Устройства защиты от обрыва фазы

Устройства типа ЗОФН-1 с контактным выходом и ЗОФН-1Б с бесконтактным выходом рассчитаны для защиты судовых потре­бителей от работы при обрыве фазы при питании судна с берега трехфазным током и для сигнализации о понижении напряжения. В комплект устройства ЗОФН-1 входит блок трансформаторов тока и блок реле, оформленный в типовом корпусе исполнения IP23. Схема этого устройства приведена на рис. 102. Блок трансформаторов тока контролирует токи нагрузки фи­дера питания с берега и состоит из трех специальных быстронасыщающихся трансформаторов тока ТА1 . . .ТАЗ с двумя вторич­ными обмотками, замкнутыми на нагрузочные резисторы R1 . . .R6 для предотвращения перенапряжений.

Рис. 102. Схема устройства 'защиты от обрыва фазы типа ЗОФН-1

Блок реле состоит из трех функциональных узлов: защиты, сиг­нализации и питания. Узел защиты отключает автомат питания с берега при обрыве фазы и состоит из измерительного и исполни­тельного элементов. Измерительный элемент выполнен по мосто­вой схеме, образованной однофазным выпрямителем на диодах VD1 . . . VD4, трехфазным выпрямителем на диодах VD5 . . . VI НО и резисторами R1 и R6. В диагональ моста включены элементы, регулирующие выходной сигнал, формируемый на резисторе R5. Исполнительный элемент представляет собой несимметричный триггер VT1—VT2 с электромагнитным реле К1 на выходе. При отсутствии токов нагрузки в контролируемой цепи транзистор VT1открыт отрицательным смещением на базе, снимаемым с делителя R7—R8. Транзистор VT2 соответственно будет заперт, и реле К1 питания не имеет. При наличии трехфазной нагрузки трансформа­торы тока переходят в режим магнитного насыщения, что приводит к появлению в их вторичных обмотках несинусоидальных ЭДС, которые могут быть представлены в виде гармонического ряда, состоящего из нечетных гармоник.

Гармоники 1, 7, 13, . . . образуют симметричные системы ЭДС прямой последовательности фаз с взаимным сдвигом 120°, гармо­ники 5, 11, 17, . . . образуют симметричные системы ЭДС обратной последовательности фаз с взаимным сдвигом — 120°, а гармоники 3, 19, 15 . . . представляют собой системы ЭДС нулевой последова­тельности фаз с взаимным сдвигом 0°. Геометрическая сумма гар­моник прямой и обратной последовательности фаз при последова­тельном соединении вторичных обмоток 1—2 трансформаторов тока равна 0, но при этом алгебраически суммируются гармоники нулевой последовательности фаз. В обмотках 3—4, соединенных звездой, суммируются гармоники прямой и обратной последова­тельности фаз, но взаимно компенсируются гармоники нулевой последовательности фаз. При нормальных условиях напряжение на выпрямителе VD1 . . . VD4 преобладает над напряжением на выпрямителе VD5 . . . VD10, поэтому напряжение в диагонали измерительного моста увеличивает отрицательное смещение на базе транзистора VT1.

При обрыве фазы контролируемая цепь превращается в одно­фазную, т. е. токи в исправных фазах будут равны по величине и направлены встречно. Поэтому в обмотках 1—2 трансформаторов тока в исправных фазах ЭДС компенсируют друг друга, а ЭДС, снимаемая с обмоток 3—4, изменится незначительно. Сигнал на выходе измерительной части меняет свою полярность, что приве­дет к опрокидыванию триггера и срабатыванию реле К1, которое отключает автомат питания с берега. Стабилитрон VDZ является ограничителем выходного сигнала измерительного элемента, а кон­денсатор СЗ замедляет срабатывание защиты и исключает ложные отключения автомата в момент подачи питания и изменения на­грузки. Узел сигнализации выдает сигнал о понижении напряжения и состоит из понижающего трансформатора Т2, диодного моста VD19 . . . VD22, динистора VS, стабилизирующих резисторов R13 . . . R17 и ключа на транзисторе VT3. При понижении напря­жения на 15 ... 20 % динистор запирается, а после разрядки С5 отпирается VT3, и срабатывает реле К2, включающее сигнализацию. Узел питания обеспечивает напряжением питания все элементы устройства и состоит из трансформатора T1, выпрямителя VD15 . . .. .VD18 и фильтра С4.

Устройство ЗОФН-1Б отличается от рассмотренного наличием тринисторов вместо электромагнитных реле. Устройство ЗОФН имеет аналогичный принцип действия, но построено с использова­нием только электромагнитных элементов.