Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске

 

Изобретение относится к электроте.хнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности функционирования защиты. Фильтры 4-6 реагируют на апериодические слагаемые, присутствующие в фазных токах при неуспешном пуске двигателя. Выдержка времени реле 15 времени и уставка порогового элемента 11 выбираются так, чтобы к моменту появления импульса на выходе реле 15 времени выходной сигнал блока 10 был менее уставки порогового элемента 11, т. е. осуществляется отстройка от апериодических составляющих в токах статора. В момент появления импульса на выходе реле 15 времени сигнала на выходе порогового элемента 11 нет, а на выходе элемента НЕ есть. Т.е. на обоих входах элемента И 13 одновременно присутствуют сигналы, что приводит к появлению отключающего импульса на выходе защиты. 1 ил. i (Л со о со а:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1309161

< ц 4 Н 02 Н 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

F.

".4l.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3878811/24-07 (22) 05. 04. 85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (71) Ивановский энергетический институт им. В. И. Ленина (72) В. В. Бурыкин, Г. М. Павлов и В. А. Савельев (53) 621.316.925 (088.8) (56) Гимоян Г. Г. Релейная защита горных электроустановок. 2-е изд. перераб. и доп.

М.: Недра, 1978, 349 с.

Авторское свидетельство СССР № 210935, кл. Н 02 Н 7/08, 1965.

Авторское свидетельство СССР № 1141502, кл. Н 02 Н 7/08, 1983. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЪ|

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

ПРИ ПУСКЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности функционирования защиты.

Фильтры 4 — 6 реагируют на апериодические слагаемые, присутствующие в фазных токах при неуспешном пуске двигателя. Выдержка времени реле 15 времени и уставка порогового элемента 11 выбираются так, чтобы к моменту появления импульса на выходе реле 15 времени выходной сигнал блока 10 был менее уставки порогового элемента 11, т. е. осуществляется отстройка от апериодических составляющих в токах статора. В момент появления импульса на выходе реле

15 времени сигнала на выходе порогового у элемента 11 нет, а на выходе элемента НЕ MФ есть. Т. е. на обоих входах элемента И 13 С одновременно присутствуют сигналы, что приводит к появлению отключающего импульса на выходе защиты. 1 ил.

1309161

Изобретение относится к релейной защите и может быть использовано для защиты электродвигателей переменного тока от перегрузки при неуспешном пуске из-за повреждения приводимого механизма, заклинивания подшипников или приводного механизма, задевания ротора о статор, примерзания механизма (например, водяного насоса), завала механизма (например, из-за завала топливом дробилок и мельниц системы топливоприготовления электростанций), из-за обрыва фазы, при глубоких посадках напряжения на питающих шинах, при внутренних коротких замыканиях и в других случаях когда при включении двигателя в работу он не разворачивается.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности функционирования зашиты.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит три фазных датчика 1 — 3 тока статора двигателя, соединенные через фильтры 4 — 6 инфранизкой частоты и три выпрямителя 7 — 9 с блоком 10 преобразования выпрямленных фазных сигналов низкой частоты, выход которого через пороговый элемент 11, логический элемент

HF 12 подключен к логическому элементу

И 13, замыкающий блок-контакт 14 выклк>чателя двигателя, импульсное реле 15 времени.

Датчики 1 — 3 тока служат для преобраФ зования фазных токов статора защищаемого электродвигателя в пропорциональные им напряжения и могут быть выполнены, например, в виде шунта, трансреактора, специального измерительного преобразователя ток — напряжение и т. п. Фильтры 4 — 6 служат для выделения составляющих инфранизкой частоты (единицы герц) в фазных токах статора двигателя и могут быть построены как на дискретных полупроводниковых элементах, так и в виде активных

RC-фильтров на интегральных микросхемах.

Выпрямители 7 — 9 выпрямляют фазные переменные напряжения низкой частоты с выходов фильтров 4 — 6. Дополнительно введенный функциональный блок 10 преобразования выпрямленных фазных сигналов низкой частоты служит для формирования из трех выпрямленных фазных сигналов низкой частоты с выходов выпрямителей 7 — 9 одного непрерывного аналогового сигнала, который все время существования составляющих низкой частоты в фазных токах статора не спадает до нулевого значения. Блок

10 может быть выполнен, например, в виде сумматора на операционном усилителе. При этом, поскольку низкочастотные составляющие фазных токов статора сдвинуты относительно друг друга на 120, то напряжение на выходе сумматора, складываемое из выпрямленных фазных составляющих низ5

25 зо

55 кой частоты, все время существования этих составляющих не падает до нуля. Другой вариант реализации блока 10 — максиселектор, т. е. элемент, сигнал на выходе которого равен наибольшему из нескольких его выходных сигналов (в данном случае— наибольшему из трех выпрямленных сигналов низкой частоты, подаваемых на три входа блока 10). Т. е. и в этом варианте реализации блока 10 сигнал на его выходе все время существования составляющих низкой частоты в токах статора не падает до нуля.

Максиселектор может быть выполнен в простейшем случае в виде пассивного диодно-резисторного логического элемента ИЛИ, а также в виде более сложных и совершенных устройств на операционных усилителях. Т. е. функционально блок 10 решает задачу либо выбора максимального мгновенного значения из трех выпрямленных низкочастотных сигналов (вариант с применением максиселектора), либо суммирования мгновенных значений трех выпрямленных низкочастотных сигналов (вариант с применением сумматора). В обоих случаях сигнал на выходе блока 10 имеет одну полярность и не спадает до нуля все время, пока в токах статора есть низкочастотные составляющие.

Сигнал на выходе порогового элемента (компаратора) 11 появляется если входной сигнал превышает некоторый заданный уровень. Пороговый элемент 11 служит для отстройки от небалансов на выходах фильтров 4 — 6 в переходном режиме при включении двигателя (прежде всего, отстройки от реакции фильтров 4 — 6 на апериодические составляющие в фазных токах статора).

Сигнал с выхода порогового элемента 11 через логический элемент HE 12 подан на один из двух входов элемента И 13. Блокконтакт 14 выключателя замыкается при включении выключателя двигателя и подает сигнал на вход импульсного реле 15 времени. Кратковременный импульс на выходе реле времени появляется спустя заданную выдержку времени, необходимую для отстойки фильтров 4 в 6 от апериодической составляющей в фазных токах статора. Выход реле времени соединен со вторым входом логического элемента И 13.

Устройство работает следующим образом.

При неуспешном пуске двигателя в его фазных токах присутствуют составляющая

50 Гц и апериодическая слагаемая, а составляющей низкой частоты нет. Поэтому, на выходах фильтров 4 — 6 сигналы не появляются. Фильтры 4 — 6 реагируют на апериодические слагаемые появлением на их выходах кратковременных всплесков. Выдержка времени реле 15 времени и уставка порогового элемента 1! выбираются сов!

309!6!

Формула изобретения

Составитель Т. Щеголькова

Редактор Г. Волкова Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ )443/48 Тираж 6!9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 местно так, чтобы к моменту появления импульса на выходе реле 15 времени выходной сигнал блока 10 был менее уставки порогового элемента 11 (т. е. осуществляется отстройка от апериодических составляющих в токах статора). Следовательно, в момент появления импульса на выходе реле 15 времени сигнала на выходе порогового элемента 11 нет, а на выходе логического элемента HE 12 есть. Т. е. на обоих входах логического элемента И 13 одновременно присутствуют сигналы, что приводит к появлению отключающего импульса на выходе защиты.

При успешном пуске двигателя в его фазных токах присутствуют составляющие низкой частоты, которые выделяются фильтрами 4 — 6, выпрямляются выпрямителями 7 — 9 и блоком 10 преобразуются в непрерывный сигнал, ниспадающий до нуля все время существования составляющих низкой частоты. Т. е. в момент прохождения импульсов от реле 15 времени на один из входов логического элемента И 13 на другом его входе сигнал отсутствует. поскольку выходной сигнал блока 10 превышает уставку порогового элемента 11. Следовательно, при успешном пуске двигателя защита не срабатывает.

В целом, быстродействие предложенного устройства повышено по сравнению с известным за счет того, что с помощью специального блока 10 преобразования из трех низкочастотных составляющих фазных токов статора сформирован один непрерывный, неспадающий до нуля в переходном процессе успешного пуска сигнал. Т. е. этот результирующий сигнал постоянно (до затухания низкочастотных составляющих в токах статора) превышает уставку порогового элемента 11. Поэтому в предлагаемом устройстве нет необходимости во втором импульсном реле времени, которое в известном устройстве вводило замедление в действие защиты для того, чтобы при успешном пуске с выхода фильтра после затухания апериодической слагаемой прошла хотя бы одна полуволна низкочастотной составляющей и сработал пороговый элемент. С другой стороны, повышенное быстродействие предлагаемого устройства I1() сравненпк> с известным повысило надежность функционирования защиты, особенно для двигателей относительно небольшой мощности и быстрым пуском.

По сравнению с известными устройства ми (фильтровые защиты, максимальные T()ковые зашиты) предлагаемое устройство отличается высоким быстродействием и способностью осуществлять защиту электродвигателей от неуспешного пуска по любой причине механического или электрического характера, т. е. расширением функциональных возможностей. Экономический эффект от примененения предлагаемого устройства заключается прежде всего в уменьшении затрат на восстановительный ремонт электродвигателей и приводимых механизмов за счет более быстрого отключения и сокращения масштабов разрушений, а также за счет увеличения срока службы электродвигателей и приводимых механизмов.

Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки при пуске, содержащее фазный датчик тока статора двигателя, фильтр низкой частоты, выпрямитель, пороговый элемент, а также последовательно соединенные замыкающий блок-контакт выключателя дви гателя и им пульсов реле времени, подключенное к одному из входов логического элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности функционирования защиты, в него дополнительно введены два фазных датчика тока статора двигателя, два фильтра низкой частоты, два выпрямителя, блок преобразования выпрямленных фазных сигналов низкой частоты и логический элемент НЕ, причем все три фазные цепи выполнены в виде последовательно соединенных датчика тока статора двигателя, фильтра низкой частоты и выпрямителя и подключены к входам блока преобразования выпрямленных фазных сигналов низкой частоты, выход которого через пороговый элемент и логический элемент НЕ соединен с вторым входом логического элемента И.