RU2039406C1

RU2039406C1 - Equipment for protection of three-phase loads against phase break

Info

Publication number: RU2039406C1
Authority: RU
Inventors: Б.П. Рябинин; Е.Б. Рябинина
Original assignee: Рябинин Борис Павлович
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1991-07-02
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: voltage emerges between neutral point of protected phase and common wire with break of any phase. It is converted by former of operational signal manufactured in the form of single-phase rectifier into fade-out voltage. Then signals are summed up in integrating stage. Resulting voltage is supplied to final-control element which operates when resulting voltage exceeds the preset value and disconnects protected load. EFFECT: enhanced efficiency and reliability of protection. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для обеспечения безаварийной эксплуатации трехфазных нагрузок, например, электродвигателей. The invention relates to electrical engineering and can be used in devices designed to ensure trouble-free operation of three-phase loads, for example, electric motors.

Известно устройство, служащее этим целям, которое содержит включенный в нейтраль электродвигателя выпрямитель и соединенное последовательно с ним электромагнитное реле. A device that serves these purposes is known, which comprises a rectifier included in the neutral of the electric motor and an electromagnetic relay connected in series with it.

Однако данное устройство не обеспечивает надежной защиты, так как оно не имеет отстройки от ложных срабатываний, вызванных асимметрией напряжения, возникающей, например, в момент включения нагрузки, при случайных кратковременных выбросах трехфазного напряжения, в момент подключения к сети посторонних однофазных потребителей и в других случаях. However, this device does not provide reliable protection, since it does not have a detuning against false alarms caused by voltage asymmetry that occurs, for example, at the moment of switching on the load, during random short-term surges of a three-phase voltage, at the moment of connection of extraneous single-phase consumers to the network and in other cases .

Известно устройство, содержащее асимметр, выполненный на активных элементах, например резисторах, включенных по схеме "Звезда" и подсоединенных к фазам сети, и исполнительный орган в виде электромагнитного реле. A device is known that contains an asymmetry made on active elements, for example, resistors connected according to the "Star" circuit and connected to the phases of the network, and an actuator in the form of an electromagnetic relay.

Недостатком отмеченной конструкции является склонность ее к ложным срабатываниям в моменты включения выключения однофазных электроприемников, включенных в смежные участки сети. The disadvantage of this design is its tendency to false positives at the moments of turning on and off of single-phase power consumers included in adjacent sections of the network.

Наиболее близким (т.е. прототипом) по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является устройство для защиты трехфазной нагрузки, содержащее подключенный к фазам сети трехфазный выпрямитель, тиристоры, подключенные анодами к фазам сети, а катодами к группе резисторов, соединенных в "Звезду", исполнительный орган в виде электромагнитного реле, включенное последовательно со стабилитроном между выходом выпрямителя и нулем "Звезды", при этом катод каждого из тиристоров через резистор подключен к управляющему электроду последующего тиристора. The closest (i.e., prototype) in technical essence and the achieved result to the proposed device is a device for protecting a three-phase load, containing a three-phase rectifier connected to the phases of the network, thyristors connected by anodes to the phases of the network, and cathodes to a group of resistors connected in Star ", an actuator in the form of an electromagnetic relay, connected in series with a zener diode between the rectifier output and the" Star "zero, while the cathode of each of the thyristors is connected to the control via a resistor mu electrode of the subsequent thyristor.

Однако надежное выполнение этим устройством защитных функций может быть обеспечено только при статическом характере нагрузки. При вентиляторной характеристике момента сопротивления асинхронной машины возможно вращение ее ротора и при исчезновении фазного напряжения. Вместе с тем полного исчезновения напряжения на фазных зажимах защитного устройства не происходит, так как напряжение индуцируется в фазе статора вращающейся машины и подается с ее стороны, хотя одна из фаз сети и была повреждена. Таким образом, фактически имеет место переход работающего на двух фазах электродвигателя в так называемый "трансформаторный режим", при котором электродвигателем вырабатываются сигналы, мешающие выявлению аварийной ситуации. However, the reliable fulfillment of protective functions by this device can be ensured only with the static nature of the load. With the fan characteristic of the resistance moment of an asynchronous machine, its rotor can rotate even when the phase voltage disappears. However, the complete disappearance of voltage at the phase terminals of the protective device does not occur, since voltage is induced in the stator phase of the rotating machine and supplied from its side, although one of the network phases was damaged. Thus, in fact, there is a transition of a two-phase electric motor to the so-called "transformer mode", in which signals are generated by the electric motor that interfere with the detection of an emergency.

В результате этого при названных условиях защитное средство не срабатывает и двигатель "перегорит". As a result of this, under the mentioned conditions, the protective device does not work and the engine “burns out”.

Целью изобретения является обеспечение помехоустойчивости к воздействию паразитных сигналов, вырабатываемых двигателем в "трансформаторном режиме" путем контроля дополнительного параметра. The aim of the invention is to provide noise immunity to the effects of spurious signals generated by the engine in the "transformer mode" by controlling an additional parameter.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство, включающее подключенный к фазам сети трехфазный выпрямитель и последовательно соединенный со стабилитроном исполнительный орган в виде электромагнитного реле, дополнительно введены однофазный выпрямитель и выполненный в виде емкостного делителя напряжения интегрирующий каскад, включенный между выходом трехфазного выпрямителя и общим проводом, при этом исполнительный орган включен параллельно упомянутому емкостному делителю напряжения, общая точка соединения конденсаторов подключена через однофазный выпрямитель к нейтральной точке защищаемой нагрузки. This goal is achieved due to the fact that the device, which includes a three-phase rectifier connected to the network phases and is connected in series with an actuator in the form of an electromagnetic relay, additionally introduces a single-phase rectifier and an integrating stage made in the form of a capacitive voltage divider connected between the output of a three-phase rectifier and a common wire, while the actuator is connected in parallel with the capacitive voltage divider, the common connection point is condensate trench through the single-phase rectifier is connected to the neutral point of the protected load.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит трехфазный выпрямитель 1, выходное напряжение которого меняется в зависимости от состояния электрической сети (так при обрыве одной из фаз значение упомянутого параметра уменьшается на 40-45%), однофазный выпрямитель 2, выходное напряжение которого является свидетельством появившихся признаков анормального состояния защищаемого объекта, интегрирующий каскад 3, электромагнитное реле 4, последовательно соединенный с ним стабилитрон 5, защищаемую нагрузку 6, включенную по схеме "Звезда" с выводом нейтральной точки 7. The device contains a three-phase rectifier 1, the output voltage of which varies depending on the state of the electrical network (so when one of the phases is interrupted, the value of the mentioned parameter decreases by 40-45%), a single-phase rectifier 2, the output voltage of which is evidence of signs of an abnormal state of the protected object, an integrating cascade 3, an electromagnetic relay 4, a zener diode 5 connected in series with it, a protected load 6, connected according to the "Star" circuit with a neutral point 7 output.

При этом осуществляется между названными элементами следующая электрическая связь. In this case, the following electrical connection is made between the above elements.

Трехфазный выпрямитель 1 подключен к фазам сети и нагружен на интегрирующий каскад 3, выполненный в виде емкостного делителя напряжения (последовательно соединенные между собой конденсаторы 8 и 9), параллельно которому включена цепь из последовательно соединенных электромагнитного реле 4 и стабилитрона 5. Однофазный выпрямитель 2 включен между выводом 10 общей точки электрического соединения конденсаторов 8 и 9 и выводом 7 нейтральной точки защищаемой нагрузки 6. Свободный вывод конденсатора 8 соединен с выводом выхода трехфазного выпрямителя 1, а свободный вывод конденсатора 9 соединен с общим проводом. A three-phase rectifier 1 is connected to the phases of the network and loaded on an integrating stage 3 made in the form of a capacitive voltage divider (capacitors 8 and 9 connected in series), in parallel with which a circuit is connected from the electromagnetic relay 4 and the zener diode connected in series 5. A single-phase rectifier 2 is connected between terminal 10 of the common point of the electrical connection of the capacitors 8 and 9 and terminal 7 of the neutral point of the protected load 6. The free terminal of the capacitor 8 is connected to the output terminal of the three-phase rectify For 1, and the free terminal of the capacitor 9 is connected to a common wire.

Определение аварийных режимов производят следующим образом. The definition of emergency conditions is as follows.

Из напряжения сети с помощью трехфазного выпрямителя 1 получают постоянное напряжение, являющееся функцией состояния трехфазной сети, и подают его на интегрирующий каскад 3 (емкостной делитель напряжения, составленный из конденсаторов 8 и 9) при этом электромагнитное реле 4 находится в обесточенном положении. В тоже время при обрыве любой из фаз между нейтральной точкой 7 защищаемой нагрузки 6 и общим проводом появляется напряжение, преобразуемое с помощью однофазного выпрямителя 2 в постоянное, несущее информацию о появившихся признаках анормального состояния защищаемой нагрузки 6. Затем это напряжение поступает на конденсатор 9 интегрирующего каскада 3. После чего перечисленные постоянные напряжения (т.е. в момент возникновения аварийной ситуации) подвергаются суммированию в интегрирующем каскаде 3. Результирующее напряжение, снимаемое с обоих конденсаторов 8 и 9, по величине будет достаточным для срабатывания реле 4 (поскольку амплитуда упомянутого результирующего напряжения возрастает на необходимую для этого величину). При этом контакты (на черт. условно не показаны) отключают защищаемую нагрузку 6 от сети. From the mains voltage, using a three-phase rectifier 1, a constant voltage is obtained, which is a function of the state of the three-phase network, and fed to the integrating stage 3 (capacitive voltage divider, composed of capacitors 8 and 9), while the electromagnetic relay 4 is in a de-energized position. At the same time, when any of the phases breaks between the neutral point 7 of the protected load 6 and the common wire, a voltage appears that is converted using a single-phase rectifier 2 into a constant one, which carries information about the appeared signs of the abnormal state of the protected load 6. Then this voltage is supplied to the capacitor 9 of the integrating stage 3. After that, the listed constant voltages (that is, at the time of the emergency) are summed up in the integrating stage 3. The resulting voltage removed from Of these capacitors 8 and 9, the magnitude will be sufficient for the relay 4 to operate (since the amplitude of the resulting resulting voltage increases by the amount necessary for this). In this case, the contacts (not shown conventionally in the drawing) disconnect the protected load 6 from the network.

Предлагаемое устройство пополняет арсенал средств, предназначенных для защиты электроприемников от работы в неполнофазных режимах. Кроме того, контроль дополнительного параметра в виде напряжения, которое возникает в моменты появления анормального состояния нагрузки 6, позволяет устранить аварийные ситуации при наличии паразитных сигналов, "вырабатываемых электродвигателем, находящимся в т.н. "трансформаторном режиме", возникающем при работе на двух фазах. The proposed device replenishes the arsenal of tools designed to protect power consumers from working in non-phase modes. In addition, the control of an additional parameter in the form of a voltage that occurs when the load 6 abnormally appears allows eliminating emergency situations in the presence of spurious signals "generated by an electric motor in the so-called" transformer mode "that occurs when operating on two phases .

Claims

DEVICE FOR PROTECTING THREE-PHASE CONSUMERS FROM PHASE RIPPING, containing the first driver of the operational signal connected to the phases of the controlled network, the output of which includes a summing link, one output of which is connected to the threshold element, the actuator and the second driver of the operational signal included in the load neutral, different the fact that the second driver of the operational signal is made in the form of a single-phase rectifier, the output of which is connected to the midpoint of the summing link, made in ide of two series-connected capacitors, one terminal of the actuator is connected to the threshold element, and the second terminals of the actuator and summing link are connected to the terminal for connecting the "ground".