RU2644586C1 - Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания - Google Patents
Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644586C1 RU2644586C1 RU2017115301A RU2017115301A RU2644586C1 RU 2644586 C1 RU2644586 C1 RU 2644586C1 RU 2017115301 A RU2017115301 A RU 2017115301A RU 2017115301 A RU2017115301 A RU 2017115301A RU 2644586 C1 RU2644586 C1 RU 2644586C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- short circuit
- generator
- winding
- current
- magnetoelectric
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/06—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Использование: в области электротехники. Технический результат: повышение надежности системы управления, системы защиты и пожаробезопасности магнитоэлектрического генератора. Согласно способу после обнаружения короткого замыкания на фазной обмотке генератора, данную обмотку последовательно соединяют с обмоткой подмагничивания, увеличивают индуктивное сопротивление фазной обмотки и уменьшают ток короткого замыкания до номинального, а после этого отключают магнитоэлектрический генератор от привода, с возможностью обеспечения защиты от перегрева магнитоэлектрического генератора. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области энергомашиностроения и может применяться в магнитоэлектрических генераторах.
Известен способ уменьшения переходных токов короткого замыкания синхронного генератора [авторское свидетельство СССР №476652, Н02Р 9/02, 05.07.1975 г.], в котором уменьшение токов короткого замыкания синхронного генератора происходит путем ввода в контур обмотки возбуждения генератора активного сопротивления, которое вводят в момент превышения током возбуждения потолочного значения на время действия свободной составляющей тока возбуждения.
Недостатками данного способа являются повышенные массогабаритные показатели, обусловленные наличием дополнительных блоков активного сопротивления, участвующих для его реализации, а также невозможность применения в магнитоэлектрических генераторах.
Известен способ уменьшения тока короткого замыкания синхронного генератора [авторское свидетельство СССР №546990, Н02Н 9/02, 15.02.1977 г.], в котором уменьшение тока короткого замыкания синхронного генератора происходит путем фиксации начала режима короткого замыкания, с возможностью уменьшения установленной мощности путем ограничения ударного тока короткого замыкания, в начале режима короткого замыкания напряжение на обмотке возбуждения генератора изменяют по знаку и увеличивают по величине.
Недостатком данного способа являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что его применение невозможно в магнитоэлектрических генераторах.
Известно реализующее способ устройство для защиты генератора переменного тока от короткого замыкания в системе электроснабжения с резервированием [авторское свидетельство СССР №1017146, кл. Н02Н 7/06, 27.08.2004 г.], содержащее контактор для подключения генераторов к шинам, блок трансформаторов тока в цепи статорной обмотки генератора, блок трансформаторов тока в цепи нагрузки, полупроводниковые диоды по числу фаз генератора и исполнительный элемент, вход которого подключен к выходу однополупериодного выпрямителя, образованного диодами и встречно включенными вторичными обмотками блоков трансформаторов тока, вторичные обмотки блоков трансформаторов тока, шунтированные диодами, при этом по отношению к диодам выпрямителя диоды, шунтирующие обмотки блока трансформаторов тока в цепи статорной обмотки генератора, включены согласно, а диоды, шунтирующие обмотки блока трансформаторов тока в цепи нагрузки, - встречно.
Основным недостатком аналога являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что применение данного устройства невозможно в магнитоэлектрических генераторах.
Известно реализующее способ устройство защиты от короткого замыкания [патент РФ №2399137 С1, кл. Н02Н 7/06, 10.09.2010 г.], установленное в генераторе переменного тока для управления током возбуждения, создаваемым обмоткой возбуждения генератора переменного тока, содержащее: пусковой переключатель, электрически соединенный с обмоткой возбуждения и работающий так, что включение/выключение пускового переключателя соответствует пропусканию/отсечке тока возбуждения; датчик, имеющий узел токового входа и узел токового выхода, соответственно электрически соединенные с пусковым переключателем и потенциалом заземления, при этом датчик пропускает ток возбуждения, когда пусковой переключатель включен; цепь усиления, содержащую входной конец и выходной конец, при этом входной конец электрически присоединен к узлу токового входа датчика.
Основным недостатком аналога являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что его применение невозможно в магнитоэлектрических генераторах.
Известно устройство, реализующее способ защиты магнитоэлектрического генератора [патент США №7276871, кл. Н02Н 7/085, 02.10.2007 г.], содержащее генератор с постоянными магнитами, каждая фазная обмотка которого соединена с нейтральным проводом через двунаправленный транзистор, при кротком замыкании с системы управления подается сигнал на отключение фазной обмотки от нейтрального провода.
Недостатком аналога является невозможность срабатывания защиты при межвитковых коротких замыканиях.
Также известен способ управления системой защиты и система защиты [патент США №7663849, кл. Н02Н 7/06, 16.02.2010 г.], содержащая привод, магнитоэлектрический генератор, каждая фаза которого соединена с нейтральным проводом через разъединитель, выполненный в виде двунаправленного транзистора, датчики тока, датчики напряжения, датчики температуры, при этом указанной системой наличие короткого замыкания определяют по абсолютной величине температуры, абсолютной величине тока и абсолютной величине напряжения, которые измеряют соответственно датчиком температуры, датчиком тока и датчиком напряжения, при этом результаты измерения передают в систему управления генератором, где по их величине судят о наличии короткого замыкания и передают сигнал на привод генератора для его останова.
Недостатками данной системы и способа ее управления являются ограниченные функциональные возможности и невысокое быстродействие системы, обусловленное использованием абсолютных величин, а также высокой постоянной времени датчика температуры, что может привести к оплавлению изоляции обмоток магнитоэлектрического генератора при коротком замыкании.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания [патент РФ №2582593, кл. Н02Н 7/00, 27.04.2016 г.], по которому наличие короткого замыкания определяют по величине температуры, величине тока и величине напряжения, причем о наличии короткого замыкания судят по изменению действующих значений тока и напряжения, при повышении которых происходит отключение магнитоэлектрического генератора от нагрузки, после чего оценивают изменение температуры обмотки во времени и скорость изменения температуры, и если после отключения магнитоэлектрического генератора от нагрузки происходит повышение температуры обмотки при значительной скорости этого повышения, то сигнал передают посредством блока управления на остановку магнитоэлектрического генератора на привод и сигнал на отключение фазных обмоток от нейтрального провода, а если после отключения нагрузки температура снижается или возрастает при незначительной скорости, то короткое замыкание имеет место не в самом магнитоэлектрическом генераторе, а на нагрузке.
Недостатками ближайшего аналога являются ограниченные функциональные возможности и невысокое быстродействие системы, обусловленное высокой постоянной времени датчика температуры и невысокой скоростью отключения генератора от привода, ввиду чего может произойти оплавление изоляции обмоток магнитоэлектрического генератора при коротком замыкании.
Задача изобретения - расширение функциональных возможностей благодаря обеспечению защиты при межвитковых и межфазных коротких замыканиях и повышение быстродействия защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания благодаря увеличению индуктивного сопротивления обмотки с межвитковыми или межфазными короткими замыканиями.
Техническим результатом является повышение надежности системы управления, системы защиты и пожаробезопасности магнитоэлектрического генератора.
Поставленная задача решается и указанный технический результат достигается тем, что в способе управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания, по которому наличие короткого замыкания определяют по величине температуры, величине тока и величине напряжения, согласно изобретению после обнаружения короткого замыкания на фазной обмотке генератора, данную обмотку последовательно соединяют с обмоткой подмагничивания, увеличивают индуктивное сопротивление фазной обмотки и уменьшают ток короткого замыкания до номинального, а после этого отключают магнитоэлектрический генератор от привода, с возможностью обеспечения защиты от перегрева магнитоэлектрического генератора.
Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена зависимость тока в обмотке магнитоэлектрического генератора от времени при коротком замыкании.
Пример конкретной реализации способа
При работе магнитоэлектрического генератора, выполненного с постоянными магнитами Sm2Co17, мощностью 1 кВт, частотой вращения 3000 об/мин, с обмоткой, выполненной из провода ПНЭТимид (температурный индекс 240°С), причем обмотка состоит из фазных обмоток и обмотки подмагничивания, возникает короткое замыкание в фазных обмотках магнитоэлектрического генератора. По датчикам тока определяют резкое увеличение тока в три раза от номинального, что позволяет судить о наличии короткого замыкания внутри магнитоэлектрического генератора. Блок управления формирует управляющий сигнал на отключение нагрузки, последовательное соединение поврежденной фазы с обмоткой подмагничивания и отключения привода. При подключении поврежденной обмотки с обмоткой подмагничивания повышается индуктивное сопротивление на поврежденной обмотке и ток короткого замыкания уменьшается до полукратного от номинального, благодаря чему снижается температура на поврежденном контуре и повышается пожаробезопасность.
Таким образом, достигается расширение функциональных возможностей, благодаря работоспособности защиты при межвитковых и межфазных коротких замыканиях и повышение быстродействия защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания, благодаря увеличению индуктивного сопротивления обмотки с межвитковыми или межфазными короткими замыканиями.
Итак, заявленный способ позволяет повысить надежность системы управления, системы защиты и пожаробезопасности магнитоэлектрического генератора.
Claims (1)
- Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания, по которому наличие короткого замыкания определяют по величине температуры, величине тока и величине напряжения, отличающийся тем, что после обнаружения короткого замыкания на фазной обмотке генератора данную обмотку последовательно соединяют с обмоткой подмагничивания, увеличивают индуктивное сопротивление фазной обмотки и уменьшают ток короткого замыкания до номинального, а после этого отключают магнитоэлектрический генератор от привода, с возможностью обеспечения защиты от перегрева магнитоэлектрического генератора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017115301A RU2644586C1 (ru) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017115301A RU2644586C1 (ru) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2644586C1 true RU2644586C1 (ru) | 2018-02-13 |
Family
ID=61226738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017115301A RU2644586C1 (ru) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2644586C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746149C1 (ru) * | 2019-11-22 | 2021-04-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ защиты от короткого замыкания магнитоэлектрического генератора |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7663849B2 (en) * | 2006-08-17 | 2010-02-16 | Hamilton Sundstrand Corporation | Permanent magnet generator protection scheme |
| RU2399137C1 (ru) * | 2007-12-28 | 2010-09-10 | Мобайлтрон Электроникс Ко., Лтд. | Устройство защиты от короткого замыкания в генераторе переменного тока |
| RU2498473C1 (ru) * | 2012-08-10 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания (варианты) |
| RU2582593C1 (ru) * | 2015-04-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Система защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания и способ управления системой |
-
2017
- 2017-04-28 RU RU2017115301A patent/RU2644586C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7663849B2 (en) * | 2006-08-17 | 2010-02-16 | Hamilton Sundstrand Corporation | Permanent magnet generator protection scheme |
| RU2399137C1 (ru) * | 2007-12-28 | 2010-09-10 | Мобайлтрон Электроникс Ко., Лтд. | Устройство защиты от короткого замыкания в генераторе переменного тока |
| RU2498473C1 (ru) * | 2012-08-10 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания (варианты) |
| RU2582593C1 (ru) * | 2015-04-06 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Система защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания и способ управления системой |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746149C1 (ru) * | 2019-11-22 | 2021-04-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ защиты от короткого замыкания магнитоэлектрического генератора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102109310B1 (ko) | 동기식 발전기 제어, 발전기 시스템 및 선박 에너지 시스템 | |
| JP5148435B2 (ja) | 変圧器の励磁突入電流抑制装置及びその制御方法 | |
| CA2301144A1 (en) | Overvoltage protection circuit for a generating system | |
| RU2498473C1 (ru) | Устройство защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания (варианты) | |
| RU2644586C1 (ru) | Способ управления системой защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания | |
| CN110291603A (zh) | 断路器控制 | |
| US7420343B2 (en) | Current limiting DC motor starter circuit | |
| RU164467U1 (ru) | Устройство токовой защиты электродвигателей | |
| RU2691735C1 (ru) | Устройство защиты от короткого замыкания магнитоэлектрического генератора | |
| RU2582593C1 (ru) | Система защиты магнитоэлектрического генератора от короткого замыкания и способ управления системой | |
| RU2630285C1 (ru) | Способ управления стартер-генератором, интегрированным в газотурбинный двигатель, при коротком замыкании | |
| JP6116499B2 (ja) | 回路遮断器 | |
| RU2746149C1 (ru) | Способ защиты от короткого замыкания магнитоэлектрического генератора | |
| RU2546131C2 (ru) | Способ защиты синхронной электрической машины от витковых замыканий обмотки ротора | |
| RU2422965C1 (ru) | Способ защиты печного трансформатора с фазами, выполненными со стороны низшего напряжения в виде группы отдельных проводников | |
| RU2654208C1 (ru) | Устройство токовой защиты электродвигателей | |
| RU100342U1 (ru) | Устройство для защиты электропотребителей трехфазного тока от аварийных режимов | |
| KR101664162B1 (ko) | 발전기 보호장치 및 보호방법 | |
| RU2271060C1 (ru) | Устройство для защиты генератора переменного тока | |
| JP7354926B2 (ja) | 漏電遮断器 | |
| Romanov et al. | Assessing the sensitivity of relay protection | |
| RU2638028C2 (ru) | Способ защиты электродвигателя от витковых замыканий и сдвига ротора | |
| CN108475917B (zh) | 可变速发电系统的过电压保护装置 | |
| US1392137A (en) | Circuit-interrupter | |
| JP4822138B2 (ja) | 発電システムおよびその運転方法 |