30-32, что приводит к отключению электроустановки от сети. 2 з,п. ф-лы, 1 ил. 10 , ЁThe invention relates to electrical engineering and is intended for use in relay protection of three-phase electrical installations and power sources. The purpose of the invention is to increase reliability by additional control of the current in the phases of an electrical installation. In the initial state at 30 "720 the presence of the supply voltage at the terminals 1-3 of the device, the transistors 33-35 are open, and the transistors 7-9 are closed. Electrical power is off. When the switching contact 26 is turned on, the transistor 8 opens, the actuator 28 turns on, closes the output switching elements 30-32, which connect the electrical installation to the network. After the turn-on contact 26 is opened, the transistors 33-35 are closed, and the transistors 7-9 are open, while the electrical installation remains in the on state. When the phase of the mains supply or the electrical installation is broken, the transistor 7-9 of the corresponding phase closes, the actuator 28 returns to its initial state, and the output switching elements 30-32 are opened, which leads to the electrical installation disconnection from the network. 2 h, para. f-ly, 1 ill. 10, E

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в релейной защите трехфазных электроустановок и источников литания.The invention relates to electrical engineering and is intended for use in the relay protection of three-phase electrical installations and sources of lithium.

Цель изобретения - повышение надежности путем дополнительного контроля тока в фазах электроустановки.The purpose of the invention is to increase reliability by additional control of the current in the phases of the electrical installation.

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

Устройство для защиты трехфазной электроустановки от обрыва и неправильного чередования фаз содержит три входных вывода 1-3 для подключения к питающей сети, три выходных вывода 4-6 для подключения к выводам фаз электроустановки, три транзистора 7-9, причем первый 7 и третий 9 транзисторы выполнены с одним типом проводимости, а второй транзистор В - с другим типом проводимости, одиннадцать резисторов 10-20, два диода 21 и .22, три конденсатора 23-25, первый замыкающий контакт 26 включения, размыкающий контакт 27 выключения и исполнительный орган 28 с входным управляющим реле 29 и тремя замыкающими ключевыми выходными коммутирующими элементами 30-32.A device for protecting a three-phase electrical installation from a break and improper phase rotation contains three input terminals 1-3 for connecting to the mains, three output terminals 4-6 for connecting to the phase terminals of the electrical installation, three transistors 7-9, the first 7 and third 9 transistors made with one type of conductivity, and the second transistor B with a different type of conductivity, eleven resistors 10-20, two diodes 21 and .22, three capacitors 23-25, the first closing contact 26 on, opening contact 27 off and the actuator 28 s input control relay 29 and three closing key output switching elements 30-32.

Эмиттеры первого 7, второго 8 и третьего 9 транзисторов соединены соответственно с первым 1, вторым 2 и третьим 3 30 входными выводами, коллектор первого транзистора 7 соединен с первыми выводами первого резистора 10 и первого конденсатора 23, вторые выводы которых через второй резистор 11 соединены с коллекто- 35 ; ром третьего транзистора 9. Между коллектором второго транзистора 8 и вторым ; выводом первого резистора 10 включена цепочка последовательно соединенных размыкающего контакта 27 выключения, первого диода 21, обмотки входного управляющего реле 29 исполнительного органа 28, шунтированной вторым конденсатором 24, и гоетьего резистора 12, шунтированного третьим конденсатором 25. 45The emitters of the first 7, second 8, and third 9 transistors are connected respectively to the first 1, second 2, and third 3 30 input terminals, the collector of the first transistor 7 is connected to the first terminals of the first resistor 10 and the first capacitor 23, the second terminals of which are connected through the second resistor 11 to collecto- 35; rum of the third transistor 9. Between the collector of the second transistor 8 and the second; the output of the first resistor 10 is connected to a series of connected disconnect NC 27, the first diode 21, the winding of the input control relay 29 of the actuator 28, shunted by the second capacitor 24, and its resistor 12, shunted by the third capacitor 25. 45

Первый входной вывод 1 через четвертый резистор 13 и база первого транзистора 7 через пятый резистор 14 соединены с первым выводом первого выходного коммутирующего элемента 30 исполнительного 50 органа 28, вторым выводом этого коммутирующего элемента соединенного с первым выходным выводом 4.The first input terminal 1 through the fourth resistor 13 and the base of the first transistor 7 through the fifth resistor 14 are connected to the first terminal of the first output switching element 30 of the executive 50 of the organ 28, the second terminal of this switching element connected to the first output terminal 4.

Второй входной выао.г. 2 через шестой резистор 15 соединен с первым выводом седьмого резистора 16 и с первым выводом второго выходного коммутирующего элемента 31 исполнительного органа 28, вторым выводом этого коммутирующего элемента соединенногос вторым выходным выводом 5, а база второго транзистора 8 соединена с первым выводом восьмого резистора 17.The second entrance vyao.g. 2 through the sixth resistor 15 is connected to the first terminal of the seventh resistor 16 and to the first terminal of the second output switching element 31 of the actuator 28, the second terminal of this switching element is connected to the second output terminal 5, and the base of the second transistor 8 is connected to the first terminal of the eighth resistor 17.

Третий входной вывод 3 через девятый резистор 18 и база третьего транзистора 9 через десятый резистор 19 соединены с первым выводом третьего выходного коммутирующего элемента 32 исполнительного органа 28, вторым выводом этого коммутирующего элемента соединенного с третьим выходным выводом 6. В устройстве имеются четвертый 33, пятый 34 и шестой 35 транзисторы и двенадцатый 36 и тринадцатый 37 резисторы, причем чет15 вертый 33 и шестой 35 транзисторы выполнены того же типа проводимости, что и первый 7, и третий 9 транзисторы, а пятый транзистор 34 - того же типа проводимости, что и второй транзистор 8.The third input terminal 3 through the ninth resistor 18 and the base of the third transistor 9 through the tenth resistor 19 are connected to the first terminal of the third output switching element 32 of the actuator 28, the second terminal of this switching element connected to the third output terminal 6. The device has a fourth 33, fifth 34 and the sixth 35 transistors and the twelfth 36 and thirteenth 37 resistors, the fourth 33rd and the sixth 35th transistors are made of the same type of conductivity as the first 7 and third 9 transistors, and the fifth transistor 34 is the same ipa conductivity as the second transistor 8.

Эмиттеры четвертого 33, пятого 34 и шестого 35 транзисторов соединены с эмиттерами соответственно первого 7, второго 8 и третьего 9 транзисторов, коллекторы четвертого 33 и шестого 35 транзисторов сое25 динены с базами соответственно первого 7 и третьего 9 транзисторов, база второго транзистора 8 через второй диод 22, включенный согласно эмиттеру второго транзистора 8, соединена с коллектором пятого транзистора 34 и с вторым выводом седьмого резистора 16, базы четвертого 33, пятого 34 и шестого 35 транзисторов связаны соответственно через одиннадцатый 20, двенадцатый 36 и тринадцатый 37 резисторы с первым 4, вторым 5 и третьим 6 выходными выводами соответственно, первый замыкающий контакт 26 включения первым выводом соединен с первым входным выводом ! а вторым выводом - с вторым выводом вось40 мого резистора 17.The emitters of the fourth 33, fifth 34 and sixth 35 transistors are connected to the emitters of the first 7, second 8 and third 9 transistors, respectively, the collectors of the fourth 33 and sixth 35 transistors are connected 25 with the bases of the first 7 and third 9 transistors, respectively, the base of the second transistor 8 through the second diode 22, turned on according to the emitter of the second transistor 8, is connected to the collector of the fifth transistor 34 and to the second output of the seventh resistor 16, the bases of the fourth 33, fifth 34 and sixth 35 transistors are connected respectively through the eleventh 20 , twelfth 36 and thirteenth 37 resistors with first 4, second 5 and third 6 output terminals, respectively, the first make contact 26 of the inclusion of the first output connected to the first input output! and the second terminal - with the second terminal of the eight40th resistor 17.

В устройстве имеются первый 38, второй 39 и третий 40 индикаторы, каждый из которых включен последовательно резистору 20. 36 и 37 в соответствующей цепи между базами четвертого 33, пятого 34 или шестого 35 транзисторов и первым 4, вторым 5 или третьим 6 выходными выводами устройства соответственно.The device has first 38, second 39 and third 40 indicators, each of which is connected in series to resistor 20. 36 and 37 in the corresponding circuit between the bases of the fourth 33, fifth 34 or sixth 35 transistors and the first 4, second 5 or third 6 output terminals of the device respectively.

Кроме того, в устройстве дополнительно могут быть установлены защитные диоды 41-49, стабилитроны 50-52 и второй замыкающий контакт 53 включения, механически связанный с контактом 26.In addition, protective diodes 41-49, zener diodes 50-52 and a second closing contact switch 53, mechanically connected to contact 26, can be additionally installed in the device.

В нормальное режиме устройство работает следующим образом.In normal mode, the device operates as follows.

В исходном состоянии на выводы 1-3 подано напряжение питания, электроустановка подсоединена к выходным выводам 4-6, при этом через базы транзисторов 7-9 токи не протекают, транзисторы закрыты, а через базы транзисторов 32-34 протекают токи и эти транзисторы открыты, шунтируя управляющие переходы транзисторов 7-9 соответственно. Если в базовые цепи транзисторов 33-35 включены индикаторы 3840, то последние индицируют подачу питающего напряжения на вход устройства и отсутствие тока в электроустановке.In the initial state, the supply voltage is applied to terminals 1-3, the electrical installation is connected to the output terminals 4-6, while currents do not flow through the bases of transistors 7-9, the transistors are closed, and currents flow through the bases of transistors 32-34 and these transistors are open, bypassing the control transitions of transistors 7-9, respectively. If 3840 indicators are included in the base circuits of transistors 33-35, then the latter indicate the supply voltage to the device input and the absence of current in the electrical installation.

Для подключения электроустановки к сети необходимо замкнуть контакт 26, при этом транзистор 8 открывается, так как через резистор 17 пойдет базовый ток этого транзистора, исполнительный орган 28 включается, замыкая выходные коммутирующие элементы 30-32, последние подключают электроустановку к сети.To connect the electrical installation to the network, it is necessary to close contact 26, while the transistor 8 opens, since the base current of this transistor goes through the resistor 17, the actuator 28 is turned on, closing the output switching elements 30-32, the latter connect the electrical installation to the network.

В начальный момент включения ток, потребляемый электроустановкой, больше тока в рабочем режиме, при этом транзисторы 33-35 открыты, а транзисторы 7 и 9 закрыты, благодаря их шунтированию транзисторами 33 и 35 соответственно, контакт 26 при этом должен быть замкнут. При наличии ингдикаторов ориентироваться moxjho по ним. в режиме пуска они возбуждены, в рабочем режиме ток уменьшается, так как напряжение на резисторах 13, 15 и 18 уменьшается, и индикаторы гаснут, индицируя, что пусковой режим окончен.At the initial moment of switching on, the current consumed by the electrical installation is greater than the current in operating mode, while transistors 33-35 are open, and transistors 7 and 9 are closed, due to their shunting by transistors 33 and 35, respectively, contact 26 should be closed. In the presence of indicators navigate moxjho on them. in the start mode, they are excited, in the operating mode, the current decreases, since the voltage across the resistors 13, 15 and 18 decreases, and the indicators go out, indicating that the start mode is over.

После окончания пускового режима контакт 26 размыкается, транзисторы 7 и 9 открыты, поддерживая во включенном состоянии реле 29 исполнительного органа 28, так как транзистор 8 открыт, и ток идет через транзистор 8, диод 21, параллельно соединенные обмотку реле 29 и конденсатор 24, а также резистор 12 и конденсатор 25, по истечению некоторого времени напряжения, на которых перераспределяются пропорционально сопротивлениям обмотки реле 29 и резистора 12. Через обмотку реле 29 в начальный момент протекает ток срабатывания, а впоследствии ток удержания. Так как токи в фазах уменьшаются, уменьшаются также напряжения на резисторах 13, 15 и 18, что приводит к закрытию транзисторов 33-35 и погасанию индикаторов 38-40.After the end of the start-up mode, contact 26 opens, transistors 7 and 9 are open, supporting the relay 29 of the actuator 28, as the transistor 8 is open, and current flows through the transistor 8, diode 21, parallel connected relay coil 29 and capacitor 24, and also a resistor 12 and a capacitor 25, after some time, the voltages at which they are redistributed in proportion to the resistances of the relay coil 29 and the resistor 12. A relay current flows at the initial moment through the relay coil 29, and then the holding current. Since the currents in the phases decrease, the voltage across the resistors 13, 15 and 18 also decreases, which leads to the closure of transistors 33-35 and the extinction of the indicators 38-40.

Электроустановка подключена к сети питания.The electrical installation is connected to the power supply.

Резисторы 14, 16 и 19 в базовых цепях транзисторов 7-9 выбирают с сопротивлениями, обеспечивающими нормальное удержание во включенном состоянии реле 29 исполнительного органа 28. Резисторы 20, 36 и 37 в базовых цепях транзисторов 33-35 выбирают из условия обеспечения их включения при перегрузках по току и невключения в рабочем режиме. Последовательно с резисторами в базовые цепи этих транзисторов могут быть включены пороговые элементы, например стабилитроны 50-52, обеспечивающие более четкое срабатывание защиты. Индикаторы могут включаться и параллельно выходным коммутирующим элементам 30-32, но включение их в базовые цепи упрощает устройство, так как происходит совмещение токов индикаторов с базовыми токами транзисторов.The resistors 14, 16 and 19 in the base circuits of the transistors 7-9 are selected with resistances that ensure the normal state of the relay 29 of the actuator 28 in the on state. Resistors 20, 36 and 37 in the base circuits of the transistors 33-35 are selected from the condition of ensuring their inclusion during overloads current and non-inclusion in the operating mode. In series with resistors, threshold elements can be included in the base circuits of these transistors, for example, zener diodes 50-52, which provide a more accurate protection operation. The indicators can be switched on in parallel with the output switching elements 30-32, but their inclusion in the base circuits simplifies the device, since the currents of the indicators are combined with the base currents of the transistors.

Для отключения потребителя от сети размыкающий контакт 27 необходимо разомкнуть. Реле 29 вернется 8 исходное состояние, разорвет цепи управления исполнительного органа 28, последний выключится, разомкнет свои выходные коммутирующие элементы 30-32 и обесточит базовые цепи транзисторов 7-9. а транзисторы 33-35 откроются, шунтируя управляющие переходы транзисторов 7-9 соответственно. Если индикаторы установлены, они возбуждаются, сигнализируя об отключении электроустановки. Замыкание контакта 27 не приводит к повторному срабатыванию реле 29, так как транзистор 8 закрыт.To disconnect the consumer from the network, the opening contact 27 must be opened. Relay 29 will return to its initial state 8, break the control circuit of the executive body 28, the latter will turn off, open its output switching elements 30-32 and deenergize the base circuits of transistors 7-9. and transistors 33-35 will open, bypassing the control transitions of transistors 7-9, respectively. If the indicators are installed, they are activated, signaling the disconnection of the electrical installation. Closing the contact 27 does not lead to the repeated operation of the relay 29, since the transistor 8 is closed.

Если в процессе работы или в начальный момент пропадает напряжение на одной из фаз (обрыв фазы) с любой стороны устройства (т.е. либо с входа, либо с выхода), на датчике тока пропадает напряжение управления транзистором, подсоединенного к этой фазе, транзистор закрывается, ток через обмотку реле 29 уменьшается до величины тока отпускания, и реле 29 отпускает, размыкая свои контакты, выключая ./ ' исполнительный орган, обесточивая электроустановку. Это же самое произойдет при перегрузке по току в любой из фаз, так как откроется один из дополнительных транзисторов, шунтируя управляющий переход соответствующего основного транзистора, последний закроется, и реле 29 выключится. Если чередование фаз перепутано, то при отпускании контакта 26 на реле 29 сформируется напряжение, при котором ток через реле 29 меньше тока удержания реле 29 во включенном состоянии. и электроустановка будет отключена от сети.If during operation or at the initial moment the voltage on one of the phases disappears (phase failure) from either side of the device (i.e., either from the input or from the output), the control voltage of the transistor connected to this phase disappears from the current sensor, the transistor it closes, the current through the winding of the relay 29 decreases to the value of the release current, and the relay 29 releases, opening its contacts, turning off the ./ 'actuator, de-energizing the electrical installation. The same thing will happen during overcurrent in any of the phases, since one of the additional transistors will open, bypassing the control transition of the corresponding main transistor, the latter will close, and relay 29 will turn off. If the phase sequence is reversed, then when the contact 26 is released, a voltage is generated on the relay 29, at which the current through the relay 29 is less than the current holding the relay 29 in the on state. and the electrical installation will be disconnected from the network.

Диоды 41-46 устанавливаются только тогда, когда обратные напряжения на эмиттерно-базовых переходах транзисторов больше допустимых, на порядок функционирования устройства эти диоды не влияют. Диоды 47-49 в базах транзисторов 33-35 включают только при условии применения индикаторов, допустимые обратные напряжения которых меньше, чем напряжение сети. Светодиоды могут вклю чаться в любом направлении при наличии диодов 44-46, если эти диоды отсутствуют, то светодиоды включаются согласно с эмиттерами транзисторов 33-35. Исполнительный орган 28, подключающий электроустановку к сети, может быть выполнен с выходными коммутирующими элементами в виде контактов контактора, управляемого с помощью реле 29, либо в виде тиристоров или симисторов, управление которыми также осуществляется с помощью реле 29.Diodes 41-46 are installed only when the reverse voltages at the emitter-base junctions of the transistors are more than acceptable, these diodes do not affect the order of operation of the device. Diodes 47-49 in the bases of transistors 33-35 are turned on only if indicators are used whose permissible reverse voltages are less than the mains voltage. LEDs can turn on in any direction if there are 44-46 diodes; if these diodes are absent, then the LEDs turn on according to the emitters of transistors 33-35. The executive body 28, connecting the electrical installation to the network, can be made with output switching elements in the form of contacts of a contactor controlled by relay 29, or in the form of thyristors or triacs, which are also controlled by relay 29.

Claims

Claim

1. A device for protecting a three-phase electrical installation from breakage and improper phase rotation, containing three input terminals for connecting to the mains, three output terminals for connecting to the terminals of the electrical phases, three transistors, the first and third transistors being made with one type of conductivity, and the second transistor - with a different type of conductivity, eleven resistors, two diodes, three capacitors, the first closing contact on, opening contact off and an actuator with an input control relay, etc. with closing key output switching elements, the emitters of the first, second and third transistors connected to the first, second and third input terminals respectively, the collector of the first transistor connected to the first terminals of the first resistor and the first capacitor, the second terminals of which are connected through the second resistor to the collector of the third transistor , between the collector of the second transistor and the second terminal of the first resistor, a chain of serially connected disconnect NC contacts is connected, the first diode, the windings of the input control relay of the actuator shunted by the second capacitor, and the third resistor, shunted by the third capacitor, the first input terminal through the fourth resistor and the base of the first transistor through the fifth resistor are connected to the first terminal of the first output switching element of the actuator, the second terminal of this switching an element connected to the first output terminal. the second input terminal through the sixth resistor is connected to the first terminal of the seventh resistor and to the first terminal of the second output switching element of the actuator, the second you

8 'by the water of this switching element connected to the second output terminal, and the base of the second transistor is connected to the first terminal of the eighth resistor, while the third input terminal through the ninth resistor and the base of the third transistor through the tenth resistor are connected to the first terminal of the third output switching element of the actuator, the second terminal of this switching element connected to the third output terminal, characterized in that, in order to increase reliability by additional control of the current in the phases of the electric installations, the fourth, fifth and sixth transistors and the twelfth and thirteenth resistors are introduced into the device, the fourth and sixth transistors are made of the same type of conductivity as the first and third transistors, and the fifth transistor is of the same type of conductivity as the second transistor, emitters the fourth, fifth and sixth transistors are connected to the emitters of the first, second and third transistors, respectively, the collectors of the fourth and sixth transistors are connected to the bases of the first and third transistors, respectively and the second transistor through a second diode connected according to the emitter of the second transistor is connected to the collector of the fifth transistor and to the second terminal of the seventh resistor, the bases of the fourth, fifth and sixth transistors are connected respectively through the eleventh, twelfth and thirteenth resistors to the first, second and third output terminals, respectively , the first closing contact of the inclusion of the first output connected to the first input terminal, and the second output to the second output of the eighth resistor.

2. The device according to claim 1, characterized in that the first, second and third indicators are inserted into it, each of which is connected in series with a resistor in the corresponding circuit between the bases of the fourth, fifth or sixth transistors and the first, second or third output terminals of the device, respectively .

3. The device according to claim 1, characterized in that a second closing contact of the inclusion is inserted into it, mechanically connected to the first closing contact of the inclusion and connected with its first output to the first input terminal of the device. and the other with the second pin of the first resistor.