Устройство для защиты трехфазного электродвигателя

 

Изобретение относится к релейной защите электроустановок. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения выравнивания чувствительности при перегрузке в любой из фаз. Цель достигается тем, что устройство содержит два измерительных трансформатора тока 2 и 3 с тремя первичными обмотками с соотношением числа витков 2:2:1. Первая обмотка каждого трансформатора 2 и 3 включена встречно второй и третьей обмоткам. Первая обмотка первого трансформатора 2 и третья обмотка второго трансформатора 3 включены в первую фазу, вторые обмотки обоих трансформаторов 2 и 3 во вторую фазу, а третья обмотка первого трансформатора 2 и первая обмотка второго трансформатора 3 включены в третью фазу питания электродвигателя 1. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕ ТСНИХ

COLlHAËИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АSTOPCH01VIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (А(1 4 Н 02 Н 7/08

1т.

Г (61) 1317540 (21) 4309026!24-07 (22) 22. 09.87 (46) 30.05.89. Бюл. 1(- 20 (71) Азово-Черноморский институт механизации сельского хозяйства (72) В,Я. Жарков, А.M. Королев и С.Н. Машковцев (53) 621.316.925 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 1317540 ; кл . Н 02 Н 7/08, 1984 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к релейной защите электроустановок. Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения выравнивания чувствительности при перегрузке в любой из фаэ. Цель достигается тем, что устройство содержит два измерительных трансформатора тока 2 и 3 с тремя первичными обмотками с соотношением числа витков

2: 2: 1. Первая обмотка каждого трансформатора 2 и 3 включена встречно второй и третьей обмоткам. Первая обмотка первого трансформатора 2 и третья обмотка второго трансформатора 3 включены в первую фазу, вторые обмотки обоих трансформаторов 2 и 3 во. вторую фазу, а третья обмотка первого трансформатора 2 и первая обмотка второго трансформатора 3 включены в третью фазу питания электродвигателя 1. 4 ил.

1483544

Изобретение относится к релейной защите электроустановок, а именно к фазочувствительным защитам трехфаз- ных электродвигателей от аварийных и. ненормальных режимов, н является усовершенствованием изобретения по авт,св. 9 1317540.

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения чувствительности устройства при перегрузке в любой из фаз питающей сети.

На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройства для зашиты трехфазного электродвига- 15 теля; на фиг. 2-4 — векторные диаграммы магнитных потоков и соответст- вующих им вторичных напряжений, Устройство для защиты трехфазного электродвигателя 1 содержит изме- 20 рительные первый 2 и второй 3 транс. форматоры тока с тремя первичными обмотками каждый, причем третья обмотка первого 2 и первая обмотка второго 3 трансформаторов включены в первую фазу питания защищаемого.электродвигателя 1, вторая обмотка перво(го 2 и второго 3 трансформаторов— во вторую фазу, а первая обмотка первого трансформатора 2 и третья 30 обмотка второго трансформатора 3 — в третью фазу. Первые обмотки трансформаторов 2 и 3 включены встречно вторым и третьим его обмоткам, причем первая и вторая обмотки каждого трансформатора с одинаковым числом витков, а третья — с числом витков, меньшим в два раза. Между средними выводами 4 и 5 вторичных обмоток первого 2 и второго 3 трансформаторов 40 тока включен исполнительный орган 6, к выводам 7 и 8 первого 2 и выводам

9 и 10 второго 3 трансформаторов тока подключен кольцевой фазовый детектор, выполненный из согласно-последо- 45 вательно соединенных в кольцо четырех цепочек, каждая иэ которых содержит последовательно соединенные диоды 11.-14 и резисторы 15-18, при этом вывод 7 вторичной обмотки первого трансформатора 2 соединен с общей точкой анода диода 11 и резистора

16, вывод 8 — с общей точкой анода диода 13 и резистора 18, вывод 9 вторичной обмотки второго трансформато55 ра 3 соединен с общей точкой анода диода .14 и резистора 15, вывод 10— с общей точкой анода диода 12 и резис- тора 17. К выводам 9 и 10 вторичной обмотки второго трансформатора 3 подключен пороговый блок контроля перегрузки, выполненный, например, на диоде 19, резисторах 20, 21, конденсаторе 22 и динисторе 23 и своим выходом подключенный к соединенным согласно-последовательно светодиодам двух фототиристорных оптцонов 24 и

25, фототиристоры которых шунтируют резисторы 18 и 16 двух противоположных цепочек кольцевого фазового детектора, причем аноды фототиристоров присоединены к общим точкам катодов диодов 14 и 12 и соответствующих резисторов 18 и 16.

Чувствительность устройства при однофазной несимметричной перегрузке обеспечивается тем, что каждый из трансформаторов тока снабжен тремя первичными обмотками, включенными в разные фазы. При такой конструкции увеличение любого из фазных токов приводит к увеличению напряжений на вторичных обмотках обоих трансформаторов. В результате увеличения напряжения срабатывает блок контроля перегрузки, подключенный .к выходу одного из трансформаторов. Это приводит к шунтированию резисторов двух противоположных плеч кольцевого фазового детектора и срабатыванию исполнительного органа в результате глубокого разбаланса кольцевого фазового детектора. В известном устройстве трансформаторы тока содержат только по две первичные обмотки, а блок контроля перегрузки подключен к вторичной обмотке одного из трансформаторов (например, второго). Поэтому блок контроля перегрузки срабатывает при однофазной перегрузке только в тех фазах,-в которые включены две первичные обмотки второго трансформатора, и не срабатывает при однофазной несимметричной перегрузке в третьей фазе, в которую включена од-. на из обмоток первого трансформатора.

Выбором соотношения числа витков первичных обмоток трансформаторов

2:2:1, подключением первых обмоток

Bcтречно вторым и третьим обмоткам, а также включением обмоток в разные фазы питания электродвигателя достигается формирование одинаковых по величине вторичных напряжений с углом о сдвига между ними примерно 90 в нормальном симметричном режиме (фиг. 2)

Формированив такого угла между вто1483544

3S рич ными напряжениями обеспечивает стабильную работу исполнительного органа при обрыве фазы, заклинивании ротора, симметричной и несимметрич,5 ной перегрузках. К тому же выбором соотношения числа витков 2:2:1 достигается пониженное примерно в 1,5 раза (по сравнению с прототипом) различие чувствительности по фазам. Это объясняется слепчюшим.Лля прототипа с соотношением числа витков 3:1 увеличение вторичного напряжения на

207 происходит при увеличении тока, пропорционально которому изменяется магнитный поток ф в первой фазе на 27Х или при увеличении тока во второй.фазе на 90Х (фиг.3).

В предлагаемом устройстве аналогичное увеличение вторичного напряжения происходит при увеличении тока в первой фазе на 1ООХ или при увеличении тока во второй и третьей фазе на 50 или 47Х соответственно (фиг.4). Различие в чувствительности по фазам 25 можно характеризовать отношением рассматриваемых токов, которое составит

90 для прототипа = 3,34, а для предt 00X лагаемого устройства = 2,13. о

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается пониженное в

3,34

1,57 раза различие чувствительФ ности по фазам.

Устройство работает следующим образом.

Так как каждый из измерительных трансформаторов тока снабжен тремя первичными обмотками, которые имеют разное число витков и включены в разные фазы питающей сети, причем первая обмотка включена встречно второй и третьей, в сердечниках каждого из трансформаторов тока суммируются маг- 45 нитные потоки ф,, ф, ф,,создаваемые соответствующими токами трех фаз (фиг.2), При соотношении числа витков первичных обмоток трансформаторов тока M,:И :Ы =-2:2:1 и нормальном ре- 50 жиме работы электродвигателя напряжения U и U на вторичных. обмотках трансформаторов равны по величине и сдвинуты на угол, близкий 90 .

При обрыве одной из фаэ питающей 55 сети на вторичных обмотках трансформаторов тока формируются напряжения

U, и U>, совпадавшие по фазе или направленные в противоположные стороны.

Исполнительный орган 6 (фиг. 1) срабатывает в этом случае аналогично прототипу за счет косинусной характеристики кольцевого фазового детектора.

При симметричных перегрузках угол сдвига между напряжениями U u tJ не изменяется, а величина напряжений увеличивается, что приводит к срабатыванию порогового блока контроля перегрузки и шунтированию резисторов

16 и 18 кольцевого фазового детектора. В этом случае исполнительный орган 6 срабатывает аналогично прототипу за счет разбаланса кольцевого фазового детектора.

При несимметричных однофазных перегрузках, когда возможен отказ в работе прототипа, предлагаемое устройство обеспечит отключение электродвигателя, так как увеличение любого из фазных токов вызывает увеличение вторичного напряжения и срабатывание порогового блока контроля перегрузки, что приводит к шунтированию резистров

16 и 18 кольцевого фазового детектора и к срабатыванию исполнительного органа 6 в результате раэбаланса кольцевого фазового детектора.

Различие чувствительности по фазам, характеризующееся соотношением числа витков в первичных обмотках трех фаз будет соответствовать соотношению 2:2:1.

Таким образом, предлагаемое устройство, в отличие от прототипа, обеспечит защиту электродвигателя при недопустимой несимметричной однофазной перегрузке и будет обладать пониженным примерно в 1,5 раза различием чувствительности по фазам.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя по авт.св. Ф 1317540, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения выравнивания чувствительности при перегрузке в любой из фаз, каждый иэ трансформаторов тока содержит дополнительную первичную обмотку, имеющую клеммы для включения в соответствующую свободную фазу питания электродвигателя и содержащую в два раза меньшее число витков, чем первая и вторая первичные обмотки каждого из трансформаторов тока, при . этом дополнительная первичная обмот1483544

1, 279

Фие. 3

Ôîå. 9

Составитель К. Шилан

Техред А.Кравчук Коррект р С. Шекмар

Редактор М. Циткина

Заказ 2843/51 . Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ка каждого трансформатора тока предназначена для включения согласно с соответствующей второй первичной обмоткой.