УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ФАЗ ПРОМЫШЛЕННОЙ СЕТИ
PHASE STATUS CONTROL DEVICE IN INDUSTRIAL MAINS

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей при обрыве одной любой фазы сети и при обрыве нулевого провода.
Известно устройство для контроля состояния фаз промышленной 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 любой 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 зажимах электродвигателя, ранее подключенного к рассматриваемой фазе сети, подается с другой фазы через компенсирующий конденсатор, и двигатель продолжает вращаться. Недостатком данного устройства является неполная симметрия трехфазной системы напряжений на зажимах двигателя, так как один из углов векторной диаграммы фазных напряжений равен только 90° вместо 120°.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для контроля состояния фаз промышленной сети, содержащее три фазных реле минимального напряжения, компенсирующие конденсаторы с размыкающими и замыкающими контактами, фазосдвигающие дроссели и клеммы для подключения нагрузки, при этом каждое из указанных реле включено между соответствующей фазой и нулевым проводом, каждый из компенсирующих конденсаторов включен между собственной и соседней фазой с помощью нормально замкнутого контакта собственного реле, фазосдвигающие дроссели включены в рассечку линий между зажимами сети и соответствующими выходными зажимами [2]. Данное устройство обеспечивает непрерывное электроснабжение потребителей при обрыве одной любой из фаз сети, однако это осуществимо только при условии, что нулевой провод сети исправен, в противном случае все фазные реле не срабатывают, а фазосдвигающие дроссели не шунтируются их контактами. Кроме того, индуктивные сопротивления указанных дросселей предопределяют уменьшение фазных напряжений за счет соответствующих падений напряжения.
Техническим результатом изобретения является уменьшение потерь при обрыве нулевого провода.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройство для контроля состояния фаз промышленной сети, содержащее зажимы сети А, В, С и 0, первое, второе и третье реле контроля фазного напряжения с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами, первый, второй и третий компенсирующие конденсаторы, первый, второй и третий фазосдвигающий дроссели и выходные зажимы, причем первое реле контроля фазного напряжения включено между зажимами сети А и 0, второе реле контроля фазного напряжения включено между зажимами сети В и 0, третье реле контроля фазного напряжения включено между зажимами сети С и 0, первый компенсирующий конденсатор подключен к зажимам сети А и В через первый нормально замкнутый контакт первого реле контроля фазного напряжения, второй компенсирующий конденсатор подключен к зажимам сети В и С через первый нормально замкнутый контакт второго реле контроля фазного напряжения, третий компенсирующий конденсатор подключен к зажимам сети С и А через первый нормально замкнутый контакт третьего реле контроля фазного напряжения, первый фазосдвигающий дроссель включен между зажимами сети А и соответствующим выходным зажимом и шунтирован двумя последовательно соединенными нормально разомкнутыми контактами реле контроля фазного напряжения соседних фаз, второй фазосдвигающий дроссель включен между зажимами сети В и соответствующим выходным зажимом и шунтирован двумя последовательно соединенными нормально разомкнутыми контактами реле контроля фазного напряжения соседних фаз и третий фазосдвигающий дроссель включен между зажимами сети С и соответствующим выходным зажимом и шунтирован двумя последовательно соединенными нормально замкнутыми контактами реле контроля фазного напряжения соседних фаз, введены первое, второе и третье реле контроля линейного напряжения, причем первое реле контроля линейного напряжения подключено между зажимами сети А и В через второй нормально замкнутый контакт первого реле контроля фазного напряжения, второе реле контроля линейного напряжения подключено к зажимам сети В и С через второй нормально замкнутый контакт второго реле контроля фазного напряжения, третье реле контроля линейного напряжения включено к зажимам сети С и А через второй нормально замкнутый контакт третьего реле контроля фазного напряжения, при этом первый фазосдвигающий дроссель дополнительно шунтирован нормально разомкнутым контактом первого реле контроля линейного напряжения, второй фазосдвигающий дроссель дополнительно шунтирован нормально разомкнутым контактом второго реле контроля линейного напряжения, а третий фазосдвигающий дроссель дополнительно шунтирован нормально разомкнутым контактом третьего реле контроля линейного напряжения.
На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства.
Устройство содержит зажимы сети А, В, С и 0, первое 1, второе 2 и третье 3 реле контроля фазного напряжения с нормально замкнутыми 7, 13 (первое реле), 8, 14 (второе реле), 9, 15 (третье реле) и нормально разомкнутыми 22, 23 (первое реле), 19, 24 (второе реле), 20, 21 (третье реле) контактами; первое 10, второе 11 и третье 12 реле контроля линейного напряжения с нормально разомкнутыми 25 (реле 10), 26 (реле 11) и 27 (реле 12) контактами, фазосдвигающие дроссели 16, 17 18 и выходные зажимы 28, 29 и 30. Реле контроля фазного напряжения 1, 2, 3 включены между соответствующими фазами и нулевым проводом, компенсирующие конденсаторы 4, 5 и 6 включены между соседними фазами АВ, ВС и СА с помощью нормально замкнутых контактов 7, 8 и 9, реле контроля линейного напряжения 10, 11 и 12 включены между соседними фазами АВ, ВС и СА с помощью нормально замкнутых контактов 13, 14 и 15, фазосдвигающий дроссель 16 включен между зажимом сети А и соответствующим выходным зажимом 28 и шунтирован нормально разомкнутыми контактами 19, 20 и 25, фазосдвигающий дроссель 17 включен между зажимом сети В и соответствующим выходным зажимом 29 и шунтирован контактами 21, 22 и 26, фазосдвигающий дроссель 18 включен между зажимом сети С и соответствующим выходным зажимом 30. Все элементы схемы устройства серийно выпускаются отечественной промышленностью. Устройство может функционировать в нескольких режимах: при наличии напряжения на всех фазах сети и зажимах А, В, С и 0, при отсутствии напряжения в любой из фаз и при обрыве нулевого провода.
Устройство работает следующим образом. При наличии напряжения на зажимах сети А, В, С и 0 срабатывают реле контроля фазного напряжения 1…3, которые разрывают свои нормально замкнутые контакты 7…9, 13…15 и замыкают нормально разомкнутые контакты 19…24, которые шунтируют фазосдвигающие дроссели 16…18, и токи в каждой из фаз протекают от зажимов сети А, В, С на выходные зажимы 28, 29 и 30 соответственно. При отсутствии напряжения в любой из фаз, например в фазе А, срабатываю только реле 2 и 3, которые своими контактами 19 и 20 шунтируют фазосдвигающий дроссель 16, контакт 7 реле 1 остается замкнутым, тогда ток в нагрузку первой фазы протекает по цепи: зажим сети В, контакт 7, конденсатор 4, зажим 28; ток во второй фазе протекает по цепи: зажим сети В, фазосдвигающий дроссель 17, выходной зажим 29; ток в третьей фазе протекает по цепи: зажим сети С, фазосдвигающий дроссель 18, выходной зажим 30. При обрыве нулевого провода (зажим 0) все три реле 1…3 контроля фазного напряжения не работают, поэтому их нормально замкнутые контакты 13, 14, 15 обеспечивают срабатывание реле 10…12 контроля линейного напряжения, последние срабатывают и замыкают нормально разомкнутые контакты 25, 26 и 27, шунтируя фазосдвигающие дроссели 16…18, поэтому токи всех фаз протекают от зажимов сети А, В и С к выходным зажимам 28…30, соответственно, через шунтирующие контакты 25, 26, 27.
Таким образом, введение реле контроля линейного напряжения позволяет уменьшить потери мощности при обрыве нулевого провода за счет исключения потерь мощности в дросселях.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР № 633110, кл. H 02 J 9/06, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР № 1723627, кл. H 02 J 9/06, H 02 M 5/14, 1989.