SU1746459A1 - Устройство дл защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам дл  защиты электродвигателей от аварийных режимов работы. Целью изобретени   вл етс  улучшение избирательности и надежности работы при индуктивной нагрузке. Устройство содержит три D-триггера, три накопител  импульсов, три формировател  импульсов фазных напр жений, элементы ИЛИ, И-НЕ, три элемента совпадени  импульсов, в качестве которых применены D-триггеры. При обрыве фазы без подгрузки. когда ток в обмотке отсутствует, сигнал неисправности формируетс  накопителем импульсов и элементом И-НЕ. При далеком обрыве фазы, когда ток в обмотке двигател  опережает фазное напр жение, сигнал неисправности формируетс  D-триггером. Если же ток в обмотке двигател  отстает от напр жени  на больший угол, что может быть при далеком обрыве или значительной асимметрии фаз подающих напр жений, сигнал неисправности формируетс  D-триггером при записи единичного уровн  импульса тока от фронта фазного напр жени  1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам дл  защиты электродвигателей от аварийных режимов работы.

Известно устройство дл  защиты трехфазной установки от работы на двух фазах, в котором линейные токи каждой фазы преобразовываютс  в импульсы одной пол рности и по одновременному совпадению их в двух любых фазах определ ют наличие аварийного режима.

Известно устройство дл  защиты от не- полнофазных режимов работы 3-фазной электрической сети, в котором контролируетс  отставание тока от напр жени  в смешанной активно-индуктивной нагрузке и напр жение пр мой и обратной последовательности .

При отставании тока от напр жени  более 64 эл.град . что характерно дл  80% двигательной и 20% активной нагрузки, элемент ЗАПРЕТ пропускает сигнал отключени  на коммутационный аппарат. Но при 20% двигательной нагрузки и 80% активной нагрузки данна  схема команду отключени  не пропускает, а двигатель в это врем  работает с перегрузкой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы, содержащее быстронасыщающиес  трансформаторы тока с нагрузочными резисторами, мостовые выпр мители, три ключевые формирующие схемы, три одновибратора, три схемы И- НЕ, схему ИЛИ

VJ J &

сл о

Устройство дает правильное отключение только при обрыве фазы, а при возникновении даже допустимой асимметрии фаз возникает ложное отключение, св занное с тем, что в качестве информационного параметра используетс  совпадение трех импульсов одновибраторов. Недостатком  вл етс  также то, что сдвиг фазы тока на 180 эл.град. устройство не отрабатывает ввиду и спользовани  мостовых выпр мителей .

Целью изобретени   вл етс  улучшение избирательности и надежности работы при индуктивной нагрузке.

На чертеже представлена схема устройства защиты трехфазной нагрузки.

Устройство содержит три ключевых формирующих элемента 1-3 фазного напр жени , входы которых подключены к соответствующей фазе питающего напр жени  и нулевому проводу, кроме того, к каждой фазе питающего напр жени  подключен соответственно первый вход ключевых формирующих элементов 4-6 тока, а второй их вход  вл етс  выходом дл  подключени  нагрузки, выход каждого из ключевых формирующих элементов 4-6 тока через соответствующий одновибратор 7-9 соединен с D-входом D-триггеров 10-12, при этом С- аходы D-триггеров 10-12 соединены с выходами ключевых формирующих элементов 1-3 напр жени . Кроме того, к выходам одновибраторов 7-9 подключены соответственно входы накопителей 13-15 импульсов. Пр мые выходы D-триггеров 10-12 соединены с входами трехвходового элемента ИЛИ 16, выход которой соединен с первым входом двухвходового элемента ИЛИ 17, выход которой  вл етс  выходом Авари  устройства, а второй вход подключен к выходу элемента И-НЕ 18, три входа которой соединены с выходами накопителей 13-15 импульсов.

Устройство работает следующим образом .

Ключевые формирующие элементы 1-3 напр жени , на входы которых подаетс  напр жение соответственно фаз А, В и С, преобразуют положительные импульсы напр жени  сети в последовательность пр моугольных импульсов.

Ключевые формирующие элементы 4-6 тока, содержащие каждый быстро насыщающийс  трансформатор тока, однополупери- одные выпр мители с нагрузочными резисторами, преобразуют полуволны тока в короткие импульсы, по вл ющиес  в момент перехода тока от отрицательного к положительному значению. Эти импульсы по ступают на соответствующие входы одновибраторов 7-9, которые формируют пр моугольные импульсы длительностью, выбираемой в зависимости от допустимой асимметрии напр жений фаз. Импульсы с

выходов одновибраторов поступают на входы накопителей 13-15 импульсов.

В случае, когда обрыв фазы отсутствует к асимметри  фаз находитс  в пределах допуска , на пр мых выходах D-триггеров 100 12, а значит, и на выходе элемента ИЛИ 16 присутствует сигнал О, так как фронт напр жени  с соответствующего формировател  приходит на тактовый вход D-триггера в момент, когда на его D-входе присутствует

5 уровень логического О ввиду отставани  тока нагрузки от фазного напр жени , Импульсы , поступающие с выходов одновибраторов 7-9, преобразуютс  накопител ми 13-15 импульсов в сигнал логической 1,

0 Таким образом, на всех входах элемента И-НЕ 18 будут присутствовать сигналы 1, следовательно, на вход элемента ИЛИ 17 поступают нулевые уровни и сигнал Авари  на выходе элемента ИЛИ 17 отсутству5 ет.

В случае обрыва, например, фазы А, когда подгрузка обмотки двигател  отсутствует , ток по первичной обмотке трансформатора ключевого формирующего

0 элемента 4 не протекает и, следовательно, импульсы на входе одновибратора 7 и его выходе отсутствуют, а нулевой сигнал с накопител  13 вызывает по вление на выходе элемента И-НЕ 18 единичного сигнала, ко5 торый через элемент ИЛИ 17 по вл етс  на выходе Авари  и может использоватьс  дл  отключени  двигател . Аналогичным образом работает устройство в случае обрыва фаз В и С при отсутствии подгрузки по этим

0 фазам.

В случае далекого обрыва, например, фазы А, когда обмотка двигател  соединена с другими нагрузками, импульсы на выходе ключевого формирующего элемента 4 при5 сутствуют, т.е. на выходе элемента И-НЕ 18 установилс  уровень логического О. Если при этом двигатель перешел в генераторный режим, фаза импульсов тока такова, что в момент прихода фронта напр жени  на

0 тактовый вход D-триггера 10 на его D-входе присутствует единичный сигнал от опережающего тока. На пр мом выходе D-триггера 10 по вл етс  единичный сигнал.

Проход  через элементы ИЛИ 16 и 17,

5 этот единичный уровень устанавливаетс  на выходе Авари  элемента ИЛИ 17 и может использоватьс  дл  отключени  двигател . Если генераторного режима не возникло, ток в фазе двигател  будет значительно отставать от фазного напр жени . При этом в

D-триггер 10 фронтом фазного напр жени  будет также записыватьс  логическа  1, котора  присутствует при этом на D-входе за счет выбора соответствующей длительности импульса одновибратора. Эта единица через элементы ИЛИ 16 и 17 поступает на выход Авари , сигнализиру  о необходимости отключени  двигател . Аналогично работает устройство при далеком обрыве в фазах В и С.

В случае асимметрии фаз максимальный угол сдвига между напр жением и током будет в фазе с минимальным напр жением. Регулиру  соответствующим образом длительность импульса одновиб- ратора, можно добитьс  по влени  единичного уровн  на выходе соответствующего триггера, а значит, и на выходе устройства. При этом, чем меньше допустима  асимметри , тем большей будет устанавливатьс  длительность импульсов одновибратора.

Суть изобретени  не изменитс , если нагрузка будет с нулевым, т.е. четырехпро- водной. Наличие одновибратора в цепи формировани  импульса напр жени  от то- ка обмотки позволит отстроитьс  от провала в импульсе тока, возникающего при асимметрии фаз.

Экспериментальные исследовани  устройства дл  защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы показали, что по сравнению с известным устройством аналогичного назначени  предлагаемое устройство обеспечивает отсутствие ложных отключений при допустимой, наперед заданной , асимметрии фаз и гарантированное отключение при обрыве фазы независимо от наличи  между источником и потребителем других нагрузок.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  защиты трехфазной нагрузки от несимметричного режима работы, содержащее три ключевых формирующих элемента в цепи тока и три формировател  импульсов фазного напр жени , три одно- вибратора и элемента совпадени  импульсов , отличающеес  тем, что, с целью улучшени  избирательности и надежности работы при индуктивной нагрузке, дополнительно введены три накопител  импульсов, элемент И-НЕ, два элемента ИЛИ, а в качестве элементов совпадени  импульсов использованы D-триггеры, при этом выходы каждого из ключевых формирующих элементов напр жени  соединены с С-входом D-триггера, а выходы ключевых формирующих элементов тока через одновибратор соединены с D-входом D-триггера, к выходу одновибраторов в каждой фазе подключены накопители импульсов, выходы которых соединены с входами элемента И-НЕ, выходы D-триггеров соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого и выход элемента И-НЕ подключены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом устройства.