УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЕЙ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА ОТ АВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазных электропотребителей (ТЭП) от аварийных режимов.
Известно устройство для защиты трехфазного электродвигателя от аварийных режимов, содержащее два измерительных трансформатора тока с двумя первичными обмотками с разным числом витков, с выводами для включения первых обмоток в разноименные фазные провода, вторые - в третий фазный провод питания электродвигателя, а к вторичным обмоткам трансформаторов тока подключен фазочувствительный детектор, к средним выводам тех же обмоток подключена обмотка исполнительного реле, к крайним выводам первой обмотки подключен входной потенциометр блока контроля перегрузок, при этом выходной тиристор блока контроля перегрузок подключен параллельно резистору фазочувствительного детектора, катодом соединен с клеммой для подключения к нейтрали статорной обмотки, анод диода блока контроля симметрии соединен с клеммой подключения к корпусу электродвигателя, катод упомянутого диода соединен с первым выводом резистора блока контроля асимметрии, первый вывод первого резистора блока контроля перегрузок соединен с управляющим электродом выходного тиристора через последовательное соединение анод - катод динистора и второй вывод резистора блока контроля асимметрии соединен с анодом динистора, диод блока контроля перегрузок анодом соединен со средним выводом потенциометра, а катодом - со вторым выводом первого резистора блока контроля перегрузок (SU 1534610. МПК Н02Н 7/08, опубл. 07.01.90).
Недостатками известного устройства являются относительно невысокая чувствительность к различным аварийным ситуациям, а соответственно недостаточное быстродействие и надежности устройства, а так же устройство может быть применено только для асинхронных двигателей, у которых ста-
торные обмотки соединены «звездой».
I
Технический результат заключается в расширении диапазона контроля возникающих аварийных режимов, повышении надежности и быстродействия работы устройства.
Технический результат достигается тем, что устройство включает измерительные трансформаторы тока, устройство сравнения, исполнительное реле и электронный блок контроля аварийных режимов, который выполнен двухканальным для раздельного контроля параметров напряжения и токов. В каждую фазу включены проходные трансформаторы тока, выводы обмоток которых через нагрузочные резисторы по первому каналу соединены со входами однофазных выпрямительных мостов и соединены со входами первой микросхемы. По второму каналу проходные трансформаторы тока через развязывающие диоды, делители напряжения, стабилитрон и накопитель напряжения соединены со входами второй микросхемы. Выходы первой микросхемы подсоединены непосредственно со входами первой части третьей микросхемы, а выходы второй микросхемы через времязадающие цепочки подсоединены со входами второй части третьей микросхемы. Выходы первой и второй части третьей микросхемы через развязывающие диоды подключены к предварительному усилительному каскаду, выход которого соединен с окончательным усилительным каскадом, выход последнего соединен с первым выводом исполнительного реле, второй выход подключен к положительному выводу электролитического накопительного конденсатора. Исполнительное реле, в свою очередь, связано своим замыкающим контактом с промежуточным реле, нормально закрытый контакт которого включен в цепь управления магнитного пускателя.
На Фиг.1. показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства, содержащего три проходных трансформатора тока 1-3, выводы обмоток которых через нагрузочные резисторы 4-6 соединены с входами однофазных выпрямительных мостов 7-9, имеющих узлы стабилизированных и нестабилизированных напряжений. Стабилизированные напряжения 10-12, а нестабилизированные напряжения через развязывающие диоды 13-15, делитель напряжения 16, стабилитрон 17, накопитель напряжения 18, входные делители напряжения 19, соединены соответственно с входами микросхемы 20(4 - триггера Шмидта) и входами микросхемы 21 (дифференциальный усилитель). Выходы микросхемы 21 через времязадающие цепочки 22 соединены с входами микросхемы 23. Выходы микросхемы 23 через развязывающие диоды 24, аноды которых соединены с входом предварительного усилительного каскада 25, выход последнего соединен с входом оконечного каскада 26, выход которого соединен с первым выводом обмотки исполнительного реле 27, второй вывод данной обмотки подключен к положительному выводу электролитического накопительного конденсатора 28. Замыкающий контакт исполнительного реле 27 включен в цепь катушки промежуточного реле 29, а нормально замкнутый контакт последнего включен в цепь управления магнитного пускателя 30. Микросхема 20 подключена к источнику питания 31. В цепь управления магнитного пускателя 30 включено коммутирующее устройство 32.
Устройство работает следующим образом: фазные напряжения определенной величины с выходов проходных трансформаторов тока 1-3 подаются к нагрузочным резисторам 4-6, с которых снимаются сигналы напряжения на выпрямительные мосты 7-9, далее фазные доли выходных выпрямленных напряжений стабилизируются и стабилизированные сигналы напряжения подаются на входы микросхемы 20 (I-канал), а нестабилизированные полные сигналы, (пропорциональные фазным токам) через делители напряжения 19 подаются на микросхему 21 (II-канал), выходные сигналы с микросхем 20 и 21 объединяются микросхемой 23 и обеспечивают готовность предварительного 25, и выходного усилительных каскадов 26, а также исполнительного реле 27 к срабатыванию. Устройство при этом находится в следящем режиме и подготовлено для контроля аварийных режимов ТЭП. При возникновении аварийного режима (обрыва одной из фаз, пропадания напряжение одной из фаз, перехлест двух фаз) устройство работает следующим образом. Например, при пропадании напряжения фазы А, или обрыве данной фазы в трансформаторе тока 1 не наводится ЭДС в виду отсутствия электрического поля провода фазы, следовательно, отсутствует напряжение в узлах 4, 7, 10 электронной схемы (Фиг.1), однако на выводе 3 микросхемы 20 возникает сигнал от источника питания 31, который изменит состояние микросхемы 23, верхнего диода 24, предварительного каскада 25, окончательного каскада 26 и включаются реле 27, 29, разрывается нормально замкнутый контакт реле 29 и последнее самоблокируется. При этом разрывается цепь магнитного пускателя 30 и ТЭП отключается. Разблокировка реле 29 осуществляется коммутирующим устройством 32. При перехлесте, например, фаз А и В (или пробой подводящего кабеля в тех же фазах) наблюдается отсутствие напряжения в одной из аварийных фаз в течении 6,66 мс и процесс срабатывания защиты аналогичен как и при обрыве фазы или пропадания напряжений фаз. Выше описанные три возможные аварийные режимы охватываются первом каналом защиты устройства. Второй канал также надежно контролирует токовые параметры и защищает ТЭП. Например, при возникновении однофазного КЗ на землю на входе и выходе устройства в несколько раз увеличивается номинальный ток аварийной фазы при этом пропорционально увеличивается выходное напряжение на нагрузке трансформатора тока той же фазы. На одной из клемм 1, 3 микросхемы 21 произойдет увеличение сигнала, который изменяет состояния микросхемы 23, одного из диодов 24 и далее происходит процесс отключения также, как при контроле параметров напряжения по первому каналу.
Двух-, трехфазное КЗ на выходе устройства, перегрузка фазного тока относительно номинального значения и тормозной режим ТЭП, асимметрия фазных токов предотвращается аналогично однофазному КЗ на землю, только дополнительно участвуют свободные входы и выходы микросхемы 21.
По сравнению с известным устройством предлагаемое позволяет расширить диапазон контроля возникающих аварийных режимов, повысите надежность и быстродействие работы устройства.