Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормальных режимов
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51) 4 H 02 Н 7/08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4020163/24-07 (22) 10.01.86 (46) 23.06.87. Ьюл. ¹ 23 (71) Оренбургский сельскохозяйственный институт (72) В. Г. Петько (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 729729, кл. Н 02 Н 7/08, 1980.
Авторское свидетельство СССР № 1120441, кл. Н 02 Н 7/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО Дг13 ЗАЩИТЫ ТРЕХ1АЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ От
АНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ (56) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам автоматической защиты электроустановок для защиты трехфазных электродвигателей от технологических перегрузок и повреждений, связанных с нарушением симметрии тока по фазам. Цель изобретения — повышение чувствительности и информативности защи3 .г, и,. Я0„1319149 A 1 ты. Устройство содержит фильтры i и 2 напряжений прямой и фильтры 3, 4 обратной последовательности фаз, формирователи 5, 6 управляющих сигналов, источник стабилизированного опорного напряжения 7 н элементы, воздейстгующие на исполнительный орган )О, в качестве которого испо lbзуется магнитный пускатель. Использование в устройстве äополнительных фильтров 2 прямой и фильтров 4 обратной последовательностей и формирователя 6 управляющего сигнала позволяет увеличить величины выходных токов фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей за счет снижения нагрузки на их выходах. Выполнение положительной обратной связи усилителя 9 в формирователе 6 управляющего сигнала с помощью дополнительного введения логического элемента ИЛИ 8 позволяет получить на выходе усилителя 9 сигнал с крутым передним фронтом, что обеспечивает новьппение чувствительности защи1!
319!49
Фазные токи электродвигателя 1- и 1:, каждый из которых может быть представлен суммой симметричных составляющих тока прямой Ii и обратной 1 ° последовательностей фаз
11+ !2 (г.= a(i+ а 1; (2) где а= — 0,5+jA/2 — фазовращаюгций оператор, наводят во вторичных обмотках трансформаторов !1 и 12 тока, вторичные токи, равные соответственно I(/Ê и I
R (- 31!+à 1 R (3)
А — y p) г= К p. )
Под действием этих напряжений с выходов фильтров через диоды на обкладки конденсаторов 27 и 28 и на нулевую шину протекают токи:
U)< (" = R — - -+(, U
)Ф2= . +
RI9 !XI
U. U, (), U, <<) "=К3 «„—;„3 "=К+«,,-—; „ или после подстановки значений сопротивлений и напряжений из (!) и (3):
Яр(i — -а а l Rr i — -à an.,: .
IФ(= 2yR i Ф2= R, (5) Rp (! — a) !
Фз= 1Ф3= 2y R
Отрицательные полуволны синусоид выходных токов первого и третьего фильтров через диоды 3! и 29 поступают на обкладку конденсатора 27, а положительная полуволна вь(ходного тока второго фильтра и отрицательная полуволна выходного тOK!l четвертого фильгра через диоды 35 и 33 поступают на обкладку конденсатора 28. Средние значения перечисленных токов с учетом характеризующих !!х направление знаков равны:
Ю ., Р(!
3(= — -К вЂ”.I i, 1,!;= Кило 11,Р! . (СФ (6) ЯФ где К вЂ” y f К. — Kî3ôôèöèåHT Выпрямле т Ф ния, равный для однополупсриодногÎ выпрямления 0,5; КФ вЂ” KOB(p(hi .циент формы кривой тока, разный для и усоиды 1,!1.
Если 3л<е0()(!Ич<с K3rl cу (ма ТоКОВ (1)<+
+ 12<)+ Iзт), по«тупа!ощих на обкладку конденсатора 27, и алгебраическая сумма токов (I)(, -+ (зз+ I IR), постуга(()щих на обкладку
1 3, -!- 1 i —, 1 < Г (0
H R R 2 (7) !
13 ==!. <+!;,; 0 IОс,!i . I!0 (станОВ! и значений 13xoJHII(ffx
В (!С,)(1ВС:i HPIi НЯСТРОИКC ЗЯ;(<ИТЬ; i.,11fi!Ииа С;)Н!)ОТИВ,1<в HliH резисторов 3 и 4 устанавливается равной! Р,. 1;;(8) (30 Где 1.. -- до(.у(Гимый ток электродв«га! (x<я, 3 T() кхк(с у:IPTOxl того, что I l;((! < и I. ((i l Ò3К !<3Ê ll0 «. «f0I3IfI3 Кф((IX, 1 4- 1, « 1 1„w !., (9 Слсдо(<атель((о. если -<0K В самой 33(.руЖЕННО: i .3(3.)i:К ГI)0. (BИ 3Тt, 1Я. PЯВНЫI! (i МilP. токо:< (рямой li обратной !юследовательНОСТP l фЯЗ, i(PC(3 Û!((3CT В(3 1(1 ЧИН < ДО!! C Гil 3!()— и) I 0 "(Г!Я 13ННОГО элсKTP01 ТЯTP. 3СI! Ы М(TPI I il:. i!;i К)I Ц(I <) (1;1(! !))(Ж< l; ii Я, 45 BHIKof30ãо замык, ни, ОО:. ыва Испей Обil<)т< к статора или ротора «Осгавляющ iH !OK3 Обратно.: последовагельнО«и ((ревы(на(т ,10:;X C l liXlX f0 КРЯ !!ГО I l ПО OTIIÎIH(fifli0 К ГОК < пр <;(оп .:()«лс f.)B„èc,1HI!ocòè 1... то (нгHЯ, I i)г:(л:; « ..:,:,:;:;:. ::;; H;I ff«f,î(l)штсльный ()РЮ г<:;::, У(..":<3.:,...й Вы li« це !и 01 Э, !С!i . I)<. .,B!! 1;! С .., :() XK(XI ОЫТЬ i i".!3 Нiii). I«IIß II(< С!i!".! . ":: . -! (,! I<К : () i)В, 0 Г()lf/К i! .\!i X (Оi ГОЧ55 (lci ).(,«или-<«(,й 45 и 46:(.< 0.1:!0.
I ни Я H 3!: 03< 2(3(НИ(:.(() KOI(:<«(1< 3 Гор X 7 (() конденсатора 28, больше нуля. то »0HzPIIсаторы остаются заряженными положите,!ьНо и электрод!3игатель продолжает работать. Если в результате изменения тока нагрузки электродвигателя сумма токов (Iз + (+ + I;!-,) станет меньше нуля или сумма токов (I;Ig + Iз)+ 123) станет меньше нуля, то соОТветственно конденсатор 27 или конденсатор 28 зарядится !;о отношению к общей ifiilflc отрицательно. Так как напряжения с конденсаторов через диоды 41 и 43 подаются Н3 входы усилителей 45 и 46, íà Нх выходах под действием отрицательных напряжений lf;1 входах устанавливаются напряжения также отрицательной полярности, которые через диоды 47 и 48 поступают на вход ключа 9 и (fppcBO;IHT е(О В закрытое со«тоянпс. 1!ри HCIIO;I HiiTC,1 iiII i I H 0<)P31! I 0 э,fci родвигат«!;. Т 3 K I f xl 0 б р 3 3 0 31, 3 3 I i l H T (I c p < f «);I T bf (3 3 с т, ес.(и Выполняется хотя бы Oд!И) нз условий: 1319149 Фор.чула изобретения Hl и1нги 3 я к аз 2521,кн Тираж 618 I1олк ис кое (Ip()II 3ВI) Ic I i3i litl!l-i!t) п(Г()кi1к! lt С Ill)L пп(лкпкй (С, I . Уit(l Of)()j. ).. к. г чк С К fll351, так как напряжения на входы усилителей подаются с конденсаторов 27 и 28 и с выходов усилителей через логические элементы ИЛИ. Поэтому, несмотря на сравнительно медленное уменьшение напряжений на конденсаторах 27 и 28 до нуля и ниже, напряжения на входах усилителей уменьшаются быстро за счет передачи на них отрицательных потенциалов с выходов усилителей через вторые входы логических элементов. При этом реализуется положительная обратная связь, усилители остаются в открытом состоянии и после отключения электродвигателя, когда токи на выходах фильтров становятся равными нулю и конденсаторы 27 и 28 снова приобретают положительный заряд. Таким образом, сигналы отключения защит запоминаются. Введение в устройство дополнительных фильтров напряжения прямой и обратной последовательностей и формирователя управляющего сигнала позволяет увеличить величины выходных токов фильтров напряжений прямой и обратной последовательностей за счет снижения нагрузки на их выходах tlo сравнению с известным устройством, в котором величины выходных токов фильтров ограничиваются резистивными делителями на их выходах. Кроме того, выполнение положительной обратной связи усилителя в формирователе управляющего сигнала с помощью дополнитльно введенного логического элемента ИЛИ позволяет получить на выходе усилителя сигчал с крутым передним фронтом, что также обеспечивает повышение чувствительности защиты. Разделение цепей прохождения сигналов защиты по величине допустимого тока и по величине допустимой асимметрии тока электродвигателя, а также введение в усилитель каждого формирователя управляк>щего спг ала индикатора, отражакнцего состояние р.илителя, позволяет увеличить информативность защиты путем фиксации причины отключения электродвигателя. Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормальных режимов, содержащее устанавливаемые в фазах питающей сети два трансформатора тока, вторичная обмотка каждого из которых зашунтирована переменным резистором, первые фильтры напряжений прямой и обратной последовательностей, формирователь управляющего сигнала, источник стабилизированного опорного напряжения, питаемый фгзным напряжением сети, инверсный уси IHтель и исполнительный орган, при этом выходы фильтров прямой и обратной последовательностей и источника стабилизпропан5 2l ЗО э5 50 ! )5 ного опорного напряжения соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами формирователя управляющего сигнала, первые выводы вторичных обмоток трансформаторов тока подключены к входам фильтров напряжений прямой и обратной пос.кедовательностей, вторые выводы вторичных обмоток трансформаторов тока и четвертый вход формирователя управляющего сигнала присоединены к общей шине, выход инверсного усилителя соединен с входом исполнительного органа, при этом каждый фильтр напряжения прямой, обратной последовательностей состоит из последовательно включенных конденсатора и двух резисторов, обгцая точка соединения резисторов является его выходом, формирователь управляющего сигнала содержит первую н вторую цепи из последовательно согласно включенных двух диодов, общие точки соединения которых образуют соответственно первый и второй входы формирователя управляющего сигнала, кондеНсатор, первым выводом присоединенный к четвертому, BTOpbIM через резистор— к третьему входам формирователя управляющего сигнала, и усилитель, выход которого является выходом формирователя управляющего сигнала, от гичающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и информативности защиты, в него дополнительно введены элемент ИЛИ и вторые фильтры напряжений прямой и обратной последовател ьностей, входы которых подключены к первым выводам вторичных обмоток трансформаторов тока, выходы — соответственно к первому и второму входам дополнительно введенного второго, аналогичного первому, формирователя управляющего сигнала, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с третоим и четвертым входами первого формирователя управляющего сигнала, выходы обоих формирователей и управляющего сигнала подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом инверсного усилителя, при этом в каждый формирователь управляющего сигнала дополнитльно введен элемент ИЛИ, выход и первый вход которого соединены соответственно с входом и выходом снабженного индикатором упомянутого усилителя формирователя управляющего сигнала, второй вход элемента ИЛИ соединен с вторым выводом упомянутого конденсатора, зашунтированного упомянутыми первой и второй цепями из последовательно согласно включенных двух диодов, причем в первом формирователе управляющего сигнала обе указанные цепи подключены анодами к второму, а катодами к первому выводам конденсатора, а во втором— первая цепь последовательно согласно включенных двух диодов подключена к конденсатору в противоположном направлении.
