SU1358033A1 - Устройство дл защиты асинхронного трехфазного электродвигател от аварийного режима - Google Patents

Abstract

Изобретениа относитс  к области электротехники релейной защиты от аварийного режима трехфазных электроустановок при несимметрии фазных токов прежде всего электродвигателей и генераторов автономных систем. Цель изобретени  - более полное использование перегрузочной способности электродвигател . В устройство введены блок 5 контрол  максимального тока. выходное напр жение которого пропорционально разности между сигналом, пропорциональным максимальному току, и сигналом уставки, блок 6 контрол  небаланса токов, выходное напр жение которого пропорционально разности между сигналом, пропорциональным небалансу токов, и сигналом уставки, величина которого зависит от величины максимального тока, блок 8 задани  времени, врем  срабатывани  которого зависит от величины сигнала перегрузки . Дл  одновременного получени  максимального тока и небаланса токов использована схема, в которой положительные выводы преобразователей 1-3 переменного тока в посто нное напр жение соединены в общую точку, а отрицательные - к выпр мительному мосту 4, отрицательное плечо которого соединено с землей, при этом напр жение, пропорциональное максимальному току, снимаетс  с общей точки преобразователей , а напр жение, пропорциональное разности токов - с положительного плеча моста 4. 2 ил. § ОО СП 00 Фиг.1

Description

20

25

1358033

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты асинхронных трехфазных электродвигателей и синхронных гене- раторовд работающих в автономных системах , от аварийного режима.

Цель изобретени  - более полное использование перегрузочной способности асинхронных электродвигателей ю и синхронных генераторов автономных систем.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - характеристика срабатывани  устрой- 15 ства и обеспечиваема  область допустимых режимов работы асинхронного трехфазного электродвигател .

Устройство (фиг. 1) содержит пре- . образователи 1-3 переменного тока в напр жение посто нного тока, установленные в каждой фазе питающей сети электродвигател , блок 4 выделе- И  сигнала тока небаланса, своими входами подключенный к выводам отри- .ательной пол рности блоков 1-3,блок. 5 контрол  максимального тока, вход которого подключен к объединенным выводам положительной пол рности блоков 1-3, блок 6 контрол  тока небаланса , 0дин вход которого подключен к объединенным выводам положи - тельной пол рности блоков 1-3, а другой - к блоку 6, выход которого через, блок 7 выделени  сигнала, соответствующего максимальной перегрузке, подключен к блоку 8 задани  выдержки времени, выход которого подключен к входу блока 9 управлени  электроустановкой .

Блоки 1-3, включаю щие трансформаторы тока, выпр мители и сглаживающие фильтры, имеют на выходе сигналы в виде напр жений посто нного тока, пропорциональных фазным токам.

Блок 4 представл ет собой мост, положительное плечо ВЫПОЛНВРЕО на диодах 10-.12, отрицательное плечо - на диодах 13-15 и соединено с общей точкой 16 схемы. Из диодов 13-15 открыт gg

40

45

тот, к которому подсоединен блок с максимальной величиной напр жени , в результате в точке 17 соединени  выводов положительной пол рности блоков 1-3 формируетс  сигнал напр жени , пропорциональньй току небаланса, т.е. разности между максимальными и минимальными токами фаз. Если на вы- ходе блоков 1-3 имеютс  напр жени 

и,

в

22 по пр эл ку но за га ка

28 по ци 30 ку то 24 за ма а га ре

и по си пе

ус де ет 37 вы и

35

то

бо са ко gc фа

- м об тр гр

и,, Uj, и , напр жени  на диодах 13- 15 относительно общей точки 16 равны

39

и,

- и.

37

и

- и.

25

и

MdKC

- и.

в результате работы диодов 10-12 в точке 18 формируетс  сигнал

макс Си, Uj, Uj) - мин (U,, ).

Блок 5 состоит из резисторов 19- 22 и операционного усилител  23 и позвол ет получить на выходе сигнал, пропорциональньй величине перегрузки электродвигател  по максимальному току . Величина допустимого максимального тока задаетс  резистором 19, а зависимость сигнала перегрузки двигател  от величины максимального тока - резисторами 20 и 21,

Блок 6 состоит из резисторов 24- 28 и операционного усилител  29 и позвол ет получить сигнал, пропорциональный величине перегрузки по то- ку небаланса. Величина допустимого тока небаланса задаетс  резистором 24, зависимость уровн  срабатывани  защиты от сигнала, пропорционального максимальному току - резистором 26, а зависимость сигнала перегрузки двигател  от величины тока небаланса - резисторами 25 и 28,

Блок 7 состоит из диодов 30 и 31 и резистора 32, выдел ет из сигналов; поступающих с выходов блоков 5 и 6, сигнал, соответствующий максимальной перегрузке.

Блок 6 состоит из операционного усилител  33, резисторов 34-36, конденсатора 37. Выдержка времени задаетс  резистором 34 и конденсатором 37, порог срабатывани  и релейность выходного сигнала - резисторами 35 и 36.

На фиг. 2 обозначены максимальный

ток I

макс соответствующий току наиболее загруженной фазы, ток небаланса Л I, соответствующий разности токов наиболее и наименее загруженных- фаз, область 38 допустимых значений

- макс ПР длительной работе, область 39 срабатывани  защиты электроустановки от перегрузки по току, граница 40 области длительно допустимых режимов, граница 41 области срабатывани  защиты от перегрузки по току небаланса, граница 42 области срабатывани  защиты от перегрузки по максимальному току, граница 43 области допустимых режимов, соответствующа  максимальному току небаланса , когда ток в одной из фаз отсутствует , точка 44, соответствующа  требованию ГОСТ (при несимметричной нагрузке трехфазных электрических машин допускаетс  их длительна  работа если токи в фазах не превышают номинального значени , а разности токов в фазах не более 20% номинального тока фазы), точка 45, соответствующа  симметричному режиму, точка 46, соответствующа  допустимому перегреву при обрыве одной из фаз, точка 47 срабатывани  защиты при обрыве одной из фаз (на 10% больше величины длительно допустимого тока при обрыве одной из фаз), точка 48 срабатывани  защиты по току небаланса при максимально допустимой величине максимального тока.

Область 39 срабатывани  защиты обеспечиваетс  защитой по максимальному току, с границей, представленной пр мой 42, и защитой по току небаланса с границей 41,

Граница 41 соответствует неравенству

К, Л1 + I.

- , О,

где К 1 I

- 1

2 IMOKC f-i + К л ,

Значени  1„, I макс-,., 41,,., Л1, определ ютс  в соответствии с областью 38 допустимых режимов защищаемого двигател . Наклон пр мой-41 задаетс  резисторами 25 и 26 блока 6. Граница 42 соответствует максимальному току, равному 1,1 ,l.

Устройство работает следующим образом .

При нормальной работе защищаемого электродвигател  токи фаз меньше номинальных и незначительно отличаютс  один от другого. При этом сигналы на выходе блоков 5 и .6 положительные, а напр жение на выходе блока 8 отрицательное . При изменении нагрузки электродвигател  или при возникновении несимметрии питающего напр жени  измен ютс  величина максимального тока и величина тока небаланса. Если максимальный ток превышает ток уставки,

на выходе блока 5 по вл етс  отрицательное напр жение. Если ток небаланса превышает ток уставки, с учетом ее изменени  от сигнала максимального тока, на выходе блока 6 по вл етс 

отрицательное напр жение. Блок 7 обеспечивает выделение сигнала, соответствующего максимальной перегрузке, а блок 8 задает врем  срабатывани  устройства защиты, достаточное дл  отстройки срабатывани  от пусковых токов двигател , зависимое .от величины сигнала перегрузки, при по влении на выходе блока 8 положительного сигнала блок 9 отключает электродвигатель от сети.

Ток небаланса асинхронного двигател  возникает чаще всего из-за несимметричности питающего напр жени  сети, в том числе вследствие обрыва

одной из фаз питающей сети. Предлагаемое устройство позвол ет сохранить асинхронный двигатель в работе при значительном токе небаланса в случае, если нагрузка меньше номинальной,

и защитить его от перегрева, если нагрузка близка к номинальной.

Устройство дл  защиты можно примен ть дл  защиты синхронных генераторов , работающих в автономных системах где ток небаланса обычно возникает в результате неравномерного распределени  нагрузки по фазам сети. При этом допустимый ток небаланса генератора и соответственно мощность

однофазного потребител  в системе могут быть увеличены с 20 до 40-50%

от IHOM

Работа защиты совместно с генератором не отличаетс  от работы защиты с асинхронным двигателем.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  защиты асинхронно- го трехфазного электродвигател  от аварийного режима, содержащее преобразователи переменного тока в напр жение посто нного тока, служащие дл  установки в фазах питающей сети, функционально соединенные с блоком .контрол  максимального тока, последовательно соединенные блок задани  выдержки времени и блок управлени , отличающеес  тем, что.

   с целью более полного использовани  перегрузочной способности электродвигател , оно дополнительно снабжено блоком выделени  тока небаланса, блоком контрол  тока максимальной перегрузки , при этом выводы положительной пол рности преобразователей переменного тока в напр жение посто нного

   тока присоединены к входу блока вьще- д грузки, выход которого присоединен

   лени  тока небаланса и входу блока контрол  максимального тока, выводы

   к входу блока задани  выдержки врем ни.

   отрицательной пол рности указанных преобразователей присоединены к входам блока выделени  тока небаланса, выходы которого присоединены к блоку контрол  тока небаланса, выходы блоков контрол  максимального тока и тока небаланса присоединены к входам блока вы влени  максимальной пере- .

   к входу блока задани  выдержки времени .

   Al

   О

   0,5 iMuKCfQ Фиг.г

   I OlMuKCff

   IffaffC

   Составитель Т.Щеголькова Редактор И.Горн к Техред А.Кравчук Корректор И.Муска

   Заказ 6003/53 Тираж 618Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  .наб., д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4