SU1376173A1 - Apparatus for protecting electric installation against phase breakage or wrong sequence - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к.электротехнике , в частности релейной защите. .Целью изобретени   вл етс  повьтение надежности и быстродействи . В устройстве использованы полупроводникоThe invention relates to electrical engineering, in particular, relay protection. The purpose of the invention is to improve reliability and speed. The device used semiconductor

Description

(Л(L

со with

ОдOd

0000

вые коммутаторы на оптронных модул х 13,14,16,17 с реверсом фаз, переключаемые в зависимости от пор дка чередовани  фаз на входе устройства. Дл  этого в него введен дополнительньй нелинейный мост 10, подключенный на выход выпр мител  8, подключенного к одному из плеч фазоуказател  1-4. Ключи коммутатора включаютс , в зависимости от пол рности напр жени  на выходе нелинейного моста 10, Устройство отключает электроустановку вoptocoupler modules with 13,14,16,17 with phase reversal, switchable depending on the order of the phase alternation at the device input. For this, an additional nonlinear bridge 10 is inserted into it, connected to the output of rectifier 8 connected to one of the shoulders of phase indicator 1-4. The switch keys are turned on, depending on the polarity of the voltage at the output of the nonlinear bridge 10, the device turns off the electrical installation in

случае выпадени  одной из фаз на входе устройства. Дл  этого в него введен полупроводниковый модуль 7, включенный в цепь вьтр мител  8. Цепь управлени  полупроводникового модул  7 питаетс  с вьтр мител  5, подключенного к двум фазам питающей сети. При обрыве одной из фаз питающей сети снимаетс  напр жение управлени  с цепей управлени  коммутатором и электроустановка отключаетс , что предотвращает ее работу на двух фазах. 1 ил.if one of the phases at the input of the device fails. For this purpose, a semiconductor module 7 is inserted in it, which is connected to the circuit of the mitter 8. The control circuit of the semiconductor module 7 is powered by the mitter of 5, connected to the two phases of the mains supply. When one of the phases of the power supply is cut off, the control voltage is removed from the control circuits of the switch and the electrical installation is turned off, which prevents it from operating on two phases. 1 il.

1one

Изобретение относитс  к устройствам автоматики и релейной защиты и может примен тьс  дл  защиты электроустановок , потребл ющих трехфазный ток от обрыва одной из фаз питающей сети и от неправильного чередовани  фаз трехфазной сети.The invention relates to automation and relay protection devices and can be used to protect electrical installations that consume three-phase current from the interruption of one of the phases of the supply network and from incorrect phase sequence of the three-phase network.

Цель изобретени  - повышение надежности и быстродействи .The purpose of the invention is to increase reliability and speed.

На чертеже представлена схема устройства дл  защиты электроустановки от выпадани  фазы и от неправильного чередовани  фаз (А,В,С - входные выводы устройства; а,в,с - выходные выводы устройства).The drawing shows a diagram of a device for protecting an electrical installation against phase loss and against incorrect phase alternation (A, B, C are the input terminals of the device; and, b, c are the output terminals of the device).

Устройство содержит соединенные по схеме звезда резисторы 1-3 и конденсатор 4, причем конденсатор 4 размещен в одном плече звезды, резистор 1 - во втором плече, а резисторы 2 и 3, соединенные последовательно , - в третьем плече, к входным выводам А и С подключен выпр митель 5,. к которому через резистор 6 подключена цепь управлени  оптронного модул  7. К резистору 3 через оптрон- ный модуль 7 подключен вьтр митель 8, к которому через резистор 9 подключен блок 10 управлени  в виде нелинейного моста, на выход которого через диод 11 и симметричный стабилитрон 12 подключены цепи управлени  оптронных модулей 13 и 14, включенные последовательно, а через диод 15 - цепи управлени  оптронных модулей 16 и 17, также включенные последовательно . Оптронные модули 13 и 14The device contains star-connected resistors 1-3 and a capacitor 4, the capacitor 4 being placed in one star's shoulder, resistor 1 in the second arm, and resistors 2 and 3 connected in series in the third arm to the input terminals A and C 5 rectifier connected. To which the optocoupler module 7 is connected through a resistor 6. A resistor 8 is connected to the resistor 3 through the optocoupler module 7, to which a control unit 10 is connected through a resistor 9 in the form of a nonlinear bridge, to the output of which through a diode 11 and a symmetrical Zener diode 12 control circuits of optocoupler modules 13 and 14, connected in series, are connected, and through diode 15 - control circuits of optocoupler modules 16 and 17, also connected in series. Optocoupler modules 13 and 14

включены между одноименными выводами фаз А и В устройства, оптронные модули 16 и 17 включены между теми же.included between the same terminals of the phases A and B of the device, optocoupler modules 16 and 17 are connected between the same.

выводами устройства с реверсом фаз. Конденсатор 18 .включен на выход нелинейного моста 10.device outputs with phase reversal. The capacitor 18. Included in the output of the nonlinear bridge 10.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В случае, когда на входе устройства присутствуют все три фазы питающей сети, оптронный модуль 7 включен, так как по его цепи управлени  проходит ток с выхода выпр мител  5. ПриIn the case when all three phases of the mains supply are present at the input of the device, optocoupler module 7 is turned on, as the current from the rectifier 5 passes through its control circuit.

этом при правильной последовательности чередовани  фаз питающей сети на резисторе 1 выдел етс  напр жение . большее, чем напр жение на резисторах 2 и 3, а напр жение с резистораThis, with the correct sequence of alternating phases of the mains supply, is released on the resistor 1. greater than the voltage across resistors 2 and 3, and the voltage from the resistor

3 через оптронный .модуль 7 поступает на вьшр митель 8 и нелинейный мост 10. При этом элементы нелинейного моста 10 подбирают так, чтобы его стабилитроны были заперты. Ток управлени  оптронных модулей 13 и 14 протекает при этом через резисторы нелинейного моста, диод 11 и стабилитрон 12. Протеканию тока по цеп м управлени  оптронных модулей 16 и 17 преп тствует диод 15. В результате отпираютс  оптронные модули 13 и 14 и н а выход устройства проходит напр жение питающей сети. В случае, когда на выходные выводы устройства подано напр жение с неправильной последовательностью чередовани  фаз, на выходе выпр мител  8, питаемого с резистора 3, выдел етс  напр жение, достаточное дл  пробо  стабилитронов нелиней ного моста 10. Регулировка момента пробо  стабилитронов осуществл етс  резистором 9 При этом пол рность напр жени  на выходе нелинейного мое та мен етс  на обратную и через стабилитрон 12 и диод 15 протекает ток управлени  по цеп м управлени  опт- ронных модулей 16 и 17, Протеканию тока по цеп м управлени  оптронных модулей 13 и 1А предп тствует диод 11. При этом отпираютс  оптронные мо дули 16 и 17 и на выходе устройства по-прежнему остаетс  напр жение с правильной последовательностью чередовани  фаз. Если смена пор дка чере довани  фаз питающей сети произошла в процессе работы устройства, например при его питании от устройства бесперебойного питани , то в момент смены пол рности на выходе нелинейного моста 10 начинает перезар жатьс  конденсатор 18, благодар  чему создаетс  задержка на открытие неработающих оптронных модулей, так как напр жение в момент перезар да конденсатора недостаточно дл  пробо  стабилитрона 12. При этом ранее открытые оптронные модули успевают зак рытьс  в момент перехода тока питающей сети через ноль, а другие оптрон ные модули, создающие реверс питающей сети, открываютс  с небольшой за держкой только после перезар да конденсатора 18. Этим самым исключаетс  возможность одновременного отпирани  модулей пр мой и реверсивной групп коммутатора, что могло бы привести к короткому замыканию в момент переключени  сети с изменением пор дка чередовани  фаз. При обрыве фаз А или С питающей сети напр жение на вы ходе выпр мител  5 отсутствует. При этом оптронный модуль 7 запираетс , в результате чего прекращаетс  подача напр жени  на нелинейный мост 10, вследствие чего обеспечиваютс  цепи управлени  оптронных модулей 13 и 14 или 16 и 17, которые запираютс  и потребитель отключаетс  от питающей сети. В случае обрыва фазы В также запираютс  оптронные модули 13 и 14 или 16 и 17 вследствие отсутстви  напр жени  на входе моста 8, так как резистор 3 в этом случае обесточен.3 through the optronic module 7 enters the expander 8 and the nonlinear bridge 10. The elements of the nonlinear bridge 10 are selected so that its zener diodes are locked. The control current of the optocoupler modules 13 and 14 flows through the resistors of the nonlinear bridge, the diode 11 and the zener diode 12. The flow of current through the control circuits of the optocoupler modules 16 and 17 is prevented by the diode 15. As a result, the optocoupler modules 13 and 14 are unlocked and the device output power supply voltage is flowing. In the case when the output terminals of the device are energized with an incorrect sequence of phase alternation, the output of rectifier 8 supplied from resistor 3 is separated by a voltage sufficient to break the zener diodes of the nonlinear bridge 10. The torque adjustment of the zener diodes is performed by the resistor 9 At the same time, the polarity of the voltage at the output of the nonlinear mine is reversed and through the Zener diode 12 and the diode 15 a control current flows through the control circuits of the optocoupler modules 16 and 17, and the Current flows through the control circuits optically onnyh modules 13 and 1A pref tstvuet diode 11. Thus otpirayuts optronic mo blowing 16 and 17 and at the output still remains at the correct voltage phase sequence. If a change in the order of the phases of the mains supply occurs during operation of the device, for example, when it is powered by an uninterruptible power supply device, then at the time of polarity change at the output of the nonlinear bridge 10, the capacitor 18 begins to recharge, thereby creating a delay in opening idle optronic modules , since the voltage at the time of capacitor recharging is not enough for the breakdown of the Zener diode 12. At the same time, the previously opened optocoupler modules have time to close at zero when the supply mains current passes through zero, and These optocoupler modules that create a reversal of the power supply network open with a small delay only after recharging capacitor 18. This also eliminates the possibility of simultaneously unlocking the modules of the forward and reversing switch groups, which could lead to a short circuit at the time of switching the network with changing pores. phase alternation. When the phase A or C is disconnected, the voltage on you during rectifier 5 is absent. In this case, the optocoupler module 7 is locked, as a result of which the supply of voltage to the nonlinear bridge 10 is stopped, as a result of which the control circuits of the optocoupler modules 13 and 14 or 16 and 17 are provided, which are locked and the consumer is disconnected from the mains. In the event of a phase B break, the optocoupler modules 13 and 14 or 16 and 17 are also locked due to the absence of voltage at the input of bridge 8, since the resistor 3 in this case is de-energized.

Таким образом при наличии на входе устройства трехфазного напр жени  при любой последовательности чередо„ Thus, if there is a three-phase voltage at the input of the device for any sequence, the sequence "

10ten

1515

2020

2525

-30-thirty

3535

4040

4545

5050

5555

вани  фаз питающей сети на выходных выводах устройства устанавливаетс  правильна  последовательность чередовани  фаз. В то же врем  при обрыве любой из фаз питающей сети устройство отключает потребитель от питающей сети, чем исключаетс  работа потребител  на двух фазах. Это особенно важно как дл  потребителей, работа которых при неправильной последовательности чередовани  фаз либо невозможна , либо может привести к аварийным ситуаци м, так и дл  потребителей, работа которых при обрыве любой из фаз недопустима. При этом повьппаетс  надежность и быстродействие устройства по сравнению с релейной схемой, так как бесконтактные полупроводниковые реверсивные коммутаторы могут быть выполнены на довольно большой ток нагрузки.The phases of the mains supply at the output terminals of the device establish the correct phase sequence. At the same time, if any of the phases of the power supply network is disconnected, the device disconnects the consumer from the power supply network, thus eliminating the work of the consumer in two phases. This is especially important both for consumers, whose operation in case of incorrect sequence of phase alternation is either impossible or can lead to emergency situations, and for consumers whose operation is not allowed when any of the phases are broken. At the same time, the reliability and speed of the device is higher than that of the relay circuit, since non-contact semiconductor reversing switches can be made with a rather high load current.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  защиты электроустановки от неправильного чередовани  и обрыва фаз, содержащее фазочувстви- тельный элемент, выполненный в виде звезды, в одно из плеч которой включен конденсатор с входной клеммой дл  подключени  к третьей фазе сети, в два другие плеча - резисторы, первый из которых снабжен входной клеммой дл  подключени  к первой фазе сети , второй и третий резисторы включены последовательно, третий резистор снабжен выходной клеммой дл  подключени  к второй фазе сети, а обща  точка второго и третьего резисторов присоединена к одному входу первого выпр мител , к выходу которого подключен блок управлени  фазными коммутаторами , второй вьтр митель с входными клеммами, одна из которых предназначена дл  подключени  к первой фазе сети, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и быстродействи , фазные коммутаторы выполнены в виде четырех оптрок- ных модулей и дополнительно введен п тый оптронный модуль, при этом первый и второй оптронный модули включены своими входными клеммами соответственно последовательно в первый и второй фазные провода, а их цепи управлени  через введенные диод и двунаправленный стабилитрон - к выходу блока управлени  фазными коммутаторами у ВЕаШолненного в виде нелинейногоA device for protection of an electrical installation against incorrect alternation and phase failure, containing a phase-sensitive element made in the form of a star, in one of the arms of which a capacitor is connected with an input terminal for connection to the third phase of the network, in the other two arms resistors, the first of which is equipped the input terminal for connecting to the first phase of the network, the second and third resistors are connected in series, the third resistor is equipped with an output terminal for connecting to the second phase of the network, and the common point of the second and third resistors is connected It is connected to one input of the first rectifier, the output of which is connected to the control unit of the phase switches, the second switch with input terminals, one of which is intended to be connected to the first phase of the network, which in order to improve reliability and speed, phase switches in the form of four optocoupler modules and the fifth optocoupler module was additionally introduced, with the first and second optocoupler modules being connected to the first and second phase wires, respectively, by their input terminals, and their control circuits through the input diode and bi-directional Zener diode to the output of the control unit of the phase commutators at the non-linear 513761736513761736 моста, при этом третий оптронный мо-ного модул , обща  цепь управлени  дуль соединен с выходными клеммами,указанными модул ми подключена к вы- предназначенными дл  включени  междуходу упом нутого блока управлени , первой фазой сети и общей точкой вто- спри этом п тый оптронный модуль подрой фазы и выходной клеммой второгоключен между второй выходной клеммой оптронного модул  со стороны злектро-третьего резистора и вторым входом установки, четвертый оптронный мо-первого выпр мител , а его цепь уп- дуль соединен выходными клеммами,равлени  подключена к выходу второго предназначенными дл  подключени  меж-ювыпр мител , втора  входна  клемма ду второй фазой сети, общей точкойкоторого предназначена дл  подключе- первой фазы и выводом первого оптрон-ни  к третьей фазе сети.bridge, the third optocoupler modular module, the common control circuit of the booms is connected to the output terminals, the indicated modules are connected to the ones intended for switching on the interconnection of the said control unit, the first phase of the network and the common point the second optocoupler module The secondary phase and the output terminal of the second is connected between the second output terminal of the optocoupler module on the side of the electrolytic third resistor and the second input of the installation, the fourth optocoupler may be the first rectifier, and its control circuit is connected to the output terminals, and connected to the second output intended for connecting between yuvypr-DC converter, a second input terminal of the second network do phase total tochkoykotorogo podklyuche- intended for the first phase and a first optocoupler output-audio network to the third phase.