БЛОК ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к области энергетики, а именно к защитным электроустройствам.
Блок защиты трехфазной нагрузки, состоящий
из трех идентичных устройств, к каждому из кото-рых подведена отдельная фаза, содержит блок питания, стабилизатор опорного напряжения, контролер сетевого напряжения, узлы индикации, выдачи сигналов и включения нагрузки, стабили-затор напряжения, таймер задержки включения, силовую часть и служит для защиты электрообо-рудования при нестабильных параметрах электроснабжения.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к защитным электроустройствам.
Электросиловое и осветительное оборудова-ние, бытовая и офисная техника рассчитаны и гарантированно работают в определенных интер-валах напряжения сети, при этом энергоснабже-ние, особенно в период пиковых нагрузок осенне-зимнего сезона, нестабильно по времени подачи и параметрам напряжения. Уменьшение или увели-чение величины напряжения питающей сети, чере-дующиеся отключения и включения, как правило, приводят к сокращению срока службы приборов и оборудования или же выходу из строя.
В целях защиты электрооборудования и элек-троприборов разработано устройство – блок защиты трехфазной нагрузки, применение которого позволит защитить технику от повреждений.
Заявляемое устройство поясняется принципи-альной электрической схемой (фиг.).
Блок защиты трехфазной нагрузки имеет три одинаковых устройства на фазы A,B и С. Каждое устройство состоит из следующих законченных и взаимосвязанных узлов.
1. Блок питания +12 вольт, состоящий из ре-зисторов R1, R3, R6; конденсаторов С1, С2, С3, С4; диодов VD1, VD4 и стабилитрона VD2.
2. Стабилизатор опорного напряжения +3 вольта на резисторах R7, R9 и стабилитроне VD3.
3. Контролер сетевого напряжения на мик-росхеме DA1 и резисторах R2, R4, R5, R8.
4. Узел выдачи сигнала превышения верхне-го или нижнего уровня питающей сети на диодах VD5 и VD6 соответственно.
5. Узел индикации превышения верхнего уровня питающей сети на резисторах R10, R12; конденсаторе С5; транзисторе VT1 и светодиоде HL1.
6. Узел индикации превышения нижнего уровня питающей сети на резисторах R11,R13, конденсаторе С6; транзисторе VT2 и светодиоде HL2.
7. Стабилизатор напряжения +9 вольт на ре-зисторах R15, R17; стабилитроне VD7 и конденса-торах С8 и С9 для питания микросхемы DD1.
8. Таймер установки времени задержки включения нагрузки, который состоит из микро-схемы DD1, резисторов R16,R17; и конденсатора С7. Диод VD8 и резистор R18 формируют сигнал управления.
9. Узел индикации времени задержки вклю-чения нагрузки, состоящий из резисторов R20, R22; транзистора VT3 и светодиода HL3.
10. Узел включения нагрузки, который состо-ит из резисторов R21, R23, R24, R25; транзисторов VT4,VT5; светодиода HL4 и реле К1.
11. Силовая часть блока защиты трехфазной нагрузки состоит из ручного разъединителя SA1, контактора SA2 и автомата токовой защиты SB1.
При включении ручного разъединителя SA1 напряжение сети по фазам A,B и С подается на три устройства, входящие в блок защиты трехфазной нагрузки.
При подаче напряжения (на примере фазы А – устройства фаз В, С работают аналогично) сразу начинает работать таймер на микросхеме DD1. При работе таймера потенциал на выводе 10 мик-росхемы DD1 открывает транзистор VT3, и заго-рается светодиод HL3 / красный /, индицирующий надпись «АВАРИЯ». Одновременно этот потенци-ал запирает транзистор VT4, тем самым не сраба-тывает реле К1.
Время работы таймера устанавливается рези-стором R17 в пределах 3-5 минут, необходимых завершения процесса в компрессоре холодильника и кондиционера после отключения и повторного включения (в противном случае из-за обратного хода хладагента вероятен выход компрессора из строя).
Во время работы таймера контроллер на мик-росхеме DA1 анализирует параметры питающей сети. Если питающая сеть находится в пределах нормы /190-240 вольт/, то контроллер остается в состоянии покоя.
По истечении установленного времени на вы-воде 10 микросхемы DD1 появляется потенциал, который запирает транзистор VT3. При этом гас-нет светодиод HL3. Одновременно открываются транзисторы VT4 и VT5. Срабатывает реле К1 и своими контактами К1/1 подготавливает цепь питания катушки контактора SA2. Одновременно загорается светодиод HL4 /зеленый/, индицирую-щий надпись «НОРМА». Все эти процессы одно-временно происходят в устройствах фазы В и С.
При замыкании контактов К1/1, К2/1, К3/1 включается контактор SA2 и электропитание напряжением 380 вольт поступает потребителям.
К трехфазным цепям может быть подключена офисная и бытовая техника, рассчитанная на 220 вольт. Изменение параметров напряжения хотя бы одной фазы приводит к перекосу фаз, вызываю-щему нагрев обмоток электродвигателей, что ста-новится причиной их выхода из строя; офисная и бытовая техника, питающаяся от этой фазы, также может придти в негодность.
При повышении напряжения выше 240 вольт срабатывает контроллер DA1. С вывода 1 микро-схемы DA1 сигнал поступает на транзистор VT1. Транзистор открывается, загорается светодиод HL1 /желтый/, индицирующий надпись « >240 вольт»; одновременно сигнал через диод VD5 по-ступает на вывод 9 микросхемы DD1. Включается таймер, и сигнал с вывода 10 микросхемы DD1 открывает транзистор VT3. Загорается светодиод HL3 /красный/, индицирующий надпись «АВА-РИЯ»; одновременно закрываются транзисторы VT4 и VT5. Реле К1 отключается, гаснет светоди-од HL4 /зеленый/, индицирующий надпись «НОР-МА». Реле К1 своими контактами К1/1 разрывает цепь питания катушки контактора SA2. Контактор SA2 отключается и обесточивает нагрузку потре-бителя. Если в течение 3-5 минут


параметры фазы восстанавливаются, то происхо-дит подключение нагрузки потребителя. В случае если параметры фазы не восстановились, то сигнал с вывода 1 контроллера DA1 через диод VD5 заставляет таймер продолжать отчет времени и блокировать включение нагрузки. При пониже-нии напряжения ниже 190 вольт срабатывает контроллер DA1. С вывода 7 микросхемы DA1 сигнал поступает на транзистор VT2 – транзистор открывается, загорается светодиод HL2 / желтый /, индицирующий надпись « < 190 вольт ». Одновременно сигнал через диод VD6 поступает на вывод 9 микросхемы DD1. Включается таймер, и сигнал с вывода 10 микросхемы DD1 открывает транзистор VT3, загорается светодиод HL3 /красный /, индицирующий надпись «АВАРИЯ». Одновременно закрываются транзисторы VT4 и VT5. Реле К1 отключается, гаснет светодиод HL4 /зеленый/, индицирующий надпись «НОРМА». Реле К1 своими контактами К1/1 разрывает цепь питания катушки контактора SA2. Контактор SA2 отключается и обесточивает нагрузку потребителя. Если в течение 3-5 минут параметры фазы восстанавливаются, то происходит подключение нагрузки потребителя. В случае если параметры фазы не восстановились, то сигнал с вывода 7 контроллера DA1 через диод VD6 заставляет таймер продолжать отчет времени и блокировать включение нагрузки.
Пропадание хотя бы одной фазы приводит к отключению всей питающей сети, что особенно важно для нормальной работы трехфазных нагру-зок.