RU2006135C1

RU2006135C1 - Device for balancing open-phase conditions

Info

Publication number: RU2006135C1
Authority: RU
Inventors: Н.П. Кириллов; Д.Н. Кириллов; А.И. Бухаров; Е.А. Бухаров
Original assignee: Кириллов Николай Петрович
Priority date: 1991-07-04
Filing date: 1991-07-04
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: in case of phase failure in circuit faulty phase is connected to adjacent one by means of make contact of undervoltage relay and correcting capacitor and reactors of remaining phases reduce voltage unbalance in device affording phase shift of voltage vectors in three-wire mains through 30 deg. counter-clockwise. EFFECT: reduced voltage unbalance in case of phase failure. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения ответственных потребителей трехпроводных сетей. The invention relates to electrical engineering and can be used in power supply systems for responsible consumers of three-wire networks.

Известно устройство для симметрирования неполнофазных режимов, содержащее стабилизатор переменного напряжения, подзарядное устройство, выходной трансформатор, аккумуляторную батарею и схему управления. Введение в стабилизатор тиристорных ключей, выполняющих функции второго узла регулирования при общих узле коммутации и схеме управления, обеспечивает возможность использования одного устройства электропитания для стабилизации напряжения и бесперебойного переключения потребителей с одной сети на другую в случае аварии в первой, а также переключение на инвертор в случае выхода из строя обеих сетей. Это устройство характеризуется высокой надежностью, требуемым качеством электроэнергии и отсутствием перерывов в электроснабжении ответственных потребителей. A device for balancing out-of-phase modes is known, comprising an AC voltage stabilizer, a charging device, an output transformer, a battery and a control circuit. The introduction of thyristor switches into the stabilizer, which perform the functions of the second control unit with a common switching unit and control circuit, makes it possible to use one power supply device to stabilize the voltage and ensure uninterrupted switching of consumers from one network to another in the event of an accident in the first, as well as switching to an inverter in case of failure of both networks. This device is characterized by high reliability, the required quality of electricity and the absence of interruptions in the power supply of responsible consumers.

Однако, ему свойственны и недостатки: сложность схемы, высокая стоимость разработки и эксплуатации. However, it also has drawbacks: the complexity of the scheme, the high cost of development and operation.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для симметрирования неполнофазных режимов, содержащее три реле минимального напряжения и четыре контактора, трехфазный асинхронный двигатель, трехфазное реле напряжения, подключенное к шинам основного источника питания, а также компенсирующие конденсаторы [2] . При исчезновении напряжения 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. The closest in technical essence to the invention is a device for balancing out-of-phase modes, containing three undervoltage relays and four contactors, a three-phase induction motor, a three-phase voltage relay connected to the buses of the main power source, as well as compensating capacitors [2]. When the voltage of one of the phases of the network disappears, a three-phase voltage relay is activated, de-energizing the contactor coils, after which the undervoltage relay is switched on so that the contactor coils receive power and close their contacts, while the voltage to the motor terminal previously connected to the considered phase of the network is supplied on the other phase, through the compensating capacitor and the electric motor continues to work. The advantage of this device is that it provides continuous operation of consumers in the event of a network break.

Недостатками устройства являются сложность схемы, несимметрия напряжений на клеммах потребителей, высокая стоимость, сложность применения в трехпроводных сетях. The disadvantages of the device are the complexity of the circuit, the asymmetry of the voltage at the terminals of consumers, the high cost, the complexity of the application in three-wire networks.

Цель изобретения - уменьшение несимметрии напряжения на нагрузке в трехпроводных сетях при обрыве фазы сети. The purpose of the invention is to reduce the asymmetry of the voltage at the load in three-wire networks when the phase failure of the network.

Это достигается тем, что устройство симметрирования неполнофазных режимов, содержащее три реле минимального напряжения с замыкающими и размыкающими контактами, компенсирующие конденсаторы и клеммы для подключения трехфазной нагрузки, снабжено тремя дросселями, каждый из которых включен между фазой сети и одноименной клеммой для подключения трехфазной нагрузки и зашунтирован замыкающим контактом реле отстающей фазы, а каждый компенсирующий конденсатор включен между соседними фазами последовательно с замыкающим контактом реле отстающей фазы и размыкающим контактом реле соответствующей фазы. This is achieved by the fact that the device for balancing out-of-phase modes, containing three undervoltage relays with closing and opening contacts, compensating capacitors and terminals for connecting a three-phase load, is equipped with three chokes, each of which is connected between the mains phase and the terminal with the same name for connecting a three-phase load and shunted latching relay contact lagging phase, and each compensating capacitor is connected between adjacent phases in series with the latching relay relay rail break contact phase and the corresponding phase relay.

Положительный эффект в предлагаемом устройстве достигается тем, что между каждой фазой сети и каждой одноименной клеммой для подключения трехфазной нагрузки установлен фазосдвигающий дроссель, зашунтированный замыкающим контактом реле отстающей фазы. A positive effect in the proposed device is achieved by the fact that between each phase of the network and each terminal of the same name for connecting a three-phase load, a phase-shifting inductor is installed, shunted by the closing contact of the lagging phase relay.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - векторные диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу устройства при обрыве фазы сети. In FIG. 1 shows a circuit diagram of the proposed device; in FIG. 2 - vector diagrams of voltages and currents explaining the operation of the device when the phase failure of the network.

Устройство для симметрирования неполнофазных режимов содержит три реле 1-3 минимального напряжения, компенсирующие конденсаторы 4-6, замыкающие контакты 7-12, размыкающие контакты 13-15, фазосдвигающие дроссели 16-18, клеммы 19-21 для подключения трехфазной нагрузки. При этом реле 1-3 включены между соответствующими фазами сети, компенсирующие конденсаторы 4-6 - между соседними фазами сети последовательно с замыкающими контактами 7-9 реле отстающих фаз и размыкающими контактами 13-15 соответствующих фаз. Фазосдвигающие дроссели 16-18 включены между фазами сети A, B, C и одноименными клеммами 19-21, при этом каждый из них зашунтирован замыкающими контактами 10-12 реле отстающих фаз. Устройство работоспособно в следующих режимах: при наличии напряжения во всех трех фазах сети, обрыве фазы A, обрыве фазы B и обрыве фазы C. Состояние элементов схемы предлагаемого устройство во всех режимах его работы указано в таблице. The device for balancing non-phase modes contains three minimum voltage relays 1-3, compensating capacitors 4-6, closing contacts 7-12, opening contacts 13-15, phase-shifting chokes 16-18, terminals 19-21 for connecting a three-phase load. In this case, relays 1-3 are connected between the corresponding phases of the network, compensating capacitors 4-6 - between adjacent phases of the network in series with the closing contacts 7-9 of the lagging relay and the opening contacts 13-15 of the corresponding phases. Phase shifting inductors 16-18 are connected between the phases of the network A, B, C and the terminals of the same name 19-21, while each of them is shunted by the closing contacts 10-12 of the lagging relay. The device is operable in the following modes: when there is voltage in all three phases of the network, phase A break, phase B break, and phase C break. The state of the circuit elements of the proposed device in all modes of its operation is indicated in the table.

Устройство для симметрирования неполнофазных режимов работает следующим образом. A device for balancing out-of-phase modes works as follows.

При наличии напряжения во всех фазах сети A, B, C срабатывают реле 1-3, при этом их замыкающие контакты 7-9, 10-12 замыкаются, а размыкающие контакты 13-15 размыкаются. В результате указанных переключений токи фаз сети протекают к клеммам 19-21 для подключения трехфазной нагрузки, минуя фазосдвигающие дроссели 16. . . 18, поскольку они зашунтированы контактами 10-12 реле отстающих фаз. При отсутствии напряжения в одной из фаз, например в фазе A, реле 1 и 3 минимального напряжения не срабатывают и их замыкающие контакты 7, 9, 11 и 12 и размыкающие контакты 13 и 14 остаются в исходном состоянии, а реле 2 минимального напряжения срабатывает и его замыкающие контакты 8 и 10 замыкаются, а размыкающий контакт 15 размыкается. При этом ток первой фазы устройства протекает по цепи: фаза B сети, замыкающий контакт 14, размыкающий контакт 8, компенсирующий конденсатор 4, размыкающий контакт 10 и клемма 19 для подключения трехфазной нагрузки; ток второй фазы устройства протекает по цепи: фаза B сети, фазосдвигающий дроссель 17, клемма 20 для подключения трехфазной нагрузки; ток третьей фазы устройства протекает по цепи: фаза C сети, фазосдвигающий дроссель 18, клемма 21 для подключения трехфазной нагрузки. При отсутствии напряжения в фазе B или C сети операции по переключениям цепей осуществляются аналогичным образом и на клеммах 19-21 формируется симметричное трехфазное напряжение в соответствии с векторными диаграммами, показанными на фиг. 2, поскольку ток поврежденной фазы протекает через соответствующий конденсатор, а токи оставшихся фаз - через соответствующие фазосдвигающие дроссели. Таким образом, устройство работоспособно в четырех режимах: при наличии напряжения во всех трех фазах, обрыве фазы A, обрыве фазы B и обрыве фазы C. Состояние элементов устройства в указанных режимах представлены данными таблицы. В предлагаемом устройстве обеспечена симметрия напряжения на нагрузке при обрыве любой фазы сети. (56) Авторское свидетельство СССР N 522536, кл. B 02 J 9/06, 1972. If there is voltage in all phases of the network A, B, C, relays 1-3 are activated, while their make contacts 7-9, 10-12 are closed, and the opening contacts 13-15 are opened. As a result of these switches, the phase currents of the network flow to the terminals 19-21 for connecting a three-phase load, bypassing the phase-shifting chokes 16.. . 18, since they are bridged with contacts 10-12 of the lagging relay. If there is no voltage in one of the phases, for example, in phase A, the undervoltage relays 1 and 3 do not operate and their make contacts 7, 9, 11 and 12 and the make contacts 13 and 14 remain in the initial state, and the undervoltage relay 2 works and its make contacts 8 and 10 are closed, and the make contact 15 is opened. In this case, the current of the first phase of the device flows through the circuit: phase B of the network, make contact 14, make contact 8, compensating capacitor 4, make contact 10 and terminal 19 for connecting a three-phase load; the current of the second phase of the device flows through the circuit: phase B of the network, phase-shifting inductor 17, terminal 20 for connecting a three-phase load; the current of the third phase of the device flows through the circuit: phase C of the network, phase-shifting inductor 18, terminal 21 for connecting a three-phase load. If there is no voltage in phase B or C of the network, the operations of switching circuits are carried out in a similar way and a symmetrical three-phase voltage is generated at terminals 19-21 in accordance with the vector diagrams shown in FIG. 2, since the current of the damaged phase flows through the corresponding capacitor, and the currents of the remaining phases through the corresponding phase-shifting inductors. Thus, the device is operable in four modes: when there is voltage in all three phases, phase A break, phase B break, and phase C break. The state of the device elements in the indicated modes is presented in the table. The proposed device provides symmetry of the voltage at the load when any phase of the network is cut off. (56) Copyright certificate of the USSR N 522536, cl. B 02 J 9/06, 1972.

Авторское свидетельство СССР N 633110, кл. H 02 J 9/06, 1977. USSR copyright certificate N 633110, cl. H 02 J 9/06, 1977.

Claims

DEVICE FOR SYMMETRATION OF PARTIAL PHASE MODES, containing three undervoltage relays with NO and NC contacts, compensating capacitors and terminals for connecting a three-phase load, characterized in that, in order to reduce the asymmetry of the voltage on the load in three-wire networks during phase failure, it is equipped with three reactors each of which is connected between the mains phase and the terminal of the same name for connecting a three-phase load and is bridged by the closing contact of the lagging phase relay, and each computer siruyuschy capacitor connected between adjacent phases in series with the closing contact of the respective phase relay.