RU2297704C1 - Induction motor turn-to-turn fault protection method - Google Patents

Induction motor turn-to-turn fault protection method Download PDF

Info

Publication number
RU2297704C1
RU2297704C1 RU2005124090/09A RU2005124090A RU2297704C1 RU 2297704 C1 RU2297704 C1 RU 2297704C1 RU 2005124090/09 A RU2005124090/09 A RU 2005124090/09A RU 2005124090 A RU2005124090 A RU 2005124090A RU 2297704 C1 RU2297704 C1 RU 2297704C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
values
current
equivalent
motor
active resistance
Prior art date
Application number
RU2005124090/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Витальевич Булычев (RU)
Александр Витальевич Булычев
Константин Александрович Воеводин (RU)
Константин Александрович Воеводин
ткина Ольга Сергеевна В (RU)
Ольга Сергеевна Вяткина
Евгений Валерь нович Несговоров (RU)
Евгений Валерьянович Несговоров
Original Assignee
Вологодский государственный технический университет (ВоГТУ)
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 Вологодский государственный технический университет (ВоГТУ) filed Critical Вологодский государственный технический университет (ВоГТУ)
Priority to RU2005124090/09A priority Critical patent/RU2297704C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297704C1 publication Critical patent/RU2297704C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

FIELD: protection of induction motor stator winding against turn-to-turn fault.
SUBSTANCE: proposed method includes measurements of instant current and voltage across motor terminals, their conversion into voltages proportional to current and voltage, measurement of motor slip, recording of obtained signals proportional to current and voltage which are used to evaluate initial phase of transient and initial current, calculation of next instant currents at initial values of equivalent active resistance and equivalent inductance of motor, comparison of calculated instant currents with respective recorded values, evaluation of their difference, and variation of equivalent active resistance and equivalent inductance depending on this difference until difference between recorded and calculated values of instant current is brought to minimum, comparison of equivalent active resistance and equivalent inductance obtained in the process at measured slip with admissible values, and generation of OFF-operation signal in case these values exceed admissible ones.
EFFECT: enhanced protective-gear selectivity and speed of response.
3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к релейной защите и предназначено для защиты асинхронного двигателя от витковых замыканий в обмотке статора.The invention relates to relay protection and is intended to protect an induction motor from coil circuits in the stator winding.

Известен способ, применяемый в устройствах защиты двигателей от витковых замыканий, использующий оценку превышения фазными токами статора предельно допустимых значений. На его основе создаются токовые отсечки и максимальные токовые защиты (МТЗ) [1]. Однако такие защиты обладают недостаточной селективностью, чувствительностью и быстродействием, так как значения тока двигателя в нормальном пусковом режиме мало отличаются от тока двигателя при замыкании небольшого числа витков. Поэтому такие защиты позволяют обнаружить замыкания только значительного количества витков обмотки с большой выдержкой времени срабатывания.A known method used in devices for protecting engines from coil circuits using an estimate of the excess of phase permissible stator currents to the maximum permissible values. Based on it, current cutoffs and maximum current protection (MTZ) are created [1]. However, such protections have insufficient selectivity, sensitivity, and speed, since the values of the motor current in the normal starting mode differ little from the motor current when a small number of turns are closed. Therefore, such protections make it possible to detect short circuits of only a significant number of turns of the winding with a long delay of the response time.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному методу является метод, в соответствии с которым определяют полное сопротивление контролируемого электродвигателя по интегральным значениям тока и напряжения и сравнивают это сопротивление с уставкой [2].The closest in technical essence to the proposed method is the method according to which the impedance of the controlled motor is determined by the integrated values of current and voltage and this resistance is compared with the setting [2].

Недостатком известного способа является низкая селективность. Это обусловлено тем, что в переходных режимах трудно определить достоверное значение полного сопротивления контролируемого электродвигателя, так как токи и напряжения имеют несинусоидальную форму и содержат апериодические составляющие. В этих условиях для достоверного определения интегральных значений тока и напряжения требуется длительное наблюдение за процессами, что приводит к снижению быстродействия защиты.The disadvantage of this method is the low selectivity. This is due to the fact that in transient conditions it is difficult to determine the reliable value of the impedance of a controlled electric motor, since currents and voltages have a non-sinusoidal shape and contain aperiodic components. Under these conditions, reliable determination of the integral values of current and voltage requires long-term monitoring of the processes, which leads to a decrease in the speed of protection.

Цель изобретения - повышение селективности и быстродействия способа.The purpose of the invention is to increase the selectivity and speed of the method.

Поставленная цель достигается тем, что измеряют мгновенные значения токов и напряжений на зажимах двигателя, преобразуют их в напряжение, пропорциональное току, и в напряжение, пропорциональное напряжению, осуществляют регистрацию полученных сигналов, кроме того, с помощью датчика скорости осуществляют измерение скольжения двигателя. Определяют мгновенные значения токов, напряжений и фазу возникновения переходного процесса. Вычисляют последующие мгновенные значения тока при исходных значениях эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности электродвигателя. Вычисленные мгновенные значения тока сравнивают с соответствующими зарегистрированными значениями, определяют их разность и, в зависимости от ее величины, изменяют значения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности электродвигателя, причем если полученная разность имеет положительное значение, то значения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности увеличивают, а при отрицательной разности уменьшают. Коррекция параметров происходит до достижения разностью между вычисленными и зарегистрированными значениями тока установленного предельного минимального значения. Полученные параметры, при измеренном значении скольжения, сравнивают с уставками, и если значения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности выходят за пределы допустимых, то формируют сигнал на отключение электродвигателя. Анализ процессов производят на основе Т-образной схемы замещения асинхронного двигателя, представленной на фиг.1. Учитывая реальное соотношение параметров электродвигателей, для целей релейной защиты контролируемый электродвигатель можно представить электрической цепью, состоящей из эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности, изображенной на фиг.2 [3]. При этом ток статора электродвигателя описывается следующим уравнением [4]:This goal is achieved by measuring the instantaneous values of currents and voltages at the terminals of the motor, converting them into a voltage proportional to the current, and into a voltage proportional to the voltage, registering the received signals, in addition, using a speed sensor, measure the slip of the motor. The instantaneous values of currents, voltages and the phase of occurrence of the transient process are determined. Subsequent instantaneous current values are calculated at the initial values of the equivalent active resistance and the equivalent inductance of the electric motor. The calculated instantaneous current values are compared with the corresponding recorded values, their difference is determined and, depending on its value, the values of the equivalent active resistance and the equivalent inductance of the electric motor are changed, and if the obtained difference has a positive value, the values of the equivalent active resistance and equivalent inductance are increased, and with a negative difference is reduced. Correction of the parameters occurs until the difference between the calculated and registered current values reaches the set minimum limit value. The obtained parameters, with the measured value of the slip, are compared with the settings, and if the values of the equivalent active resistance and equivalent inductance are outside the acceptable range, then they form a signal to turn off the electric motor. The analysis of the processes is carried out on the basis of a T-shaped equivalent circuit of an induction motor, shown in figure 1. Given the real ratio of the parameters of the electric motors, for the purpose of relay protection, a controlled electric motor can be represented by an electric circuit consisting of an equivalent active resistance and an equivalent inductance, shown in figure 2 [3]. In this case, the stator current of the electric motor is described by the following equation [4]:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Im - амплитудное значение тока;where I m is the amplitude value of the current;

Figure 00000003
- фазовый сдвиг;
Figure 00000003
- phase shift;

i(0) - начальное значение тока в момент возникновения виткового замыкания;i (0) is the initial value of the current at the time of the occurrence of a circuit;

R - эквивалентное активное сопротивление асинхронного двигателя;R is the equivalent active resistance of an induction motor;

L - эквивалентная индуктивность асинхронного двигателя;L is the equivalent inductance of the induction motor;

t - текущее время переходного процесса.t is the current transient time.

Такой метод расчета позволяет оперировать мгновенными значениями токов и напряжений, то есть производить более точный анализ переходных процессов, а дополнительное измерение скольжения двигателя - отличать нормальные переходные режимы от аварийных.This calculation method allows you to operate with instantaneous values of currents and voltages, that is, to make a more accurate analysis of transient processes, and an additional measurement of motor slip - to distinguish normal transient from emergency.

На фиг.1 и фиг.2 приведены соответственно Т-образная и эквивалентная схемы замещения асинхронного электродвигателя. Обозначениям на схемах соответствуют следующие величины, приведенные к обмотке статора:Figure 1 and figure 2 shows, respectively, a T-shaped and equivalent circuit equivalent circuit of an induction motor. The designations on the diagrams correspond to the following values, given to the stator winding:

R1, L1 - активное сопротивление и индуктивность обмотки статора;R 1 , L 1 - active resistance and inductance of the stator winding;

R2, L2 - активное сопротивление и индуктивность обмотки ротора;R 2 , L 2 - active resistance and inductance of the rotor winding;

Rm, Lm - активное сопротивление и индуктивность цепи намагничивания;R m , L m - active resistance and inductance of the magnetization circuit;

s - скольжение асинхронного двигателя;s - slip induction motor;

RЭК, LЭК - эквивалентное активное сопротивление и эквивалентная индуктивность двигателя.R EC , L EC - equivalent active resistance and equivalent motor inductance.

На фиг.3 приведена функциональная схема устройства, реализующего предложенный метод.Figure 3 shows a functional diagram of a device that implements the proposed method.

На фиг.4 изображена схема расположения выводов в обмотке электродвигателя для моделирования витковых замыканий.Figure 4 shows the location of the terminals in the motor winding for simulation of turns.

На фиг.5 изображена осциллограмма тока при витковом замыкании под нагрузкой (26 витков при общем числе витков катушки 216) асинхронного двигателя серии АИР. Линией более темного цвета на осциллограмме показан расчетный ток.Figure 5 shows the waveform of the current when the coil circuit under load (26 turns with a total number of turns of the coil 216) induction motor series AIR. The darker line in the waveform shows the calculated current.

На фиг.6 изображена в относительных единицах кривая изменения индуктивности от числа замкнувшихся витков при витковых замыканиях в асинхронном двигателе. Эта зависимость получена экспериментальным путем для двигателей серии АИР и 4А.Figure 6 shows in relative units the curve of the change in inductance versus the number of closed turns when the turns are closed in an induction motor. This dependence was obtained experimentally for engines of the AIR and 4A series.

На фиг.7 изображена кривая намагничивания в относительных единицах для двигателя серии АИР.Figure 7 shows the magnetization curve in relative units for the engine series AIR.

На фиг.8 изображена зависимость индуктивности двигателя от тока, построенная с использованием кривой намагничивания.On Fig depicts the dependence of the inductance of the motor on the current, constructed using a magnetization curve.

Предложенный метод реализован следующим образом.The proposed method is implemented as follows.

Создано устройство защиты, функциональная схема которого приведена на фиг.3. Устройство испытано на электродвигателе серии АИР мощностью 3 кВт. При испытании защитного устройства реализованы различные режимы работы электродвигателя. Проведена проверка работы защиты в нормальных режимах: при пуске, на холостом ходу и под нагрузкой. Для моделирования витковых замыканий в обмотке одной из фаз электродвигателя выполнено 6 отводов. На одну пару полюсов в каждой фазе двигателя приходится одна секция, состоящая из трех катушек с 36 витками.Created a protection device, a functional diagram of which is shown in figure 3. The device has been tested on a 3 kW electric motor of the AIR series. When testing a protective device, various modes of operation of the electric motor are implemented. The protection operation was checked in normal conditions: at start-up, at idle and under load. For the simulation of coil faults in the winding of one of the phases of the electric motor, 6 taps were made. For one pair of poles in each phase of the motor, there is one section consisting of three coils with 36 turns.

Координаты отпаек:Solder coordinates:

K1 - 26 виток первой катушки;K 1 - 26 turns of the first coil;

К2 - 36 виток (конец первой катушки);To 2 - 36 turns (end of the first coil);

К3 - 72 виток (конец второй катушки);To 3 - 72 turns (end of the second coil);

К4 - 108 виток (конец третьей катушки);To 4 - 108 turns (end of the third coil);

К5 - 144 виток (конец четвертой катушки);To 5 - 144 turns (end of the fourth coil);

К6 - 180 виток (конец пятой катушки).To 6 - 180 turns (the end of the fifth coil).

Схема расположения выводов в обмотке электродвигателя для моделирования витковых замыканий представлена на фиг.4. Витковые замыкания моделировались с помощью замыкания отпаек на начало обмотки. Испытания проводились при номинальном фазном напряжении 220 В.The layout of the findings in the motor winding for simulation of coil faults is presented in figure 4. Circuit closures were modeled using closures of the tap to the beginning of the winding. The tests were carried out at a nominal phase voltage of 220 V.

Устройство защиты содержит блок 1 преобразователя тока в напряжение, блок 2 преобразователя напряжения в напряжение, блок 3 регистрации тока и блок 4 регистрации напряжения, блок 5 определения фазы возмущения, блок 6 вычисления мгновенных значений тока, таймер 7, блок 8 сравнения тока, блок 9 задания минимальной разности токов, блок 10 определения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности, блок 11 сравнения параметров, блок 12 задания уставок, датчик 13 скорости вращения вала двигателя, асинхронный электродвигатель 14.The protection device comprises a current to voltage converter unit 1, a voltage to voltage converter unit 2, a current registration unit 3 and a voltage registration unit 4, a disturbance phase determination unit 5, an instantaneous current value calculation unit 6, a timer 7, a current comparison unit 8, unit 9 setting the minimum current difference, unit 10 for determining the equivalent active resistance and equivalent inductance, unit 11 for comparing parameters, unit 12 for setting the settings, sensor 13 for the rotation speed of the motor shaft, asynchronous motor 14.

Выход блока 1 соединен с входом блока 3, выход блока 2 соединен с входом блока 4. Выход блока 3 соединен с первым входом блока 5, первым входом блока 6 и первым входом блока 8, выход блока 4 соединен со вторым входом блока 5. Выход блока 5 соединен со вторым входом блока 6. Выход блока 6 соединен со вторым входом блока 8. Выходы блока 7 соединены со вторыми входами блоков 3 и 4, а также с третьими входами блоков 5 и 6. Выход блока 8 соединен с входом блока 10. Выход блока 9 соединен с третьим входом блока 8. Первый и второй выходы блока 10 соединены с четвертым и пятым входами блока 6, а третий выход блока 10 соединен с первым входом блока 11. Второй и третий входы блока 11 соединены с выходами блоков 12 и 13, соответственно. Выход блока 11 соединен с входом блока 14.The output of block 1 is connected to the input of block 3, the output of block 2 is connected to the input of block 4. The output of block 3 is connected to the first input of block 5, the first input of block 6 and the first input of block 8, the output of block 4 is connected to the second input of block 5. The output of the block 5 is connected to the second input of block 6. The output of block 6 is connected to the second input of block 8. The outputs of block 7 are connected to the second inputs of blocks 3 and 4, as well as to the third inputs of blocks 5 and 6. The output of block 8 is connected to the input of block 10. The output block 9 is connected to the third input of block 8. The first and second outputs of block 10 are connected to the fourth and fifth th input unit 6, and the third output of block 10 is connected to the first input unit 11. The second and third inputs of block 11 are connected to the outputs of blocks 12 and 13, respectively. The output of block 11 is connected to the input of block 14.

Устройство работает следующим образом. На входы преобразователя 1 ток-напряжение и преобразователя 2 напряжение-напряжение подаются соответственно ток и напряжение защищаемого объекта. Сигналы с выходов преобразователей регистрируются регистратором тока 3 и регистратором напряжения 4. Сигналы с регистраторов поступают на блок 5 определения фазы возмущения. Выходной сигнал с блока 5 определения фазы возмущения подается на вход блока 6 вычисления мгновенных значений тока, на второй вход которого подается сигнал с регистратора тока 3, задающий начальный ток при возникновении переходного процесса. Кроме того, на входы регистраторов 3 и 4 подается сигнал с таймера 7 для регистрации мгновенных значений тока и напряжения в одни и те же моменты времени. Сигнал с таймера 7, ведущего отсчет текущего времени, подается также на вход блока 5 определения фазы возмущения и на вход блока 6 вычисления мгновенных значений тока. Выходной сигнал с блока 6 вычисления мгновенных значений тока поступает на блок 8 сравнения токов, на второй вход которого поступает измеренный ток с регистратора тока 3, а на третий вход подается сигнал с блока 9 задания минимальной разности токов. С помощью блока 8 осуществляется определение разности между вычисленными мгновенными значениями тока и соответствующими зарегистрированными значениями и сравнение их с минимально допустимой разностью токов. С выхода блока 8 сравнения сигнал подается на блок 10 определения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности. Выходные сигналы блока 10 поступают на блок 6 вычисления мгновенных значений токов, где осуществляется при необходимости повторный расчет мгновенных значений токов, а также на блок 11 сравнения параметров. В блоке 11 сравнения параметров осуществляется сравнение полученных значений эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности с заданными значениями, которые поступают на вход блока 11 сравнения с блока 12 задания уставок. Кроме того, на третий вход блока сравнения подается скольжение двигателя, определяемое с помощью датчика скорости 13. В результате формируется выходной сигнал на отключение асинхронного двигателя.The device operates as follows. The inputs of the current-voltage converter 1 and voltage-voltage converter 2 are supplied with the current and voltage of the protected object, respectively. The signals from the outputs of the converters are recorded by the current recorder 3 and the voltage recorder 4. The signals from the registrars are fed to the disturbance phase determination unit 5. The output signal from the perturbation phase determination unit 5 is fed to the input of the instantaneous current value calculation unit 6, the second input of which contains a signal from the current recorder 3, which sets the initial current when a transient occurs. In addition, a signal from timer 7 is applied to the inputs of recorders 3 and 4 to register instantaneous values of current and voltage at the same time instants. The signal from the timer 7, which counts the current time, is also fed to the input of the disturbance phase determination unit 5 and to the input of the instantaneous current value calculation unit 6. The output signal from unit 6 for calculating the instantaneous current values is supplied to unit 8 for comparing currents, to the second input of which the measured current is supplied from current recorder 3, and to the third input, a signal from unit 9 for setting the minimum current difference is supplied. Using block 8, the difference between the calculated instantaneous current values and the corresponding recorded values is determined and compared with the minimum allowable current difference. From the output of the comparison unit 8, the signal is supplied to the equivalent active resistance and equivalent inductance determination unit 10. The output signals of block 10 are sent to block 6 for calculating the instantaneous values of currents, where, if necessary, re-calculation of instantaneous values of currents is carried out, as well as to block 11 for comparing parameters. In the unit 11 for comparing the parameters, the obtained values of the equivalent active resistance and equivalent inductance are compared with the set values that are received at the input of the comparison unit 11 from the setting unit 12. In addition, the motor slip detected by the speed sensor 13 is supplied to the third input of the comparison unit. As a result, an output signal is generated to turn off the induction motor.

Для каждого режима с помощью описанного метода построены кривые расчетных токов и определены эквивалентные активное сопротивление и индуктивность. Одна из таких кривых тока при витковом замыкании 26 витков изображена на фиг.5. Для режимов пуска, холостого хода и нагрузочного режима значения полученных параметров подтверждаются с помощью расчетов на основе Т-образной схемы замещения.For each mode, using the described method, the curves of the calculated currents are built and the equivalent active resistance and inductance are determined. One of these current curves with a turn circuit of 26 turns is shown in Fig.5. For start, idle and load modes, the values of the obtained parameters are confirmed using calculations based on the T-shaped equivalent circuit.

Например, для режима нормального пуска с помощью описанного метода получены параметры R=4 Ом, L=0,02 Гн. Те же самые параметры рассчитаны по Т-образной схеме замещения, в которой скольжение двигателя принято равным единице, а ветвь намагничивания не учитывается. В результате получены следующие параметры R=4,23 Ом, L=0,02 Гн.For example, for the normal start-up mode, using the described method, the parameters R = 4 Ohm, L = 0.02 GN were obtained. The same parameters are calculated using a T-shaped equivalent circuit in which the slip of the motor is assumed to be unity, and the magnetization branch is not taken into account. As a result, the following parameters were obtained R = 4.23 Ohm, L = 0.02 GN.

Для режима холостого хода получены параметры R=9,7 Ом, L=0,2 Гн, а по Т-образной схеме расчетным путем получены близкие значения:For the idle mode, the parameters R = 9.7 Ohm, L = 0.2 H were obtained, and by the T-shaped scheme, close values were obtained by calculation:

R=9,667 Ом, L=0,182 Гн.R = 9.667 Ohm, L = 0.182 GN.

Как видно, разброс параметров, полученных устройством по реальным кривым тока и полученных расчетным путем по Т-образной схеме, не превышает 10%. Реально достижимая точность вполне достаточна для целей релейной защиты.As can be seen, the scatter of the parameters obtained by the device according to the real current curves and obtained by calculation by the T-shaped circuit does not exceed 10%. Really achievable accuracy is sufficient for relay protection purposes.

В результате исследований витковых замыканий на холостом ходу для двигателя серии АИР получены следующие эквивалентные активные сопротивления и эквивалентные индуктивности:As a result of studies of idle turn circuits for the engine of the AIR series, the following equivalent active resistances and equivalent inductances were obtained:

замыкание первой отпайки на начало: R=16 Ом, L=0,1 Гн,the closure of the first tap to the beginning: R = 16 Ohms, L = 0.1 H,

второй отпайки на начало: R=14 Ом, L=0,08 Гн,second tap to the beginning: R = 14 Ohms, L = 0.08 H,

третьей отпайки на начало: R=13 Ом, L=0,018 Гн,the third tap to the beginning: R = 13 Ohms, L = 0.018 H,

четвертой отпайки на начало: R=6 Ом, L=0,008 Гн,fourth tap to the beginning: R = 6 Ohm, L = 0.008 H,

пятой отпайки на начало: R=6 Ом, L=0,0075 Гн,fifth tap to the beginning: R = 6 Ohms, L = 0.0075 H,

шестой отпайки на начало: R=4 Ом, L=0,005 Гн.the sixth tap to the beginning: R = 4 Ohms, L = 0.005 GN.

Кривая изменения индуктивности в относительных единицах изображена на фиг.6. Аналитически кривая изменения индуктивности электродвигателя от числа замкнувшихся витков может быть построена на основе следующих рассуждений.The curve of the inductance in relative units is shown in Fig.6. Analytically, the curve of the change in the inductance of the electric motor from the number of closed turns can be constructed on the basis of the following considerations.

Если под потокосцеплением контура (ψ) понимать полный магнитный поток, сцепляющийся с этим контуром и обусловленный током в нем, то эквивалентную индуктивность можно выразить следующим образом [5]:If by the flux linkage of the circuit (ψ) we mean the total magnetic flux that is coupled to this circuit and caused by the current in it, then the equivalent inductance can be expressed as follows [5]:

Figure 00000004
Figure 00000004

где ψ - потокосцепление, отн.ед.;where ψ is flux linkage, rel.

i - ток, отн.ед.i - current, rel.

Таким образом, с учетом указанного выражения, разделив потокосцепление в кривой намагничивания, изображенной на фиг.7, на ток, будем иметь зависимость индуктивности от тока, представленную на фиг.8.Thus, taking into account the indicated expression, dividing the flux linkage in the magnetization curve depicted in Fig. 7 by current, we will have the inductance versus current shown in Fig. 8.

Отсюда следует, что при увеличении числа замкнувшихся витков ток в поврежденной фазе увеличивается, а индуктивность уменьшается.It follows that with an increase in the number of closed turns, the current in the damaged phase increases, and the inductance decreases.

Кроме того, следует отметить, что метод обеспечивает высокую чувствительность защиты при малом количестве замкнувшихся витков.In addition, it should be noted that the method provides a high sensitivity of protection with a small number of closed turns.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет разработать на его основе ряд устройств для защиты асинхронных двигателей от внутренних и в том числе витковых замыканий, обеспечивающих высокую селективность, быстродействие и возможность выявления витковых замыканий при малом числе замкнувшихся витков.Thus, the use of the proposed method allows to develop on its basis a number of devices for protecting induction motors from internal and including turn faults, providing high selectivity, speed and the possibility of detecting turn faults with a small number of closed turns.

Использование предлагаемого способа защиты асинхронных двигателей от витковых замыканий обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.Using the proposed method for protecting induction motors from coil circuits provides the following advantages compared to existing methods.

Во-первых, повышение селективности действия в условиях переходных режимов. В отличие от прототипа осуществляется контроль параметров эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности электрической цепи, которые могут использоваться при строгом анализе электрических цепей в переходных режимах.Firstly, an increase in the selectivity of action in transitional conditions. In contrast to the prototype, the parameters of the equivalent active resistance and the equivalent inductance of the electrical circuit are monitored, which can be used in the strict analysis of electrical circuits in transient conditions.

Во-вторых, контроль скольжения двигателя позволяет отделить витковые замыкания от режимов нормального пуска и снизить вероятность ложных отключений.Secondly, the slip control of the engine allows you to separate the circuit faults from the normal start-up modes and reduce the likelihood of false trips.

Источники информацииInformation sources

1. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. М., «Энергия», 1970, с.493.1. Fedoseev A.M. Relay protection of electrical systems. M., "Energy", 1970, p. 493.

2. Авторское свидетельство №473124, кл. G01R 27/16, 1973.2. Copyright certificate No. 473124, cl. G01R 27/16, 1973.

3. Вольдек А.И. Электрические машины. Л., «Энергия», 1974, с.840, ил.3. Voldek A.I. Electric cars. L., "Energy", 1974, p. 840, ill.

4. Атабеков Г.И. Основы теории цепей. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1969, с.424, ил.4. Atabekov G.I. Fundamentals of circuit theory. Textbook for high schools. M., "Energy", 1969, p. 424, ill.

5. Карантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1986, с.488, ил.5. Karantarov P.L., Zeitlin L.A. Inductance Calculation: A Reference Book. L .: Energoatomizdat. Leningrad branch, 1986, p. 488, ill.

Claims (3)

1. Способ защиты асинхронного двигателя от витковых замыканий, при котором измеряют мгновенные значения токов и напряжений на зажимах двигателя, преобразуют их в напряжение, пропорциональное току, и в напряжение, пропорциональное напряжению, соответственно, отличающийся тем, что измеряют скольжение двигателя, регистрируют полученные пропорциональные току и напряжению сигналы, по ним определяют начальную фазу возникновения переходного процесса и начальное значение тока, вычисляют последующие мгновенные значения тока при исходных значениях эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности электродвигателя, вычисленные мгновенные значения тока сравнивают с соответствующими зарегистрированными значениями, определяют их разность и в зависимости от ее величины изменяют значения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности электродвигателя до достижения разностью между зарегистрированными и вычисленными значениями тока минимального значения, полученные при этом значения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности электродвигателя при измеренном значении скольжения сравнивают с допустимыми значениями и, если они выходят за пределы допустимых значений, формируют сигнал на отключение электродвигателя.1. A method of protecting an induction motor from coil circuits, in which the instantaneous values of currents and voltages at the terminals of the motor are measured, they are converted into a voltage proportional to the current, and into a voltage proportional to the voltage, respectively, characterized in that the slip of the motor is measured, the obtained proportional signals and current and voltage, they determine the initial phase of the transition process and the initial current value, calculate the subsequent instantaneous current values at the initial values According to the values of equivalent active resistance and equivalent inductance of the electric motor, the calculated instantaneous current values are compared with the corresponding recorded values, their difference is determined and, depending on its magnitude, the values of the equivalent active resistance and equivalent electric inductance of the motor are changed until the difference between the registered and calculated current values of the minimum value obtained the values of the equivalent active resistance and equi alentnoy inductor motor at the measured slip value is compared with the permitted values and, if they are beyond the permissible values form a signal for interrupting the motor. 2. Способ защиты асинхронного двигателя от витковых замыканий по п.1, отличающийся тем, что при получении положительной разности между вычисленными значениями тока и зарегистрированными увеличивают значения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности, а при отрицательной разности значения эквивалентного сопротивления и эквивалентной индуктивности уменьшают.2. The method of protecting an induction motor from coil circuits according to claim 1, characterized in that when receiving a positive difference between the calculated current values and the registered ones, the values of the equivalent active resistance and equivalent inductance are increased, and if the difference is negative, the values of equivalent resistance and equivalent inductance are reduced. 3. Способ защиты асинхронного двигателя от витковых замыканий по п.1, отличающийся тем, что предельно допустимые значения эквивалентного активного сопротивления и эквивалентной индуктивности задают для каждого значения скольжения.3. The method of protecting an induction motor from coil circuits according to claim 1, characterized in that the maximum permissible values of the equivalent active resistance and equivalent inductance are set for each slip value.
RU2005124090/09A 2005-07-28 2005-07-28 Induction motor turn-to-turn fault protection method RU2297704C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124090/09A RU2297704C1 (en) 2005-07-28 2005-07-28 Induction motor turn-to-turn fault protection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005124090/09A RU2297704C1 (en) 2005-07-28 2005-07-28 Induction motor turn-to-turn fault protection method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2297704C1 true RU2297704C1 (en) 2007-04-20

Family

ID=38036972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005124090/09A RU2297704C1 (en) 2005-07-28 2005-07-28 Induction motor turn-to-turn fault protection method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297704C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687987C2 (en) * 2016-05-11 2019-05-17 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Method of early detection of interturn circuit in the winding of a working electric machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687987C2 (en) * 2016-05-11 2019-05-17 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" Method of early detection of interturn circuit in the winding of a working electric machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9823275B2 (en) Electrical signal measurement
Irhoumah et al. Detection of the stator winding inter-turn faults in asynchronous and synchronous machines through the correlation between harmonics of the voltage of two magnetic flux sensors
Oliveira et al. Extended Park's vector approach-based differential protection of three-phase power transformers
EP2743713B1 (en) Estimation of resistance in electrical machines
JPWO2010100998A1 (en) Insulation deterioration detector
CN107832488B (en) Parameter extraction method and device for equivalent model of saturable reactor
B. Kliman, WJ Premerlani, RA Koegl, D. Hoeweler Sensitive, on-line turn-to-turn fault detection in AC motors
Zhao et al. Detection of stator interturn short-circuit faults in inverter-fed induction motors by online common-mode impedance monitoring
Bhowmick et al. Online detection of an interturn winding fault in single-phase distribution transformers using a terminal measurement-based modeling technique
Sottile et al. Experimental investigation of on-line methods for incipient fault detection [in induction motors]
US11757282B2 (en) Method and device for controlling at least one circuit breaker of a power system
EP2681572B1 (en) Method for adaptation of ground fault detection
RU2297704C1 (en) Induction motor turn-to-turn fault protection method
Freiburg et al. Capacitive voltage transformers-electrical performance and effective diagnostic measures
CN102859372A (en) Method and arrangement for determining impedance values
Soliman et al. A robust differential protection technique for single core delta-hexagonal phase-shifting transformers
CN207398818U (en) No-load transformer phased switch system
Platero et al. Testing of non-toroidal shape primary pass-through current transformer for electrical machine monitoring and protection
RU2704394C1 (en) Method for remote determination of the phase-to-ground closure point
Venikar et al. Transformer incipient inter-turn fault detection based on no-load current harmonic analysis
JP5272678B2 (en) Overexcitation detection device
RU2714532C1 (en) Differential method of detecting coil short circuits in a three-phase transformer
JP2022515632A (en) Methods and equipment for monitoring the operation of switching equipment for controlled switching applications.
Zocholl Integrated metering and protective relay systems
RU2759886C1 (en) Method for determining changes in the levels of distributed leakage currents through the insulation of the winding of an electric machine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070729