Устройство для защиты трехфазной электроустановки от ненормальных режимов работы

 

E О П

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Са1оз Советских

Социалистических

Республик

549855

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.10.75 (21) 2183545/07 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.77. Бюллетень ¹ 9 (45) Дата опубликования описания 04.07.77 (51) М.Кл. Н 02 Н 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621,316.925 (088.8) (72) Авторы изо б1ретен и я

В. Д. Кочетков и Ф. Ф. Мельников (71) Заявитель

Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт имени Серго Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕНОРМАЛЬНЫХ

РЕЖИМОВ РАБОТЫ

Предлагаемое устройство относится к средствам защиты трехфазной электроустановки от ненормальных режимов, а именно от обрыва цепи от коротких замыканий между фазами, между фазой и землей и т. д.

Известны устройства, предназначенные для защиты сети от коротких замыканий, содержащие трансформаторы тока, выпрямители и реле, включенные в диагональ указанных выпрямителей мостов.

Наиболее распространенной защитой указанного типа является универсальная максимальная защита типа УМЗ, встраиваемая в шахтные магнитные пускатели типа ПМВИ, ПВИ (1).

Схема защиты УМЗ состоит из двух одинаковых цепей, каждая из которых включает трансформатор тока, два шунтирующих сопротивления, ре гул ировочное сопротивление, выпрямительный мост и исполнительное электромагнитное реле постоянного тока, которое подсоединяется к сети не как токовое реле, а как реле напряжения, что определяет нелинейную (экспоненциальную) зависимость изменения тока в реле при изменении рабочего тока в сети и соответствующую выдержку времени при кратковременных точках тока.

Основным недостатком указанной защиты как и других защит, встраиваемых в шахтные магнитные пускатели и автоматические выключатели, является то, что они не реагируют

k13 обрыв одной из фаз контролируемой сети, на недопустимое увеличение несимметричны.: токов, возникающих в результате асимметрпч5 ного расположения ротора в статоре электродвигателя, что очень важно для защиты электродвигателей от повреждений. К тому же при настройке защиты УМЗ на срабатывание при двухфазных токах короткого замыка1О ния она чувствительна к пусковым токам электродвигателя, не имеет самоконтроля исправности элементов схемы, Устройство защиты от металлических и дуговых коротких замыканий в трехфазных низковольтных кабельных сетях 12 состоит из трех трансформаторов тока,включенных на линейные токи и имеющих вторичные обмотки с выведенной средней точкой, трехфазного трансформатора напряжения, трех фазосдвигающих цепей, включающих в себя конденсаторы и сопротивления, трех кольцевых детекторов, состоящих из диодов и сопротивлений, логического элемента

«ИЛИ», состоящего из трех диодов и исполнительного реле постоянного тока. Действие устройства основано на том, что в режиме пуска и работы электродвигателя линейные токи имеют значительный сдвиг по фазе по отношению к напряжениям на зажимах трансформатора, а в режиме короткого замыкания токи практически совпадают по фазе с соот.

549855

3 ветствующими напряжениями, так как низковольтные сети имеют практически активное сопротивление. Устройство реагирует только на токи металлических и дуговых коротких замыканий независимо от их величины и не реагирует на другие виды ненормальных режимов работы электрической сети и электродвигателей.

Цель изобретения — повышение чувствительности защиты к ненормальным режимам работы трехфазной сети и электродвигателей и самоконтроль исправности элементов схемы самого устройства. Поставленная цель достигается тем, что тормозные обмотки двух упомянутых реле подключены параллельно к выпрямительному мосту средней фазы, а обе обмотки третьего реле включены встречно соответственно к выпрямительным мостам крайних фаз.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из выпрямительных мостов 1, 2, 8, питающихся от трансформаторов тока 4, 5, 6.

Рабочие обмотки 7 реле 8 и 9 зключе ы ня выпрямительные мосты 1 и 2. Тормозные обмотки 10 этих реле включены параллельчо мосту 8.

В нормальном (или пусковом) режиме точки в фазах контролируемой сети разны, поэтому магнитные потоки, создаваемые обмотками 7 и 10 этих реле, также равны и полностью взаимно уничтожаются.

При обрыве фазы А ток в обмотке 7 реле

9 прекращается, и реле срабатывает зя сче" обмотки 10. При обрыве фазы В срабятываюг реле 8 и 9 за счет тока в обмотках 7.

При коротком замыкании между фазами

А и В срабатывает реле 8 за счет разности токов в его-обмотках. При коротком замыкании фаз А и С срабатывают реле 8 и 9 зя счет разности токов в обмотках 7 и 10.

В сетях с заземленной нейтралью срабатывание реле вызывается увеличением тока в поврежденной фазе.

Исследованиями установлено, что при выборе приращения магнитного потока в реле, необходимого для срабатывания реле 8 и 9, малой величины и увеличения первоначальногоо тока в обмотках 7 и 10 чувствительность реле к асимметрии токов в фазах сети резко возрастает.

В связи с указанным предлагаемое устройство может работать и как реле утечки при его настройке на предельную величину безопасного тока утечки.

Для целей отключения сети при трехфазных к. з. в схему устройства включено третье реле 11, которое работает на разность ампервитков, создаваемых обмотками 7 и 10 и име. ет различное количество витков в обмотках

4 и различное их активное сопротивление. В связи с тем, что при увеличении симметричного тока в фазах сети приращение ампер-витков в обмотках реле будет различным, то оно срабатывает при определенном (установленном) значении трехфазного тока в сети.

Уставка по трехфазному току к. з. регулируется сопротивлением 12 и может быть выбрана независимо от величины устявки для несимметричных токов к. з.

Таким образом, в предлагаемом устройст ве устранение ложных срабатываний от пусковых токов легко достигается за счет повышения чувствительности устройства к несимметричным токам короткого замыкания н снижения чувствительности реле 11 к трехфазным токам к. з.

В предлагаемом устройстве все реле работают ня разность магнитных потоков в обмотках (дифференциальные реле), что обус ловливает точность их срабатывания при вы бранной установке по току к. з. В связи с этим устройство имеет высокий коэффициент чувствительности и большую зону дейстзи>i при трехфазных коротких замыканиях.

Предлагаемое устройство обладает самоконтролем исправности своих элементов схемы и увеличенной зоной действия при защите трехфязной сети и электродвигателей от ненормальных режимов работы, реагирует ня токи короткого замыкания, на обрыв цепи в трсхфазной сети, на недопустимое увеличени" несимметричных токов, возникающих в результате асимметрии ротора, междувиткозых коротких замыканий в обмотке статора или обрыве стержней ротора электродвигателя.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазной электроустановки от ненормальных режимов работы, содержащее трансформаторы тока по числу. фаз, ко вторичным обмоткам которых подключены выпрямительные мосты и три реле с рабочей и тормозной обмотками, рабочие обмотки двух реле подключены к диагонали мостов крайних фаз, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения чувствительности, тормозные обмотки двух упомянутых реле подключены параллельно к выпрямительному мосту средней фазы, а обе обмотки третьего реле включены встречно соответственно к выпрямптельным мостам крайних фаз.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Риман Я. С. Защита шахтных учястксвых сетей от токов короткого замыкания, «Недра», М., 1972, с. 72 — 93 (аналог).

549855

Составитель Л, Корнеева

Техред Н, Сметанина

Корректор В. Гутман

Редак ср И. Тимофеева

Тип. Харьк. фил. пред, «Патент»

Заказ 281/969 Изд. № 477 Тираж 899 Подписпо

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5