SU1171900A1

SU1171900A1 - Device for protection of three-phase a.c.motor against abnormal operation

Info

Publication number: SU1171900A1
Application number: SU833642067A
Authority: SU
Inventors: Александр Яковлевич Зотов
Original assignee: Ульяновский политехнический институт
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1983-09-19
Publication date: 1985-08-07

Description

соwith

Изобретение относитс к электротехнике а именно к устройствам защиты двигателей трехфазного переменного тока от анормально-го режима, возникающего вследствие по вле- . ни асимметрии токов и напр жений при5The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices for protecting three-phase AC motors from an abnormal mode arising as a result of left-handedness. nor the asymmetry of currents and voltages at5

неполнофазных режимах в высоковольтной питающей сети, который возникает, как правило , из-за ложного или излишнего срабатывани одного предохранителей на стороне высщего напр жени понижающего трансфор- ю мотора, за которым ф(Дспючены злектродви ,Тэтепи.: I Целью изобредери ф етс повыщение надежности работа гст йства защиты.incomplete-phase modes in the high-voltage power supply network, which arises, as a rule, due to the false or excessive operation of one of the fuses on the high-voltage side of the step-down transformer motor, beyond which f (Electricity, PowerType: I aim to increase reliability The work of the gst protection.

На чертеже представлена схема устройства. J5The drawing shows a diagram of the device. J5

Устройство содержит два силовых трансформатора 1 и 2. Первый защищаетс со стороны ВН преохранител ми 3. В фазе А предохранитель заменен щинопроводом 4 больщо . го сечени . Схема соединени обмоток ЗВЕЗДА- 20 ТРЕУГОЛЬНИК типова дл понижающего трансформатора 1. Со стороны .НН подключаетс электродвигатель 5, имеющий в двух фазах (а и с) датчики защиты от токов к.з. и перегрузок , выполненные, например, в виде транс- 25 форматоров 6 тока, соединенных по схеме на разность токов. Отключение от питающей сети двигател 5 производитс выключателем 7. Команда на отключение подаетс через реле 8, включающее оперативный ток на выключатель 7. Последний имеет блок-контакт 9, осуществл ющий сн тие оперативного тока с привода выключател 7 после срабатывани выключател .The device contains two power transformers 1 and 2. The first is protected from the HV side by fuses 3. In phase A, the fuse is replaced by a line 4 more. go section. The connection scheme of the windings of the 20-STAR-TRIANGLE is typical for a step-down transformer 1. On the side of the НHH, an electric motor 5 is connected, which has two phases (a and c) with short-circuit current protection sensors. and overloads, made, for example, in the form of current transformers 6, connected according to the scheme for the difference of currents. The disconnection from the power supply network of the engine 5 is performed by the switch 7. The shutdown command is supplied via a relay 8, which turns on the operating current to the switch 7. The latter has an auxiliary contact 9, which removes the operating current from the drive of the switch 7 after the switch is activated.

. Второй трансформатор 2 имеет обмотки, 35 соединенные по схеме ЗВЕЗДА-ЗВЕЗДА С НУЛЕМ. Но она может быть и иной, например ТРЕУГОЛЬНИК-ЗВЕЗДА С НУЛЕМ. Именно такие трансформаторы примен ютс на напр жении 6-10/0,4 кВ. За ним, на сторо- не НН включен электрод)вигатель 10 и прочие потребители. Электродвигатель 10 подключен к питающей сети по типовой схеме через предохранители 11, магнитный пускатель 12 с двум датчиками от перегрузки - реле 13 5 и 14, включенными в крайние фазы (а и с ) и цепью управлени магнитным пускателем с катущкрй 15 напр жени , кнопками 16 включени и отключени 17, контактами 18 и 19 реле 13 и 14, блокировочным контак- 50 том 20 кнопки включени и предохранител ми 21. Цепь управлени может подключатьс на фазы а и с , если катущка 15 выполнена на линейное напр жение, и на фазу d , электрически опережающую фазу Ь , в которой $5 нет датчика от перегрузки, если катущка 15 выполнена на фазное напр жение. Подключение к нулевому проводу показано пунктиром.. The second transformer 2 has windings 35 connected according to the STAR-STAR scheme with ZERO. But it may be different, for example, a STAR-TRIANGLE WITH ZERO. Such transformers are used at a voltage of 6-10 / 0.4 kV. Behind him, on the side of the NN, the electrode is switched on) motor 10 and other consumers. The motor 10 is connected to the mains power supply according to a typical circuit through fuses 11, a magnetic starter 12 with two overload sensors - a relay 13 5 and 14 connected in the extreme phases (a and c) and a control circuit of the magnetic starter with voltage coil 15, buttons 16 on and off 17, pins 18 and 19 of relay 13 and 14, interlock contact 50 with switch button 20 and fuses 21. The control circuit can be connected to phases a and c if the jigger 15 is made to linear voltage and to phase d , electrically advanced phase b, in which $ 5 is not sensor overload, if the coil 15 is made to the phase voltage. The connection to the zero wire is shown dotted.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме асимметри токов и напр жений мала и не угрожает надежной работе двигателей 5 и 10. Предохранители 3 обеспечивают защиту трансформатора 1 от токов К.З., а в р де случаев, и от токов перегрузки: трак-, сформатор 2 также, как правило, защищаетс предохранител ми. Защита двигателей 5 и 10 осуществл етс : первого - трансформаторами 6 тока и выключателем 7, второго - предохранител ми 11 (от токов К.З.) и датчиками 13 и 14 от перегрузки. Возникновение перегрузок в нормальном режиме сопровождаетс увеличением тока, как минимум, в двух фазах . Поэтрму трансформатор 6 тока и реле 13 и 14 будут при этом вовлечены в работу. Это позволит размыканием контактов 18 или 19 (или обоих вместе) производить сн тие напр жени с катущки 15, после чего отпадают контакты пускател 12 и отключают перегрузившийс электродвигатель 10, при возникающей перегрузке через трансформаторы 6 и реле 8 выключатель 7 отключит двигатель 10.The device works as follows. In the normal mode, the asymmetry of currents and voltages is small and does not threaten the reliable operation of motors 5 and 10. Fuses 3 provide protection of transformer 1 against KZ currents, and in a number of cases, and against overload currents: truck, transformer 2 also, as a rule, protected by fuses. The motors 5 and 10 are protected: the first by current transformers 6 and the switch 7, the second by fuses 11 (from CZ currents) and the sensors 13 and 14 against overload. The occurrence of overloads in the normal mode is accompanied by an increase in current in at least two phases. So the transformer 6 current and relays 13 and 14 will be involved in the work. This will allow the opening of the contacts 18 or 19 (or both together) to relieve the voltage from the coil 15, after which the contacts of the actuator 12 fall off and disconnect the overloaded electric motor 10, in the event of an overload through the transformers 6 and the relay 8, the switch 7 turns off the engine 10.

При перегорании предохранител 3 в фазе А на стороне ВН трансформатора 1 в схеме . электроснабжени возникает распределение тока, указанное стрелками (значени токов по модулю показаны на чертеже). Векторные диаграммы токов. станут полностью несимметричными . При этом токи фаз d и с направлены противоположно току в фазе Ь , т.е. повер нуты от него на угол 180 . В сумме они составл ют ток фазы Ь . Это значит, что каждый из них рав.ен 0,5 3 а Это касаетс двигателей 5 и 10. Двигатели начинают пульсировать . Они могут оставатьс в работе, если их нагрузка не создает противодействи , достаточного дл торможени . При этом наибольщее значение тока в фазе в будет достигать 3 и . Вместе с током возникаит :i несимметри напр жени . Вектора фазных напр жений перестают быть равными друг другу , углы между ними могут быть самыми разнообразными - далекими от 120 . Двигатели увеличивают скольжение. Напр жение между фазами а и с снижаетс и может достиг гать нул . Это же происходит и при схеме ТРЕУГОЛЬНИК-ЗВЕЗДА С НУЛЕМ у трансформатора 6-10/0,4 кВ, когда на его стороне ВН ложно срабатывает предохранитель в фазеWhen the fuse 3 blows in phase A on the HV side of transformer 1 in the circuit. power supply occurs current distribution, indicated by arrows (values of currents modulo shown in the drawing). Vector current charts. become completely asymmetrical. In this case, the currents of phases d and c are opposite to the current in phase b, i.e. turned away from him at an angle of 180. In sum, they constitute the phase current b. This means that each of them is equal to 0.5 3 a. This applies to engines 5 and 10. The engines begin to throb. They can remain in operation if their load does not create a countermeasure sufficient for braking. In this case, the highest value of the current in the phase in will reach 3 and. Together with the current occurs: i voltage asymmetry. Phase vector vectors cease to be equal to each other, the angles between them can be very diverse - far from 120. Engines increase slip. The voltage between phases a and c decreases and can reach zero. The same happens with the TRIANGLE STAR WITH ZERO for a 6-10 / 0.4 kV transformer, when on its HV side a fuse in the phase

а.but.

В указанных случа х наибольшее снижеиие напр жени наблюдаетс .в фазе oi - одног именной с той, в которой на стороне ВН ложно отключилс предохранитель.In these cases, the greatest decrease in voltage is observed. In the phase, oi is the same as the one in which the fuse was falsely turned off on the HV side.

Таким образом, защита двигателей 5 и 10 от перегрузки не почувствует увеличени токов в фазе Ь двигателей. Однако снижение тока в фазах а и с и возрастание в фазе Ь при данном виде повреждени замечаетс цепью управлени магнитного пускател двигател 10. Включение ее на фазы а и с , если катушка 15 рассчитана на линейное напр жение , или на фазу а , если она рассчитана на фазное напр жение, сопровождаетс резким снижением напр жени , особенно, когд двигатель наберет нужную величину скопьжени . Снижение напр жени заставит катушку опустить подвижный контакт магнитного пускател . Контакты пускател 12 размыкаютс и двигатель отключаетс от поврежденной сети . Предполагаетс , что и двигатель 5 имеет цепь управлени , реагирующую на уровень напр жени в фазе о. или в фазах а и с (между этими фазами). Отключение 5 происходат аналогично описанному.Thus, protection of motors 5 and 10 against overload will not feel an increase in currents in the phase b of the motors. However, a decrease in current in phases a and c and an increase in phase b with this kind of damage is noticed by the control circuit of the magnetic actuator of the engine 10. Turning it on on phases a and c, if coil 15 is rated for line voltage, or phase a, if it is calculated phase voltage, is accompanied by a sharp decrease in voltage, especially when the engine picks up the required amount of accumulation. Reducing the voltage will cause the coil to lower the moving contact of the magnetic starter. The contacts of the actuator 12 are opened and the engine is disconnected from the damaged network. It is assumed that motor 5 also has a control circuit that reacts to the voltage level in phase o. or in phases a and c (between these phases). Shutdown 5 occurs as described.

Введение в фазу А вместо предохранител шинопровода 4 большого сечени снижает стоимость высоковольтного ввода трансформатора 1. Защита таким способом понижающих трансформаторов вполне возможна при системах с незаземленной нейтралью. Это ничем не отличаетс от использовани выключателей с ними и трансформаторов тока, установленных только в двух фазах, как например, у двигател 5. Но введение шйиопровода снижает до минимума веро тность возникновени в фазе А (на стороне ВН понижающего трансформатора ) неполнофазного режима из-за ложной и излишней работы предохранителей, установленных в фазах А, зто значит, что в фазе, электрически отстающей от фазы А, а именно в фазе b. такие провокационные режимы будут сведены до минимума. Подключив, злектродвигатепи к сети таким образом, чтобы фаз без датчика от перегрузки была именно электрически отстающей от фазы с шинопроводом, обеспечивают дополнительное дублирование работы цепей напр жени на тот случай, если залипнут контакты магнитного выключател или нагрузка двигател и других потребителей недостаточно будет способствовать глубокому снижению напр жени на катушке 15, чтобы обеспечить ее надежное срабатывание. Сгорание предохранителей в фазах В или С вызовет рост тока в а и с соответственно и работу реле 13 и 14 и т. д.Introduction to phase A instead of a fuse of a large-section busbar 4 reduces the cost of high-voltage input of transformer 1. Protection in this way of step-down transformers is quite possible with systems with non-grounded neutral. This is no different from using switches with them and current transformers installed in only two phases, such as engine 5. But the introduction of a conductor minimizes the likelihood of a phase-out transformer (on the HV side of the step-down transformer) due to false and redundant operation of fuses installed in phases A, which means that in a phase that is electrically lagging behind phase A, namely in phase b. such provocative regimes will be kept to a minimum. Connecting the motor to the network in such a way that the phases without an overload sensor are electrically lagging behind the phase with the bus line, provide additional duplication of the voltage circuits in case the contacts of the magnetic switch are stuck or the load of the engine and other consumers is not sufficient to contribute to a deep reduction voltage on coil 15 to ensure reliable operation. Combustion of fuses in phases B or C will cause an increase in current a and c, respectively, and the operation of relays 13 and 14, etc.

При коротких замыкани х в сети, сопровож дающих перегоранием предохранителей 11, воз никают увеличенные, токи сразу в двух фазах, что вызывает работу одного из датчиков - 13 или 14 (при К.З. в ответвлении или обмотке двигател 10). Аналогична картина будет и при К.З. в двигателе 5. Все двухфазные к.з. также сопровождаютс ростом токов в двух или даже в трех фазах, а также большой асимметрией токов и напр жений, ведущих к работе или датчиков от перегрузки, или отпаданию контактов из-за снижени напр жени на катушке Н.. With short circuits in the network, accompanying blown fuses 11, there are increased currents in two phases at once, which causes the operation of one of the sensors - 13 or 14 (with KZ in the branch or winding of the engine 10). The picture will be similar when K.Z. in the engine 5. All two-phase short circuit. also accompanied by the growth of currents in two or even in three phases, as well as a large asymmetry of currents and voltages leading to work or sensors from overload, or contact drops due to a decrease in voltage on the coil H.

Claims

1. DEVICE FOR PROTECTING A THREE-PHASE AC MOTOR FROM AN ABNORMAL MODE

MA, containing a set of high-voltage fuses, a step-down transformer, an electric motor connected to the network according to a typical circuit through the power contacts of a magnetic starter, equipped with a control winding and two overload sensors in the form of a thermal switch, included in the phases of the electric motor, characterized in that, in order to increase reliability, the control winding of the magnetic starter is connected to the phase with a thermal relay, which is electrically ahead of phase without a thermal relay.

2. The device according to π. 1, due to the fact that the fuse in the phase leading the phase without the thermal relay is replaced by a busbar.

SJJnn 1171900>