Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от витковых замыканий в обмотке статора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Сециалистическик

Респуублик ()917255 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130680 (21) 2939273/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (И) М. Кл.

Н 02 Н 7/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 3003.82. Бюллетень ¹ 12

f S3) УДК 621. 316. 925 (088.8) Дата опубликования описания 30.03.82

A В.Богдан, И.A.Âîðîíè÷ и В,В.Калмыков ({72) Авторы изобретения

»

J (71) Заявитель

Павлодарский индустриальный институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО

АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ

ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБИОТКЕ CTATOPA

Изобретение относится к устройст- вам релейной защиты электродвигателей при витковых замыканиях.

Известны защиты, в которых трехфаэная система токов с помсйцью ферромагнитного преобразователя преоб- разуется в однофазное напряжение,. гармонический состав которого зависит от вида повреждений в трехфазной системе (1}.

При симметричных режимах на выходе преобразователя имеются напряжения третьей и кратных ей гармоник, а при несимметричных — напряжения всех нечетных гармоник.

Известен также способ защиты электродвигателя, при котором рабочий сигнал формируется током электродвигателя обратной последовательности, а блокирующий сигнал - модулем напряжения обратной последовательности на выводах электродвигате" ля (2) .

Наиболее близким цо технической сущности к предлагаемому является устройство защиты, содержащее ферромагнитные преобразователй тока и напряжения и гармонические .фильтры, подключенные к их выходам (3), .

Известны устройства малочувствительны к незначительным несимметриям трехфазной системы токов и напряжений, так как в качестве сигнала о несимметрии используют первую гармонику выходного напряжения преобразователей. Витковые замыкания в обмотках статора асинхронного электродвигателя характеризуются малым искажением симметрии фазных токов двигателя, поэтому известные устройства не могут обеспечить защиты, реагирующей на замыкание 2 — 3 В витков°

15 Создание устройства, высокочувствительного к несимметрии фазных токов, недостаточно для построения удовлетворительной защиты, так как необходимо обеспечить ее несрабаты20 вание при несимметриях питающего напряжения. Это можно выполнить торможением защиты при несимметрии фазных питающих напряжений.

Цель изобретения — повышение

25 чувствительности к витковым замыка-. ниям в обмотках статора трехфазно го асинхронного электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты

3Q трехфазного асинхронного электродви917255

Формула изобретения гателя от витковых замыканий в обмотке статора, содержащем преобразователи тока, подключенные к проводам, питающим электродвигатель, через трансформаторы тока, преобразователь напряжения, подключенный к 5 фазам питающей сети через трансформатор напряжения, исполнительный блок с рабочей и тормозной обмоткой, подключенный входом через выпрямители и фильтры гармонических состав- 10 ляющих к выходам упомянутых преобразователей, в качестве фильтров гармонических составляющих использованы фильтры пятой гармоники.

На фиг. 1 представлена функцио- 15 нальная схема предлагаемого устройства для зашитыми на фиг. 2 — кривые зависимости .амплитуд гармоник на выходе преобразователя при замыкании разного числа витков обмотки статора электродвигателя.

Преимуществом предлагаемого устройства перед известными является то; что оно реагирует на гармоники более высокого порядка. Исследования показывают, что при несимметрии исходной системы токов или напряжений (первичных) ферромагнитного преобразователя гармонические состав» ляющие выходного напряжения преобразователя сдвигаются на углы, превышающие углы сдвига фаэных первичных токов или напряжений в число раз, соответствующее номеру гармоники. Следовательно, при малой несимметрии (отклонении фазных токов или напряжений,на 2 — 3 ) напряжения высших гармоник на выходе преобразователей будут значительными и превышать напряжение первой гармо- 40 ники.

Третью гармонику испольэовать нецелесообразно, так как она имеется на выходе преобразователя в симметричном режиме, величина ее 45 зависит от первичного тока преобра4 зователя, и при появлении малой несимметрии она изменяется незначительно.

Иэ высших гармоник наиболее целесообразно использовать пятую, Это подтверждается кривыми зависимостей амплитуд гармоник на выходе преобразователя при замыкании разного числа витков обмотки статора элект55 родвигателя. Видно, что при малом числе замкнувшихся витков целесообразно использовать пятую гармонику (фиг. 2) .

Использование гармоник высокого 60, порядка (сецьмой, одиннадцатой и т.д.) практически нецелесообразно, так как амплитуда гармоник на выходе преобразователей убывает с увели" чением ее номера. устройство содержит трансформаторы тока 1 ы напряжения 2. К вторичным обмоткам трансформаторов 1 тока, включенным в цепь обмотки статора, подключен ферромагнитный преобразователь 3 тока, а к трансформаторам

2 напряжения на шинных выводахферромагнитный преобразователь 4 напряжения. К выходам преобразователей подключены полосовые фильтры 5 и б, выходное напряжение которых через выпрямители 7 и 8 подается на рабочую и тормозную обмотки исполнительного органа 9.

При витковых замыканиях в обмотке статора появляется несимметрия фазных токов, а напряжение на шинных выводах электродвигателя оста- ется практически симметричным, вследствие чего сигнал на выходе преобразователя 3 тока больше сигнала на выходе преобразователя 4 напряжения, что приводит к срабатыванию исполнительного органа 9.

При несимметрии питающего напряжения на выходе преобразователей тока 3 и напряжения 4 появляются все нечетные гармоники, и, следовательно, на выходе фильтров 5 и б выпрямителей 7 и 8 абсолютные значения напряжения пятой гармоники не равны нулю. Параметры преобразователей тока 3 и напряжения 4, фильтров 5 и 6 подобраны таким образом, что напряжение в этом режиме на выходе выпрямителя 8 больше, чем на.выходе выпрямителя 7, что приводит к торможению исполнительного органа 9.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства, обеспечивающего высокую чувствительность при витковых к ° з. и. селективность защиты при внешних несимметриях, состоит в уменьшении размеров повреждений двигателя, в уменьшении стоимости и времени послеаварийного ремонта.

Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от витковых замыканий в обмотке статора, содержащее преобразователи тока, подключенные к проводам, питающим электродвигатель, через трансфор" маторы тока, преобразователь напряжения, подключенный к фазам питающей сети через трансформатор напряжения, исполнительный блок с рабочей и тормозной обмоткой, подключенный входом через выпрямители и фильтры гармонических составляющих к выходам упомянутых преобразователей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

917255 повыаения чувствительности к - витковым замыканиям в обмотке статора, в качестве фильтров гармонических составляющих использованы фильтры пятой гармоники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лисецкий Н.В.H др. Труды Восточно-Сибирского технологического института. Улан-удэ, 1968, вып. 3, т. 4, с. 15.

2. Авторское свидетельство СССР

9 259990, кл. Н 02 Н 7/08, 1978.

3. Лисецкий Н.В.н др. Поперечная дифференциальная направленная зашита на ферромагнитных преобразователях. Изд.-во ВУЗов Энергетика,9 4

1943.

Составитель В.Орлов

Редактор A.Ëåæíèíà Техред Л, Бабинец Корректор A.Дэятко

Заказ 1898/72 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб.> д. 4/5

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