Устройство для защиты трехфазногоэлектродвигателя ot несимметричногорежима

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

< )ВО7434

К АВТОИЖОМУ СВИДЗ П!ЛЬСТВУ

: (6) ) Дополнительное к ивт. сеид-ву .(22) Заивлеио 676579 Y (2) ) 2763478/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. К.е.

И 02 Н 7/08

Гевударспеный кеинтет

ВССР ао делан нэюбретеннй н втхрьпий

Опубликовано . 23.02.81. Вкьвлетеив нй (53) УДК б2)Д)б. 925. (0888) Дата опубликования описания 23.02.8) »

Л.Б.Паперно, Я.И.Кузьмин, Б.С.Пороцкий н М.М.Ш (72) Авторы изобретения

Рижский ордена Трудового Красного Знаме институт (7)) Заявитель

Изобретение относится к устройствам релейной защиты трехфазных электроустановок отнесимметричных режимов, особенно трехфазных асинхронных электродвигателей.

Известно устройство для защит: трехфазных электроустановок от несимметриии фазных токов, содержащее датчики входных сигналов, пропорциональные фаэным токам, подключенные к трехфазиому выярямительному мосту, выход которого соединен через токоограничивающий резистор с одним из входов измерительного о органа и через дополнительный выпрямитель и конденсатор с другим входом,.В этом устройстве измерительный орган реагирует на отношение переменной и постоянной составляющих

l5 на выходе моста, которое нри возникновении несимметрии резко увеличивается и приводит к срабатыванию измерительного органа. Для удобства сравнения переменная составляющая может выпрямляться диодом и сглаживаться f )3.

Недостаток известного устройства применительно к защите трехфаэных электродвигателей заключается в том, что оио реагирует на отношение переменной и постоянной составляющих напряжения на выходе моста, которое зависит только от уровня несимметрии, но не характеризует непосредственно величину тока обратной последовательности. Это отношение может быть достаточно большим при обрыве фазы и малой загрузке электродвигателя, когда по условиям допустимого нагрева обмоток электродвигатель может длительно работать и нет необходимости в его отключении от защиты. Излишние отключения электродвигателей в таких режимах в ряде случаев могут привести к определенному ущербу, например в случае их применения для злектроприводов в автоматических линиях или в подъемных кранах. Кроме того, в известном устройстве необходимо ввести на его выходе элемент выдержки времени для исключения ложного срабатывания зашиты при резком симметричном снижении входных токов (например, при снижении нагрузки или прн внешних симметричных- коротких замыканиях), когда ток разряда конденсатора - рабочая величина на вхо. де измерительного органа - становится больше тока через токоограничивающий резистор - тор(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ НЕСИММЕТРИЧНОГО РЕЖИМА

807434 мозной величины на другом входе измерительного органа. Между тем, применительно к защите электродвигателя такое быстродействие в риде случаев необходимо. В частности для электре j внгателей подъемных кранов при боли»ой иесим- э метрин фаэных токов, вызывающей онасиов снижение момента на валу двигателей, необходимо быстрое действие защиты на отключение электродвигателя, вызывающее срабатывание тормозоэ н исключающее возможность падания груза, te

Известно также устройство, заппы трехфазных электроустановок от несимметрии фаз»их токов с повьппвнным быстродействием, состоящее нэ датчиков тока фаз, трехфазного выпрямнтельного места, двух схем сравнения, yacittttрителей импульсов и элемента И j2), Однако недостатками этого устройства являются его большая сложность, а также то, что оно . реагирует. на степень неснмметрии, характера- 20 эующуюся отношением токов обратной и прямой последовательностей, а не на абсолютную Величину тока обратной последовательности, Кроме того, известные устройства нв дают возможнести регулировать уровень сигнала аа 25 выходе моста в зависимости от номинальиого тока электродвигателя. Такая регулировка позволила бы нри заданном значения фаз»ого тока по отиошенньэ к номинальному току выпоаиять защиту универсальной для большого диапазона з6 мощности электродвигателей н регулировать ее так, чтобы нрн номинальном токе на выхо @ моста получалось вполне определенное напряжение (что может быть допустимо при градуировкв шкалы регулировочлого элемента в зяачениях . номинальных токов или мощностей злектр<щвнгателей).

Цель изобретения - повышение селективности, быстродействия и расширения функцноналы1ых возможностей.

Поставленная t1eatь достигается тем, что усгройство для защиты трехфазного эдектродвигвтео

JUt от несимметрижого режима,содержащее датчики входных сигналов, пропер»Вокальные фазиым .токам, подключенные к трехфаэиому вынрямитель ному мосту, выход которого через токоограничительиый резистор связан со входом измерительного органа н через конденсатор, диод и crttaжнвающий фильтр — с другим входом того же измерительного органа, дополнительно снабжено переменным резистором, шунтнруюФим треХфаз56 ный выпрямительный мост, aropMM днодомч вторым сглаживающим фильтром и вторым измерительным Органом с фиксированным поро гом срабатывания, вход которого через второй сглаживающий фильтр и второй диод соедниен- . с упомянутым конденсатором, причем второй диод подключен к нему своим катодом, а выходы обоих измерительных органов через элемент

И связаны с блоком отключения элекгродвигатвНа чертеже схематически изображена структурная схема устройства.

Токи каждой фазы питания злектродв»гателя поступает на датчики 1 сигналов, откуда сигналы прапор»»опальные этим токам, поступают ив вход трехфазного выпрямительиого моста 2. Выход моста 2 за иуитирован перемвв ным резистором 3 и через переменный резистор а через конденсатор 6, диод 7 и сглаживяяядий контур 8 связан с другам входом измерительного Органа 5.Измерительный Орга» 9 с фиксированным порогом срабатывания .соединен с выходом моста 2 чвувз конденсатор 6, диод 10 и сглаживающий контур 11. Выходы обоих asмер»тельных органов связаны со входами элемента И. 12, выход котоуого -соединен с цепью

Отключения электродвигателя.

Усгронство работает следующим Образом.

Выходное напряжение маета 2 содержит постоянную н переменную совтавлявип»в. Уровень нанряжеиия Отрегулирован резистором 3 таким минальном токе злв3щищвигвтеля ОНО имело ВЙОл не Определенное значение. Постоянная напряжения иа выев моста 2 через pea»crop

4 поступает иа вход измерительного органа 5. Переменная составляюавя выпрямитель»ого напряжения выделяется конденсатором 6, осуществляющим одновременно сглаживание тока чвувз увэнстор 4. Положительная иолуволиа переменной сестшааощвй, обуалавливаяя»ая величину тока вчвувз диод .7, сглаживается контуром и и иодвется иа другой вход измеритель»ого opra»a 5, а отрицательная аеауволнв чеувз дивд 16 сглвживавтея контуром 11 и по пытая иа Вищ иэмврителмюго Органа 9, Сопротивление yes»croye 4 выбрано таким образОм, чтобы »включить появ» лаана снгнваа иа выходе измерительного.органа

5 при допустимой естественной »асимметрии. напряжения сети питаНия электродвигателя..Таким Образом, в нормальном режиме сигнал на

Выхода измЩЙиельиого Офгвиа 5 Отсутствует.

Величина отрицательной полуволиы переменной составляющей на входе измерительного Органа

9 не превышает порог срабатывания, и с»гнал иа выходе измвритвлывго opraia 9 отсутствует.

Пря пуске электродвигателя, в случае есгесгвенной несямметуаи напряжения питания, возможно кратковременное срабатывание измерительного органа 9 из-за возрастания уровня отри. дательной пояуволны переменной составляющеи напряжения иа выходе моста 2, вызванного сочетанием некоторой несимметряи фаэных токов и их резким увеличением прн пуске, выше порога срабатывания. Однако измерительный орган 5 при этом не срабатывает, поскольку отно5 8074 сительный уровень несимметрин токов небольшой и, следовательно, неселективное срабатывание защиты не произойдет.

При внешних трехфаэных коротких замыканиях нли других причинах, вызывающих резкие снимет-g ричные понижения тока электродвигателя, из-за неодинаковых по времени изменений уровня: переменной и постоянной составляющих может измениться их соотношение на входе измерительного органа 5. В этом случае происходит раз- 1о ряд конденсатора 6, появляется сигнал на выходе измерительного органа 5, но сигнал на выходе измерительного органа 9 отсутствует из-за вклю- чения диода 10 s отрицательном направлении.

Устройство защиты не работает. Прн пусках или резких симметричных набросах нагрузки электродвигателя из-за заряда конденсатора б появляется сигнал на выходе измерительного органа

9, а сигнал на выходе измерительного органа 5 отсутствует, так как ток заряда через диод 7 не протекает. Защита не работает.

При возникновении недопустимой нееимметрии фаэных токов переменная составляющая напряжения иа выходе моста 2 резкр возрастает, что

Йриводит к увеличению тока через конденсатор д5 б а к увеличению соотношения сигналов sa входах измерительного органа 5, а величина сигнала на входе измерительного органа 9; превыивет sopor срабатывания,и сигналы с выходов

30 ды логического элемента И 12Логический элемент И срабатывает и подает сигнал иа еткаочеиие электродвигателя.

Порог срабатывания измерительного ерем аяа

9 выбран таким обрезом, чтобы иислючить появ- зз ление сигнала иа выходе этою органа ир» несимиапряагеиняв ие вызывая " . щих neperpesa обмоток статора илй опасного снижения момента электродвигателя.

34 В

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность действия защит от несимметричных режимов за счет повышении селективности, быстродействия, а также применять однотипные устройства защиты для широкого диапазона мощностей электродвигателей.

УстройствЬ NN защиты трехфазного электродвигателя, от несимметричного режима, содержащее датчики входных сигналов, ироцорциональные фазным токам, подключенные к трехфаэному выирямительному мосту, выход которого через токоограннчительный резистор связан со входом измерительного органа и через конденсатор, диод и аглаживающнй фильтр - с другим входом того же измерительного органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, mo, с целью повышения селаитивности, быстродействия и расширения функцжнальпых возможностей, оно дополнительно снабжено пефеменным резистором, шунтирующим трехфазный вьшрямительный мост, вторым диодом, вторым сглаживающим фильтром и sropMaa иэмевительным opraaoM с фик. сироваиным порогом срабатывания, вход которого еереа второй сгюживающий фильтр и. второй диод соедюви е упомянутым конденсатором, причем второй диод подключен к нему своим катодом, а выащы обоих измерительных органов через элемент И соединены с блоком отключения электродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 527793, кл. Н 02 Н 7/68, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР М 383153, кл. Н 02 Н 7/00, 1975.