RU1771031C - Device for current protection of electric motor from phase-to-phase short-circuits - Google Patents

Device for current protection of electric motor from phase-to-phase short-circuits

Info

Publication number
RU1771031C
RU1771031C SU914903968A SU4903968A RU1771031C RU 1771031 C RU1771031 C RU 1771031C SU 914903968 A SU914903968 A SU 914903968A SU 4903968 A SU4903968 A SU 4903968A RU 1771031 C RU1771031 C RU 1771031C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
phase
relay
electric motor
phases
Prior art date
Application number
SU914903968A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Марк Яковлевич Клецель
Вячеслав Васильевич Мусин
Анатолий Никифорович Метельский
Валентин Ефимович Поляков
Жумабай Рамазанович Алишев
Original Assignee
Павлодарский Индустриальный Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Павлодарский Индустриальный Институт filed Critical Павлодарский Индустриальный Институт
Priority to SU914903968A priority Critical patent/RU1771031C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1771031C publication Critical patent/RU1771031C/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Использование: в электроэнергетике. Сущность изобретени : введение в устройство элемента И с одним пр мым и двум  инверсными входами, элемента ИЛИ и третьего токового реле, включенного на сумму токов трансформаторов тока фаз А и С со стороны ввода питани  и фазы В со стороны нулевых выводов электродвигател , позвол ет снизить металлоемкость устройства защиты . 5 ил.Usage: in the electric power industry. Summary of the invention: the introduction of an AND element with one direct and two inverse inputs, an OR element and a third current relay connected to the sum of the current transformers of phases A and C from the input side of the power supply and phase B from the side of the zero motor leads reduces metal intensity of the protection device. 5 ill.

Description

Изобретение относитс  к электроэнергетике , а именно к технике релейной защиты , и может быть использовано в качестве защиты электродвигател  от междуфазных коротких замыканий (КЗ).The invention relates to the electric power industry, in particular to a relay protection technique, and can be used as a protection of an electric motor against phase-to-phase short circuits.

Известно 1 устройство дл  максимальной токовой защиты электродвигател , содержащее трансформаторы тока со стороны ввода питани  электродвигател  и токовое реле. Его недостатком  вл етс  недостаточна  чувствительность к междуфазным КЗ в обмотке статора электродвигател .A device for overcurrent protection of a motor is known, comprising current transformers on the power supply side of the motor and a current relay. Its disadvantage is insufficient sensitivity to phase-to-phase fault in the stator winding of the electric motor.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  2 устройство дл  токовой защиты электродвигател  от междуфазных коротких замыканий, содержащее первый и второй трансформаторы тока, устанавливаемые со стороны ввода питани  в фазах А и С соответственно и третий трансформатор тока, устанавливаемый со стороны нулевых выводов, первое токовое реле с замыкающим контактом, включенное во вторичнуюThe closest to the proposed technical essence and the achieved effect is 2 device for current protection of the electric motor against interphase short circuits, containing the first and second current transformers installed on the input side of the power supply in phases A and C, respectively, and the third current transformer installed on the zero side conclusions, the first current relay with a make contact, included in the secondary

цепь первого трансформатора тока, второе токовое реле с замыкающим контактом и исполнительный элемент. В практике эксплуатации получили распространение защиты , выполненные в двухфазном исполнении, т.е. дл  ее реализации требуетс  четыре трансформатора тока и два дифференциальных реле. Установка трансформаторов тока в фазах А и С со стороны нулевых выводов усложн ет конструкцию электродвигател .a circuit of a first current transformer, a second current relay with a make contact, and an actuator. In the practice of operation, protection made in a two-phase design, i.e. its implementation requires four current transformers and two differential relays. The installation of current transformers in phases A and C from the side of the zero terminals complicates the design of the electric motor.

Цель изобретени  - снижение металлоемкости .The purpose of the invention is to reduce metal consumption.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  токовой защиты электродвигател  от междуфазных коротких замыканий , содержащее первый и второй трансформаторы тока, устанавливаемые со стороны ввода питани  в фазах А и С соответственно и третий трансформатор тока, устанавливаемый со стороны нулевых дов, первое токовое реле с замыкающим контактом, включенное во вторичную цепьThis goal is achieved by the fact that in the device for current protection of the motor against interphase short circuits, containing the first and second current transformers installed on the power input side in phases A and C, respectively, and a third current transformer installed on the zero-side side, the first current relay with make contact included in the secondary circuit

слcl

ч XJh xj

оabout

ыs

„«л„“ L

первого трансформатора тока, второе токовое реле с замыкающим контактом, исполнительный элемент, дополнительно введены третье токовое реле с замыкающим контактом и элементы И и ИЛИ, причем третий трансформатор тока, предназначен дл  установки в фазе В, второе токовое реле подключено во вторичную цепь второго трансформатора тока, третье токовое реле включено на сумму токов трансформаторов тока, замыкающие контакты первого и второго токовых реле подключены к пр мому и первому инверсному входам элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, замыкающий контакт третьего токового реле подключен ко второму инверсному входу элемента И и второму входу элемента ИЛИ, выход последнего подключен к входу исполнительного элемента .a first current transformer, a second current relay with a make contact, an actuator, an additional third current relay with a make contact, and AND and OR elements are added, the third current transformer designed to be installed in phase B, the second current relay connected to the secondary circuit of the second current transformer , the third current relay is switched on for the sum of currents of current transformers, the closing contacts of the first and second current relays are connected to the direct and first inverse inputs of the element And, the output of which is connected to th input of the OR gate, make contact third current switch connected to the second inverted input AND gate and a second input of the OR gate, the output of the last connected to the input of the actuator.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройство , в отличие от прототипа содержит дополнительно третье токовое реле, элемент И с одним пр мым и двум  инверсными входами и элемент ИЛИ, причем третье токовое реле включаетс  на сумму токов трансформаторов тока фаз А и С со стороны ввода питани  и фазы В со стороны нулевых выводов электродвигател . Таким образом, за вл емое устройство соответствует критерию изобретени  новизна.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device, in contrast to the prototype, additionally contains a third current relay, an And element with one direct and two inverse inputs and an OR element, and the third current relay is switched on by the sum of the current transformers of phases A and C from the input side of the power supply and phase B from the side of the neutral terminals of the electric motor. Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of novelty.

Сравнение за вл емого решени  с другими техническими решени ми показывает, что трансформаторы тока, реле, элемент И с одним пр мым и двум  инверсными входами , элемент ИЛИ широко известны. Однако , при их введении в указанной св зи, предлагаемое устройство про вл ет новые свойства, что приводит к экономии числа трансформаторов тока и упрощению конструкции электродвигател . Это позвол ет сделать вывод о соответствии технического решени  критерию существенные отличи ,Comparison of the claimed solution with other technical solutions shows that current transformers, relays, AND element with one direct and two inverse inputs, OR element are widely known. However, when introduced into this connection, the proposed device exhibits new properties, which leads to a saving in the number of current transformers and simplification of the design of the electric motor. This allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of significant differences,

На фиг. 1 изображена схема устройства дл  защиты электродвигател  от междуфазных коротких замыканий, где 1 - электродвигатель; 2-4 - трансформаторы тока; 5, б, 7 - реле, причем реле 5, 7 подключены последовательно в цепи трансформаторов тока фазы А со стороны ввода и фазы В со стороны нулевых выводов соответственно, реле 6 включено на сумму токов трансформаторов тока фаз А и С со стороны ввода и фазы В со стороны нулевых выводов электродвигател  1.In FIG. 1 shows a diagram of a device for protecting an electric motor from interphase short circuits, where 1 is an electric motor; 2-4 - current transformers; 5, b, 7 - relays, moreover, relays 5, 7 are connected in series in the circuit of phase A current transformers from the input side and phase B from the zero output side, respectively, relay 6 is connected to the sum of the current transformers of phase A and C currents from the input and phase side In from the side of the zero terminals of the electric motor 1.

На фиг. 2 приведена логическа  часть предлагаемого устройства защиты, где 5, 6, 7 - контакты реле; 8 - элемент И с однимIn FIG. 2 shows the logical part of the proposed protection device, where 5, 6, 7 are relay contacts; 8 - AND element with one

пр мым и двум  инверсными входами, 9 - элемент ИЛИ.direct and two inverse inputs, 9 - OR element.

На фиг. 3 приведена векторна  диаграмма токов при КЗ внутри злектродвигате- л  между фазами А и В; на фиг, А - то же, между фазами А и С; на фиг. 5 - то же, между фазами А, В, С.In FIG. Figure 3 shows a vector diagram of the currents during short-circuit inside the electric motor between phases A and B; on fig, A is the same, between phases A and C; in FIG. 5 - the same, between phases A, B, C.

Рассмотрим работу устройства. В нормальном режиме работы электро- двигател  1 по реле 6 протекает геометрическа  сумма вторичных токов трансформаторов тока 2, 3,4, которые равны по величине и сдвинуты по фазе на угол 120°: Consider the operation of the device. In normal operation of the electric motor 1, the geometrical sum of the secondary currents of current transformers 2, 3,4 flows through relay 6, which are equal in magnitude and phase-shifted by an angle of 120 °:

fe h + з + U.fe h + s + U.

В случае одинаковых характеристик намагничивани  и вторичных нагрузок трансферматоров тока эта сумма равна нулю. Однако, в св зи с неидентичностью трансформаторов тока по реле б протекает ток небаланса, поэтому, дл  исключени  ложной работы, ток срабатывани  реле 6:In the case of the same magnetization characteristics and secondary loads of current transformers, this sum is zero. However, due to the non-identical nature of current transformers, unbalance current flows through relay b, therefore, to prevent false operation, the response current of relay 6:

ср.6 Котс1н6,Wed 6 Kots1n6,

где Коте - коэффициент отстройки; 1нб - ток небаланса.where Kote is the offset coefficient; 1nb - unbalance current.

По реле5и7 протекают вторичныетоки трансформаторов тока 2 и 3 соответственно (вторичные токи нагрузки фаз А и В), однако они не срабатывают, т.к. их токи срабатывани  отстроены от двойного номинальногоSecondary currents of current transformers 2 and 3 flow through relay 5 and 7, respectively (secondary load currents of phases A and B), but they do not work, because their operating currents are tuned from double rated

тока (максимального тока в неповрежденной фазе при подпитке электродвигателем внешнего двухфазного КЗ)current (maximum current in the intact phase when the electric motor feeds an external two-phase short circuit)

lcp.5 - Коте 2 1н, 1ср.7 Коте 2 1Нlcp.5 - Kote 2 1N, 1 av. 7 Kote 2 1N

Следовательно, защита в нормальном режиме не срабатывает.Therefore, protection in normal mode does not work.

При пуске, самозапуске и внешнем трехфазном КЗ токи в фазах А, В. С электродвигател  1 равны по величине и сдвинуты на угол 120°. Однако эти токи будут превышать по величине токи подпитки в несколько раз, поэтому реле 5 и 7 сработают и замкнут свои контакты, а реле 6 не сработает . Следовательно, защита не сработает, т.к. ни на одном из входов элемента 9 ИЛИDuring start-up, self-start, and an external three-phase short circuit, the currents in phases A and B. C of electric motor 1 are equal in magnitude and are shifted by an angle of 120 °. However, these currents will exceed the charge currents by several times in magnitude, therefore, relays 5 and 7 will operate and their contacts will be closed, and relay 6 will not work. Therefore, the protection will not work, because none of the inputs of element 9 OR

сигнал не по вл етс . При понижении токов в фазах до значени  2 IH защита ложно не срабатывает, т.к. разомкнутс  контакты 5 и 7, а контакты 6 будут по-прежнему разомкнуты (см, фиг. 2).no signal appears. When the currents in the phases are reduced to a value of 2 IH, the protection does not work falsely, because contacts 5 and 7 are opened, and contacts 6 will still be open (see, Fig. 2).

При внешнем двухфазном КЗ, например между фазами А и В, в реле 6 протекает ток:With an external two-phase short circuit, for example between phases A and B, a current flows in relay 6:

б 12 + Ц з.b 12 + C s.

1б 0, так как (з г + А (по первому закону Кирхгофа), а в реле 5 и 7 будут протекать токи1b 0, since (s z + A (according to the first Kirchhoff law), and currents will flow in relays 5 and 7

Чн, I 14 2 1Н Ch, I 14 2 1H

и защита не срабатывает, (т.к. сработали реле 5 и 7). Аналогично ведет себ  защита при других внешних двухфазхных КЗ.and the protection does not work (because relay 5 and 7 have tripped). The protection is similar in case of other external two-phase faults.

При двухфазном КЗ внутри электродвигател  1, например между фазами А и В, по реле 6 протекает ток:With a two-phase short circuit inside the electric motor 1, for example between phases A and B, a current flows through relay 6:

la- l2 + l3-kla- l2 + l3-k

который больше нб (см. фиг. 3). Защита сработает и отключит электродвигатель 1. Аналогично ведет себ  защита при замыкании фаз В и С.which is larger than the nb (see Fig. 3). The protection will trip and turn off the motor 1. Similarly, protection will occur when the phases B and C are closed.

При замыкании фаз А и С в реле б протекает токWhen the phases A and C are closed, a current flows in relay b

16 12 + з + k16 12 + h + k

который будет равен нулю. Однако, по реле 5 и 7 будут протекать токиwhich will be zero. However, currents will flow through relays 5 and 7

Is ,Is

  1H

(см. фиг. 4). Реле 5 сработает и замкнет свои контакты, на выходе элемента ИЛИ 9 по вл етс  сигнал на отключение электродвигател  1.(see Fig. 4). Relay 5 will operate and close its contacts, at the output of OR element 9 a signal appears to turn off the motor 1.

При трехфазном КЗ внутри электродвигател  1 по реле 6 протекает ток (см. фиг. 5)With a three-phase short circuit inside the electric motor 1, a current flows through relay 6 (see Fig. 5)

б 12+ з- .b 12+ s.

Величина тока и в первый момент КЗ будет примерно равна пусковому току, который будет быстро затухать. Но даже если Ы « О, то по реле б протекает 1в - Па Iй Из I.The magnitude of the current and at the first moment of the short circuit will be approximately equal to the starting current, which will quickly decay. But even if «О 0, then 1c flows through the relay b - Pa I From I.

Следовательно, защита сработает и отключит электродвигатель 1.Consequently, the protection will trip and shut off motor 1.

Таким образом, предлагаемое устройство во всех режимах работы электродвигател  ведет себ  верно. При этом дл  егоThus, the proposed device in all operating modes of the electric motor behaves correctly. Moreover, for his

выполнени  требуетс  меньшее количество трансформаторов токе со стороны кулевых выводов, а это в свою очередь, упрощает конструкцию электродвигател .the implementation requires fewer current transformers on the side of the terminal leads, and this, in turn, simplifies the design of the electric motor.

Формул а изобретени Formulas of the invention

Устройстве дл  токовой защиты электродвигател  от междуфазных коротких замыканий , содержащее первый и второй трансформаторы тока, устанавливаемые соDevice for current protection of an electric motor against phase-to-phase short circuits, comprising first and second current transformers installed with

стороны ввода питани  в фазах А и С соответственно , и третий трансформатор тока, устанавливаемый со стороны нулевых выводов , первое токовое реле с замыкающим контактом, включенное во вторичную цепьpower input side in phases A and C, respectively, and a third current transformer installed on the side of the zero terminals, the first current relay with a make contact, included in the secondary circuit

первого трансформатора тока, второе токовое реле с замыкающим контактом, исполнительный элемент, отличающеес  тем, что, с целью снижени  металлоемкости, дополнительно введены третье токовое реле с замыкающим контактом и элементы И и ИДИ, причем третий трансформатор тока предназначен дл  установки в фазе В. второе токовое реле подключено во вторичную цепь второго трансформатора тока, третьеthe first current transformer, the second current relay with a make contact, an actuator, characterized in that, in order to reduce the metal consumption, a third current relay with a make contact and I and IDI elements are additionally introduced, the third current transformer being designed for installation in phase B. the second the current relay is connected to the secondary circuit of the second current transformer, the third

токовое реле включено на сумму токов трансформаторов тока, замыкающие контакты первого и второго токовых реле подключены к пр мому и первому инверсному входам элемента Я, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, замыкающий контакт третьего токового реле подключен к второму инверсному входу элемента И и второму входу элемента ИЛИ, выход последнего подключен к входу исполнительного элемента.the current relay is switched on for the sum of the current transformer currents, the closing contacts of the first and second current relays are connected to the direct and first inverse inputs of the I element, the output of which is connected to the first input of the OR element, the closing contact of the third current relay is connected to the second inverse input of the And element and the second input element OR, the output of the latter is connected to the input of the Executive element.

Фиг.1Figure 1

55

II

nn

66

Фиг. 2FIG. 2

Фиг. 5FIG. 5

SU914903968A 1991-01-22 1991-01-22 Device for current protection of electric motor from phase-to-phase short-circuits RU1771031C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914903968A RU1771031C (en) 1991-01-22 1991-01-22 Device for current protection of electric motor from phase-to-phase short-circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914903968A RU1771031C (en) 1991-01-22 1991-01-22 Device for current protection of electric motor from phase-to-phase short-circuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1771031C true RU1771031C (en) 1992-10-23

Family

ID=21556430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914903968A RU1771031C (en) 1991-01-22 1991-01-22 Device for current protection of electric motor from phase-to-phase short-circuits

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1771031C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Федосеев A.M. Релейна защита электрических систем, М,: Энерги , 1976, с. 560. Чернобровое И.В. Релейна защита. М,: Энерги , 1974, с. 680. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3944888A (en) Selective tripping of two-pole ground fault interrupter
RU1771031C (en) Device for current protection of electric motor from phase-to-phase short-circuits
US3780348A (en) Self-controlled differential sectionaliser for the protection of low voltage electric power consumers
US4015186A (en) System for limiting torque in a turbine-generator shaft
RU2340062C1 (en) Method of formation and adjustment of transformer and autotransformer differential current protection
JP5137226B2 (en) Circuit breaker
RU2176123C1 (en) Method and device for differential current protection of three-phase transformer
RU2805669C1 (en) Device for protecting three-phase transformer windings from turn failures
SU1377956A2 (en) Arrangement for protecting n three-phase motors in toppling
RU2055435C1 (en) Current protective gear for three-phase electrical installation
RU2159490C1 (en) Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines
US1701379A (en) Protective arrangement
US3794889A (en) Open air gap operation with static overload device
US2361208A (en) Current balance relay system
JPH025615Y2 (en)
RU2171002C1 (en) Method and device for differential protection of three-phase power installation buses
SU1749977A2 (en) Phase-reversal protective gear for three-phase electric motors
RU2055438C1 (en) Phase-failure protective gear for three-phase electrical installation
SU1309149A1 (en) Device for current protection of three-phase electrical installation against short-circuit
SU1246230A1 (en) Device for differential protection of converting installation
JPH04289623A (en) Thyristor switch
SU1457049A1 (en) Device for current protection of transformer/autotransformer against external shorting
SU1363368A1 (en) Arrangement for breakage protection of phases of three-phase motor
SU1359847A1 (en) Device for protecting three-phase electric motor against emergency operating conditions
SU836716A1 (en) Device for protecting bus-bars from short-circuitings