УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ФАЗЫ В ТРЕХПРОВОДНОЙ СЕТИ
DEVICE FOR PHASE VOLTAGE RECOVERY IN THREE-WIRE NETWORK

Изобретение относится к области электротехники и может быть использована для обеспечения бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей при обрыве фазы сети.
Известно устройство для восстановления напряжения фазы в трехпроводной сети, содержащее три реле минимального напряжения и четыре контактора, трехфазный асинхронный двигатель, трехфазное реле напряжения, подключенное к шинам основного источника питания, а также компенсирующие конденсаторы [1]. При исчезновении напряжения на одной из фаз сети срабатывает трехфазное реле напряжения, обесточивая катушки контакторов, после чего реле минимального напряжения включается таким образом, что катушки контакторов получают питание и замыкают свои контакты, при этом напряжение на зажим электродвигателя, ранее подключенный к рассматриваемой фазе сети, подается с другой фазы через компенсирующий конденсатор, и электродвигатель продолжает работать. Достоинством данного устройства является то, что оно обеспечивает непрерывную работу потребителей при обрыве сети.
Недостатками устройства являются сложность схемы, несимметрия напряжений на клеммах потребителей, высокая стоимость, сложность применения в трехпроводных сетях.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для восстановления напряжения фазы в трехпроводной сети, содержащее три реле минимального напряжения, компенсирующие конденсаторы, замыкающие контакты, размыкающие контакты, фазосдвигающие дроссели, клеммы для подключения трехфазной нагрузки. При этом реле включены между соответствующими фазами сети, компенсирующие конденсаторы - между соседними фазами сети последовательно с замыкающими контактами реле отстающих фаз и размыкающими контактами соответствующих фаз. Фазосдвигающие дроссели включены между фазами сети А, В и С и одноименными клеммами, при этом каждый из них зашунтирован замыкающими контактами реле отстающих фаз. Устройство работоспособно в следующих режимах: при наличии во всех трех фазах сети, обрыве фазы А, обрыве фазы В и обрыве фазы С. Данное устройство нашло широкое применение в трехпроводных сетях систем электроснабжения ответственных объектов, однако ему присущи и недостатки, среди которых основным является разная точность амплитудной компенсации напряжения поврежденной фазы, так как подобрать одинаковые параметры конденсаторов затруднительно.
Техническим результатом изобретения является повышение точности амплитудной компенсации поврежденной фазы.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для восстановления напряжения фазы в трехпроводной сети, содержащей клеммы сети, реле контроля напряжения в каждой фазе с размыкающими и замыкающими контактами, дросселем фаз, каждый из которых шунтирован замыкающим контактом реле, номер которого следует за номером фазы в прямой последовательности, конденсатор и выходные клеммы, причем реле контроля напряжения в первой фазе включено между первой и второй фазами, реле контроля напряжения во второй фазе - между второй и третьей фазой, реле напряжения в третьей фазе - между третьей и первой фазой, дроссели фаз включены в разрыв между соответствующими клеммами сети и выходными клеммами, реле контроля напряжения всех фаз дополнительно содержат две группы контактов, первая из которых содержит первую, вторую и третью пару нормально замкнутых контактов, причем в первой паре последовательно соединены контакты первого и второго реле, во второй паре - контакты второго и третьего реле, в третьей паре - контакты третьего и первого реле, при этом вход первой пары первой группы контактов подключен к фазе А, вход второй пары первой группы контактов - к фазе В, вход третьей пары первой группы контактов - к фазе С, а выходы всех пар первой группы контактов соединены в общую точку, вторая группа контактов также содержит первую, вторую и третью пару контактов, причем в первой паре второй группы контактов последовательно соединены нормально замкнутый контакт первого реле и нормально разомкнутый контакт второго реле, во второй паре второй группы контактов - нормально замкнутый контакт второго реле и нормально разомкнутый контакт третьего реле, в третьей паре второй группы контактов - нормально замкнутый контакт третьего реле и нормально разомкнутый контакт первого реле, при этом вход первой пары второй группы контактов соединен с фазой А, вход второй пары второй группы контактов - с фазой В, вход третьей пары второй группы контактов - с фазой С, а выходы всех пар второй группы контактов соединены в общую точку, причем между общей точкой первой группы контактов и общей точкой второй группы контактов включен конденсатор.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для восстановления напряжения фазы в трехпроводной сети.
Устройство содержит клеммы сети А, В, С, реле контроля напряжения в каждой фазе 1, 2 и 3, блок контактов 26, содержащих первую группу контактов 27 с общей точкой 29 и вторую группу контактов 28 с общей точкой 30, блок конденсаторов, содержащими один общий конденсатор 10, дроссели фаз 20, 21 и 22 и выходные клеммы 23, 24 и 25, причем реле контроля напряжения в каждой фазе 1…3 включены параллельно к клеммам сети А, В и С соответственно на линейное напряжение, при этом реле 1 снабжено нормально замкнутыми контактами 4, 9, 11 и нормально разомкнутыми контактами 16 и 19, реле 2 снабжено нормально замкнутыми контактами 5, 6, 12 и нормально разомкнутыми контактами 14 и 17, реле 3 снабжено нормально замкнутыми контактами 7, 8, 13 и нормально разомкнутыми контактами 15 и 18, дроссель 20 включен в разрыв первой фазы между клеммой А и выходной клеммой 23 и шунтирован нормально разомкнутым контактом 17 реле 2, дроссель 21 включен в разрыв второй фазы между клеммой В и выходной клеммой 24 и шунтирован нормально разомкнутым контактом 18 реле 3, и дроссель 22 включен в разрыв третьей фазы между клеммой С и выходной клеммой 25 и шунтирован нормально разомкнутым контактом 19 реле 1; конденсатор 10, включенный между общей точкой 29 первой группы контактов 27 и общей точкой 30 второй группы контактов 28 блока контактов 26, при этом первая группа контактов 27 блока 26 содержит три параллельно включенных пары, каждая из последовательно соединенных двух нормально замкнутых контактов, причем первая пара содержит последовательно соединенные контакт 4 реле 1 и контакт 5 реле 2, вторая пара содержит последовательно соединенные контакт 6 реле 2 и контакт 7 реле 3, третья пара содержит последовательно соединенные контакт 8 реле 3 и контакт 9 реле 1, причем вход первой пары подключен к фазе А, вход второй пары - к фазе В, вход третьей пары - к фазе С, а выходы всех пар объединены в общую точку 29; вторая группа контактов 28 блока 26 содержит также три пары, каждая из последовательно соединенных двух контактов: первая содержит нормально замкнутый контакт 11 реле 1 и нормально разомкнутый 14 реле 2, вторая пара содержит нормально замкнутый контакт 12 реле 2 и нормально разомкнутый контакт 15 реле 3, третья пара содержит нормально замкнутый контакт 13 реле 3 и нормально разомкнутый контакт 16 реле 1, причем вход первой фазы подключен к фазе А, вход второй фазы - к фазе В, вход третьей фазы - к фазе С, а выводы всех пар объединены в общую точку 30.
Устройство для восстановления напряжения работает следующим образом.
При наличии напряжения на клеммах сети А, В и С срабатывают реле 1, 2, 3, и все их контакты 4…9 первой группы контактов 27 и 11…16 второй группы контактов 28 блока контактов 26 изменяют свое первоначальное положение на обратное, при этом контакт 17 реле 2, контакт 18 реле 3 и контакт 19 реле 1 зашунтируют дроссели 20…22, при этом токи фаз проходят по цепи: ток первой фазы - клемма сети А, замкнутый контакт 17, выходная клемма 23; ток второй фазы - клемма сети В, замкнутый контакт 18, выходная клемма 24, ток третьей фазы - клемма сети С, замкнутый контакт 19, выходная клемма 25; при обрыве фазы А срабатывает только реле 2 и все его контакты 5, 6, 12, 14, 17 изменят свое положение: нормально замкнутые контакты разомкнутся, а нормально разомкнутые контакты замкнутся, при этом ток третьей фазы протекает по цепи: клемма сети В, дроссель 21, выходная клемма 24; ток первой фазы протекает по цепи: клемма сети С, контакт 8 реле 3, контакт 9 реле 1 первой группы контактов 27 блока контактов 26, общая точка 29 первой группы контактов 28, конденсатор 10, общая точка 30 второй группы контактов 28, контакт 14 реле 2, контакт 11 реле 1, фаза А, контакт 17 реле 2, выходная клемма 23; при обрыве фазы В сработает реле 3, и все его контакты изменят свое положение на обратное, при этом токи фаз А и С будут протекать через дроссели 20 и 22 соответственно, а ток фазы В будет протекать по цепи: клемма А, контакт 4 реле 1, контакт 5 реле 2 первой группы контактов 27 блока контактов 26, общая точка 29 первой группы контактов 27, конденсатор 10, общая точка 30 второй группы контактов 28, контакт 15 реле 3, контакт 12 реле 2, фаза В, контакт 18, выходная клемма 24. Состояние элементов устройства для всех возможных режимов сведено в таблицу. Анализ данных таблицы показывает, что в любом режиме работы на выходных зажимах 23…25 устройства будет напряжение заданной величины.
Ввиду того что для восстановления напряжения оборванной фазы используется один и тот же конденсатор, то восстановление фазы будет осуществляется с одной и той же точностью, чем и достигается требуемый результат.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №633110, Кл. H02J 9/06, 1977.
2. Авторское свидетельство РФ №2006135, Кл. H02J 9/06, Н02М 5/14, 1994.
Таблица
Состояние элементов устройства
Режимы работы
Состояние реле
Контакты Р1
Контакты Р2
Контакты Р3
Дроссели
Зажимы
Р1
Р2
Р3
4
9
11
16
19
5
6
12
14
17
7
8
13
15
18
20
21
22
23
24
25
Все фазы в норме
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
+
+
+
Обрыв фазы А
-
+
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
+
-
-
+
+
+
Обрыв фазы В
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
-
+
-
+
+
+
Обрыв фазы С
+
-
-
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+