Устройство для защиты асинхронного трехфазного электродвигателя от аварийного режима

 

Изобретениа относится к области электротехники релейной защиты от аварийного режима трехфазных электроустановок при несимметрии фазных токов прежде всего электродвигателей и генераторов автономных систем. Цель изобретения - более полное использование перегрузочной способности электродвигателя . В устройство введены блок 5 контроля максимального тока. выходное напряжение которого пропорционально разности между сигналом, пропорциональным максимальному току, и сигналом уставки, блок 6 контроля небаланса токов, выходное напряжение которого пропорционально разности между сигналом, пропорциональным небалансу токов, и сигналом уставки, величина которого зависит от величины максимального тока, блок 8 задания времени, время срабатывания которого зависит от величины сигнала перегрузки . Для одновременного получения максимального тока и небаланса токов использована схема, в которой положительные выводы преобразователей 1-3 переменного тока в постоянное напряжение соединены в общую точку, а отрицательные - к выпрямительному мосту 4, отрицательное плечо которого соединено с землей, при этом напряжение, пропорциональное максимальному току, снимается с общей точки преобразователей , а напряжение, пропорциональное разности токов - с положительного плеча моста 4. 2 ил. § ОО СП 00 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯ4АЛИСТИЧ ЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК 5р 4 Н 02 Н 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3858103/24-07 (22) 20.12.84 (46) 07.12.87. Бюл. Ф 45 (71) Сибирский энергетический институт СО AH СССР.и Завод радиоприемников им. 50-летия СССР (72) С,С.Смирнов, ",.È.Коверникова и В.Н.Кролевец (53) 621.316.921 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 754555, кл. Н 02 Н 7,/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1270827, кл. H 02 Н 7/08, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ А "ИHXPОHНОГО ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ

АВАРИЙНОГО РЕЖИМА (57) Изобретение относится к области э. ектротехники релейной защиты от аварийного режима трехфазных электроустановок при несимметрии фазных токов прежде всего электродвигателей и генераторов автономных систем. Цель изобретения — более полное использование перегрузочной способности электродвигателя. В устройство введены блок 5 контроля максимального тока, „.Я0„„1З580ЗЗ Л1 выходное напряжение которого пропорционально разности между сигналом, пропорциональным максимальному току, и сигналом уставки, блок 6 контроля небаланса токов, выходное напряжение которого пропорционально разности между сигналом, пропорциональным небалансу токов, и сигналом уставки, величина которого зависит от величины максимального тока, блок 8 задания времени, время срабатывания которого зависит от величины сигнала перегрузки. Для одновременного получения максимального тока и небаланса токов использована схема, в которой положительные выводы преобразователей 1-3 переменного тока в постоянное напряжение соединены в общую точку, а от; рицательные — к выпрямительному мосту

4, отрицательное плечо которого соединено с землей, при этом напряжение, пропорциональное максимальному току, снимается с общей точки преобразователей, а напряжение, пропорциональное разности токов — с положительного плеча моста 4. 2 ил.

1358033 2

U, U,,U» напряжения на диодах 1315 относительно общей точки 16 равны

99 М (С 1 У

U мс кс

U36 мс кс U3

В результате работы диодов 10-12 в точке 18 формируется сигнал

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты асинхронных трехфазных электродвигателей и синхронных гене5 раторов, работающих в автономных системах, от аварийного режима.

Цель изобретения — более полное ( использование перегрузочной способности асинхронных электродвигателей .и синхронных генераторов автономных систем.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 характеристика срабатывания устройства и обеспечиваемая область допустимых режимов работы асинхронного трехфазного электродвигателя.

Устройство (фиг. 1) содержит пре— обраэователи 1-3 переменного тока в 20 напряжение постоянного тока, установленные в каждой фазе питающей сети электродвигателя, блок 4 вьделения сигнала тока небаланса, своими входами подключенный к выводам отри- 25 цательной полярности блоков 1-3,блок

5 контроля максимального тока, вход которого подключен к объединенным выводам положительной полярности блоков 1-3, блок 6 контроля тока не- 30 баланса, один вход которого подключен к обьединенным выводам положительной полярности блоков 1-3, а другой — к блоку 6, выход которого через блок 7 выделения сигнала, соответствующего максимальной перегрузке, подключен к блоку 8 задания выдержки времени, выход которого подключен к входу блока 9 управления электроустановкои. 40

Блоки 1-3, включающие трансформаторы тока, выпрямители и сглаживающие фильтры, имеют на выходе сигналы в виде напряжений постоянного тока, пропорциональных фазным токам. 45

Блок 4 представляет собой мост, положительное плечо выполнено на диодах 10-12, отрицательное плечо — на диодах 13-15 и соединено с общей точкой 16 схемы. Из диодов 13-15 открыт тот, к которому подсоединен блок с максимальной величиной напряжения, I в результате в точке 17 соединения выводов положительной полярности блоков i 3 формируется сигнал напряже55 ния, пропорциональный току небаланса, т.е. разности между максимальными и минимальными токами фаз. Если на выходе блоков 1-3 имеются напряжения

Фо 1 Д 3) 1 2 3) Блок 5 состоит иэ резисторов 1922 и операционного усилителя 23 и позволяет получить на выходе сигнал, пропорциональный величине перегрузки электродвигателя по максимальному току. Величина допустимого максимального тока задается резистором 19, а зависимость сигнала перегрузки двигателя от величины максимального тока — резисторами 20 и 21.

Блок 6 состоит из резисторов 2428 и операционного усилителя 29 и позволяет получить сигнал, пропорциональный величине перегрузки по току небаланса. Величина допустимого тока небаланса задается резистором

24, зависимость уровня срабатывания защиты от сигнала, пропорционального максимальному току — резистором 26, а зависимость сигнала перегрузки двигателя от величины тока небаланса— резисторами 25 и 28.

Блок ? состоит из диодов 30 и 31 и резистора 32, вьделяет из сигналов, поступающих с выходов блоков 5 и 6, сигнал, соответствующий максимальной перегрузке.

Блок 6 состоит из операционного усилителя 33, резисторов 34-36, конденсатора 37. Вьдержка времени задается резистором 34 и конденсатором

37, порог срабатывания и релейность

Ф выходного сигнала — резисторами 35 и 36.

На фиг. 2 обозначены максимальный ток I „ „, соответствующий току наиболее загруженной фазы, ток небаланса а I соответствующий разности токов наиболее и наименее загруженных фаз, область 38 допустимых значений

dI при длительной работе, область 39 срабатывания защиты электроустановки от перегрузки по току, граница 40 области длительно допусти1358033 симальный ток превышает ток уставки, 5 на выходе блока 5 появляется отрица10

15 макс мс кс +г Тмакс

Т макс + Kq 1 7-уо, где К„=

55 мых режимов, граница 41 области срабатывания защиты от перегрузки по току небаланса, граница 42 области срабатывания защиты от перегрузки по максимальному току, граница 43 области допустимых режимов, соответствующая максимальному току небаланса, когда ток в одной из фаз отсутствует, точка 44, соответствующая требованию ГОСТ (при несимметричной нагрузке трехфазных электрических машин допускается их длительная работа, если токи в фазах не превышают номинального значения, а разности токов в фазах не более 207 номинального тока фазы), точка 45, соответствующая симметричному режиму, точка 46, соответствующая допустимому перегреву при обрыве одной из фаз, точка 47 срабатывания защиты при обрыве одной из фаз (на 107 больше величины длительно допустимого тока при обрыве одной из фаз), точка 48 срабатывания защиты по току небаланса при максимально допустимой величине максимального тока..

Область 39 срабатывания защиты обеспечивается защитой по максимальному току, с границей, представленной прямой 42, и защитой по току небаланса с границей 41.

Граница 4 1 соответствует неравенству

Д Т„„ определяются в соответствии с областью 38 допустимых режимов защищаемого двигателя. Наклон прямой. 41 задается резисторами 25 и 26 блока б.

Граница 42 соответствует максимальному току, равному 1,1

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе защищаемого электродвигателя токи фаз меньше номинальных и незначительно отличаются один от другого. При этом сигналы на выходе блоков 5 и б положительные, а напряжение на выходе блока 8 отрицательное. При изменении нагрузки электродвигателя или при возникновении несимметрии питающего напряжения из20

45 меняются величина максимального тока и величина тока небаланса. Если MBK тельное напряжение. Если ток небаланса превышает ток уставки, с учетом ее изменения от сигнала максимальноro тока, на выходе блока 6 появляется отрицательное напряжение. Блок 7 обеспечивает выделение сигнала, соответствующего максимальной перегрузке, а блок 8 задает время срабатывания устройства защиты, достаточное для отстройки срабатывания защиты от пусковых токов двигателя, зависимое .от величины сигнала перегрузки, при появлении на выходе блока 8 положительного сигнала блок 9 отключает электродвигатель от сети.

Ток небаланса асинхронного двигателя возникает чаще всего из-за несимметричности питающего напряжения сети, в том числе вследствие обрыва одной из фаз питающей сети. Предлагаемое устройство позволяет сохранить асинхронный двигатель в работе при значительном токе небаланса в случае, если нагрузка меньше номинальной„ и защитить его от перегрева, если нагрузка близка к номинальной.

Устройство для защиты можно применять для защиты синхронных генераторов, работающих в автономных системах, где ток небаланса обычно возникает в результате неравномерного распределения нагрузки по фазам сети.

При этом допустимый ток небаланса генератора и соответственно мощность однофазного потребителя в системе могут быть увеличены с 20 до 40-507 от Iíî ном

Работа защиты совместно с генератором не отличается от работы защиты с асинхронным двигателем.

Формул а и з о бр е т е ни я

Устройство для защиты асинхронного трехфазного электродвигателя от аварийного режима, содержащее преобразователи переменного тока в напряжение постоянного тока, служащие для установки в фазах питающей сети, функционально соединенные с блоком контроля максимального тока, последовательно соединенные блок задания выдержки времени и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 13580

Составитель Т.Щеголькова

Редактор И. Горняк Техред А. Кравчук Корректор И.Муска

Заказ 6003/53 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 с целью более полного использования перегрузочной способности электродвигателя, оно дополнительно снабжено блоком выделения тока небаланса, бло5 ком контроля тока максимальной перегрузки, при этом выводы положительной полярности преобразователей переменного тока в напряжение постоянного тока присоединены к входу блока выде- 10 ления тока небаланса и входу блока контроля максимального тока, выводы

33 6 отрицательной полярности указанных преобразователей присоединены к входам блока выделения тока небаланса, выходы которого присоединены к блоку контроля тока небаланса, выходы блоков контроля максимального тока и тока небаланса присоединены к входам блока выявления максимальной перегрузки, выход которого присоединен к входу блока задания выдержки време.ни.