Трехфазная автономная сеть с защитой

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам защиты от токов короткого замыкания. Цель изобретения - расширение области применения путем обеспечения возможности использования в сети с переменной частотой. Это достигается тем. что устройство содержит трехфазный датчик тока 1, трехфазный датчик 2 напряжения, блок 3 измерения электромагнитной мощности, блок 4 определения полярности тока, логический элемент ИЗ, исполнительный орган 6. В режиме короткого замыкания на второй вход логического элемента И 5 поступает сигнал 1 с выхода блока 3 о переходе электродвигателя 11 в генераторный режим (режим подпитки точки короткого замрзжания). В звене постоянного тока 9 преобразователя 7 тоты изменения направления тока не происходит, так как энергия рассеивается в точке короткого замыкания и не поступает в греоб,разователь. Блок 4 вьщает сигнал 1 на первый вход элемента И 5. Ча выходе логического элемента И 5 появляется сигнал I, который поступает на отключающий вход исполнительного органа 6. Исполнительный орган срабатывает, линия I2 отключается от преобразователя 7 частоты, 3 ил.с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1427477, А а (51) 4 Н 02 Н 7/26в Н 02 Р 7/42

1 с

° г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2)) 4166868/24-07 (22) 24.12.86 (46) 30.09.88. Бюл. Ф 36 (71) Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им. Д.ИеМенделеева (72) Г.И.Бабокин, В.И.Шуцкий и Д.М.Шпрехер (53) 621 .31 6.925(088 ° 8) (56) Гимоян Г.Г., Лейбов Р.М.

Релейная защита подземного электрооборудования и сетей, N.: Недра, 1970, с. 145-154.

Авторское свидетельство СССР

М 1173486, кл. Н 02 Н 7/26, 1983. (54) ТРЕХФАЗНАЯ АВТОНОМНАЯ СЕТЬ С

ЗАЩИТОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты от токов короткого замыкания, Цель изобретения — расширение области применения путем обеспечения возможности использования в сети с переменной частотой. Это достигается тем, что устройство содержит трехфазный датчик тока 1, трехфазный датчик 2 напряжения, блок 3 измерения электромагнитной мощности, блок 4 определе" ния полярности тока, логический элемент И 5, исполнительный орган 6. В режиме короткого замыкания на второй вход логического элемента И 5 поступает сигнал "1" с выхода блока 3 о переходе электродвигателя 11 в генераторный режим (режим подпитки точки короткого замыкания). В звене постоянного тока 9 преобразователя ? час-;-. тоты изменения направления тока не происходит, так как энергия рассеивается в точке короткого замыкания и а

Р не поступает в;.реобраэователь. Блок

4 выдает сигнал "1" на первый вход элемента И э. fa еыкоде логического ( элемента И 5 появляется сигнал "1", который поступает на отключающий вход исполнительного органа 6. Исполнительный орган срабатывает, линия 12 отключается от преобразовате-:вфЬ ля 7 частоты. 3 ил..

1427477

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите, и может быть использовано в трехфазной автономной сети с изоли5 рованной нейтралью с частотно-регули-руемым асинхронным электродвигателем фля защиты от токов короткого замыкания.

Цель изобретения — расширение об- 10 ласти применения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема трехфазной автономной сети с защитой; на фиг. 2 « блок измерения электромагнитной мощности; на фиг. 3 - блок определения полярности тока, Трехфазная автономная сеть с защитой (фиг. 1) содержит трехфазный датчик 1 тока, трехфазный датчик 2 20 напряжения, блок 3 измерения электромагнитной мощности, блок 4 определения полярности тока, логический элемент И 5, исполнительный орган 6, преобразователь 7 частоты, состоя- 25 щий из последовательно соединенных управляемого выпрямителя 8, звена 9 постоянного тока и инвертора 10, и электродвигатель 11, подключенный к линии 12. 30

Блок 3 содержит . (фиг. 2) узел 13 выделения ЭДС двигателя, входы которого подключены к входам датчиков 2 и 1 напряжения U и така Х. Трехфазный выход узла 13 выделения ЭДС дви 35 гателя подключен пофазно с выходами трехфазного датчика 1 тока на выходы элементов 14-16 умножения, выходы которых подключены через сумматор 17 к входу нуль-индикатора 18, 40

Блок 4 (фиг. 3) содержит шунт 19, включенный в звено 9 постоянного тока преобразователя 7. частоты, один, Зажим которого включается на инвертирующий вход операционного усилите 45 ля 20, а другой — на инвертирующий вход усилителя. К выходу операционного усилителя 20 через резистор 21 подключен-- стабилитрон 22. Включеwe стабилитрона 22 обеспечивает на

50 выходе блока 4 сигналов только двух уровней "0" или "1 " и отсутствие сигнала отрицательной полярности.

Блок 4 может быть выполнен по схеме нуль-органа на базе операционного

55 усилителя К1УТ401.

Трехфазная автономная сеть с преобразователем частоты работает в следующих режимах: нормальный рабочий режим с переменной частотой f и напряжением U при 11Я const; режим пуска электродвигателя; режим генераторного торможения, режим короткого замыкания (аварийный режим).

При нормальном режиме работы электропривода (отсутствие аварийного режима) происходит потребление энергии электродвигателем 1! от преобразователя 7 частоты (направление тока в звене постоянного тока показано на фиг. 1,3 сплошной линией) и на инвертирующий вход операционного усилителя 20 поступает отрицательный сигнал. Сигнал на выходе усилителя соответствует уровню "1". Этот сигнал с выхода блока 4 определения полярности тока подается на первый вход элемента И 5, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 3. Работа блока 3 состоит в опре" делении знака электромагнитной мощности. Узел 13 по измеренным фазным значениям напряжения U и тока Т двигателя формирует систему сигналов фазных ЭДС („, $g, t электродвига" тела. После йофазного перемножения этих величин с токами Iz, I, Х соответственно на выходе элементов 14"

16, суммирования произведений на выходе сумматора 17 получаем сигнал электромагнитной мощности двигателя.

Знак этого сигнала соответствует знаку скольжения двигателя.. Положительный знак мощности соответствует двигательному режиму S ) О, отрицательный — генераторному S < О. Прн сигнале, соответствующем двигательному режиму, на выходе блока 3 имеем "0". E генераторном режиме сигнал противоположный - "1", Таким образом, s двигательном режиме на втором входе элемента И 5 сигнал соответствует уровню "0". В результате на отключающий вход исполнительного органа 6 сигнал не поступает.

При работе электродвигателя в режиме пуска работа устройства аналогична описанному.

В режиме генераторного торможения системы электродвигатель переходит в генераторный режим и начинает выдавать энергию в сеть, инвертор 10 переходит в выпрямительный режим, вследствие чего происходит изменение направления тока I в звене постоянного тока преобразователя 7 частоты (на фиг. 3 новое направление

3 142 тока показано пунктиром). На инвертирующий вход операционного усилите- ля 20 подается положительный сигнал, и с выхода блока 4 снимается сигнал, соответствующий уровню "0". Таким образом на первый вход элемента И 5 сигнал не поступает. В этом режиме происходит изменение знака электромагнитной мощности на отрицательный и блок 3 выдает на вход элемента И 5 сигнал "1". В результате на выходе элемента И 5., — "0", исполнительный орган 6 не срабатывает, отключения линии 12 не происходит.

В начале режима короткого замыкания (аварийный режим) на второй вход логического элемента И 5 поступает сигнал "1" с выхода блока 3 о переходе электродвигателя в генераторный режим (режим подпитки короткого замыкания). В звене постоянного тока преобразователя частоты изменения направления тока не происходит, тах как энергия рассеивается в точке Короткого замыкания и не поступает в преобразователь. Блок 4 выдает сигнал "1" на первый вход элемента И 5.

На выходе логического элемента И 5 появляется сигнал "1", который поступает на отключающий вход исполнительного органа 6. Исполнительный орган срабатывает, линия 12 отключается от преобразователя 7 частоты.

Таким образом, предлагаемая трехфаэная сеть контролирует момент появления короткого замыкания по совпадению двух факторов: переход электродвигателя в генераторный режим и отсутствие изменения направления тока в звене постоянного тока преоб-.

7477

4 разсвателя, что указывает на наличие короткого замыкания в линии. Следовательно, ограничение эоны действия защиты по величине тока короткого за5 мыкания снимается, что позволяет применить трехфазную сеть для защиты от короткого замыкания в сети с переменной частотой, расширить функциональные возможности и зону действия защиты по фактору сопротивления кабельной линии.

Формула изобретения

Трехфазная автономная сеть с за щитой, содержащая тиристорный преобразователь частоты, состоящий Hs последовательно соединенных управляемого выпрямителя, звена постоянного тока, инвертора, асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, исполнительный орган, логический элемент И, датчики тока и напряжения, под2 ключенные к обмоткам статора указанного электродвигателя, о т л и ч а ю щ ая с я. тем, что, с. целью расширения области применения, в нее введены блок измерения электромагнитной мощности и блок определения полярности тока, причем входы блока измерения электромагнитной мощности подсоединены соответственно к выходам датчиков тока и напряжения, а его выход — к первому входу логического элемента

И, второй вход «оторого соединен с блоком опреде. ния полярности тока, включенныч в звено постоянного тока преобразоватезя частоты, а выход ло40 гического элемента И соединен с исполнительным органом.

1427477

Составитель Ю. Постников

Техред А.Кравчук- Корректор С. Шекмар

Редактор А. Лежнина

Тираж 651 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4859/50

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4