RU2400004C1 - Device for protection of three-phase electric motor against open-phase mode - Google Patents

Device for protection of three-phase electric motor against open-phase mode Download PDF

Info

Publication number
RU2400004C1
RU2400004C1 RU2009113217/09A RU2009113217A RU2400004C1 RU 2400004 C1 RU2400004 C1 RU 2400004C1 RU 2009113217/09 A RU2009113217/09 A RU 2009113217/09A RU 2009113217 A RU2009113217 A RU 2009113217A RU 2400004 C1 RU2400004 C1 RU 2400004C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
negative sequence
capacitor
phase
voltage
Prior art date
Application number
RU2009113217/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Гетманенко (RU)
Владимир Михайлович Гетманенко
Михаил Александрович Иваница (RU)
Михаил Александрович Иваница
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА)
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 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА)
Priority to RU2009113217/09A priority Critical patent/RU2400004C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2400004C1 publication Critical patent/RU2400004C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: device comprises filter of negative sequence voltage, containing resistors, the first and second capacitors, two current reed relays, two current transformers and components included into responder - rectifying bridge, the third and fourth capacitors, additional resistor and threshold element, besides primary windings of current transformers are connected into two phase wires, to secondary windings there are windings of current reed relays connected, closing contacts of which are connected in parallel to resistors of negative sequence voltage filter, to output of which rectifying bridge is connected, to bridge output the following components are connected in parallel - the third capacitor, additional resistor, and via threshold element shunted with the fourth capacitor, actuating element, contact of which is shunted in circuit of magnetic starter coil, besides in phases of supply line there are three transformers installed, which convert current into voltage, and are connected to inlets of negative sequence voltage filter, accordingly.
EFFECT: improved reliability of device operation as a result of actuation in case of supply grid phase rupture downstream area of negative sequence voltage filter connection.
3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к защите электродвигателей от несимметрии питающих напряжений, а также от увеличения тока в фазах при перегрузках, может быть использовано при защите генераторов транспортных средств и линий электропередач.The invention relates to electrical engineering, and more specifically to the protection of electric motors from asymmetries of supply voltage, as well as from an increase in current in phases during overloads, can be used to protect vehicle generators and power lines.

Известно устройство для защиты электродвигателя, содержащее фильтр напряжения обратной последовательности, к входам которого подключены три резистора, один из которых термозависимый и имеет непосредственную связь с обмоткой электродвигателя, причем вторые выводы резисторов соединены с местами соединения двух катушек, из которых состоит каждая фазная обмотка электродвигателя [1].A device for protecting an electric motor is known, which contains a negative sequence voltage filter, three resistors are connected to its inputs, one of which is temperature-dependent and has a direct connection with the motor winding, and the second resistor leads are connected to the junction of two coils of which each phase motor winding consists [ one].

Недостатком этого устройства является сложность монтажа из-за необходимости соединения обмоток электродвигателя с фильтром напряжения обратной последовательности.The disadvantage of this device is the complexity of installation due to the need to connect the motor windings with a voltage filter of the negative sequence.

Наиболее близким к изображению по технической сущности является устройство защиты потребителей электрической энергии, содержащее фильтр напряжения обратной последовательности, состоящий из резисторов, первого и второго конденсаторов, двух токовых герконовых реле, двух трансформаторов тока и входящих в состав реагирующего элемента выпрямительного моста, третьего и четвертого конденсатора, дополнительного резистора и порогового элемента, причем первичные обмотки трансформаторов тока включены в два фазных провода, к вторичным обмоткам подключены обмотки токовых герконовых реле, замыкающие контакты которых включены параллельно резисторам фильтра напряжения обратной последовательности, к выходу которого подключен выпрямительный мост, к выходу моста параллельно подключены третий конденсатор, дополнительный резистор и через пороговый элемент, зашунтированный четвертым конденсатором, исполнительный элемент [2].Closest to the image in technical essence is a device for protecting consumers of electric energy, which contains a negative sequence voltage filter consisting of resistors, first and second capacitors, two current reed relays, two current transformers and a rectifier bridge, a third and fourth capacitor, which are part of the reacting element , an additional resistor and a threshold element, and the primary windings of the current transformers are included in two phase wires, to the secondary windings The windings of the current reed relays are connected, the closing contacts of which are connected in parallel to the resistors of the negative sequence voltage filter, to the output of which a rectifier bridge is connected, the third capacitor, an additional resistor and an actuating element through a threshold element shunted by the fourth capacitor are connected in parallel [2].

Недостатком известной схемы является невозможность срабатывания устройства при обрыве фазы питающей сети за местом подключения фильтра напряжения обратной последовательности.A disadvantage of the known circuit is the inability to operate the device when the phase of the supply network is disconnected behind the connection point of the reverse sequence voltage filter.

Задача изобретения - повышение надежности работы устройства за счет срабатывания при обрыве фазы питающей сети за местом подключения фильтра напряжения обратной последовательности.The objective of the invention is to increase the reliability of the device due to the operation when the phase failure of the supply network after the connection of the voltage filter of the negative sequence.

Поставленная задача достигается тем, что данное устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима, содержащее фильтр напряжения обратной последовательности, состоящий из резисторов, первого и второго конденсаторов, двух токовых герконовых реле, двух трансформаторов тока и входящих в состав реагирующего элемента выпрямительного моста, третьего и четвертого конденсатора, дополнительного резистора и порогового элемента, причем первичные обмотки трансформаторов тока включены в два фазных провода, к вторичным обмоткам подключены обмотки токовых герконовых реле, замыкающие контакты которых включены параллельно резисторам фильтра напряжения обратной последовательности, к выходу которого подключен выпрямительный мост, к выходу моста параллельно подключены третий конденсатор, дополнительный резистор и через пороговый элемент, зашунтированный четвертым конденсатором, исполнительный элемент, контакт которого включен в цепи катушки магнитного пускателя, в фазах питающей линии установлены три трансформатора, преобразующие ток в напряжение, обмотки которых соединены в звезду и подключены к входу фильтра напряжения обратной последовательности.This object is achieved in that this device for protecting a three-phase electric motor from an out-of-phase mode, comprising a negative sequence voltage filter, consisting of resistors, first and second capacitors, two current reed relays, two current transformers and a rectifier bridge, third and the fourth capacitor, an additional resistor and a threshold element, and the primary windings of the current transformers are included in two phase wires, to the secondary windings are connected to the windings of current reed relays, the closing contacts of which are connected in parallel to the resistors of the reverse sequence voltage filter, to the output of which a rectifier bridge is connected, a third capacitor, an additional resistor are connected in parallel to the bridge output, and an actuator whose contact is switched on through a threshold element shunted by the fourth capacitor in the phases of the coil of the magnetic starter, in the phases of the supply line there are three transformers that convert the current to voltage, o coils are connected in star and are connected to the input of loop filter voltage sequence.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима; на фиг.2 - векторная диаграмма в нормальном режиме работы электродвигателя; на фиг.3 - векторная диаграмма в аварийном режиме работы электродвигателя.Figure 1 presents a diagram of the proposed device for protecting a three-phase electric motor from an in-phase mode; figure 2 is a vector diagram in the normal mode of operation of the electric motor; figure 3 is a vector diagram in emergency operation of the electric motor.

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя 7 от неполнофазного режима (фиг.1) содержит фильтр напряжения обратной последовательности 1, имеющий два плеча, в одном из которых последовательно включены конденсатор 2 и резистор 3, а в другом последовательно соединены конденсатор 4 и резисторы 5 и 6. В одной фазе электродвигателя 7 установлен трансформатор тока 8, к вторичной обмотке которого подключена обмотка реле с герконом 9, контакты которого шунтируют резистор 5. В другой фазе электродвигателя 7 установлен трансформатор тока 10, к вторичной обмотке которого подключена обмотка второго реле с герконом 11, контакты которого шунтируют резистор 6. К выходам фильтра напряжения обратной последовательности 1 подключен реагирующий элемент 12, содержащий выпрямительный диодный мост 13, к которому подключены конденсатор 14, резистор 15 и через пороговый элемент 16, зашунтированный конденсатором 17, исполнительный элемент - выходное реле 18, контакты которого 24 воздействуют на катушку пускателя 23, силовые контакты 19 которого подключают электродвигатель 7. К входам фильтра напряжения обратной последовательности 1 подключены трансформаторы 20, 21 и 22, преобразующие ток в напряжение, обмотки которых соединены в звезду.A device for protecting a three-phase motor 7 from an out-of-phase mode (Fig. 1) contains a negative sequence voltage filter 1 having two arms, in one of which a capacitor 2 and a resistor 3 are connected in series, and in the other, a capacitor 4 and resistors 5 and 6 are connected in series. In one phase of the electric motor 7, a current transformer 8 is installed, to the secondary winding of which a relay coil with a reed switch 9 is connected, the contacts of which shunt the resistor 5. In another phase of the electric motor 7, a current transformer 10 is installed, to the second the main winding of which is connected to the winding of the second relay with a reed switch 11, the contacts of which shunt the resistor 6. To the outputs of the voltage filter of the negative sequence 1, a reactive element 12 is connected containing a rectifier diode bridge 13, to which a capacitor 14, a resistor 15 and through a threshold element 16 are connected, shunted capacitor 17, the actuator is an output relay 18, the contacts of which 24 act on the coil of the starter 23, the power contacts 19 of which connect the electric motor 7. To the inputs of the voltage filter hydrochloric sequence 1 connected transformers 20, 21 and 22 that convert current into voltage, which windings are connected in star.

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима работает следующим образом.A device for protecting a three-phase motor from an in-phase mode operates as follows.

После включения силовых контактов пускателя 19 по силовым цепям электродвигателя 7 протекает симметричный номинальный трехфазный ток. При этом вторичный ток трансформатора 8 и 10 тока не достаточен для замыкания контактов токовых реле с герконами 9 и 11. Поскольку к фильтру напряжения обратной последовательности 1 подводится симметричное напряжение от трансформаторов 20, 21, 22, преобразующих ток в напряжение, то на его выходе появляется очень малое напряжение небаланса, обусловленное разбросом параметров деталей фильтра (потенциалы точек m и n на топографической диаграмме фиг.2 совпадают). В реагирующем элементе 12 конденсатор 14 через диодный мост 13 заряжается до напряжения небаланса. Это напряжение недостаточно для открытия порогового элемента 16, и исполнительный элемент - выходное реле 18 не срабатывает.After the power contacts of the starter 19 are turned on, a symmetrical nominal three-phase current flows through the power circuits of the electric motor 7. In this case, the secondary current of the current transformer 8 and 10 is not sufficient to close the contacts of the current relays with the reed switches 9 and 11. Since the symmetric voltage from the transformers 20, 21, 22, which convert the current to voltage, is supplied to the voltage filter of the negative sequence 1, then its output appears a very small unbalance voltage due to the spread in the parameters of the filter parts (the potentials of points m and n on the topographic diagram of FIG. 2 coincide). In the reacting element 12, the capacitor 14 is charged through the diode bridge 13 to an unbalance voltage. This voltage is not enough to open the threshold element 16, and the actuator - the output relay 18 does not work.

Кратковременная несимметрия питающего напряжения приводит к несимметрии фазных токов и к увеличению напряжения на выходе диодного моста 13, но зарядка конденсатора 14 происходит с выдержкой времени, поэтому пороговый элемент 16 не успевает открыться, выходное реле 18 не срабатывает. После восстановления питающего напряжения конденсатор 14 разряжается на резистор 15.Short-term asymmetry of the supply voltage leads to an asymmetry of phase currents and to an increase in voltage at the output of the diode bridge 13, but the capacitor 14 is charged with a time delay, so the threshold element 16 does not have time to open, the output relay 18 does not work. After restoration of the supply voltage, the capacitor 14 is discharged to the resistor 15.

В том случае, когда в силовой сети возникают высокочастотные колебания, конденсатор 14 не может их отфильтровать, что может вызвать ложное открытие порогового элемента 16 и срабатывание выходного реле 18. Чтобы пороговый элемент 16 ложно не срабатывал, его шунтируют конденсатором 17.In the event that high-frequency oscillations occur in the power network, the capacitor 14 cannot filter them out, which can cause a false opening of the threshold element 16 and the output relay 18. So that the threshold element 16 does not false, it is shunted by the capacitor 17.

Длительная несимметрия питающего напряжения приводит к несимметрии фазных токов электродвигателя и к несимметрии напряжений на выходе трансформаторов, преобразующих ток в напряжение. Это несимметричное напряжение прикладывается к входу фильтра напряжения обратной последовательности и приводит к увеличению напряжения на выходе фильтра напряжения обратной последовательности 1. При этом через диодный мост 13 заряжается конденсатор 14. Когда напряжения на конденсаторе 14 достигает значение открытия порогового элемента 16, скачкообразно уменьшается сопротивление порогового элемента 16. Тогда конденсатор 14 разряжается через пороговый элемент 16 на исполнительный элемент - выходное реле 18, контакты которого 24 размыкают цепь катушки 23 магнитного пускателя, силовые контакты которого 19 отключают двигатель 7.Long-term asymmetry of the supply voltage leads to an asymmetry of the phase currents of the electric motor and to an asymmetry of the voltages at the output of the transformers that convert the current to voltage. This asymmetrical voltage is applied to the input of the negative sequence voltage filter and increases the voltage at the output of the negative sequence voltage filter 1. At the same time, the capacitor 14 is charged through the diode bridge 13. When the voltage across the capacitor 14 reaches the opening value of the threshold element 16, the resistance of the threshold element decreases stepwise 16. Then the capacitor 14 is discharged through the threshold element 16 to the actuator - the output relay 18, the contacts of which 24 open the circuit the coil 23 of the magnetic starter, the power contacts of which 19 turn off the motor 7.

В тех случаях, когда происходит симметричная перегрузка электродвигателя 7, либо обрывается фаза в самой обмотке электродвигателя 7, ток в фазах возрастает. Тогда увеличивается и вторичный ток трансформаторов 8 или 10 тока, токовые реле с герконом 9 и 11 срабатывают каждый полупериод тока промышленной частоты. Один или оба резистора 5 и 6 каждый полупериод шунтируются, фильтр напряжения обратной последовательности 1 разбалансируется. При этом увеличивается напряжение на выходе фильтра напряжения обратной последовательности, конденсатор 14 через диодный мост 13 заряжается до напряжения открытия порогового элемента 16. Тогда исполнительный элемент - реле 18 срабатывает и отключает через силовые контакты пускателя 19 электродвигатель 7.In those cases when there is a symmetrical overload of the electric motor 7, or the phase breaks in the winding of the electric motor 7 itself, the current in the phases increases. Then the secondary current of current transformers 8 or 10 also increases, current relays with a reed switch 9 and 11 operate every half-period of a current of industrial frequency. One or both resistors 5 and 6 are bridged each half cycle, the negative sequence voltage filter 1 is unbalanced. In this case, the voltage at the output of the negative sequence voltage filter increases, the capacitor 14 is charged through the diode bridge 13 to the opening voltage of the threshold element 16. Then, the actuating element - relay 18 is activated and disconnects the electric motor 7 through the power contacts of the starter 19.

В нормальном режиме работы электродвигателя 7 ток во всех фазах одинаков, поэтому напряжение на выходе трансформаторов, преобразующих ток в напряжение, симметрично. В результате на входе фильтра напряжения обратной последовательности 1 напряжение во всех фазах одинаково, и точки m и n совпадают на векторной диаграмме (фиг.2).In the normal mode of operation of the electric motor 7, the current in all phases is the same, therefore, the voltage at the output of the transformers that convert the current to voltage is symmetrical. As a result, at the input of the voltage filter of the negative sequence 1, the voltage in all phases is the same, and the points m and n coincide in the vector diagram (Fig. 2).

При обрыве, например, фазы В питающей сети за местом подключения фильтра напряжения обратной последовательности 1 исчезает ток в фазе В, в результате чего исчезает напряжение на трансформаторе 21, преобразующим ток в напряжение этой фазы. К входу фильтра напряжения обратной последовательности 1 приложено несимметричное напряжение, он разбалансируется, между точками m и n появляется напряжение (фиг.3), сработает пороговый элемент 16, сработает выходное реле 18 и разомкнет свои контакты 24 в цепи катушки магнитного пускателя 23, его силовые контакты 19 разомкнутся, отключив электродвигатель 7.If, for example, phase B of the supply network is interrupted, the current in phase B disappears behind the connection point of the voltage filter for the negative sequence 1, as a result of which the voltage at the transformer 21 disappears, converting the current into the voltage of this phase. An asymmetrical voltage is applied to the input of the voltage filter of the negative sequence 1, it is unbalanced, a voltage appears between points m and n (Fig. 3), the threshold element 16 trips, the output relay 18 trips and opens its contacts 24 in the coil circuit of the magnetic starter 23, its power contacts 19 will open by disconnecting the motor 7.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство СССР по заявке №2944682/24-07, кл. Н02Н 7/08, от 29.12.80.1. USSR author's certificate on application No. 2944682 / 24-07, cl. H02H 7/08, dated 29.12.80.

2. Авторское свидетельство СССР №1053209, кл. Н02Н 7/08, от 12.03.82.2. USSR author's certificate No. 1053209, cl. Н02Н 7/08, dated 12.03.82.

Claims (1)

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима, содержащее фильтр напряжения обратной последовательности, состоящий из резисторов, первого и второго конденсаторов, двух токовых герконовых реле, двух трансформаторов тока и входящих в состав реагирующего органа выпрямительного моста, третьего и четвертого конденсатора, дополнительного резистора и порогового элемента, причем первичные обмотки трансформаторов тока включены в два фазных провода, к вторичным обмоткам подключены обмотки токовых герконовых реле, замыкающие контакты которых включены параллельно резисторам фильтра напряжения обратной последовательности, к выходу которого подключен выпрямительный мост, к выходу моста параллельно подключены третий конденсатор, дополнительный резистор и через пороговый элемент, зашунтированный четвертым конденсатором, исполнительный элемент, контакт которого зашунтирован в цепи катушки магнитного пускателя, отличающееся тем, что в фазах питающей линии установлены три трансформатора, преобразующие ток в напряжение, и подключены к входам фильтра напряжения обратной последовательности соответственно. A device for protecting a three-phase electric motor from an out-of-phase mode, comprising a negative sequence voltage filter, consisting of resistors, first and second capacitors, two current reed relays, two current transformers and a rectifier bridge, a third and fourth capacitor, an additional resistor and a threshold resistor element, and the primary windings of current transformers are included in two phase wires, the windings of current reed current relays are connected to the secondary windings whose closing contacts are connected in parallel with the resistors of the negative sequence voltage filter, to the output of which a rectifier bridge is connected, a third capacitor, an additional resistor and, through a threshold element shunted by the fourth capacitor, an actuator whose contact is shunted in the circuit of the magnetic starter coil, are connected in parallel to the output of the bridge , characterized in that in the phases of the supply line there are three transformers that convert the current to voltage, and are connected to the inputs of the fil тра of the negative sequence voltage, respectively.
RU2009113217/09A 2009-04-08 2009-04-08 Device for protection of three-phase electric motor against open-phase mode RU2400004C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009113217/09A RU2400004C1 (en) 2009-04-08 2009-04-08 Device for protection of three-phase electric motor against open-phase mode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009113217/09A RU2400004C1 (en) 2009-04-08 2009-04-08 Device for protection of three-phase electric motor against open-phase mode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2400004C1 true RU2400004C1 (en) 2010-09-20

Family

ID=42939349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009113217/09A RU2400004C1 (en) 2009-04-08 2009-04-08 Device for protection of three-phase electric motor against open-phase mode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2400004C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5955484B1 (en) Converter unit system and converter unit
JPS6048932B2 (en) solid shiya breaker
CN101414528A (en) Incoming current suppression device
JP4931754B2 (en) Earth leakage breaker
US11374391B2 (en) Electrical AC/DC converter arrangement with an AC circuit breaker, and a method for disconnecting an AC/DC converter arrangement
RU164467U1 (en) MOTOR CURRENT PROTECTION DEVICE
TWI470892B (en) Electric breaker circuit, method of operating the same, and building with an electrical installation having the same
RU2400004C1 (en) Device for protection of three-phase electric motor against open-phase mode
JP5137242B2 (en) Circuit breaker
KR102349343B1 (en) Switchboard having three phases open and netural line protecting function
JP6848204B2 (en) Circuit breaker
CN203387397U (en) Soft starting circuit structure of large-power photovoltaic inverter auxiliary power supply
JP5166730B2 (en) Three-phase earth leakage breaker
RU2294586C1 (en) Device for protection of electric motor from non full phase modes and overload
JP2009225643A (en) Leakage detector equipped with test device
RU124069U1 (en) DEVICE FOR PROTECTIVE DISCONNECTING OF ELECTRICAL INSTALLATION FROM AC NETWORK WITH THREE PHASE WIRES AND ZERO WIRE
KR20100124898A (en) Onen phase relay circuit and open phase warning circuit for three phase motor
RU2159490C1 (en) Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines
RU2677857C1 (en) Protection device of the converter plant with transformer with 2n secondary windings and 2n rectifiers
RU2699758C1 (en) Device for current protection of electric motors with interlocking of one unit of current relays
JP2010040326A (en) Ground fault interrupter
RU182064U1 (en) A device for balancing voltage in a three-wire high-voltage network
RU62303U1 (en) DEVICE FOR SYMMETRATION OF PARTIAL PHASE MODES
RU166203U1 (en) DEVICE FOR CONTROL OF INSULATION OF ELECTRICAL SYSTEMS
US2169853A (en) Supervision of electric systems

Legal Events

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

Effective date: 20120409