SU970538A1 - Device for protecting three-phase electric receiver from alternating and disturbance of phases of supply mains - Google Patents

Description

Изобретен-ие относитс  к электротехнике , а именно к устройствам релейной защиты трехфазных электроустановок от обратного пор дка чередовани  и исчезновени  фаз сети питани .The invention relates to electrical engineering, in particular, to relay protection devices of three-phase electrical installations against reverse order of alternation and disappearance of the phases of the power supply network.

Известно реле контрол  .фаз, содержащее подключенную к первым двум фазам сети пита1ни  последовательную RC-цепочку, средн   точка которой через резистор присоединена к одному из входных выводов мостового выпр мител , шунтированного конденсатором, второй вывод которого соединен со средней точкой первичной обмотки понижающего трансформатора, подсоединенного к второй и третьей фазам сети . К вторичной обмотке трансформа .тора подключен второй выпр мительный мост,со сглаживающим .конденсатором на выходе. Понижающий трансформатор с выпр мителем обеспечивает пи тание трехтранзисторного ключа с поглотительным реле на выходе.На вход ключа подаетс  сигнал с выхода первого выпр мител , сглаженный конденсатором tl. A phase control relay is known that contains a serial RC chain connected to the first two phases of the power supply network, the midpoint of which is connected via a resistor to one of the input terminals of a bridge rectifier shunt by a capacitor, the second terminal of which is connected to the midpoint of the primary winding of the downstream transformer connected to the second and third phases of the network. A second rectifier bridge is connected to the secondary winding of the transformer, with a smoothing output capacitor. A step-down transformer with a rectifier supplies the power of a three-transistor switch with an absorption relay to the output. A signal from the output of the first rectifier, smoothed by a capacitor tl, is supplied to the switch input.

Данное устройство характеризуетс  сложностью схемного решени , так как реле контрол  фаз содержит многоэлементный транзисторный ключ,трансформаторный блок его питани , блок вы влени  несимметрии трехфазного напр жени  с выпр мителем - всего 33 элемента. В соответствии с этим снижаетс  надежность функционировани  реле (.так как веро тность, отказа или ложной работы увеличиваетс  с возрастанием числа вход щих в устройство элементов). Кроме того, This device is characterized by the complexity of the circuit solution, since the phase control relay contains a multi-element transistor switch, its transformer power supply unit, a three-phase voltage unbalance detection unit with a rectifier - a total of 33 elements. Accordingly, the reliability of the operation of the relay is reduced (. As the likelihood of failure or false operation increases with an increase in the number of elements entering the device). Besides,

10 использование конденсатора в блоке несимметрии питающего напр жени  приводит к ложным срабатывани м при наличии в сети с полупроводниковыми преобразовательными установками выс15 ших гармоник, к которым конденсатор обладает меньшим сопротивлением.10, the use of a capacitor in the asymmetry unit of the supply voltage leads to false positives when high-harmonics are present in the network with semiconductor conversion plants, to which the capacitor has less resistance.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етр  устройство дл  защиты трехфазного элект20 роприемника от изменени  чередовани  и обрыва фаз питающей сети, содержащее присоединенный катодом к нулевой точке сети тиристор, анод которого через обмотку исполнительного реле,The closest to the proposed technical entity is a device for protection of a three-phase electric receiver against alternating alternation and phase failure of the supply network, containing a thyristor connected to the zero point of the network by a cathode, the anode of which through the winding of the executive relay,

25 шунтированную диодами, и два разв зывающих диода подключен к второй и третьей фазам сети питани . Управл ющий электрод указанного тиристора соединен с последовательно включенными25 bypass diodes, and two decoupling diodes are connected to the second and third phases of the mains supply. The control electrode of the specified thyristor is connected to series-connected

30 стабилиронами и диодом, анод последнего из которых через резистор подключен к второй фазе, а через втречно включенный диод - к катоду второ го тиристора, а также резистору, при соединенному к нулевой точке сети. Управл ющий электрод второго тири тора аналогично первому соединен со стабилитроном и диодом. Анод этого диода через резистор подключен к тре тьей фазе, а через два встречно вклю ченных диода - к первой фазе сети питани . Катоды последних диодов че- рез резистор подсоединены к катоду вто рого тиристора, анодом соединенного через диод с первой фазой сети. Управл ющие переходы тирйстоЕ ов зашунтированы резисторами, t23. К недостаткам устройства следует отнести сложность его схемы,включающей 20 составл ющих элементов и пониженную восоответствии с этим надежность защиты. Кроме того, дл  это го устройства необходимо наличие нулевого провода, при повреждении кото рого происходит ложное срабатывание, что таким образом приводит к снижени надежности защиты электроприемников.. Вместе с тем, необходимость нулевого провода обусловливает усложнение уст ройства и его монтажа. изобретени  - упрощение устройства . Поставленна  цель достигаетс  тем, что, в устройстве дл  защиты |Трехфазного электроприемника от изменени  чередовани  и нарушени  фаз питающей сети, содержащем четыре дио да, подключенных к фазам сети,тиристор , анод которого через исполнительный орган соединен с катодом п т го диода, резисторы и пороговые элементы , катод первого диода, анод которого соединен с первой фазой,через первый переменный резистор подключен к аноду второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода, присоединенным к второй фазе, средн   точка первого переменного ре зистора подключена к второму перемен ному резистору и через пороговый эле мент к катоду первого диода, средн   точка второго переменного резистора через пороговый элемент соединена с управл ющим электродом тиристора,катод которого подключен к точке сое:динени  другого вывода второго перем нного резистора с третьим переменН1ЙМ . резистором и анодом. четвертого циода, катод которого присоединен к третьей фазе, при этом другой Швод третьего переменного резистора подкл чен к катоду третьего диода, а %го средн   точка через пороговый элемент к аноду п того диода,который через резн тор соединен также с анодом тиристора , причем исполнительный орган зашунтирован конденсатором. На чертеже дана принципиальна  схема устройства. Устройство содержит источник трехфазного напр жени  с первой 1, второй 2 и третьей 3 фазами соответственно , первый 4, второй 5, третий 6, четвертый 7 и п тый 8 полупроводниковые диоды, первый 9, второй 10 и третий 11 динисторы (пороговые элементы), первый 12 второй 13 и третий 14 переменные резисторы, тиристор 15, исполнительный орган 16, конденсатор 17 и резистор 18 посто нный . Устройство работает следующим образом. Через диоды 4 и 5 на резистор 12 подаютс  положительные полупериоды линейного напр жени  и первой и второй фаз сети питани , а пропорциональный им уменьшенный по амплитуде сигнал - на динистор 9. Его уровень устанавливаетс  резистором 12 так, чтобы в нормальном режиме.амплитуда на 5-10% превосходила напр жение включени  динистора 9. Последний, следовательно , при полнофазном питающем напр жении ежепериодно переходит в провод щее состо ние. На резистор 13 через диод 4, динистор 9 и диод 7 подаетс  полное линейноенапр жение первой и третьей фаз (в положительный его полупериод), сдвинутое относительно напр жени  Ц2 на 60 эл. град в сторону отставани . Уровень напр жени  на динисторе 10 устанавливаетс  резистором 13 аналогично динистору 9. При включении последнего управл ющий переход тиристора 15 обтекаетс  током до конца положительной полуволны напр жени  Ц В положительный полупериод напр жени  Uj через диоды 6 и 7 подаетс  напр жение на резистор 14 и пропорциональное ему, однако уменьшенное,- на последовательно включенные тиристор 15, резистор 18 и динистор 11. В первые 120 эл.град. положительной полуволны напр жени  и1,3 управл ющий переход тиристора ,1 обтекаетс  током (так как межфазное напр жение II jj отстает относительно напр жени  60 эл.град.) При установке выходного напр жени  резистором 14 подобно резисторам 12 и 13 динистор 11 включаетс  и через резистор 18 и тиристор 15 протекает . ток. Одновременно через диод 8 обеспечиваетс  питание исполнительного элемента 16 и зар д конденса ора 17. По окончании положительного полупериода U/j j тиристор 15 и динистор 11 запираютс . Конденсатор 17 теперь питает исполнительный элемент 16. Последний сигнализирует о нормальном пор дке чередовани  и полнофазности питающего напр жени .Включение исполнительного элемента 16 и конденсатора 17 ереэ диод 8 параллельно резистору 18 исключает подачу напр жени  положительной обкладки конденсатора на катод динистора 11 в нормальном режиме работы. Тем самы обеспечиваетс  повторение указанных процессов в следующий период питающего напр жени  . При изменении пор д ка чередовани  фаз, например второй третьей, на динисторы 9-11 подаютс  положительные полуперирды напр же НИИ Uj,j соответственно/причем каждоеиз последующих по пор дку перечислени  опережает предьщущее на 60 эл.град., т.е. динистор 9 вклю чаетс  после окончани  положительного полупериода {)inocne прохождени  через максимум напр жени  и,2 поэтому ни динистор 10,ни дииистор 11 включитьс  не могут. Исполнительный элемент обесточен, защищаемый электроприемник отключен от сети.При исчезновении одной из фаз питающего напр жени  происходит уменьшение дву линейных напр жений (до половины от номинального при статической нагрузк и двигательной с заторможенным ротором в неполнофазном режиме .работы). В этом случае даже при включении ди нистора 9 (неповрежденными остаютс  перва  и втора  фазы) заперты динис торы 10 и 11, что соответствует обес точенному состо нию исполнительного элемента 16, В том случае, когда уменьшаетс  напр жение первой и второй фаз, остаетс  запертым динистор 9, исключающий подачу полного линейного напр жени  на резистор 13, а следовательно, и включение динистора 10. Тиристор 15 при этом из-за отсутстви  тока управлени  заперт. Запирание динистора 9 при снижении напр жени  первой и второй фаз исклю чает возможность отпирани  тиристора 15 независимо от того, произошел обрыв первой или второй фазы. Положительный эффект заключаетс  в упрощении предлагаемого устройства содержащего 15 составл ющих элементов против 20 в известном и исключаю щего потребность в нулевом проводе. Уменьшение числа вход щих в устройст во элементовИ исключение нулевого провода снижает веро тность его отказа или ложного срабатывани , что повышает надежность электроснабжени . Формула -изобретени  Устройство дл  защиты трехфазного электроприемника от изменени  чередовани  и нарушени  аз питающей сети, содержащее четыре диода, подключенных к фазам сети, тиристор/ анод которого через исполнительный орган . соединен с катодом п того диода, резисторы и пороговые элементы, о т г, личающеес  тем, что, с целью упрощени , катод первого диода, анод которого соединен с первой фазой , через первый переменный резистор подключен к аноду второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода, присоединенным к второй фазе, средн   точка первого переменного резистора подключена к второму переменному резистору и через пороговый элемент к катоду первого диода, средн   точка второго переменного резистора через пороговый элемент соединена с управл ющим электродом тиристора, катод которого подключен к точке соединени  другого вывода второго переменного резистора с третьим переменным резистором и анодом четвертого диода, катод которого присоединен к третьей фазе, при этом другой вывод третьего переменного резистора подключен к катоду третьего диода, а его средн   точка, через пороговый элемент - к аноду п того диода, который через резистор соединен также с анодом тиристора,причем исполнительный орган зашунтирован конденсатором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Реле контрол  фаз типа ЕЛ-8. Информаци  о новых разработках. Информэлектро . 2.Авторское свидетельство СССР 687522, кл. Н 02 Н 7/09, 1977 fпрототип) .30 by the diodes, the anode of the latter of which is connected through the resistor to the second phase, and through the triple-connected diode to the cathode of the second thyristor, as well as to the resistor connected to the zero point of the network. The control electrode of the second thyristor is similar to the first one connected to a zener diode and a diode. The anode of this diode is connected through a resistor to the third phase, and after two oppositely connected diodes to the first phase of the power supply network. The cathodes of the last diodes are connected through a resistor to the cathode of the second thyristor, an anode connected through a diode to the first phase of the network. The control transitions of the thermistor are shunted by resistors, t23. The disadvantages of the device include the complexity of its circuit, which includes 20 constituent elements and reduced reliability with protection. In addition, this device requires the presence of a neutral conductor, if it is damaged, a false positive occurs, which thus leads to a decrease in the reliability of the protection of electrical receivers. At the same time, the need for a neutral conductor leads to a complication of the device and its installation. the invention is a simplification of the device. This goal is achieved by the fact that, in a device for protecting a three-phase electric receiver from changing alternation and disturbance of the phases of the supply network containing four diodes connected to the phases of the network, the thyristor, the anode of which through the actuator is connected to the cathode of the fifth diode, resistors and threshold elements, the cathode of the first diode, the anode of which is connected to the first phase, through the first variable resistor is connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the anode of the third diode connected to the second phase, the midpoint of the first variable resistor is connected to the second variable resistor and through a threshold element to the cathode of the first diode, the middle point of the second variable resistor is connected via a threshold element to the control electrode of the thyristor, the cathode of which is connected to the other terminal of the second variable resistor third variableN1IM. resistor and anode. of the fourth cyode, the cathode of which is connected to the third phase, while another Shvod of the third variable resistor is connected to the cathode of the third diode, and the middle point through the threshold element to the anode of the fifth diode, which is also connected to the thyristor anode through the resistor, and the body is shunted by a capacitor. The drawing is a schematic diagram of the device. The device contains a source of three-phase voltage with the first 1, second 2 and third 3 phases, respectively, the first 4, second 5, third 6, fourth 7 and fifth 8 semiconductor diodes, first 9, second 10 and third 11 dynistor (threshold elements), the first 12 second 13 and third 14 variable resistors, thyristor 15, actuator 16, capacitor 17, and resistor 18 constant. The device works as follows. Through diodes 4 and 5, positive half-periods of the linear voltage and the first and second phases of the power supply are supplied to the resistor 12, and a signal proportional to them reduced in amplitude to the dynistor 9. Its level is set by the resistor 12 so that in normal mode the amplitude is 5 to 10% exceeded the turn-on voltage of the dynistor 9. The latter, therefore, with a full-phase supply voltage, changes every year to the conducting state. Resistor 13 through diode 4, dinistor 9 and diode 7 is supplied with full linear voltage of the first and third phases (in its positive half-period) shifted relative to the voltage of Ц2 by 60 al. hail down The voltage level on the dynistor 10 is set by the resistor 13 similarly to the dynistor 9. When the latter is turned on, the thyristor control transition 15 flows around the current to the end of the positive half wave of the voltage Q B and the positive half-period voltage Uj through the diodes 6 and 7 is applied to the voltage resistor 14 and proportional to it , however, a reduced, - on the series-connected thyristor 15, resistor 18 and dynistor 11. In the first 120 electrical degrees. positive half-wave voltage and 1.3 thyristor control transition, 1 flows around current (since the interfacial voltage II jj lags behind the voltage of 60 electr.) When the output voltage is set by resistor 14 like resistors 12 and 13, distor 11 turns on and through the resistor 18 and the thyristor 15 flows. current. At the same time, through the diode 8, the actuating element 16 is supplied and the charge of the condensation of the cavity 17. At the end of the positive half-period U / j j, the thyristor 15 and the distor 11 are locked. The capacitor 17 now feeds the actuator 16. The latter signals a normal order of alternation and full-phase supply voltage. Turning on the actuator 16 and the capacitor 17 The diode 8 parallel to the resistor 18 eliminates the supply of a positive capacitor plate voltage to the cathode of the dynistor 11 in normal operation. This ensures the repetition of these processes in the next period of the supply voltage. When changing the order of phase alternation, for example, the second and third, to the dynistor 9-11, positive semi-peri-rids are applied, for example, the scientific research institute Uj, j, respectively, and each of the subsequent orders of magnitude ahead of the preceding by 60 el. Degrees, i.e. The dynistor 9 is turned on after the end of the positive half cycle () inocne passing through the maximum voltage and, 2 therefore, neither dynistor 10 nor diistor 11 can be turned on. The actuator is de-energized, the protected electrical receiver is disconnected from the mains. When one of the supply voltage phases disappears, two linear voltages decrease (by half from the nominal with static load and motor load with a decelerated rotor in an incomplete phase operation). In this case, even when the dyistor 9 is turned on (the first and second phases remain intact), the switches 10 and 11 are locked, which corresponds to the empty state of the actuating element 16. In the case when the voltage of the first and second phases decreases, the dynistor remains locked 9, which prevents the supply of the full linear voltage to the resistor 13, and consequently, the switching on of the dynistor 10. The thyristor 15 is locked due to the absence of the control current. Locking the dynistor 9 while reducing the voltage of the first and second phases excludes the possibility of unlocking the thyristor 15, regardless of whether the first or second phase is broken. A positive effect is to simplify the proposed device containing 15 constituent elements against 20 in the well-known and eliminating the need for a neutral wire. The reduction in the number of elements entering the device and the elimination of the neutral wire reduces the probability of its failure or false triggering, which increases the reliability of the power supply. Formula of the Invention A device for protection of a three-phase electric receiver against alternation of alternation and disturbance of the supply mains, containing four diodes connected to the phases of the network, the thyristor / anode of which through the executive body. connected to the cathode of the fifth diode, resistors and threshold elements, in order to simplify, the cathode of the first diode, the anode of which is connected to the first phase, is connected via the first variable resistor to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the anode of the third diode connected to the second phase, the middle point of the first variable resistor is connected to the second variable resistor and through the threshold element to the cathode of the first diode; the middle point of the second variable resistor is connected to the control through the threshold element the thyristor, whose cathode is connected to the connection point of another output of the second variable resistor with the third variable resistor and the anode of the fourth diode, the cathode of which is connected to the third phase, while the other output of the third variable resistor is connected to the cathode of the third diode, and its middle point the threshold element is connected to the anode of the fifth diode, which is also connected via a resistor to the thyristor anode, and the executive body is shunted by a capacitor. Sources of information taken into account in the examination 1. Relay control phases of the type EL-8. Information about new developments. Informelectro. 2. Authors certificate of the USSR 687522, cl. H 02 H 7/09, 1977 f prototype).

/О20Зо/ O20Zo

w-.w-.

КбKb

1515

пP

% V% V

Claims (1)

Формула -изобретенияClaim Устройство для защиты трехфазного электроприемника от изменения чередования и нарушения^аз питающей сети, содержащее четыре диода, подключенных к фазам сети, тиристор, анод которого через исполнительный орган г соединен с катодом пятого диода, резисторы и пороговые элементы, о т *., личающееся тем, что, с целью упрощения, катод первого диода, анод которого соединен с первой фазой, через первый переменный резистор подключен к аноду второго диода, катод которого соединен с анодом третьего диода, присоединенным к второй фазе, средняя точка первого переменного резистора подключена к второму переменному резистору и через пороговый элемент к катоду первого диода, средняя точка второго переменного резистора через пороговый элемент соедйнена с управляющим элект.родом тиристора, катод которого подключен к точке соединения другого вывода второго переменного резистора с третьим переменным резистором и анодом четвертого диода, катод которого присоединен к третьей фазе, при этом другой вывод третьего переменного резистора подключен к катоду третьего диода, а его средняя точка, через пороговый элемент - к аноду пятого диода, который через резистор соединен также с анодом тиристора,причем исполнительный орган зашунтироваи конденсатором.A device for protecting a three-phase power receiver from changing alternation and disturbance of the supply network, containing four diodes connected to the phases of the network, a thyristor, the anode of which is connected to the cathode of the fifth diode through an executive element r, resistors and threshold elements, which that, in order to simplify, the cathode of the first diode, the anode of which is connected to the first phase, is connected through the first variable resistor to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the anode of the third diode connected to the second phase, the midpoint of the second variable resistor is connected to the second variable resistor and through the threshold element to the cathode of the first diode, the middle point of the second variable resistor is connected through the threshold element to the control electrode of the thyristor, the cathode of which is connected to the connection point of the other terminal of the second variable resistor with the third variable resistor and anode the fourth diode, the cathode of which is connected to the third phase, while the other terminal of the third variable resistor is connected to the cathode of the third diode, and its midpoint, through h the threshold element - to the anode of the fifth diode, which is also connected through the resistor to the thyristor anode, and the actuator is shunted by the capacitor.