SU792397A1 - Three-phase ac mains protection device - Google Patents
Three-phase ac mains protection device Download PDFInfo
- Publication number
- SU792397A1 SU792397A1 SU782693875A SU2693875A SU792397A1 SU 792397 A1 SU792397 A1 SU 792397A1 SU 782693875 A SU782693875 A SU 782693875A SU 2693875 A SU2693875 A SU 2693875A SU 792397 A1 SU792397 A1 SU 792397A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- phase
- stator
- windings
- rotor
- voltages
- Prior art date
Links
Landscapes
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
Description
1one
Изобретение относитс к системам автоматического управлени , а именно к информационно-измерительным устройствам , осуществл ющим непрерывный процесс автоматического контрол 5 и защиты многофазных систем. The invention relates to automatic control systems, in particular, to information-measuring devices that carry out a continuous process of automatic control 5 and protection of multi-phase systems.
Известны устройства и способы защиты многофазных систем переменного то.ка, работающие на принципе сравнени величин Напр жений или токов 10 в фазах.There are known devices and methods for protecting multi-phase alternating systems that operate on the principle of comparing voltages or currents 10 in phases.
Устройство дл обнаружени обрыва фазы flj, содержащее цепи из последовательно соединенных измерителей тока с различными уставками, под- 5 ключейными параллельно фазам питающей линии, отличающеес тем, что с целью обнаружени обрыва фазы в труднодоступном потребителе, цепи одной стороной подключены ко входу потре- jQ бител , а другой к соответствующим фазам источника питани . Измерител ми тока в устройстве вл ютс чувствительные токовые реле и предохранители , которые попарно и параллель- 25 но включены в каждую из фаз контролируемой системы. Между собой токовые реле и предохранитель соединены последовательно и при помощи проводников включены параллельно про- JQA device for detecting a phase failure flj containing circuits of series-connected current meters with different settings that are sub-key parallel to the phases of the supply line, characterized in that in order to detect a phase failure in a remote consumer, the jQ bittel is connected to the input side and the other to the corresponding phases of the power supply. The current meters in the device are sensitive current relays and fuses, which are connected in pairs and in parallel to each of the phases of the monitored system. The current relays and the fuse are connected in series between each other and JQ
воду соответствующей линии фазы на его концах у потребител и источника .water of the corresponding phase line at its ends at the consumer and source.
: Наиболее близким к описываемому вл етс устройство защиты 2,определ ющее перегорание одного или нескольких плавких предохранителей, встроенных в фазы контролируемой cиcтe iы., Известное устройство защиты содержит токовые трансформаторы , выпр мительные мосты и блоки, вырабатывающие сигналы функции фазных токов или напр жений.: The closest to the described device is the protection device 2, which determines the burnout of one or several fuses built into the phases of the monitored system i. The known protection device contains current transformers, rectifying bridges and blocks that generate signals of the phase current or voltage function.
Основным недостатком известного устройства защиты вл етс необходимость перестройки схемы устройства при изменении включени нагрузки контролируемой трехфазной системы переменного тока. Кроме того, в зависимости от мест включени нагрузок по токовым трансформаторам будут протекать различные токи, что приведет.к перегоранию предохранителей , при этом устройство защиты не срабатывает.The main disadvantage of the known protection device is the need to reorganize the device when the switching on load of a controlled three-phase AC system changes. In addition, depending on the places where the loads are connected, different currents will flow through the current transformers, which will lead to blown fuses, and the protection device does not work.
Цель изобретени - повынение надежности и расширение функциональных возможностей устройс ва.The purpose of the invention is to increase the reliability and expand the functionality of the device.
Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл защитыThe goal is achieved by the fact that the device for protection
трехфазной системы переменного то1ка , содержащее фазные трансформато ры, первичные обмотки которых включены в контролирук цую систему, выпр мители , логические элементы НЕ, логический элемент И н индикаторный элемент подключенный к исполнительному органу, снабжено трехфаз:11лл фазосдвигающим блоком, с ротором и статором фазовым детектором при этом вторичные обмотки трансформаторов с разным количеством витков, соединены между собой и подключены ко входам обмоток статора трехфазного фазосдвигающего блока,две нэ которых подключены к двух входам фазового детектора, а к двум другим его входам подключены выходы обмото ротора фазосдвигающего блока, выходы фазового детектора соединены с двум входами индикаторного элемента , на третий вход которого подключён выход логического элемента И . входы которой параллельно через логические элементы И соединены с выходами выпр мителей,включенных в контролируемую систему.a three-phase AC system, containing phase transformers, the primary windings of which are included in the control system, rectifiers, NOT logic, logic element AND the indicator element connected to the actuator is equipped with three phases: 11ll phase-shifting unit, with a rotor and a stator with a phase detector the secondary windings of transformers with different numbers of turns are interconnected and connected to the stator windings of the three-phase phase-shifting unit, two of which are connected to Vuh inputs of the phase detector, and its two other inputs connected to outputs obmoto rotor phase shifting unit, a phase detector outputs are connected to two inputs of the display element, the third input of which is connected the output of the AND gate. the inputs of which in parallel through the logic elements And are connected to the outputs of the rectifiers included in the controlled system.
На чертеже изображена схема устройства защиты.The drawing shows a diagram of the protection device.
Устройство содержит три фа зовых , трансформатора 1-3, первичные обмотки которых включеныThe device contains three phase transformers 1-3, the primary windings of which are included
в фазы А, В, С трехфазной системы переменного тока . Вторичные обмотки трансформаторов, отличающиес друг от. друга количеством витков, соединены своими началами по схеме звезда в точке 4, а концами соединены соответственно с точками 5-7 статора фазосдвигающего блока. 8. ФазосдвигаюЩий блок состоит из статора 9 и ротора 10, которые имеют трехфазные обмотки, соединенные по схеме звезда в точке 4 и 11 соответственно . Ротор с фазными обмотками может разворачиватьс на любой угол по отношению к статорным обмоткам. Между началами фазных обмоток статора 9 включены резисторы 12-14, а обмоток ротора 10 включены резистор 15-17 . Начала б и 7 фазных обмоток статора 9 подключены на одни входы фазового детектора 18, на другие входы которого подключены начала фазовых обмоток 19 и 20 ротора 10. Выходы .фазового детектора 18 подключены на два входа индикаторного элемента 21, на другой вход которого подключен выход логического элемента И 22. Ко входам элемента 22 подключены параллельно выходы трех логических элементов НЕ 23-25 .. Ко входу элемента 23 подключен выход выпр51мител 26, включенного в фазу А контролируемой системы. Ко входу элемента 24 подключен выход выпр мител 27, включенного в фазу В контролируемой системы. Ко входу элемента 25 подключен вькод вьшр мител 28, включенного в фазу с контролируемой системы. Ко входам исполнительного органа 29 подключены все выходы индикаторного элемента 21.in phases A, B, C of a three-phase AC system. The secondary windings of the transformers differ from each other. each other by the number of turns, are connected by their beginnings according to the star at point 4, and the ends are connected respectively to points 5-7 of the stator of the phase-shifting unit. 8. The phase-shifting unit consists of a stator 9 and a rotor 10, which have three-phase windings connected according to the star at points 4 and 11, respectively. The phase-wound rotor can turn to any angle relative to the stator windings. Between the beginnings of the phase windings of the stator 9 are included resistors 12-14, and the windings of the rotor 10 include a resistor 15-17. The beginning b and 7 phase windings of the stator 9 are connected to one input of the phase detector 18, the other inputs of which are connected to the beginning of the phase windings 19 and 20 of the rotor 10. The outputs of the phase detector 18 are connected to two inputs of the indicator element 21, to the other input of which the output logic element 22 and. The inputs of element 22 are connected in parallel with the outputs of three logical elements HE 23-25. To the input of element 23 is connected the output of the rectifier 26, which is included in phase A of the system being controlled. The input of the element 24 is connected to the output of the rectifier 27, included in the phase B of the controlled system. To the input of the element 25 is connected to the code of the sensor 28, included in the phase of the controlled system. To the inputs of the executive body 29 all the outputs of the indicator element 21 are connected.
Работа устройства завдты. При нормальной работе контролируемой системы переменного тока со вторичных обмоток фазовых трансформаторов 1-3, соединенных между собой по схеме звезда, снимаютс напр жени , сдвинутые по фазе на 120 относительно друг друга. Эти напр жни поступают в фазосдвигающий блок 8 на соответствующие фазы 5, б и 7 обмоток статора, соединенных по схеме звезда. При этом с трехфазной роторной обмотки снимаютс напр жени смещенные на угол 90 относительно напр жений статора. Указанное смещение достигаетс путем разворота ротора 10 относительно статора 9 на угол . Трехфазный фазосдвигающий блок 8 вл етс электрической машиной с трехфазным статором 9 и ротором 10. При подаче трехфазного напр жени на статор возникает вращающеес электромагнитное поле, которое , пересека фазные обмотки ротора, индуктирует в них напр жени , сдвинутые на 120° относительно друг друга. В св зи с этим напр жением в соответственных друг другу .фазах статора и ротора будут сдвинуты на угол, равный 90°, т.е. смещен дбудет соответствовать углу поворота ротора относительно статора. Линейное напр жение между фазами статора UgtC67) подаетс - на один из входов фазового детектора 18, на другой вход которого подаетс линейное напр жение (g ), снимаемое с соответственных фазных обмоток ротора. Эти линейные напр жени также смещены между собой по фазе на 90. В резултате имеем математическую зависимость:The operation of the device zavdty. During normal operation of the controlled alternating current system, the secondary windings of phase transformers 1-3 interconnected according to a star circuit are removed, the voltages shifted in phase by 120 relative to each other. These voltages enter the phase-shifting unit 8 to the corresponding phases 5, b and 7 of the stator windings connected in a star circuit. In this case, the voltages shifted by an angle of 90 relative to the stator voltages are removed from the three-phase rotor winding. This offset is achieved by rotating the rotor 10 relative to the stator 9 by an angle. The three-phase phase-shifting unit 8 is an electric machine with a three-phase stator 9 and a rotor 10. When a three-phase voltage is applied to the stator, a rotating electromagnetic field occurs, which, intersecting the phase windings of the rotor, induces a voltage 120 ° relative to each other. In connection with this voltage, in the respective phases of the stator and the rotor will be shifted by an angle of 90 °, i.e. offset will correspond to the angle of rotation of the rotor relative to the stator. The linear voltage between the phases of the stator UgtC67) is applied to one of the inputs of the phase detector 18, to the other input of which the linear voltage (g) is applied, taken from the respective phase windings of the rotor. These linear voltages are also out of phase with each other by 90. As a result, we have a mathematical relationship:
ЪШ V6,7)ec(l9,20)COs4,ЁШ V6,7) ec (l9,20) COs4,
ВС(67)) воС19аоГ линейные напр же ни на входах детектора; Ч - угол сдвига фаз BC (67)) VSOC-GC linear, for example, at the detector inputs; H - phase shift angle
между входными ,напр жени ми де .тектора.between the input, the voltage of the de .tector.
При нормальной работе трехфазной контролируемой системы напр жение на выходе фазового детектора 18 будет отсутствовать, т.к. cos 90 0. Б случае же выхода из стро контролруемой системы из-за короткого замыкани или обрыва фазы блок 8 превращаетс в обычный трансформатор, у которого входное и выходное напр жени совпадают по фазе, так как вместо вращающегос электромагнитного пол по вл етс некоторый магнитный поток; измен ющийс в соответствии с изменением переменногоDuring normal operation of a three-phase controlled system, the voltage at the output of the phase detector 18 will be absent, since cos 90 0. On the other hand, if the monitored system fails due to a short circuit or phase failure, unit 8 turns into a conventional transformer, in which the input and output voltages coincide in phase, since instead of a rotating electromagnetic field some magnetic flux appears ; varying according to the change in the variable
тока. Этот поток наводит ЭДС в роторных обмотках, в которых напр жени не имеют фазовых смещений. В результате этого напр жени между соответствующими входными клеммами статора и ротора будут находитьс в фазе. Выходные линейные напр жени фазосдвйгающего блока 8 поступают на входы фазового детектора 18, образу на его выходе напр жение . Это выходное напр жение через индикаторный элемент 21, служащий дл своевременной сигнализации аварийного состо ни контролируемой системы, оступает на исполнительный орган 29, служащий дл выработки сигнала резервировани или защиты контролируемой системы.current. This flow induces an emf in rotor windings in which voltages do not have phase displacements. As a result, the voltages between the respective input terminals of the stator and the rotor will be in phase. The output line voltages of the phase-shifting unit 8 are fed to the inputs of the phase detector 18, forming a voltage at its output. This output voltage through the indicator element 21, which serves to timely signal the emergency state of the monitored system, is applied to the executive body 29, which serves to generate a backup signal or protect the monitored system.
В случае обрыва или короткого замыкани одновременно всех фаз контролируемой системы на выходах выпр мителей 26 сигналы отсутствуют. Это приводит к тому, что логические элементы: НЕ 23-25 выдают выходные сигналы , которые поступают на элемент И 22, с выхода которого сигнаш через индикаторный элемент 21 поступает на вход исполнительного органа 29, в результате чего происходит своевременна защита вышедшей из стро контролируемой системы.In the event of an interruption or short circuit at the same time of all phases of the monitored system at the outputs of the rectifiers 26, there are no signals. This leads to the fact that the logical elements: NOT 23-25 provide output signals that arrive at the element 22, from which the signal through the indicator element 21 arrives at the input of the executive body 29, as a result of which the outgoing controlled system is timely protected. .
Рассмотрим работу устройства защиты при различных случа х аварийного состо ни трехфазной системы переменного тока.Consider the operation of the protection device in various cases of emergency state of a three-phase AC system.
1.Короткое зa iыкaниe или обрыв одной из фаз.1. Short for ikanie or breakage of one of the phases.
При коротком замыкании одной из фаз, например фазы В, напр жени в двух других фазах А,С системы совпадут по фазе,а напр жени ,снимаемые со вторичных обмоток фазных трансформаторов 1 и 3 будут отличатьс по величине и находитьс в противофазе. В результате по влени разностного напр жени будет происходить обтекание фаз токами по закону Кирхгофа,и в каждой из -обмоток статора 9 будет создаватьс свой магнитный поток. Эти потоки образуют результирующий магнитный поток статора , который, воздейству на обмотки ротора 10, будет наводить.в каждый из них разные по величине, но одинаковые по фазе ЭДС. Сдвига по фазе между соответственными обмоточными напр жени ми статора и ротора не будет, .поэтому входные нап- р жени фазового детектора 18 также будут находитьс в фазе с напр жени ми статора и ротора. В результате на выходе детектора 18 по витс In case of short circuit of one of the phases, for example phase B, the voltages in the other two phases A and C of the system will coincide in phase, and the voltages taken from the secondary windings of phase transformers 1 and 3 will differ in size and will be out of phase. As a result of the occurrence of a differential voltage, the currents flow around the currents according to Kirchhoff's law, and a magnetic flux will be created in each of the windings of the stator 9. These flows form the resulting magnetic flux of the stator, which, acting on the rotor windings 10, will induce. In each of them are different in size, but the same in phase EMF. There will be no phase shift between the respective stator and rotor windings, so that the input voltages of the phase detector 18 will also be in phase with the stator and rotor voltages. As a result, at the output of the detector 18
напр жение, равное Ugy iJBtie,7) вогарй так как cos D 1.. Напр жение Uy,, вл етс сигнальным дл срабатывани индикаторного элемента 21 и исполнительного органа 29.voltage equal to Ugy iJBtie, 7) burn as cos D 1 .. Voltage Uy ,, is signal for triggering indicator element 21 and actuator 29.
2.Короткое замыкание или обрыв двух фаз.2. Short circuit or break of two phases.
в случае замыкани между собой двух фаз (в. С) контролируемой системы токи в первичных обмотках трансформаторов 3, 2 будут протекать в одном направлении, а в первичной обмотке трансформатора 1 - в обратном направлении. В св зи с этим во вторичных обмотках трансформаторов 1-3 по в тс разностные напр жени , что приводит к по влению соответствующих разностных токов обтека0 ни . Эти токи будут проходить по обмоткам статора 9, создава неподвижный поток переменной величины. Последующее получение в фазосдвйгающем блоке 8 сигнального напр жени , in case of two-phase (c. C) monitored system interconnection, the currents in the primary windings of transformers 3, 2 will flow in one direction, and in the primary winding of transformer 1 - in the opposite direction. In this connection, in the secondary windings of transformers 1–3, the difference voltages are applied to the TC, which leads to the appearance of the corresponding flow currents. These currents will pass through the windings of the stator 9, creating a fixed flow of variable value. The subsequent reception in the phase-shifting unit 8 of the signal voltage
5 его прохождение, срабатывани индикаторного элемента 21 и испол- , нительного органа 29 происход т аналогично изложенному выше.5, its passage, the actuations of the indicator element 21 and the executive body 29 occur as described above.
3. Короткое замыкание или обрыв трех фаз.3. Short circuit or break of three phases.
00
В этом случае происходит обесточивание первичных обмоток трансформаторов 1-3, в результате чего сигналы на фазовый детектор не поступают . В то же врем происходит In this case, the primary windings of transformers 1-3 are de-energized, as a result of which no signals are received at the phase detector. At the same time,
5 обесточивание выпр мителей 26-28, на выходах которых сигнальные напр жени будут отсутствовать. Это приводит к тому г что соответствующие элементы НЕ 23-25 выдают сигналь 5 de-energization of rectifiers 26-28, at the outputs of which signal voltage will be absent. This leads to the fact that the corresponding elements NOT 23-25 give a signal
0 ные напр жени на элементы 22, который выдает сигнальное напр жение на индикаторный элемент 21 и вызывает срабатывание исполнительного органа 29.The voltages on the elements 22, which generates a signal voltage on the indicator element 21, and triggers the actuator 29.
Использование данного устройства по сравнению с аналогами и прототипом позвол ет расширить функциональные возможности устройства защиты, так как измер ема и передаваема им информаци о корот0 ком замыкании или обрыве фаз -в контролируемой системе не зависит от мест включени , числа и вида нагрузок; повысить надежность контрол , так как составные элементы устройства защиты обеспечивают об зательное срабатывание устройства при всех случа х аварийного состо ни контролируемой ,системыj обеспечить универссшьность в работе, так как The use of this device in comparison with analogues and prototype allows expanding the functionality of the protection device, since the measured and transmitted information about the short circuit or phase failure in the controlled system does not depend on the switching points, number and type of loads; to increase the reliability of control, since the components of the protection device ensure the mandatory operation of the device in all cases of the emergency state of the controlled system, to ensure uniformity in operation, since
0 схема устройства защиты не требует своей перестройки; осуществл ть защиту и резервирование контролируемой системы, а не только своевременную информацию и сигнализацию о ава5 рийном ее СОСТОЯНИИ} осуществл ть непрерывный контроль за состо нием контролируемой системы, имеющей различны места включени и виды нагрузок.0 protection circuit does not require its restructuring; to protect and back up a monitored system, and not just timely information and alarms on its emergency state} to carry out continuous monitoring of the state of the monitored system, which has different switch points and types of loads.
«О"ABOUT
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU782693875A SU792397A1 (en) | 1978-12-08 | 1978-12-08 | Three-phase ac mains protection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU782693875A SU792397A1 (en) | 1978-12-08 | 1978-12-08 | Three-phase ac mains protection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU792397A1 true SU792397A1 (en) | 1980-12-30 |
Family
ID=20797431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU782693875A SU792397A1 (en) | 1978-12-08 | 1978-12-08 | Three-phase ac mains protection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU792397A1 (en) |
-
1978
- 1978-12-08 SU SU782693875A patent/SU792397A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3727103A (en) | Three phase system monitoring and control circuit | |
| JPS6019221B2 (en) | frequency monitoring device | |
| US4349813A (en) | Blown fuse sensor | |
| SU792397A1 (en) | Three-phase ac mains protection device | |
| US3294976A (en) | Unbalanced load detection in alternating current systems | |
| US3532935A (en) | Static network protective relay | |
| US2238570A (en) | Fault indicating means | |
| US3414772A (en) | Differential relay with restraining means responsive to transformer bank voltage | |
| US3296495A (en) | Polyphase protective relay circuits | |
| US3544842A (en) | Device for determining the value and direction of the angular speed for rotation of machine parts | |
| CA1105999A (en) | Arrangement for monitoring a current network | |
| US2214866A (en) | Protective apparatus | |
| US2315468A (en) | Protective system | |
| SU655034A1 (en) | Device for testing heavy-duty brushless exciter | |
| US3331989A (en) | Voltage comparator circuits | |
| US3401307A (en) | Electrical protective relay arrangement | |
| US2169853A (en) | Supervision of electric systems | |
| SU546979A1 (en) | Device for signaling the emergency state of a multi-phase AC system | |
| SU1339731A1 (en) | Apparatus for protection of three-phase electric installation from two-phase operation | |
| SU433589A1 (en) | DEVICE YES BL (PROTECTION TIPS FOR FAILURE IN THE SECONDARY CIRCUITS OF THREE-WATER TRANSFORMERS ^ VOLTAGES INPUT REFERENCE TO AREA-] [C]. interlocking devices based on the use of differential transformers. ^ Such devices have a significant consumption, which is due to the fact that, with operable secondary circuits of a transformer, Differential transformers operate in a short circuit mode. In addition, differential devices deduce protection from operating in the event of faults in both the star and the open circuit of the voltage transformer, although in the latter case the protection could remain in operation. devices use the transformer star's zero wire, voltage, and the integrity (the zero conductor does not control –101520 is faulty, then the following short circuit to ground prevents the interlock from acting incorrectly. The proposed device is characterized in that in order to increase the reliability, a three-phase rectifier bridge is connected to the phase outputs of the star of intermediate transformers, the output of which is connected to the comparison circuit of the absolute values of two voltages, and a three-phase rectifier bridge connected to the phase voltage is connected to the second input of the comparison circuit wires of the star transformer voltage transformer. The drawing shows the device diagram. The device is connected to the secondary windings of the transformer I, connected by one star, and the other - about the scheme open triangle. The device contains an intermediate two-winding I transformer 2, connected by | |
| SU1010688A1 (en) | Device for determining damaged phase in three-phase network | |
| US3127541A (en) | Protective system for synchronous electrical machines | |
| SU1320860A1 (en) | Device for protecting three-phase electric motor from emergency operation | |
| WO2006123962A1 (en) | Method for protecting a user of a three-phase alternating-current network against operating emergency conditions and device for carrying out said mehtod | |
| SU736253A1 (en) | Device for testing differential protection system current circuits |