SU1319149A1

SU1319149A1 - Устройство дл защиты трехфазного электродвигател от анормальных режимов

Info

Publication number: SU1319149A1
Application number: SU864020163A
Authority: SU
Inventors: Виктор Гаврилович Петько
Original assignee: Оренбургский сельскохозяйственный институт
Priority date: 1986-01-10
Filing date: 1986-01-10
Publication date: 1987-06-23

Description

HaoupL-TCi : - -л-гс к электротехнике, в част1К)сти :. г. .);игвам автоматической заищты элоктр. Установок, и может быть ие1К};1ь;юваг() is промышленности и в есльском хоз йстве дл защиты трехфазных электродвигателей от технологических перегрузок и повреждений, св за11мых с нарушением симметрии тока по фазам.

Цель изобретени - повышение чувст- вительносги и информативности зашиты.

На чертеже приведена функциональна схема устройства дл защиты трехфазного электродвигател от анормальных режимов .

Устройство содержит фильтры 1 и 2 напр жений пр мой последовательности фаз, фильтры 3 и 4 напр жений обратной последовательности фаз, .(|}ормирователи 5 н 6 унрав.л ю1цих сигналов, источ1П1К 7 стабилизированного оп()) наП() жени положь:- телыюй пол рности, Л01 ический элемент ИЛИ 8, инвереный ус ;1итель (бесконтактный ключ 9) переменного тока, вынолнеи- ный, напри.мер, на ти.ристоре, симисторе или оптронс, исно;|1пп ельный орган И), в качестве которог о испо; ьзуетс магнитный нускатель, и два трансформатора 1 и 12 тока, нара. 1,чельно втор1 чным обмоткам которых подк. иочеиы спаренные переменные резисторы 13 и 14. Входы фильтров подключены к нервым выводам вторичных обмоток транс()орматоров тока, а выходы --- к первому и второму входам соответствуюнгих (|:)О1 )1иро1.)ателей управл юи1,их сигналов. Вторые В1ЯВО.ТЫ вторичных обмоток трансформаторов 11 и 12 тока подк;ночегп к нулевой шипе. Третьим н четвертые входы фо|)- мирователей подсоедине:-П)1 соответственно к выходу источника стаби;п1знруюи его опорного напр жени н к нулевой HJHHC.

Каждый из фильтров напр жений состоит из Г1осле;1с;вате.лы10 соеди 1енн1 1х конденсатора н двух резисторов. Конденсатор 15 и резисторы 16 и 17 образуiOT ()и;1ьтр 1, а конденсатор 18 и резисгоры 19 н 20 -- фильтр 2 нанр жсни пр мой последовательности фаз. В фи, 1ьтры 3 и 4 1апр жений обратной носледова гел)Ности фаз вход т конденсатор 21, резг:сторы 22 и 23, конденсатор 24 и 1)езисторы 25 и 26. Причем сопротивле- ии перечислер.ных резисторов и конденсаторов 1аход тс к соот11О1ненин:

1,., 2R,i

ПЛ1.:

x,.. l.Ii -х,,-уЗКФ,

-базовое расчетное С(Лфотив;1ен1 с ()ильтроз;

-допус 1 има кратность тока обратной последовательности к току пр - ;ой последовательности электро- д:5игател .

Формирователи 5 и 6 содержат конденсаторы 27 и 28, одними из выводов подсоединенные к нулевой шине. Параллельно конденсаторам подключены по две цепи из после- ювательно согласно соединенных двух диодов 29--30, 31-32, 33-34, 35-36. Причем цепи из диодов 29-34 шунтируют конденсаторы в направлении к общей щине, а цепь из диодов 33-36 - в обратном направлении. Точки соединени двух диодов каждой цепи

образуют первые и вторые входы формирователей .

К вторым выводам конденсаторов 27 и 28 подсоединены первые выводы резисторов 37 и 38 и логических элементов ИЛИ 39 и 40,

состо щих из диодов 41, 42 и 43, 44. Вторые выводы резисторов 37 и 38 образуют третьи входы формирователей. Сопротивление резистора 37 одного пор дка с величиной базового сопротивлени фильтров, а сопротивленис резистора 38 не менее, чем на два пор д- ка больше. К выходам логических элементов ИЛИ в каждом формирователе, подсоединены входы усилителей 45 и 46, выхо- ,1Ы которых соединены с вторы.ми входами лог ических элементов ИЛИ и вл ютс выхода ми формирователей. Усилители выполнены таким образо.м, что при положительной пол рности напр жени на входе усилител напр жение на его выходе равно нулю, а при отрицательной пол рности входного напр жени на выходе усилител устанавливаетс определенное напр жение отрицательной пол рности. При этом каждый усилитель снабжен индикатором {светодиодом, сигнальной лампой и т.д.), отражающим состо ние усилител .

Логический элемент ИЛИ 8 содержит .I lBa диода, катоды которых вл ютс вхо- .аами, а аноды обт единены и образуют выход эле.мента.

Устройство работает следующи.м образо.м.

На кле.ммы А, В, С с помощью рубиль- ника (не показан) подаетс трехфазное напр жение электрической сети. При этом по в- .1 етс напр жение положительной пол рности па выходе источника 7 опорного ста- би; изировапног о напр жени и через ре- зисторы 37 и 38 на обкладки конденеато- ров 27 и 28 начинают поступать токи 1.4 и 1.58. Конденсаторы в результате этого зар жаютс по отношению к обшей шине положительно . Тогда на входах усилителей 45 и 46 также положительное 1 апр жение, а на выходах, что вытекает из оговоренных выше функциональных свойств этих усилителей, - напр жение, равное нулю.

При таком напр жении, поступающем на вход инверсного усилител 9 через логический элемент 8, па выходе инверсного уси- лител устанавливаетс определенное вы- Х0л1ное напр жение, под действием которого исполнительный орган 10 подк, 1ючает к клем- ма.м А, В, С электродвиг атель.

Фазные токи электродвигател IA и I:, каждый из которых может быть представлен суммой симметричных составл ющих тока пр мой Ь и обратной lo последовательностей фаз

lA Ii+i2; . 1с al,+

(2)

где а -0,5+jV5 /2 - фазовращающий оператор , навод т во вторичных обмотках трансформаторов 11 и 12 тока, втори чные токи, равные соответственно 1л/Кт и 1с/Кт, где Кт - коэффициент трансформации трансформаторов тока. Эти токи, замыка сь через равные по величине сопротивлени R,, резисторов 13 и 14, создают на них падени напр жени :

ил - 2-Rp; :;. ib+a.f 3

Под действием этих напр жений с выходов фильтров через диоды на обкладки конденсаторов 27 28 и на нулевую шину протекают токи:

V UA, и ;U,

ф|-

Rlf,-jXl5 Ол ,Uc

; илUc

-Жз+Н; №|

, iJl

Rig-j i 20

.4)

LJA , U.

R26 Ran-j:X24 или после подстановки значений сопротивлений и напр жений из (1) и (3):

; Rp(l-а)а ; ; Rp( 1--a)an.io:i

1фЗ 1Ф4

Rp{l--a)

2KTR.

Отрицательные полуволны синусоид выходных токов nepBOi o и третьего фильтров через диоды 31 и 29 поступают на обкладку конденсатора 27, а положительна полуволна выходного тока второго фильтра и отрицательна полуволна выходного тока четвертого фильтра через диоды 35 и 33 поступают на обкладку конденсатора 28. Средние значени перечисленных токов с учетом характеризующих их направление знаков равны:

гг. RP Г

,

1з5 КПдо,,

.,,к|ь

где К

коэффициент выпр мле Кт-Хф

ни , равный дл однополупериодного выпр млени 0,5; Кф - коэ(рф|;циент формы кривой тока, разный дл CHiiycoii/ibi 1,11.

Если алгебраическа cyvKvia токов (I.si-f- + Ь Ч- ), поступающих на обкладку конденсатора 27, и алгебраическа сумма токов (Ijs 1.33+ 1.58), поступающих на обкладку

конденсатора 28, бoльпJe нул , то конденсаторы остаютс зар женными положительно и электродвигатель продолжает работать. Если в результате изменени тока нагрузки электродвигател сумма токов (1з1+ b:i + + I-JT) станет меньще нул или сумма токов (1:;5 + 1зз+ 8) станет меньше нул , то соответственно конденсатор 27 или конде нсатор 28 зар дитс по отношению к общей шине отрицательно. Так как напр жени с конденсаторов через диоды 41 и 43 подаютс на входы усилителей 45 и 46, на их выходах под действие.м отрицательных напр жений на входах устанавливаютс напр жени также отрицательной пол рности, которые через диоды 47 и 48 поступают на вход ключа 9 и перевод т его в зак|1ытое состо ние. При этом псполн1 тольпый орган 10 отк. иочает электродвигатель.

Таким образом, защита срабатывает. ес„1И выполн етс хот бы одно нз NXMOBHI I:

0

20

rI;.-L I .,

25

30

Изз-Г :«+

Пос.че подстановки значений вход щих в HepaoeiiCTiio (7) гокои и с учетом того, что при настройке защит1 : величина сопротивлени резистороп 13 и 14 устаиав. П11 аетс таи- ной

Рф-1|1 7

-- дог1усг;.мый ток электродвг;гате, 1 . ко с учетом того, что 1з5 и ;.;. так КИК по услови R9-C R.f., полуR; .-

(8)

35

40

45

50

Слслователопо. если ток в самой загруженной (Ьазе э.1ектродв1П ател . равный сумме TOKOii пр мой п обратной иоследовате.и,- ностей фаз, превышает ве. 1пчину допхх тимо- | о ;ь 1 дамного электродвигател тока, сиг- на, iia отключеп11е электродвигате. посту пает через логический э.мемепт 8 и И1- ве|1сиь;11 .ль 9 на исполнигельный opi-an К) от фор.ми)овател о. а сч , 1:., напр.Ил ср, п 1). И)- тате аси.м.метрш : ; Т;;юще1Ч) пп..-м . виткового . обрьпга цепей обмоток статора пли ротора составл юща гока опр тной последовагсльпости 1 превышает ,ао;:устпмую кратность по от|;още11пю к току пр мой :оследппптольности Ь. то cnrna/i отivi:;i с::;;/-; И ;Ч Т ;; :и 1 Iia lCnO, llinTe, iI.;iblii Оргнп n;i yKa:-;a.;:. вы:пе цепи от (;- этом прнчпнл отк;1Юче П Я ; -.Ожст быть CTaiii. nci iciooB, отражающих сосго - 45 и |й

55 Переход усилите. км 4о и 46 из о. СОСТОЯ :; -; i; лр ое осущсств.т етс скачко- об 1о:т:: li 1 еЗйнпсили; от скорости 1 : мгпо- ни иги:п же -П и ид к()пдепсагор;;х 27

так как напр жени на входы усилителей подаютс с конденсаторов 27 и 28 и с выходов усилителей через логические элементы ИЛИ. Поэтому, несмотр на сравнительно медленное уменьшение напр жений на конденсаторах 27 и 28 до нул и ниже, напр жени на входах усилителей уменьшаютс быстро за счет передачи на них отрицательных потенциалов с выходов усилителей через вторые входы логических элементов. При этом реализуетс положительна обратна св зь, усилители остаютс в открытом состо нии и после отключени электродвигател , когда токи на выходах фильтров станов тс равными нулю и конденсаторы 27 и 28 снова приобретают положительный зар д . Таким образом, сигналы отключени защит запоминаютс .

Введение в устройство дополнительных фильтров напр жени пр мой и обратной последовательностей и формировател управл ющего сигнала позвол ет увеличить величины выходных токов фильтров напр жений пр мой и обратной последовательностей за счет снижени нагрузки на их выходах по сравнению с известным устройством, в котором величины выходных токов фильтров ограничиваютс резистивными делител ми на их выходах. Кроме того, выполнение положительной обратной св зи усилител в формирователе управл ющего сш - нала с помощью дополнитльно введенного логического элемента ИЛИ позвол ет получить на выходе усилител сигнал с крутым передним фронтом, что также обеспечивает повышение чувствительности защиты. Разделение цепей прохождени сигналов защиты по величине допустимого тока и по величине допустимой асимметрии тока электродвигател , а также введение в усилитель каждого формировател управл ющего сигнала индикатора, отражающего состо ние усилител , позвол ет увеличить информативность защиты путем фиксации причины отключени электродвигател .

Claims

Формула изобретени

Устройство дл защиты трехфазно1 о электродвигател от анормальных режимов, содержащее устанавливаемые в фазах питающей сети два трансформатора тока, вторична обмотка каждого из .которых зашун- тирована переменным резисторо.м, первые фильтры напр жений пр мой и обратной последовательностей, формирователь управл ющего сигнала, источник стабилизированного опорного напр жени , питаемый фазным напр жением сети, инверсный уси.чи- тель и исполнительный орган, при этом вы- ходы фильтров пр мой и обратной последовательностей и источника стабилизированВПИИПИЗаказ 2521/4)Т:.раж618Подписное

ПропзвиД. I )-11олиг|);1фнч1Х-К)0 11)( ;.11ри тио, г. Ужгород, y. i. Проектна , 4

0

5

0

5

0

5

0

5

ного опорного напр жени соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами формировател управл ющего сигнала, первые выводы вторичных обмоток трансформаторов тока подключены к входам фильтров напр жений пр мой и обратной последовательностей , вторые выводы вторичных обмоток трансформаторов тока и четвертый вход формировател управл ющего сигнала присоединены к общей шине, выход инверсного усилител соединен с входом исполнительного органа, при этом каждый фильтр напр жени пр мой, обратной последовательностей состоит из последовательно включенных конденсатора и двух резисторов, обща точка соединени резисторов вл етс его выходом, форм-ирователь управл ющего сигнала содержит первую и вторую цепи из последовательно согласно включенных двух диодов, обпше точки соединени которых образуют соответственно первый и второй входы формировател управл ющего сигнала , конденсатор, первым выводом присоединенный к четвертому, вторым через резистор - к третьему входам формировател управл ющего сигнала, и усилитель, выход которого вл етс выходом формировател управл ющего сигнала, отличающеес тем, что, с целью повышени чувствительности и информативности защиты, в него дополнительно введены элемент ИЛИ и вторые фильтры напр жений пр мой и обратной последовательностей , входы которых подключены к первым выводам вторичных обмоток трансформаторов тока, выходы - соответственно к первому и второму входам дополнительно введенного второго, аналогичного первому, формировател управл ющего сигнала , третий и четвертый входы которого соединены соответственно с третоим и четвертым входами первого формировател управл ющего сигнала, выходы обоих формирователей и управл ющего сигнала подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом инверсного усилител , при этом в каждый формирователь управл ющего сигнала дополнитльно введен элемент ИЛИ, выход и первый вход которого соединены соответственно с входом и выходом снабженного индикатором упом нутого усилител формировател управл ющего сигнала, второй вход элемента ИЛИ соединен с вторым выводом упом нутого конденсатора , защунтированного упом нутыми первой и второй цеп ми из последовательно согласно включенных двух диодов, причем в первом формирователе управл ющего сигнала обе указанные цепи подключены анодами к второму, а катодами к первому выводам конденсатора, а во втором - перва цепь последовательно согласно включенных двух диодов подключена к конденсатору в противоположном направлении.