RU2705788C1 - Relay protection device against inter-winding fault of alternating-current motor stator winding - Google Patents

Relay protection device against inter-winding fault of alternating-current motor stator winding Download PDF

Info

Publication number
RU2705788C1
RU2705788C1 RU2019108937A RU2019108937A RU2705788C1 RU 2705788 C1 RU2705788 C1 RU 2705788C1 RU 2019108937 A RU2019108937 A RU 2019108937A RU 2019108937 A RU2019108937 A RU 2019108937A RU 2705788 C1 RU2705788 C1 RU 2705788C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
phase
outputs
motor
protection
Prior art date
Application number
RU2019108937A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Иванович Рясков
Николай Михайлович Шайтор
Александр Владимирович Горпинченко
Елена Геннадьевна Какушина
Николай Николаевич Смокталь
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет"
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 автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет"
Priority to RU2019108937A priority Critical patent/RU2705788C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705788C1 publication Critical patent/RU2705788C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency 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
    • H02H7/08Emergency 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 motors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: use in the field of electric engineering for protection of three-phase electric motors against short-circuit between coils of one phase of the stator. Device comprises a protection unit made in the form of a measuring ring of turns of insulated wire so that its plane is perpendicular to rotor rotation axis, its geometrical center is located on this axis, and outputs of turns of said ring were connected to reacting element. According to the invention, the protection unit includes a double-winding toroidal transformer, in which a primary three-phase winding connected by a star is connected to a three-phase circuit supplying the motor, and outputs of secondary single-phase winding are connected in parallel and opposite to outputs of measuring ring connected to reacting element. Measuring ring is inserted into the U-shaped slot of the circular magnetic core installed inside the electric motor, besides, the core slot faces the motor stator winding located in the immediate vicinity of the front part.
EFFECT: higher sensitivity of protection against interturn faults inside winding of motor stator by unit built into machine body.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для защиты трехфазных электродвигателей от замыкания между витками одной фазы статора.The invention relates to electric machines and can be used to protect three-phase electric motors from circuit between the turns of one phase of the stator.

Известны устройства для защиты электродвигателей от замыканий между витками одной фазы, содержащие фильтры симметричных составляющих, входы которых подключены к преобразователям тока, а выходы к реагирующему органу [1] (аналог). К недостаткам упомянутых устройств относятся сложность конструкции, недостаточная чувствительность к замыканиям между витками одной фазы статора.Known devices for protecting electric motors from short circuits between turns of one phase, containing filters of symmetrical components, the inputs of which are connected to current converters, and the outputs to the reacting organ [1] (analog). The disadvantages of these devices include design complexity, lack of sensitivity to short circuits between the turns of one phase of the stator.

Известно также устройство для защиты трехфазного электродвигателя от внешних, внутренних коротких замыканий и анормальных режимов [2] (аналог), содержащее промежуточные трансформаторы тока, подключенные к фильтрам тока прямой и обратной последовательности, один из которых в свою очередь подключен к одному выпрямительному мосту, а другой, через разделительный трансформатор, к другому выпрямительному мосту: выходы обоих мостов подключены к трем параллельно включенным исполнительным реле, одноименные концы которых разделены двумя диодами. Недостатком известного устройства, является низкая чувствительность к витковым замыканиям, а также отстройка срабатывания исполнительного реле обратной последовательности по времени от внешних коротких замыканий, что приводит к увеличению объема повреждения двигателя при витковых замыканиях.It is also known a device for protecting a three-phase motor from external, internal short circuits and abnormal modes [2] (analog), containing intermediate current transformers connected to direct and reverse sequence current filters, one of which in turn is connected to one rectifier bridge, and another, through an isolation transformer, to another rectifier bridge: the outputs of both bridges are connected to three actuator relays connected in parallel, the ends of which are separated by two diodes and. A disadvantage of the known device is the low sensitivity to coil circuits, as well as the detuning of the actuation of the executive relay of the reverse sequence in time from external short circuits, which leads to an increase in the amount of engine damage during coil circuits.

Наиболее близким по совокупности признаков (прототипом) является электрическая трехфазная машина с встроенным блоком для защиты от повреждения обмотки статора [3], содержащая блок защиты, выполненный в виде измерительного кольца из витков изолированного провода так, чтобы его плоскость была перпендикулярна оси вращения ротора, его геометрический центр находился на этой оси, а выходы витков упомянутого кольца были подключены к реагирующему органу.The closest in combination of features (prototype) is an electric three-phase machine with a built-in unit for protection against damage to the stator winding [3], containing a protection unit made in the form of a measuring ring of turns of an insulated wire so that its plane is perpendicular to the axis of rotation of the rotor, its the geometric center was on this axis, and the turns of the turns of the ring were connected to the reacting organ.

Несмотря на кажущуюся простоту, устройство имеет существенные недостатки, которые создадут серьезные препятствия в практической реализации.Despite the apparent simplicity, the device has significant drawbacks that will create serious obstacles to practical implementation.

1. Данная защита не отстроена от несимметрии питающего напряжения и при несимметрии напряжения срабатывает на отключение двигателя так, будто произошло витковое замыкание между секциями одной фазы. При симметричном фазном напряжении фазные токи тоже симметричны, т.е. одинаковы по величине и сдвинуты по фазе на 120 электрических градусов. Три фазных тока, проходят по лобовым частям обмотки, создают три одинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов потоков рассеяния, которые индуктируют в измерительной катушке блока защиты три одинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов ЭДС, сумма которых равна нулю. При несимметрии питающего напряжения, которое по ГОСТ не должно быть более 4%, а в реальных сетях по статистике составляет 10 и более процентов, приводит к тому, что фазные токи, проходящие по лобовым частям обмотки, становятся неодинаковыми по величине. Это вызывает появление трех неодинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов потоков рассеяния, которые индуктируют в измерительной катушке три неодинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов ЭДС. В этом случае на выходе измерительной катушки появляется нескомпенсированное напряжение, оно подается на вход реагирующего органа, и срабатывает защита, хотя виткового замыкания, на которое рассчитана защита, нет. Для того, чтобы отстроиться от ложного срабатывая защиты, авторы вынуждены существенно увеличивать величину выходного напряжения измерительной катушки, при котором реагирующий орган срабатывает на отключение двигателя. Это приводит к значительному уменьшению чувствительности защиты при витковом замыкании, задержке срабатывания защиты и, как следствие, к увеличению объема повреждения, времени ремонта и затрат на восстановление.1. This protection is not detuned from the asymmetry of the supply voltage, and when the asymmetry of the voltage is triggered to turn off the motor as if there was a winding between sections of the same phase. With a symmetrical phase voltage, the phase currents are also symmetrical, i.e. identical in magnitude and phase shifted by 120 electrical degrees. Three phase currents pass through the frontal parts of the winding, create three identical in magnitude and phase-shifted by 120 electrical degrees of scattering fluxes, which induce three identical in magnitude and phase-shifted by 120 electrical degrees of EMF in the measuring coil, the sum of which is equal to to zero. With asymmetry of the supply voltage, which according to GOST should not be more than 4%, and in real networks, according to statistics, it is 10 percent or more, the phase currents passing through the frontal parts of the winding become unequal in value. This causes the appearance of three unequal in magnitude and phase-shifted by 120 electrical degrees scattering fluxes, which induce three uneven in magnitude and phase-shifted by 120 electrical degrees EMF in the measuring coil. In this case, an uncompensated voltage appears at the output of the measuring coil, it is supplied to the input of the reacting organ, and the protection is triggered, although there is no winding for which the protection is designed. In order to detach themselves from false triggering protection, the authors are forced to significantly increase the output voltage of the measuring coil, at which the reacting organ responds to engine shutdown. This leads to a significant decrease in the sensitivity of protection during a short circuit, a delay in the operation of the protection and, as a result, to an increase in the amount of damage, repair time and restoration costs.

2. Данная защита имеет недостаточную чувствительность, обусловленную тем, что при витковом замыкании в одной фазе появляются короткозамкнутые витки, в которых проходит ток короткого замыкания, вызывающий асимметрию фазных токов и появление потока рассеяния лобовых частей обмотки, проходящего, в основном, по воздуху, имеющему малую магнитную проницаемость, что обусловливает незначительную величину потока рассеяния. Это существенно снижает чувствительность измерительной катушки, которая отделена в осевом направлении от лобовой части обмотки воздушным промежутком.2. This protection has insufficient sensitivity due to the fact that short-circuited turns appear in one phase during a short-circuit, in which a short-circuit current passes, causing phase current asymmetry and the appearance of a scattering flux of the frontal parts of the winding, passing mainly through air having low magnetic permeability, which leads to a small amount of scattering flux. This significantly reduces the sensitivity of the measuring coil, which is axially separated from the frontal part of the winding by the air gap.

3. В данной защите существенное влияние на величину напряжения измерительной катушки оказывают помехи, обусловленные осевым потоком рассеяния, вызванного статическим и динамическим эксцентриситетами, а также потоками рассеяния короткозамкнутого кольца обмотки ротора.3. In this protection, interference caused by axial scattering flux caused by static and dynamic eccentricities, as well as scattering fluxes of the short-circuited rotor winding ring, have a significant effect on the voltage of the measuring coil.

В основу изобретения поставлена задача повышения чувствительности защиты от межвитковых замыканий внутри обмотки статора двигателя блоком, встроенным в корпус машины.The basis of the invention is the task of increasing the sensitivity of protection against inter-turn faults inside the stator winding of the engine by a unit built into the machine body.

Это достигается с помощью того, что в блок защиты входит двухобмоточный тороидальный трансформатор, у которого первичная трехфазная обмотка, соединенная звездой, подключена к трехфазной цепи, питающей двигатель, а выходы вторичной однофазной обмотки подключены параллельно и встречно выходам измерительного кольца, подключенным к реагирующему органу, при этом измерительное кольцо вставлено в п-образный паз кольцевого магнитного сердечника, установленного внутри электрического двигателя, причем паз сердечника обращен к находящейся в непосредственной близости лобовой части статорной обмотки двигателя.This is achieved by the fact that a two-winding toroidal transformer is included in the protection unit, in which the primary three-phase winding connected by a star is connected to a three-phase circuit supplying the motor, and the outputs of the secondary single-phase winding are connected in parallel and counter to the outputs of the measuring ring connected to the reacting organ, wherein the measuring ring is inserted into the p-shaped groove of the annular magnetic core installed inside the electric motor, the groove of the core facing the mediocre close the frontal part of the stator winding of the motor.

Введение признака «в блок защиты входит двухобмоточный тороидальный трансформатор, у которого первичная трехфазная обмотка, соединенная звездой, подключена к трехфазной цепи, питающей двигатель, а выходы вторичной однофазной обмотки подключены параллельно и встречно выходам измерительного кольца, подключенным к реагирующему органу» необходимо для того, чтобы предлагаемая защита была отстроена от несимметрии питающего напряжения и не срабатывала на отключение двигателя так, будто произошло витковое замыкание между секциями одной фазы.The introduction of the sign “a two-winding toroidal transformer enters the protection unit, in which the primary three-phase winding connected by a star is connected to the three-phase circuit supplying the motor, and the outputs of the secondary single-phase winding are connected in parallel and counter to the outputs of the measuring ring connected to the reacting organ” is necessary to so that the proposed protection is detuned from the asymmetry of the supply voltage and does not work to turn off the motor as if there was a winding between sections of the same fa PS.

Введение признака «измерительное кольцо вставлено в п-образный паз кольцевого магнитного сердечника, установленного внутри электрического двигателя, причем паз сердечника обращен к находящейся в непосредственной близости лобовой части статорной обмотки двигателя» необходимо для того, чтобы, с одной стороны, существенно увеличить чувствительность измерительной катушки, которая отделена в осевом направлении от лобовой части обмотки воздушным промежутком за счет уменьшения магнитного сопротивления путей прохождения потоков рассеяния лобовых частей обмотки статора, а с другой стороны, магнитный сердечник, охватывающий измерительную катушку, служит магнитным экраном для помех, обусловленных осевым потоком рассеяния, вызванного статическим и динамическим эксцентриситетами, а также потоком рассеяния короткозамкнутого кольца обмотки ротора.The introduction of the sign “the measuring ring is inserted into the p-shaped groove of the annular magnetic core installed inside the electric motor, the groove of the core facing the frontal part of the stator winding of the motor located in close proximity” is necessary in order to significantly increase the sensitivity of the measuring coil on the one hand , which is separated in the axial direction from the frontal part of the winding by the air gap due to a decrease in the magnetic resistance of the flow paths scattered I coil ends of the stator windings, and on the other hand, the magnetic core, covering the measuring coil is the magnetic screen for the interference due to the axial leakage flux caused by static and dynamic eccentricities and leakage flux a short-circuited rotor winding ring.

Техническая сущность устройства поясняется на фиг. 1. Блок защиты состоит из двух частей: измерительного кольца 1 и тороидального трансформатора 5. Обмотка измерительного кольца выполнена из некоторого числа витков изолированного провода и вставлена в п-образный паз кольцевого магнитного сердечника 10, прикрепленного внутри электрического двигателя 8. Магнитный сердечник крепится непосредственно к подшипниковому щиту 14 с помощью трех регулировочных стоек 12, которые затягиваются гайками 13. При помощи регулировочных стоек измерительное кольцо устанавливается так, чтобы его плоскость была перпендикулярна оси вращения вала ротора 2, его геометрический центр был на этой оси, и оно находилось в непосредственной близости от лобовой части обмотки 11 двигателя. Выходы 3 измерительного кольца подключены к реагирующему органу 4. Двухобмоточный тороидальный трансформатор 5 имеет первичную трехфазную обмотку 6, подключенную к трехфазной сети 7, питающей двигатель 8 и вторичную однофазную обмотку 9, выходы которой подключены параллельно и встречно выходам 3 измерительного кольца 1, подключенного к реагирующему органу 4. Тороидальный трансформатор 5 предназначен для того, чтобы предлагаемая защита была отстроена от несимметрии питающего напряжения и не срабатывала на отключение двигателя при наличии несимметрии так, будто произошло витковое замыкание между секциями одной фазы. Тороидальный трансформатор 5 устанавливается в пусковой станции двигателя 8.The technical nature of the device is illustrated in FIG. 1. The protection unit consists of two parts: a measuring ring 1 and a toroidal transformer 5. The measuring ring winding is made of a number of turns of an insulated wire and inserted into the p-shaped groove of the ring magnetic core 10 attached inside the electric motor 8. The magnetic core is attached directly to the bearing shield 14 by means of three adjusting posts 12, which are tightened by nuts 13. Using the adjusting posts, the measuring ring is set so that its plane is perpendicular to the axis of rotation of the rotor shaft 2, its geometric center was on this axis, and it was in close proximity to the frontal part of the motor winding 11. The outputs 3 of the measuring ring are connected to the reacting body 4. The two-winding toroidal transformer 5 has a primary three-phase winding 6 connected to a three-phase network 7, which feeds the motor 8 and a secondary single-phase winding 9, the outputs of which are connected in parallel and opposite to the outputs 3 of the measuring ring 1 connected to the reacting body 4. The toroidal transformer 5 is designed so that the proposed protection is detuned from the asymmetry of the supply voltage and does not work to turn off the motor in the presence of asymmetries as if there was a winding between sections of the same phase. A toroidal transformer 5 is installed in the starting station of the engine 8.

При симметричном питающем напряжении в режимах работы двигателя: под нагрузкой, пуска, междуфазных симметричных внешних или внутренних коротких замыканиях три симметричных фазных тока проходят по лобовым частям 11 обмотки, создают три одинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов потоков рассеяния, которые индуктируют в измерительной катушке блока защиты три одинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов ЭДС, которые в сумме дают ноль, и на выходах 3 измерительного кольца 1 напряжение отсутствует. Также при симметрии питающего напряжения сумма магнитных потоков, создаваемых токами первичной трехфазной обмотки 6 тороидального трансформатора 5 в магнитопроводе, равна нулю и на выходах вторичной однофазной обмотки 9 напряжение отсутствует. Таким образом, напряжение на реагирующий орган 4 не подается, и защита не срабатывает.With a symmetrical supply voltage in the engine operating modes: under load, start-up, phase-to-phase symmetric external or internal short circuits, three symmetric phase currents pass through the frontal parts of the winding 11, create three identical in magnitude and phase-shifted by 120 electrical degrees scattering fluxes that induce in the measuring coil of the protection unit are three identical in magnitude and phase-shifted by 120 electrical degrees EMF, which in total give zero, and at the outputs 3 of the measuring ring 1 voltage tstvuet. Also, with the symmetry of the supply voltage, the sum of the magnetic flux generated by the currents of the primary three-phase winding 6 of the toroidal transformer 5 in the magnetic circuit is zero and there is no voltage at the outputs of the secondary single-phase winding 9. Thus, the voltage on the reacting body 4 is not applied, and the protection does not work.

Если при симметричном питающем напряжении произойдет замыкание между секциями одной фазы, находящимися в верхнем и нижнем слое паза, то при этом образуется короткозамкнутый виток. С физической точки зрения это сравнимо с появлением на статоре четвертой неподвижной обмотки, замкнутой накоротко. Вращающееся магнитное поле обмотки статора будет индуктировать в ней ЭДС подобно тому, как оно индуктирует ЭДС в обмотке ротора во время пуска при скольжении, равном единице. И хотя ЭДС в короткозамкнутом витке будет во столько раз меньше ЭДС фазы, во сколько раз число короткозамкнутых витков меньше общего числа витков в фазе обмотки, но и величина полного сопротивления будет во столько же раз меньше сопротивления всей фазы. Поэтому в короткозамкнутом витке установившийся ток короткого замыкания будет равен пусковому току данного двигателя, который находится в пределах 5÷7IH. В соответствии с законом саморегулирования асинхронного двигателя при поддержании постоянной величины действующего значения напряжения, подаваемого на обмотку статора, такой ток короткого замыкания в 1% закороченных витков от общего числа витков в фазе вызовет увеличение тока в неисправной фазе на 5÷7%. Это приведет к тому, что три неодинаковых фазных тока, протекая по лобовым частям 11 обмотки, создадут три неодинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов потока рассеяния, которые будут индуктировать в измерительной катушке блока защиты три неодинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов ЭДС, которые в сумме уже не дадут ноль, и на выходах 3 измерительного кольца 1 появится напряжение. При симметричном питающем напряжении на выходах вторичной однофазной обмотки тороидального трансформатора встречное напряжение отсутствует, на реагирующий орган подается напряжение от измерительного кольца, защита срабатывает по сигналу «витковое замыкание в фазе обмотки статора», и двигатель отключается от сети.If, with a symmetrical supply voltage, a short circuit occurs between sections of the same phase located in the upper and lower layer of the groove, then a short-circuited turn is formed. From a physical point of view, this is comparable to the appearance on the stator of a fourth stationary winding, short-circuited. The rotating magnetic field of the stator winding will induce an EMF in it, just as it induces an EMF in the rotor winding during start-up when sliding, equal to unity. And although the EMF in the short-circuited coil will be so many times smaller than the EMF of the phase, how many times the number of short-circuited turns is less than the total number of turns in the winding phase, the magnitude of the impedance will be as much less than the resistance of the entire phase. Therefore, in a short-circuited loop, the steady-state short-circuit current will be equal to the starting current of this motor, which is within 5 ÷ 7I H. In accordance with the law of self-regulation of an induction motor, while maintaining a constant value of the effective value of the voltage supplied to the stator winding, such a short circuit current of 1% of shorted turns of the total number of turns in the phase will cause an increase in current in the faulty phase by 5-7%. This will lead to the fact that three unequal phase currents flowing along the frontal parts of the winding 11 will create three uneven in magnitude and phase-shifted by 120 electrical degrees scattering flux, which will induce three uneven in magnitude and phase-shifted in the measuring coil of the protection unit 120 electric degrees of EMF, which in total will no longer give zero, and voltage will appear at the outputs 3 of the measuring ring 1. With a symmetrical supply voltage at the outputs of the secondary single-phase winding of the toroidal transformer, there is no counter voltage, the voltage from the measuring ring is applied to the reacting organ, the protection is triggered by the signal "winding in the stator winding phase", and the motor is disconnected from the network.

При возникновении асимметрии питающего напряжения в режиме работы двигателя под нагрузкой фазные токи также становятся неодинаковыми, проходят по лобовым частям 11 обмотки и создают три неодинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов потока рассеяния, они будут индуктировать в измерительной катушке блока защиты три неодинаковых по величине и сдвинутых по фазе на 120 электрических градусов ЭДС, которые в сумме уже не дадут ноль, и на выходах 3 измерительного кольца 1 появится напряжение. Но при несимметричном питающем напряжении сумма магнитных потоков, создаваемых токами первичной трехфазной обмотки 6 тороидального трансформатора 5 в магнитопроводе, теперь не равна нулю, и на выходах вторичной однофазной обмотки 9 появится напряжение, равное и встречное напряжению на выходах 3 измерительного кольца 1. Вследствие этого напряжение на реагирующий орган 4 не подается, и защита не срабатывает.When asymmetry of the supply voltage occurs during operation of the motor under load, the phase currents also become uneven, pass along the frontal parts of the 11 windings and create three unequal in magnitude and phase-shifted by 120 electrical degrees of scattering flux, they will induce three unequal in the measuring coil of the protection unit in magnitude and phase shifted by 120 electrical degrees of EMF, which in total will no longer give zero, and voltage will appear at the outputs 3 of the measuring ring 1. But with an asymmetrical supply voltage, the sum of the magnetic flux generated by the currents of the primary three-phase winding 6 of the toroidal transformer 5 in the magnetic circuit is now non-zero, and the outputs equal to the opposite voltage at the outputs 3 of the measuring ring 1 will appear at the outputs of the secondary single-phase winding 9. As a result, the voltage to the reacting body 4 is not supplied, and the protection does not work.

Полагаем, что предложенное техническое устройство релейной защиты от витковых замыканий статорной обмотки двигателя переменного тока обладает всеми критериями изобретения, так как совокупность ограничительных и отличительных признаков формулы изобретения является новой для устройств релейной защиты от витковых замыканий и, следовательно, соответствует критерию "новизна".We believe that the proposed technical device for relay protection against coil faults of the stator winding of an AC motor has all the criteria of the invention, since the combination of restrictive and distinctive features of the claims is new for relay protection devices against coil faults and, therefore, meets the criterion of "novelty."

Совокупность признаков формулы изобретения предложенного устройства не известна на данном уровне развития техники и не следует общеизвестным правилам разработки подобных устройств, что доказывает соответствие критерию "изобретательский уровень".The set of features of the claims of the proposed device is not known at this level of technology and does not follow well-known rules for the development of such devices, which proves compliance with the criterion of "inventive step".

Разработка, конструирование и внедрение устройства релейной защиты от витковых замыканий статорной обмотки двигателя переменного тока не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость".The development, construction and implementation of a relay protection device against windings of the stator winding of an AC motor does not present any structural, technical or technological difficulties, from which the criterion "industrial applicability" follows.

Достоинствами предлагаемого устройства релейной защиты от витковых замыканий статорной обмотки двигателя переменного тока является повышенная чувствительность к витковым замыканиям статорной обмотки и отстроенность от срабатывания при несимметрии питающего напряжения.The advantages of the proposed device of relay protection against coil short circuits of the stator winding of an AC motor is increased sensitivity to coil short circuits of the stator winding and detuning from operation in case of asymmetry of the supply voltage.

Литература:Literature:

1. Гимоян Г.Г. Релейная защита горных электроустановок. 2-е изд., перераб. и доп. - М, Недра, 1978, с. 194.1. Gimoyan G.G. Relay protection of mining electrical installations. 2nd ed., Revised. and add. - M, Nedra, 1978, p. 194.

2. А.с. №729729, кл. Н02 Н7/08. Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от внешних, внутренних коротких замыканий и анормальных режимов.2. A.S. No. 729729, cl. Н02 Н7 / 08. Device for protecting a three-phase electric motor from external, internal short circuits and abnormal conditions.

3. А.с. №1046852, кл. Н02 K11/00, Н02 Н7/08. Электрическая трехфазная машина с встроенным блоком для защиты от повреждения обмотки статора, 07.10.83, бюл. №37, авторы: М.Я. Клецель, А.Н. Новожилов, В.Е. Поляков.3. A.S. No. 1046852, cl. Н02 K11 / 00, Н02 Н7 / 08. Three-phase electric machine with a built-in unit for protection against damage to the stator winding, 07.10.83, bull. No. 37, authors: M.Ya. Kletsel, A.N. Novozhilov, V.E. Poles.

Claims (1)

Устройство релейной защиты от витковых замыканий статорной обмотки двигателя переменного тока, содержащее блок защиты, выполненный в виде измерительного кольца из витков изолированного провода так, чтобы его плоскость была перпендикулярна оси вращения ротора, его геометрический центр находился на этой оси, а выходы витков упомянутого кольца были подключены к реагирующему органу, отличающееся тем, что в блок защиты входит двухобмоточный тороидальный трансформатор, у которого первичная трехфазная обмотка, соединенная звездой, подключена к трехфазной цепи, питающей двигатель, а выходы вторичной однофазной обмотки подключены параллельно и встречно выходам измерительного кольца, подключенным к реагирующему органу, при этом измерительное кольцо вставлено в п-образный паз кольцевого магнитного сердечника, установленного внутри электрического двигателя, причем паз сердечника обращен к находящейся в непосредственной близости лобовой части статорной обмотки двигателя.A relay protection device against windings of the stator winding of an AC motor, comprising a protection unit made in the form of a measuring ring of turns of an insulated wire so that its plane is perpendicular to the axis of rotation of the rotor, its geometric center is on this axis, and the outputs of the turns of the ring were connected to the reacting authority, characterized in that the protection unit includes a two-winding toroidal transformer, in which the primary three-phase winding connected by a star is connected on to the three-phase circuit supplying the motor, and the outputs of the secondary single-phase winding are connected in parallel and counter to the outputs of the measuring ring connected to the reacting organ, while the measuring ring is inserted into the p-shaped groove of the ring magnetic core installed inside the electric motor, with the core groove facing located in close proximity to the frontal part of the stator winding of the engine.
RU2019108937A 2019-03-27 2019-03-27 Relay protection device against inter-winding fault of alternating-current motor stator winding RU2705788C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108937A RU2705788C1 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Relay protection device against inter-winding fault of alternating-current motor stator winding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019108937A RU2705788C1 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Relay protection device against inter-winding fault of alternating-current motor stator winding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705788C1 true RU2705788C1 (en) 2019-11-12

Family

ID=68579778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019108937A RU2705788C1 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Relay protection device against inter-winding fault of alternating-current motor stator winding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705788C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2821432C1 (en) * 2024-03-12 2024-06-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" Device for detecting turn-to-turn short circuit in electrical machine windings

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1046852A1 (en) * 1980-01-21 1983-10-07 Павлодарский Индустриальный Институт Electric three-phase machine with built-in unit for stator winding fault protection
US4761703A (en) * 1987-08-31 1988-08-02 Electric Power Research Institute, Inc. Rotor fault detector for induction motors
RU2351048C1 (en) * 2008-01-09 2009-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Method of functional diagnostics for induction motors
RU2677225C2 (en) * 2016-04-08 2019-01-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of protecting synchronous ac motor against winding short circuits

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1046852A1 (en) * 1980-01-21 1983-10-07 Павлодарский Индустриальный Институт Electric three-phase machine with built-in unit for stator winding fault protection
US4761703A (en) * 1987-08-31 1988-08-02 Electric Power Research Institute, Inc. Rotor fault detector for induction motors
RU2351048C1 (en) * 2008-01-09 2009-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Method of functional diagnostics for induction motors
RU2677225C2 (en) * 2016-04-08 2019-01-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Method of protecting synchronous ac motor against winding short circuits

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2821432C1 (en) * 2024-03-12 2024-06-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова" Device for detecting turn-to-turn short circuit in electrical machine windings

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1890369B1 (en) Ground fault detection
US8941961B2 (en) Methods and apparatus for protection in a multi-phase machine
de Oliveira Costa et al. Electrical power quality and the challenges faced by power assemblies applications in petrochemical industry
RU2705788C1 (en) Relay protection device against inter-winding fault of alternating-current motor stator winding
Klingerman et al. Understanding generator stator ground faults and their protection schemes
RU164467U1 (en) MOTOR CURRENT PROTECTION DEVICE
Fischer et al. How to determine the effectiveness of generator differential protection
Liangliang et al. Analysis on the negative sequence impedance directional protection for stator internal fault of turbo generator
Platero et al. Enhancement of a high speed de-excitation system for brushless synchronous machines by large blocking voltage semiconductors
US2290101A (en) Protective arrangement
RU2709024C1 (en) Electromechanical energy converter with serrated concentric winding
US2300886A (en) High-speed wattmeter-type relay
Scharlach et al. Lessons learned from generator event reports
US2309487A (en) Protective arrangement
US2324825A (en) Protective system
SU1046852A1 (en) Electric three-phase machine with built-in unit for stator winding fault protection
RU93593U1 (en) DEVICE FOR PROTECTION OF THE CONTROLLED BYPASS REACTOR FROM WIND CIRCUITS OF THE WINDING
RU2699758C1 (en) Device for current protection of electric motors with interlocking of one unit of current relays
Sills et al. Characteristics of Split-Phase Currents as a Source of Generator Protection [includes discussion]
US2528240A (en) Transformer differential relay
SU1330695A1 (en) Arrangement for checking the insulation of a three-phase electric machine winding
SU39258A1 (en) Induction relay
Rao et al. Operational Problems in turbo generators and their analysis
US2360151A (en) Protective system
US2314231A (en) Protective system