Устройство защиты машины переменного тока

Использование: в области электротехники для релейной защиты электрических машин переменного тока. Технический результат - расширение функциональных возможностей защиты электрической машины переменного тока, которое позволит уменьшить стоимость этой защиты и резко сократить размеры повреждения машины переменного тока. Устройство защиты машины переменного тока содержит блок контроля состояния обмотки статора с температурным датчиком, блок управления с коммутационным аппаратом и реагирующий орган. В блок контроля состояния обмотки статора дополнительно введен индукционный датчик, а коммутационный аппарат выполнен в виде двух параллельно-встречно соединенных тиристоров, закрывающихся при поступлении сигналов с температурного и индукционного датчиков, при этом реагирующий орган представляет собой поляризованное реле, реагирующее на положительную и отрицательную составляющие тока в этой фазе, сигнал с контактов которого подается на блок индикации. Если в токе появляется положительная или отрицательная составляющие, то реагирующий орган формирует сигнал о виде состояний машины переменного тока для блока индикаций и на отключение машины переменного тока. 4 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты машины переменного тока от повреждений обмотки статора.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство защиты машины переменного тока, содержащее блок контроля состояния обмотки статора с температурным датчиком, блок управления с коммутационным аппаратом и реагирующий орган блок контроля состояния обмотки статора [1].

Однако такое устройство защиты не способно защитить машину переменного тока от коротких замыканий в обмотке статора. Кроме того, для передачи сигнала о повреждении от блока контроля к реагирующему органу требуется дополнительный контрольный кабель.

Задачей изобретения является - расширение функциональных возможностей защиты электрической машины переменного тока.

Поставленная задача решается за счет того, что в блок контроля состояния обмотки статора дополнительно введен индукционный датчик, а коммутационный аппарат выполнен в виде двух параллельно - встречно соединенных тиристоров закрывающихся при поступлении сигналов с температурного и индукционного датчиков, при этом реагирующий орган представляет собой поляризованное реле, реагирующее на положительную и отрицательную составляющие тока в этой фазе, сигнал с контактов которого подается на блок индикации, при этом если в токе появляется положительная или отрицательная составляющие, то реагирующий орган формирует сигнал о виде состояний машины переменного тока для блока индикаций и на отключение машины переменного тока.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного технического решения наличием дополнительных функциональных элементов и исполнением схемы соединений функциональных элементов.

Сравнение заявляемого технического решения с известным техническим решением показывает, что подобные функциональные элементы известны. Однако такое соединение этих функциональных элементов проявляет в заявляемом техническом решении новые свойства.

Работа устройства защиты электрической машины переменного тока основана на том, что при перегрузе электрической машины переменного тока обмотка ее статора нагревается и сопротивление резко меняется. В результате блок контроля состояния обмотки статора формирует сигнал для коммутационного аппарата. Его первый тиристор закрывается и по жиле кабеля, в которую включен коммутационный аппарат, начинает протекать ток только с положительной полуволной. Следует добавить, что контроля состояния обмотки статора и коммутационный аппарат располагаются непосредственно на машине, а реагирующий орган непосредственно у выключателя электрической машины. При коротком замыкании в обмотке статора в индукционном датчиком возникает электродвижущая сила. В результате блок контроля состояния обмотки статора также формирует сигнал для коммутационного аппарата. В данном случае закрывается второй тиристор и по жиле кабеля с тиристорами начинает протекать ток только с отрицательной полуволной. Ток с положительной или отрицательной полуволнами служит информацией о виде повреждения электрической машины переменного тока, которая распознается в реагирующем органе и служит для отключения машины.

На фиг. 1 представлена блок схема устройства защиты машины 1 переменного тока. В ней блок 2 контроля состояния обмотки статора 3 через блок 4 управления подключен к коммутационному аппарату 5. При этом реагирующий орган 6 подключен к цепи отключения выключателя 7 и блоку индикации 8. Блок 2 контроля состояния обмотки статора 3 представляет собой индукционный датчик 9 и температурный датчик 10. При этом индукционный датчик 9 выполнен в виде плоской катушки индуктивности располагаемой в торцевой зоне машины переменного тока 1 так, чтобы ее плоскость была перпендикулярно к оси 11 вращения ротора, а его геометрический центр находится на этой оси. Температурный датчик 10 может закрепляться на лобовой части обмотки стартера 3. Коммутационный аппарат 5 представляет собой два соединенных параллельно - встречно тиристора 12 и 13, закрывающихся при поступлении сигналов с температурного и индукционного датчиков соответственно, а реагирующий орган 6 можно выполнять в виде поляризованного реле реагирующего на положительную и отрицательную составляющие тока в фазе с тиристорами. Сигнал на выключатель 7 для отключения машины 1 от сети и в блок индикации 8 формируется контактами этого реле.

На фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 приведены осциллограммы тока в жиле кабеля с тиристорами 12 и 13 в нормальном режиме работы, при перегреве машины 1 переменного тока 1 и при коротком замыкании в обмотке 3 статора.

В нормальном режиме работы машины 1 переменного тока температура нагрева обмотки 3 статора не превышает нормы и в ней отсутствуют короткозамкнутые витки с током, значительно превышающим свое номинальное значение, которые возникают при коротком замыкании. В результате сопротивление температурного датчика 10 и электродвижущая сила на выходе индукционного датчика 9 ниже нормы. Поэтому сигнал на выходе блока управления 4 отсутствует. Тиристоры 12 и 13 коммутационного аппарата 6 находятся в открытом состоянии, а ток в жиле с тиристорами соответствует тому, который приведен на фиг. 2. Машина 1 переменного тока остается в работе.

При перегрузе электрической машины 1 переменного тока обмотка 3 статора нагревается и сопротивление температурного датчика 10 резко возрастает и значительно превышает установленную норму. В результате на выходе блока управления 4 появится сигнал и тиристор 12 коммутационного аппарата 5 закроется, а ток в жиле с тиристорами будет соответствовать тому, который приведен на фиг. 3. Якорь поляризованного реле реагирующего органа 6 сместится и замкнет контакты, которые сформируют сигнал для блока индикации 8 «ПЕРЕГРЕВ МАШИНЫ» и для выключателя 7, который отключит машину 1 переменного тока от сети.

При коротком замыкании в обмотке статора 2 машины 1 переменного тока появляются короткозамкнутые витки с током, значительно превышающим свое номинальное значение. В результате электродвижущая сила на выходе индукционного датчика 9 резко возрастает и превысит установленную норму. В результате на выходе блока 4 управления появится сигнал и тиристор 13 коммутационного аппарата 5 закроется, а ток в жиле с тиристорами будет соответствовать тому, который приведен на фиг. 4. Якорь поляризованного реле реагирующего органа 6 сместится и замкнет контакты, которые сформируют сигнал для блока 8 индикации и на отключение выключателя 6. В блоке индикации загорится сигнал «КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ» и машина 1 переменного тока будет отключена от сети.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства защиты заключается в расширение функциональных возможностей защиты электрической машины переменного тока, которое позволит уменьшить стоимость этой защиты и резко сократить размеры повреждения машины переменного тока, а следовательно время и стоимость послеаварийного ремонта.

1. Температурная защита электродвигателей // Кузник Ю.С., Опубл. журнал Промышленная энергетика 1995 №6.

Устройство защиты машины переменного тока, содержащее блок контроля состояния обмотки статора с температурным датчиком, блок управления с коммутационным аппаратом и реагирующий орган, отличающееся тем, что в блок контроля состояния обмотки статора дополнительно введен индукционный датчик, а коммутационный аппарат выполнен в виде двух параллельно-встречно соединенных тиристоров, закрывающихся при поступлении сигналов с температурного и индукционного датчиков, при этом реагирующий орган представляет собой поляризованное реле, реагирующее на положительную и отрицательную составляющие тока в этой фазе, сигнал с контактов которого подается на блок индикации, при этом если в токе появляется положительная или отрицательная составляющие, то реагирующий орган формирует сигнал о виде состояний машины переменного тока для блока индикаций и на отключение машины переменного тока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления шаговыми двигателями (ШД) с помощью персонального компьютера (ПК) по каналу USB.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности функционирования защиты электродвигателей за счет блокирования первого блока токовых реле защиты при пуске и самозапуске электродвигателя, что снижает вероятность выхода электродвигателей из строя и в конечном счете снижает время простоя технологических агрегатов и повышает устойчивость технологических систем.

Использование: в области электротехники защиты судовых электростанций от перегрузки в аварийных ситуациях. Технический результат - повышение надежности защиты ЭЭС с параллельно работающими генераторными агрегатами (ГА) от перегрузки при выходе одного или нескольких ГА из строя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в контроллерах двигателя, в частности в контроллере двигателя для электродвигателя. Техническим результатом является снижение затрат на монтаж.

Использование: в области электроэнергетики для определения неработоспособного генераторного агрегата (ГА) в судовых электростанциях. Технический результат - сокращение времени определения неработоспособного ГА при параллельной работе с сетью.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при эксплуатации судовых спиральных компрессоров с частотным регулированием оборотов в составе кондиционера воздуха.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - предотвращение возникновения недопустимых динамических моментов на валах синхронных генераторов и асинхронных режимов при их параллельной работе, снижение отключаемых токов короткого замыкания, снижение величин мощностей отключаемых нагрузок, генераторов, снижение потребности в телеметрической информации.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в технике релейной защиты и автоматики использоваться в качестве основной защиты для электродвигателей мощностью менее 2 МВт при наличии выведенной нулевой точки; для резервирования дифференциальной защиты электродвигателей мощностью 5 МВт и более; для резервирования дифференциальной защиты электродвигателей мощностью от 2 до 5 МВт в случае недостаточной чувствительности токовой отсечки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах питания асинхронных двигателей как общепромышленного, так и специального назначения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты электрических двигателей от тепловых перегрузок. Техническим результатом является повышение точности порога срабатывания защиты.

Использование: в области электротехники. Технический результат - возможность определения постоянной времени нагрева сухого трансформатора на основании трех несложных измерений.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности и эффективности ограничения перегрузки высоковольтной кабельной линии электропередачи.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение эффективности защиты зарядного интерфейса.

Использование: в области электротехники. Технический результат - предотвращение чрезмерных отключений и перезапусков электронной схемы.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение безопасности и надежности передачи энергии.

Изобретение относится к линиям электроснабжения. Определитель температуры провода контактной сети и воздушных линий электропередачи содержит датчик тока, датчик скорости ветра, датчик температуры окружающей среды, первый и второй функциональные преобразователи, блок вычисления перегрева, первый и второй сумматоры, источник стабилизированного напряжения, первый, второй, третий и четвертый задатчики постоянных параметров коэффициента теплоотдачи конвенцией, задатчик периметра провода, задатчик степени черноты поверхности провода и исполнительный орган, а также датчик направления ветра, датчик относительной влажности воздуха, первое, второе и третье программируемые многофункциональные средства, первый и второй переключатели с управляемым входом, первый, второй и третий пороговые элементы, первый и второй умножители, схему совпадения, задатчики массы, удельной теплоемкости, сопротивления единицы длины провода, задатчик температурного коэффициента сопротивления провода и блок масштабного коэффициента тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах питания асинхронных двигателей как общепромышленного, так и специального назначения.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты электрических двигателей от тепловых перегрузок. Техническим результатом является повышение точности порога срабатывания защиты.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности определения времени срабатывания защиты.

Использование: в области электротехники. Технический результат – уменьшение времени срабатывания защиты.

Использование: в области электротехники для релейной защиты электрических машин переменного тока. Технический результат - расширение функциональных возможностей защиты электрической машины переменного тока, которое позволит уменьшить стоимость этой защиты и резко сократить размеры повреждения машины переменного тока. Устройство защиты машины переменного тока содержит блок контроля состояния обмотки статора с температурным датчиком, блок управления с коммутационным аппаратом и реагирующий орган. В блок контроля состояния обмотки статора дополнительно введен индукционный датчик, а коммутационный аппарат выполнен в виде двух параллельно-встречно соединенных тиристоров, закрывающихся при поступлении сигналов с температурного и индукционного датчиков, при этом реагирующий орган представляет собой поляризованное реле, реагирующее на положительную и отрицательную составляющие тока в этой фазе, сигнал с контактов которого подается на блок индикации. Если в токе появляется положительная или отрицательная составляющие, то реагирующий орган формирует сигнал о виде состояний машины переменного тока для блока индикаций и на отключение машины переменного тока. 4 ил.

Наверх