Устройство для защиты синхронной машины от перегрузки по току

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОЙ МИНИНЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ Содержащее датчик ограничиваемого тока, к выходу которого подключены через последовательно соединенные ограничитель по минимуму и прерыватель) пропорциональный исполнительный орган и через второй ограничитель по минимуму - измерительный орган, выполненный в виде резисторно-емкостной интегрирующей цепи, выход которого подключен к прерывателю, и узел обеспечения повторных перегрузок, отличающееся тем, что,с целью повышения надежности синхронной машины за счет обеспечения независимости величины тока при повторной форсировке от скорости .изменения напряжения статора, узел обеспечения повторных перегрузок выполнен в виде реле Форсировки, включенного в цепь напряжения статора,и дополнительного I конденсатора и резистора, при цепь из последовательно соединен ных (Л дополнительного конденсатора и размыкающего контакта реЛе форсировки подключена параллельно конденсатору интегрирующей цепи измерительного органа, а параллельно дополнительному конденсатору подключены последовательно соединенные резистор и за:мыкаквдий контакт реле форсировк.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 2 А

3(5Ц Н 02 Н 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ф(л(;-, .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOlVlV СВИДЕТЕЛЬСТВ У М1;„,.1 .. (21) 3385285/24-07 (22) 19.01.82 (46) 07.06.84. Бюл. М 21 (72} Ф.Д.Дубинин и Л.П.Каплун (71) .Центральнбе проектно †конструкторское и технологическое бюро крупных электрических машин (53) 621.316925(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 396785, кл. Н 02 Н 7/085, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 281621, кл. Н 02 Р 9/32, 1968, 3. Зборовскнй И.A., Накрохин В.Г.

Ограничение температуры обмотки ротора синхронного двигателя при автоматическом регулировании возбуждения.В кн.: Уралэлектротяжмаш., Свердловск, 1974, с..б8-81 °

4. АвторСкое свидетельство СССР

Р 534009, кл. Н 02 Н 7/00, 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ СИНХРОННОЙ. МАШИНЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ сОдержащее датчик ограничиваемого тока, к выходу которого подключены через последовательно соединенные ограни-итель по минимуму ипрерыватель1 пропорциональный исполнительный орган и через второй ограничитель по ьынимуму — измерительный орган, выполненный в виде резисторно-емкостной интегрирующей цепи, выход которого подключен к прерывателю, и узел обеспечения повторных перегрузок, о -. л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности синхронной машины за счет обеспечения независимости величины тока при повторной форсировке от скорости .изменения напряжения статора, узел обеспеченияповторных перегрузок выполнен в виде реле форсировки, включенного в цепь напряжения статора,и дополнительного конденсатора и резистора, при этом,р

С2 цепь из последовательно соединенных дополнительного конденсатора и размыкающего контакта реле форсировки подключена параллельно конденсатору С интегрирующей цепи измерительного органа, а параллельно дополнительно- Я му конденсатору подключены последовательно соединенные резистор и за мыкакяций контакт реле форсировки.

109672б

Изобретение относится к электротехнике, конкретно — к системе защиты роторов синхронных машин от перегрузки по току.

Известны устройства для ограничения перегрузки электрических. машин по току, содержащие измерительный . и исполнительный орган. Измерительный орган определяет допустимое время перегрузки в соответствии с величиной тока или с температурным режимом 10 защищаемого элемента машины. Испол- нительный орган воздействием на ток возбуждения снижает ток или температуру до допустимых пределов f1) I2j (ЗД ° 15

Устройство (1), состоит из измерителя перегрузок, блоков моделирования и фиксации температуры, блока . Разгрузки и возврата, подключенного к измерительному органу и воздейст — 20 вующего на систему возбуждения синхронной машины, элементов выдержки времени и логических элементов.

Устройства (2) и $3) содержат источник эталонного напряжения, интегрирующий элемент и измерительный орган, предназначенный для слежения за величиной активного сопротивления обмотки ротора, пропорциональной температуре обмотки.

Недостатком этих устройств является их сложность, связанная с наличием температурной модели. Их схемы не позволяют реализовать повторно форсировку тока возбуждения в режиме ограничения температуры, если необходимость форсировки в таком режиме диктуется требованиями повышения устойчивости электропривода или электрической сети.

Наиболее близким по технической 40 сущйости к предлагаемому является устройство, которое содержит датчик ограничиваемого тока, два ограничителя по минимуму, измерительный орган, прерыватель, пропорциональный 45 исполнительный орган и узел обеспечения повторных перегрузок в виде инвертора, допускающий форсировку тока возбуждения в соответствии с нагрузочными воэможностями машины.

Устройство ограничения включено в контур обратной связи, охватывающей возбудитель синхронной машины, причем выходным параметром в замкнутой системе статического регулирования возбуждения является ток возбуждения.

Исполнительный орган содержит инерционное звено, поэтому при увеличении тока выше номинального на выходе первого, ограничителя по минимуму кратковременно появляется сигнал, 60 ,пропорциональный разности выхода

:датчика тока и порога этого ограничителя. Инвертор немедленно отклю- чает прерыватель, который вновь вклю,чится только через время, определяе- 65 мое измерительным органом, содержащим интегрирующее звено. На это время исполнительный орган откллкчен и не препятствует перегрузке (41 .

Повторная перегрузка обеспечивается в устройстве исключительно наличием инерционности в исполнительном органе, что. приводит к зависимости величины тока перегрузки от соотношения между скоростью изменения сигнала, вызывающего перегрузку, и величиной инерционности исполнительного органа. Таким образом, к недостаткам устройства относится зависимость величины тока возбуждения при повторной форсировке от скорости изменения сигнала, вызывающего повторную форсировку, например напряжения статора. При уменьшении скОрости изменения напряжения статора уменьшается величина тока повторной форсировки. Если скорость изменения напряжения статОра меньше определенной величины, повторная форсировка вообще не возникает.

Цель изобретения — повыаение надежности в работе синхронной машины за счет обеспеч ния независимости величины тока при повторной форсировке от скорости изменения напряжения статора, что способствует.повыаению утойчивости синхронной машины.

Поставленная цель достигается тем, что.в устройстве для,защиты синхронной машины, узел обеспечения повторных перегрузок выполнен в виде реле форсировки, включенного в цепь напряжения статора, и дополнительного конденсатора и резистора, при этом цепь иэ последовательно соединенных дополнительного конденсатора и раэмыкающего контакта реле форсировки подключена параллельно конденсатору интегрирующей цепи измерительного органа, а параллельно дополнительному конденсатору подключены последовательно соединенные резистор и замыкающий контакт реле форсировки.

На чертеже приведена схема устройства для ограничения перегрузки синхронных машин по току.

Устройство содержит датчик 1 ограничиваемого тока ротора синхронного двигателя, к выходу датчика 1 под- ключены через последовательно соединенные ограничитель 2 по минимуму и прерыватель 3 пропорциональный исполнительный орган 4 и через второй ограничитель 5 по минимуму — измерительный орган, выход. которого подключен к прерывателю 3. К измерительному органу 6 подключен узел 7 обеспе" ,чения повторных перегрузок. Измери тельный орган б содержит интегрирующую цепь из резистора 8 и конденсатора 9. Узел 7 обеспечения повторных перегрузок содержит включенное в цепь напряжения статора реле 10 фор1096726

Составитель T.Ùåãîëüêîâà

Редактор Н.Яцола Техред А.Ач Корректор A.ЗимокосовЗаказ 3837/40 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул .. Проектная,4

- сировки с контактами 11 и 12, конденсатор 13 и резистор 14.

Устройство работает следующим образом.

При напряжении на выходе датчика

1 ограничиваемого тока, превышающем уставку ограничителя 5, происходит заряд конденсатора 9 напряжением на выходе ограничителя 5 с постоянной времени, определяемой величинами резистора 8 и конденсатора 9.

Когда напряжение на конденсаторе 9 достигнет уставки включения прерывателя 3, напряжение на выходе ограничителя 2, определяющее уставку тока после ограничения, передается в 15 исполнительный орган 4. Уставка ограничителя 2 устанавливается равной или немного большей уставки ограничителя 5. Таким. образом, задержка во времени ограничения тока определяет- 2р ся величиной интегрирующей цепи 8,9 и величиной тока перед ограничением, а величина ограниченного тока — уставкой ограничителя 2. В установившемся режиме ограничения тока, если причина, вызвавшая перегрузку, не устранена, напряжение на конденсаторе

9 соответствует величине тока в режи,ме ограничения, прерыватель 3 остается включенным и сигнал на выходе исполнительного органа 4 полностью определяется напряжением ограничителя 2. При снижении в этот период

:напряжения сети статора до. уровня отпадания реле 10 форсировки Подается сигнал на форсировку тока возбуждения, одновременно размыкающий контакт 11 реле 10 форсировки подключает параллельно. заряженному конден сатору 9 разряженный конденсатор 13.

При этом происходит разряд конден- 4р сатора 9 и заряд конденсатора 13 через контакт 11 без выдержки време-,. ни, йоскольку в цепи .перезаряда отсутствует сопротивление.

На параллельных конденсаторах 9 4 и 13 устанавливается напряжение, со-. ответствующее заряду конденсатора

9 до подключения конденсатора 13 и суммарной емкости конденсаторов 9 и

13,,т.е. значительно меньшее напряжение на конденсаторе 9 до перезаряда и меньшее уставки включения прерывателя 3, который отключается, и на вход исполнительного органа 4 перестает поступать напряжение из ограничителя 2, не препятствуя более уве- 55 личению тока до величины тока форсирозки. Форсировка возбуждения прекращается либо при .повыаенни напряжения сети статора (включении реле

10), либо после заряда параллельно подключенных конденсаторов 9 и 13 через резистор 8 напряжением. на выходе ограничителя 5, соответствующим току форснровки, до величины уставки включения прерывателя 3, в этом случае на вход исполнительного органа

4 вновь поступит сигнал с выхода ограничителя 2, и ток будет ограничен величиной, соответствующей уставке ограничителя 2. Время задержки ограничения тока при этом (длительность повторной форсировки) определяется величиной интегрирующей цепи 8,9,13 и величиной тока форсировки, а величина тока при повторной форсировке не зависит.от скорости изменения напряжения сети статора, так как индикатором форсировки является реле

10, реагирующее только на величину напряжения сети статора,а не на скорость его изменения. При восстановлении напряжения сети статора включается реле 10, конденсатор 13 отсоединяется от конденсатора 9 контактом 11 и разряжается через контакт

12 на резистор 14, время разряда конденсатора 13 определяется его емкостью и величиной резистора 14.

При редких включениях фореировочного режима в период ограничения тока время повторных форсировок каждый раз определяется сопротивлением резистора 8 и суммарной емкостью конденсаторов 9 и 13. При увеличении частоты включения форсировки длительность периода форсировки уменыаается из-за неполного разряда конденсатора .

13 через резистор 14, что косвенным образом отражает тепловое состояние ротора и способствует снижению перегрева обмотки возбуждения. При, исчезновении причины. длительной перегрузки.-.конденсатор 9 разряжается через резистор 8 до напря;кения. на выходе ограничителя 5 в режиме отсут.ствия,перегрузки. !

Технико-экономическая эффективность от использования устройства заключается в уменьшении количества аварийных остановок электропривода за счет снижения вероятности перехода синхронного двигателя в асинхронный режим при медленном снижении напряжения сети, питающей двигатель.