Устройство для токовой защиты электрических машин

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

„.SU,», 126752

А1(59 4 Н 02 П 3/08, 7/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

R3 (21) 3871441/24-07 (22) 25 ° 03 ° 85 (46) 30.10.86. Бил. Ф 40 (72) Я,M. Клейнман (53) 621,316.925(088.8) (56) Паперно Л.Б. Бесконтактные токовые защиты электроустановок. М.:

Энергоиздат, 1963, с. 44-64.

Ванин В.К,, Павлов Г.И. Релейная защита на элементах аналоговой вычислительной техники. Л.: Энергоиздат, 1983, с. 170-173.. ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ "" 1ПИ11 (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты от токовых перегрузок электрических машин. Целью изобретения является повьппение надежности защиты. Указанная цель достигается введением в устройство линейного преобразователя температура — напряжение

4 и резисторов 5,6 и 7. Это позволяет моделировать на выходе интегратора 2 напряжение в соответствии с температурой защищаемого объекта независимо от температуры окружающей среды. 1 ил.

12б752!

Устройство относится к электротехнике, а именно к устройствам для защиты от токовых перегрузок электрических машин.

Цель изобретения — повышение на- 5 дежности защиты путем учета температуры окружающей среды.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит преобразователь-квадратор 1, интегратор 2, пороговый орган 3 и линейный преобразователь 4 температура — напряжение,.

Связи осуществляются через первый 5 (Rl), второй 6(R2) и третий 7(В3), резисторы, В интеграторе 2 операционный усилитель 8 охвачен связью через конденсатор 9(С).

В качестве преобразователя-квадратора применяется, например, микро--. схема К52ПС2 или К140МА1. В качестве порогового органа, применяется, например, компаратор (микросхема К521САЗ).

Включение микросхем — типовое в соответствии с их указанием по применению.

В качестве преобразователя температура — напряжение применяется, например, транзисторный датчик в диодном включении. 30

В качестве преобразователя температуры может применяться ручной задатчик, устанавливаемый вручную, и снабженный шкалой потенциометрический источник напряжения, Оцифровка шкалы — в градусах окружающей температу-. ры, прямо пропорциональных устанавливаемому напряжению в вольтах.

Устройство работает следуюшим образом. 40

Ток защищаемого объекта (или пропорциональный ему сигнал) поступает на вход преобразователя-квадратора 1.

На выходе его имеется сигнал напряжения, пропорциональный квадрату тока. Этот сигнал через резистор 5(В!) подается на инвертирующий вход интегратора 2 ° Параллельно через резистор

6(R2).ïîäàåòñÿ сигнал напряжения от линейного преобразователя 4, пропор- циональный температуре окружающей среды, Кроме того, сюда подается через резистор 7(H3) сигнал. обра.тной связи с выхода интегратора 2. укаэанные сигналы подаются на инвертирующий

55 вход интегратора 2, в результате чего его неинвертирующий вход зануляется, а выход подается на пороговый орган

3, который сравнивает сигнал интеграккал рассеиваемой мощности Q(††) темпес ратуре, охлаждающей среды, текущей температуре для конвективного теплообмена имеет вид

q р --- -к(г- i,)=о ((. (г)

Вычисляя Ц, в относительных единицах, как Q, = --, имеем к„к + к„

+ Г Q +

dt P P P

Перепишем (1) в виде ап ! — — - ---- U= — - U. + - — — U (! )

ы св св„ - св

Примем масштабный коэффициент температуры/, равный в

1R

dU Ж

Тогда U=-ш ; — =-ш — и уравнеМ йС кение (1) запишется в виде а ш U„

m ---+ - —- ь + о

dt СВ, СВ, СВ, или

d;,. 1 . 1 Ul 1 U. 11 — --о- (! )

dt СВ CR„m СВ ш (2 ) Уравнение (1 ) аналогично уравнению (2 ), если

1 К 1 (3)

CRy P T

l U, 1+ . ° -- 0 Я °

CR, n т (4) 1 14

Ф ((5)

CR m . T где T= - - тепловая постоянная времек ни объекта.

Иэ этих соотношений выбираются параметры С и R. Для каждого реально. го объекта известны (или могут быть определены) показатель К теплоотдачи (номинальная рассеиваемая мощтора 2 с сигналом уставки и при превьппении его выдает сигнал защиты.

Обозначив напряжение на выходе преобразователя-квадрата 1 U;, напряжение на выходе преобразователя 4

Ц, и напряжение на выходе интегратора 2-U, получим для идеального операционного усилителя

U+ Ц + U ЩО (1)

В„ В, К, dt

Уравнение (1) теплового баланса для защищаемого объекта, характеризуемого показателем теплоотдачи ккал ккал

К(- -- †), теплоемкостью Р(,-- †-) при

С с С с

52) БЬ С

Теперь из (5) и (6) следует

Uo. R3 о о m

Из (4) и (6) следует

U, В. % ЦФ (7) Формула изобретения (8) Обозначив масшатбный коэффи р ент температуры окружающей среды - =1, о а напряжение U„, модулирующее мощность рассеиваемых потерь в относиU„ тельных единицах — =)1 получим

q% э

1

m

-"- я.

R = а (9) 25 (10) При выбранных по (6), (9) и (10) параметрах напряжение (-U) изображает в масштабе m текущее значение температуры защищаемого объекта.

Составитель К. Шилан

Редактор А. Ревин Техред И.Попович Корректор А. Тяско

Заказ 5789/53 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с з 1267 ность, деленная на номинальный перегрев) и теплоемкость Р (по массе и удельной теплоемкости основных составляющих). Порядок величин емкости и сопротивления в схеме может быть

P принят из соотношения СВЗ= — =T.

К

Выбрав удобную величину емкости С, определяют

Предельно допустимое значение вводится в пороговый орган в том же 35 масштабе.

Таким образом, при измерении окружающей температуры суммарный сигнал на входе интегратора корректируется таким образом, что напряжение на выходе интегратора моделирует темпера» туры защищаемого объекта независимо от температуры окружающей среды, для защиты же важна абсолютная температура, а не перегрев, что особенно важно для объектов, работающих на открытом воздухе (например, для двигателей электровозов и тепловозов с электрической передачей).

Устройство для токовой защиты . электрических машин, содержащее преобразователь-квадратор, интегратор и пороговый орган, вход которого соединен с выходом интегратора,.о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты, в него дополнительно введены линейный преобразователь температура — напряжение и три резистора, при этом выход преобразователя-квадратора через первый резистор, а выход линейного преобразователя температура — напряжение через второй резистор подсоединены к инвертирующему входу интегратора, третий резистор подключен первым выводом к инвертирующему .входу интег« ратора, вторым выводом — к точке соединения выхода интегратора и входа порогового органа, а неинвертирующий вход интегратора занулен.