Устройство для защиты синхронного двигателя от асинхронного режима
Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите синхронных машин. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит преобразователи напряжения 1 и тока 2, блок 5 измерения фазы между током и напряжением, два блока 16 и 17 сравнения, два блока 18 и 20 выдержки времени, логический элемент И 19, генератор 21 стабильной частоты и исполнительный орган 22. При асинхронном режиме работе ток статора отстает от напряжения статора на некоторый угол φ. Накопление счетчиком 15 числа импульсов заданного первым блоком 16 сравнения, соответствующего первой уставке по углу φ<SB POS="POST">1</SB>, вызывает появление на выходе 16 выходного сигнала и поступление его на вход блока 18 выдержки времени с заданной периодичностью. Последний спустя заданное время выдает сигнал на исполнительный орган 22. Если на выходе блока 17 сравнения появился сигнал, соответствующий достижению угла равного φ<SB POS="POST">2</SB>. При поступлении на его вход импульса на выходе блока 20 появляется единичный сигнал. Если период следования импульсов с блока 17 меньше, чем время возврата блока 20, т.е. скольжение превышает заданное значение, на выходе блока 20 поддерживается единичный сигнал. Одновременное появление импульсов с блоков 16 и 20 приводит к срабатыванию логического элемента 19 и исполнительного органа 22 без выдержки времени блока 19. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5l)5 Н 02 H 7/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4342048/24-07 (22) 14,12.87 (46) 07.10.90. Бюл. ¹ 37 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.Ф,Сивокобыленко и А.В,Левшов (53) 621.316,925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 909745, кл. Н 02 Н 7/08, 1982, Когородский В.И., Кужеков С.Л., Панерно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1000 В. — М.: Энергоатомиздат, 1987, с.172.
Авторское свидетельство СССР
N 1485350, кл. Н 02 Н 7/08, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите синхронных машин, Цель изобретения — расширение области применения. Устройство содержит преобразователи напряжения 1 и тока 2, блок 5 измерения фазы между током и напряжением, два блока 16 и 17 сравнения, два блока 18 и 20 выдержки времени, логи„„. Ж„„1598025 А1 ческий элемент И 19, генератор 21 стабильной частоты и исполнительный орган 22, При асинхронном режиме работе ток статора отстает от напряжения статора на некоторый угол р. Накопление счетчиком 15 числа импульсов, заданного первым блоком
16 сравнения, соответствующего первой уставке по углу р1, вызывает появление на выходе 16 выходного сигнала и поступление его на вход блока 18 с заданной периодичностью. Последний спустя заданное выдает сигнал на исполнительный орган 22. Если на выходе блока 17. сравнения появляется сигнал, соответствующий достижению угла, равного у, при поступлении на его вход импульса на выходе блока 20 появляется единичный сигнал, Если период следования импульсов с блока 17 меньше, чем время возврата блока 20, т.е. скольжение превышает заданное значение, на выходе блока
20 поддерживается единичный сигнал, Одновременное появление импульсов с блоков 16 и 20 приводит к срабатыванию логического элемента 19 и исполнительного органа 22 без выдержки времени блока 19.
2 ил.
1598025
Изобретение относится к электротехнике, а именно к области релейной защиты синхронных машин.
Цель изобретения — расширение области применения за счет использования на двигателях, не имеющих датчика вращения ротора.
На фиг.1 показана принципиальная новных элементов при работе возбужденного двигателя в асинхронном режиме.
Устройство содержит преобразователь
1 напряжения (ПН), преобразователь 2 тока 15 (ПТ), транзистор 3 и дифференцирующую
RC-цепь 4, входящие в состав ПН, 1, блок 5 измерения фазы (БИФ) между током и напряжением, состоящий из двухвходовых логических элементов(ЛЗ) 6 — 9, RS-триггера 10 .20 (Т), двухвходовых ЛЭ 11 и 12, RS-триггера
13, трехвходового ЛЭ 14 и счетчика (СТ) 15, причем входы ЛЭ 6 — 9 подключены к коллектору транзистора 3 (выходу ПН 1) и выходу
ПТ 2, выход ЛЭ 6 подключен к S-входу Т 10, а выход ЛЭ 7 — к R-входу Т 10, выход ЛЭ 8
25 подключен к первому входу ЛЭ 12, а,выход
ЛЭ 9 — к первому входу ЛЭ 11, вторые входы
ЛЭ 11 и ЛЭ 12 подключены к выходу Т 10, выход ЛЭ 11 подключен к S-входу Т 13, а
30 выход ЛЭ 12 — к R-входу Т 13, первый вход
ЛЭ 14 подключен к выходу Т 13, второй вход
ЛЭ 14 — к выходу ЛЭ 9, а третий вход ЛЭ
14 — к выходу генератора 21 эталонных импульсов (ГЭ), счетный вход СТ 15 подключен
35 к выходу ЛЭ 14, а вход установки нуля СТ
15 — к дифференцирующей RC-цепи 4, первый блок 16 сравнения (БС), выполненный, например, в виде дешифратора DC, своими входами подключенный к выходам СТ 15, а
40 выходом через переключатели 01 — Qg — к входу первого блока 18 выдержки. времени (БВВ) и первому входу логического элемента И 19, второй БС 17, выполненный аналогично БС 16 и подключенный своими
45 входами к выходам СТ 15, а выходом с помощью переключателей $1 — $м — к входу второго БВВ 20, выход которого подключен к второму входу элемента И 19, исполнительный орган (ИО) 22, входом подключен- 50 ный к выходам БВВ 18 и элемента И 19.
Устройство работает следующим образом.
На вход ПН 1 и ПТ 2 подают напряжение и ток статора защищаемого двигателя, например ОА, lA. В ПН 1 и ПТ2 осуществляется гальваническое разделение цепей измерительных трансформаторов напряжения и тосхема устройства; на фиг.2 — времяимпуль- сные диаграммы (напряжения U2 — 022) ос- 10 ка и данного устройства, а также формирование прямоугольных импульсов U2 и Оз, совпадающих по фазе с входным напряжением и током. Амплитуда импульсов 02, Оз соответствует уровню логической единицы.
В начале каждого измерительного цикла происходит обнуление счетчика СТ 15 короткий импульсом 04, формируемым дифференциальной RC-цепочкой 4 по переднему фронту импульса Оз.
В статическом состоянии, когда напряжение питания подано, а входные напряжения и ток равны нулю, на выходе ПН 1 и ПН
2 устанавливаются единичные выходные сигналы Оз и U2. В результате этого импульсом 07 Т 10 устанавливается в нулевое состояние, чем блокируется работа других блоков и устройства-в целом. То же происходит при исчезновении хотя бы одного из входных сигналов — тока или напряжения.
При наличии входных сигналов Т 10 периодически импульсами Ое устанавливается в единичное, а импульсами От — в нулевое состояние, разрешая прохождение импульсов Оа, Ug на входы Т 13. ЛЭ 8 и 9 формируют, импульсы U8, Ug, длительностью пропорциональные фазовому сдвигу рмежду током IA и напряжением UA статора, В синхронном режиме работы двигателя ток статора имеет, как правило, емкостный характер и опережает напряжение статора, а при потере синхронизма наоборот — ток имеет индуктивный характер и отстает от напряжения статора на угол р, В первом случае импульсы Оз совпадают по времени с импульсами U Ug и 01о, а Т 13 устанавливается в единичное состояние выходным сигналом ЛЭ 11 Ui>. Таким образом, наличие единичного сигнала на выходе Т 13 говорит о том, что на обоих входах устройства присутствуют входные сигналы, причем ток статора отстает от напряжения статора на некоторый угол р. Одновременное появление импульсов Ug u U з на входах Л Э 14 разрешает прохождение импульсов 02<, следующих с частотой, задаваемой ГЭ 21, на вход СТ 15. Количества эталонных импульсов 02>, накопленных СТ 15, пропорционально длительности импульса Ug, а следовательно, и величине угла р между током и напряжением, При накоплении СТ 15 числа импульсов, заданного первым БС 16, соответствующего 1598025 Уаг. первой уставке по углу р>, на выходе БС 16 появляется выходной сигнал Utn. Если импульсы 01е поступают с заданной периодичностью на вход БВВ 18, последний срабатывает спустя заданное время савв 18, а ИО 22 осуществляет контактный выход устройства, При накоплении СТ 15 числа импульсов, заданного вторым БС 17, соответствующего второй уставке по углу pz, на выходе БС 17 появляется выходной сигнал U>y, поступающий на вход БВВ 20. В исходном состоянии выходной сигнал БВВ 20 равен нулю, а при поступлении на его вход импульса Од на выходе БВВ 20 появляется единичный сигнал Uzo. сохраняющийся в течение некоторого времени t5BB 20, соответствующего заданному периоду частоты скольжения ротора. По истечении этого времени t599 2о БВВ 20 возвращается в исходное состояние. Если периодследования импульсов Utz меньше, чем время возврата 1ьвв о, т,е. скольжение превышает заданное значение, на выходе БВВ 20 будет поддерживаться единичный выходной сигнал Uzo. Одновременно появление импульсов Uts u Uzn приводит к срабатыванию Л Э 19 и ИО 22 без выдержки времени 1ьвв щ, Формула изобретения Устройство для защиты синхронного двигателя от асинхронного режима, содержащее преобразователи тока и напряже5 ния, входы которых предназначены для подключения к цепям статора защищаемого двигателя, блок измерения фазы между током и напряжением, два входа которого соединены с выходами преобразователя 10 напряжения, исполнительный орган, вход которого соединен с выходом логического элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены первый и вто15 рой блоки сравнения, два блока выдержки времени и генератор импульсов эталонной частоты, выход которого соединен с третьим входом измерителя фазы, четвертый вход которого соединен с выходом преобраэова20 теля тока, выход измерителя фазы соединен с входами первого и второго блоков сравнения. выход первого блока сравнения соединен с первым входом логического элемента И и с входом первого блока выдержки вре25 мени, выход которого соединен с входом исполнительного органа, второй вход логического элемента И через второй блок выдержки времени соединен с выходом второго блока сравнения. 
