Устройство для защиты трехфазных потребителей от несимметрии фазных токов

 

ОП ИСАНИЕ „„951535

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТЬРСКЬМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубянк (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 03. 10. 80 (21)2991573/24-07

{51) М. Кл. с присоединением заявки М

Н 02 Н 3/26

63аудврствеииый комитет

СССР дв делам изабретеиий и отхрытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень Ме 30 {53) УДК 621.316. .925(088.8) Дата опубликования описания 15. 08.82 (72) Авторы изобретения

Е. П. Варфоломеев, С. Л. Кужеков и В. Л..Рубан

1::..-:

Новочеркасский ордена Трудового Красн ге-Знамени политехнический институт им. Серго Ор оникидзе с (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

ОТ НЕСИММЕТРИИ фДЗНЫХ ТОКОВ

Изобретение относится к релейной ,защите и может быть использовано для защиты трехфазных потребителей (нап- ример электродвигателей) от ненормальных режимов работы — обрыв фазы, витковое замыкание в обмотке, недопустимая несимметрия питающей сети.

Известно устройство для защиты трехфазных токоприемников от ненорt0 мальных режимов работы, в котором. используются два информационных сигнала : рабочий и тормозной. Сравнение рабочего и тормозного сигналов произ" водится в блоке сравнения с реагирующим органом на выходе. Устройство предназначено для защиты электроустановок от неполнофазных режимов и нечувствительно к витковым замыканиям в обмотке электродвигателей при що малом числе замкнувшихся витков (1).

Однако отстройка от изменения частоты системы питающих напряжений в этом устройстве отсутствует.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устрйство, реализующее способ, основанный на измерении времени сдвига по фазе между токами трехфазного потребителя и сравнение этого времени с заданным. При симметрии фазных токов время сдвига по фазе между токами фаз одинаково и равно заданному.

При наличии несимметрии потребителя между токами одних фаз время сдвига возрастает, превышая заданное, а между токами других фаз уменьшается и становится меньше заданного.

При изменении частоты время сдвига по фазе между токами фаз изменяется, что при сравнении с заданным вызывает появление выходного сигнала (21.

Недостатки известного решения со" стоят в том, что для отстройки от изменения частоты напряжения арабатывания порогового блока устройства необходимо увеличивать, это соответ9515 ственно снижает его чувствительность.

Низкая чувствительность устройства не позволяет ему реагировать:на витковое короткое замыкание в обмотке электродвигателя при малом числе 5 замкнувшихся витков.

Цель изобретения - повышение чувствительности устройства для защи" ты трехфазных потребителей от несимметрии фазных токов, путем <о исключения влияния на их работу частоты контролируемых токов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты трех" фазных потребителей от несимметрии фазных токов, содержащее датчики тока,с преобразователями ток-напряжение на выходе и фазосравнивающие блоки, последовательно соединен;ные пороговый. и времязадающий блоки, выход последнего является выходсм устройства, дополнительно введены сглаживающие фильтры по числу фаз, подключенные выходами к входам блока выделения разности наиболь- 25 шего и наименьшего сигналов, выход которого подключен к входу порогового блока, при этом фазосравнивающие блоки выполнены в виде формирователей прямоугольных импульсов положительной полярности одной фазы и отрицательной полярности другой фазы, подключенных между выходом соответствующего преобразователя ток-напряже" ние и входом элемента И выход посУ

3$ леднего подключен к входу соответствующего сглаживающего фильтра. .На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для защиты трехфазных потребителей от несимметрии фазных токов; на фиг. 2- диаграммы временных характеристик контролируемых токов и сигналов с выходов отдельных функциональных блоков устройства.

Устройство содержит датчики тока 1 с преобразователями ток-напряжение, резисторы 2, фазосравнивающие блоки

3, выполненные в виде формирователей

4 и 5 прямоугольных импульсов положительной полярности одной фазы и отрицательной полярности другой фазы соответственно и элемента И 6, сглаживающие фильтры 7, блок 8 выделения разности наибольшего и наименьшего сигналов, пороговый блок 9, времязадающий блок 10.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе потребителя, когда сдвиг по фазе между контролируемыми токами. одинаков (т.е. 120 ) и соответственно время совпадения положительной и отрицательной полуволн каждой пары токов 1с1-1 ; i - i<, и

i - i одинаково (фиг. 2 а),на выходах сглаживающих фильтров 7 получаются одинаковые по величине постоянные напряжения (Х-1 „ .," <,"y<+) На выходе блока 8 выделения разности наи" большего и наименьшего сигналов сигнал отсутствует (Xe) и на выходе устрсйства сигнала на отключение нет.

При несимметричной работе потребителя (фиг. 2 б), когда сдвиг по фазе между контролируемыми токами неодинаков и соответственно время совпадения положительной и отрицательной полуволн каждой пары токов различно, на выходах сглаживающих фильтров 7 получаются различные по величине постоянные напряжения. Блок 8 выделяет разность между наибольшим и наименьшим значениями напряжений и выдает сигнал яа вход порогового блока 9. При превышении разностью установленного значения срабатывает пороговый блок 9 и включает времязадающий блок 10. По истечении установленного времени (1-2 периода рабочей частоты сети при отсутствии апериодической составляющей пускового тока или время существования апериодической составляющей при ее наличии) времязадающий блок 10 выдает сигнал от отключение электроустановки.

В устройстве исключение влияния частоты контролируемых токов на работу защиты происходит в сглаживающих фильтрах 7 посредством усреднения за период прямоугольных импульсов, поступающих после элемента И. Из усреднения сигналов блок 8 выделения разности наибольшего и наименьшего сигнала выделяет сигнал, зависящий от несимметрии токов и не зависящий от частоты сети, что повышает чувствительность устройства для защиты.

Для нормальной работы устройства необходимо соблюдать следующее условие выбора сглаживающего фильтра 7: постоянная времени заряда конденсатора в фильтре должна быть в 3-4 раза меньше постоянной времени разряда.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазных потребителей от несимметрии фазных

5 951535 6 токов, содержащее датчики тока с вающие блоки выполнены в виде формипреобразователями ток-напряжение на рователей прямоугольных импульсов выходе и фазосравнивающие блоки, пос- положительной полярности одной фазы ледовательно соединенные пороговый и отрицательной полярности другой и времязадающий блоки, выход послед- фазы, подключенных между выходом него является выходом устройства, соответствующего преобразователя о.т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с ток-напряжение и входом элемента И, целью повышения чувствительности пу- выход последнего подключен к входу тем исключения влияния частоты конт- соответствующего филь"тра. ролируемых токов, в устройство до- о полнительно введены сглаживающие Источники информации, фильтры по числу фаз, подключенные принятые во внимание при экспертизе к входам блока выделения разности 1. "Изв.высш. учеб. заведений наибольшего и наименьшего сигналов, Электротехника", 1971, Р 5. выход которого подключен к входу по- 1s - 2. Патент Польши У 55132, рогового блока,. при этом фазосравни- кл. 21с 68/50, l968.

ВНИИПИ Заказ 5964/67 Тираж 669 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4