1.1.8 Защита от обрыва фазы при питании с берега

Устройство ЗОФН предназначено для защиты судовых электроэнергетических систем трехфазного переменного тока от работы потребителей на двух фазах и сигнализации о понижении напряжения при питании с берега (рис. 1.38).

Блок защиты при обрыве фазы состоит из двух частей – измерительной и исполнительной. Измерительную часть схемы составляют выпрямительный мост В3, измерительное реле Р3, конденсатор С1 и резистор R1. Исполнительную часть схемы составляют: трехфазный выпрямительный мост В2, исполнительное реле Р2, R2 и C2 – элементы выдержки времени.

Защита от снижения напряжения. Если напряжение нормальное то стабилитроны Ст пробиты и реле Р1 находится под напряжением. Если напряжение снизилось на 15 - 20 % то реле Р1 обесточивается контакт Р1 размыкается и поступает сигнал в систему сигнализации.

Рисунок 1.38 - Устройство ЗОФН

Защита от обрыва фазы. Устройство защиты работает следующим образом. При отсут­ствии токов в фазах контролируемой цепи оно находится в нерабочем состоянии. После появления токов в фазах, в случае ненасыщенной магнитной системы трансформаторов (при токах нагрузки до 3 а) во вторичных обмотках наводится э. д. с. синусоидальной формы основной частоты, геометрическая сумма которых при последователь­ном соединении обмоток будет равна нулю. Когда ток нагрузки достигнет 3-4 а, магнитная система насытится. При этом форма кри­вой э. д. с. во вторичных обмотках резко исказится, э. д. с. станет не­синусоидальной. Как известно из основ электротехники, э. д. с. любой формы может быть представлена в виде суммы синусоидаль­ных э. д. с. различной амплитуды и частоты. Эти э. д. с. называют гармоническими составляющими, или гармо­никами. Гармоническую составляющую основной частоты на­зывают основной, или первой, составляющей.

Третья гармоническая составляющая характерна тем, что, из­меняясь в три раза быстрее основной частоты, она оказывается в фазе с третьими гармониками других фаз трехфазной сети. Поэтому в по­следовательно соединенных обмотках третья гармоника э. д. с. суммируется, в результате чего реле Р3 срабатывает, отключая катушку реле Р2 от выпрямителя В2 и замыкая конденсатор С2 на ре­зистор R2. Срабатывание реле Р3 происходит ускоренно, поскольку через конденсатор на его катушку подается повышенное напряжение, после заряда конденсатора избыток напряжения падает на рези­сторе R3.

Схема блока защиты построена таким образом, что при набросе любой нагрузки первым всегда срабатывает реле Р3 (в нормальном режиме). Это достигается ускоренным включением реле Р1 и выдерж­кой времени при срабатывании реле Р2, получаемой при помощи це­почки R2 – С2, где С2, заряжаясь, шунтирует катушку Р2.

При обрыве любой из фаз питающей сети трехфазная нагрузка превращается в однофазную. Токи в исправных фазах становятся равными по величине и сдвинутыми друг относительно друга на 180°. В этом случае во вторичных обмотках трансформаторов тока, соеди­ненных последовательно (в идеальном случае), наводятся равные и противоположно направленные э. д. с, геометрическая сумма ко­торых будет равна нулю. Реле Р3, потеряв питание, включит своим нормально закрытым контактом обмотку исполнительного реле Р2, на вторичные обмотки, соединенные в звезду. Реле Р2, сработав, подаст импульс па отключение автомата станции питания с берега или включит сигнализацию об обрыве фазы.