УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ОТ НЕСИММЕТРИИ ПИТАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области релейной защиты и может быть использована для защиты трехфазных потребителей от несимметрии питающего напряжения и обрыва фазных проводов.
Известно устройство для защиты потребителей от неполнофазного режима работы - активно-емкостный фильтр напряжений обратной последовательности (ФНОП). ФНОП содержит активные и емкостные сопротивления, входы фильтра подключены к фазным проводам линии электропередачи, а выход связан с реагирующим органом [1].
Данное устройство имеет недостатки: - ФНОП не реагирует на обрывы фазных проводов, возникающих после места установки фильтра со стороны нагрузки; - для каждого присоединения необходимо устанавливать отдельный ФНОП.
Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является устройство для защиты нескольких потребителей от несимметрии напряжений [2].
Данное устройство для защиты нескольких потребителей от несимметрии напряжений состоит из соединенных в звезду трехфазных нагрузок, подключенную на междуфазное напряжение цепочку из последовательно включенных конденсатора, первого и второго резистора, реагирующий орган, многоплечий диодный мост, один из входов которого связан с общей точкой первого и второго резистора, другие входы соединены с нулевыми точками потребителей, а к выходу диодного моста подключен реагирующий орган.
Устройство для защиты нескольких потребителей от несимметрии напряжений реагирует на несимметрию и обрывы фазных проводов, отключая нагрузку в случае возникновения аварийного режима работы.
К недостаткам можно отнести наличие в схеме конденсатора, при появлении высших гармоник в сети возможно ложное срабатывание защиты, так как с изменением частоты проводимость конденсатора изменяется и будет меняться один из потенциалов на многоплечем диодном мосте.
Полезная модель направлена расширение возможностей ФНОП и устройства для защиты нескольких потребителей от несимметрии напряжений с целью повышения надежности работы ФНОП.
Устройство защиты трехфазных потребителей от несимметрии питающих напряжений, подключенное к трехфазному источнику с нулевым проводом, содержит исходный резистор, один вывод которого соединен с фазой сети, реагирующий орган, согласно полезной модели дополнительно введены три резистора, первый из которых одним выводом подключен к исходному резистору, а вторым выводом ко второй фазе источника, второй и третий резисторы соединены последовательно, общая точка которых через реагирующий орган соединена с нулевым проводом, причем второй вывод второго резистора соединен с общей точкой исходного и первого резистора, а второй вывод третьего резистора соединен с третьей фазой источника.
Технический результат заключается в том, что первый дополнительно введенный резистор введен для того, чтобы получить среднюю точку междуфазного напряжения, второй и третий дополнительные резисторы, включенные между средней точкой и третьей фазой, введены для получения потенциала, равного потенциалу на нулевом проводе. Между точками равного потенциала включен реагирующий орган. Такое соединение резисторов и реагирующего органа позволяет не использовать в схеме емкости, что исключает ложные срабатывания устройства защиты при отклонении частоты от номинальной.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства защиты трехфазных потребителей от несимметрии питающих напряжений.
Устройство содержит цепочку из двух последовательно соединенных исходного резистора -1 и дополнительно введенного резистора -2, подключенных к фазам А и С. При этом между общей точкой -7 резисторов -1 и -2 и фазой В последовательно подключены дополнительные резисторы -3 и -4. Между общей точкой -6 дополнительных резисторов -3 и -4 и нулевым проводом N включен реагирующий орган -5.
Устройство защиты трехфазных потребителей от несимметрии питающих напряжений работает следующим образом.
На фиг.2 представлена векторная диаграмма работы устройства защиты трехфазных потребителей от несимметрии питающих напряжений при подаче линейного напряжения. Общая точка -7 тока -8, протекающего через исходный резистор -1, и тока -9, протекающего через дополнительный резистор -2, расположена посередине отрезка АС. От этой точки через дополнительные резисторы -4 и -3 протекают токи соответственно -11 и -10 к фазе С. К общей точке -6 токов -10 и -11 подключен один вывод реагирующего органа -5. Второй вывод реагирующего органа -5 подключен к нулевому проводу N. Так как потенциалы точки -6 и нулевого провода N равны, реагирующий орган -5 не срабатывает.
Для правильной работы устройства защиты трехфазных потребителей от несимметрии питающих напряжений необходимо правильно подобрать резисторы. Сопротивления исходного резистора -1 и дополнительного резистора -2 должны быть равны. Сопротивление дополнительного резистора -3 больше сопротивлений резисторов -1 и -2 как минимум в 50 раз, а сопротивление дополнительного резистора -4 равно половине сопротивления резистора -3.
Рассмотрим аварийные режимы работы. Пусть произошел обрыв фазы А (фиг.3). Потенциал точки А сместится вниз, и будет расположен посередине отрезка ВС. Через дополнительные резисторы -2, -4 и -3 идут токи -9, -11 и -10 соответственно, при этом точка -7 является общей точкой токов -9 и -10, а точка -6 общей точкой токов -11 и -10. Между точкой -6 и нулевым проводом N возникает разность потенциалов, срабатывает реагирующий орган -5 и отключает нагрузку от сети.
При обрыве фазы В (фиг.4) через исходный резистор -1 и дополнительный резистор -2 с фазы А проходят токи -8 и -9 соответственно на фазу С. При этом через дополнительный резистор -4 ток -11 не идет и потенциал точки -6 будет равен потенциалу точки -7. Таким образом между точкой -6 и нулевым проводом N возникает разность потенциалов, срабатывает реагирующий орган -5 и отключает нагрузку.
При обрыве фазы С (фиг.5) через дополнительные резисторы -3, -4 и исходным резистором -1 с фазы В проходят токи -10, -11 и -8 соответственно на фазу А. Общая точка токов -8 и -11 является точкой -7, а общая точка токов -10 и -11 является точкой -6. Между точкой -6 и нулевым проводом N возникает разность потенциалов, срабатывает реагирующий орган -5 и отключает нагрузку.
Источники информации
1. Федосеев A.M. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей: Учеб. пособие для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1984. -с.355
2. Пат.RU 81007 U1 РФ, МПК Н02Н 7/00. Устройство для защиты нескольких потребителей от несимметрии напряжений [Текст]/ Н.М.Попов, Д.В.Матыцин (РФ) заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Костромская государственная сельскохозяйственная академия-№2008137488/22; заявл. 18.09.08; опубл. 27.02.09 Бюл.№6.-10 с.