SU1483544A2 - Device for protection of three-phase electric motor - Google Patents

Device for protection of three-phase electric motor Download PDF

Info

Publication number
SU1483544A2
SU1483544A2 SU874309026A SU4309026A SU1483544A2 SU 1483544 A2 SU1483544 A2 SU 1483544A2 SU 874309026 A SU874309026 A SU 874309026A SU 4309026 A SU4309026 A SU 4309026A SU 1483544 A2 SU1483544 A2 SU 1483544A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
winding
transformer
windings
electric motor
Prior art date
Application number
SU874309026A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Яковлевич Жарков
Антон Михайлович Королев
Сергей Николаевич Машковцев
Original Assignee
Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства
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 Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства filed Critical Азово-Черноморский Институт Механизации Сельского Хозяйства
Priority to SU874309026A priority Critical patent/SU1483544A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1483544A2 publication Critical patent/SU1483544A2/en

Links

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к релейной защите электроустановок. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем обеспечени  выравнивани  чувствительности при перегрузке в любой из фаз. Цель достигаетс  тем, что устройство содержит два измерительных трансформатора тока 2 и 3 с трем  первичными обмотками с соотношением числа витков 2:2:1. Перва  обмотка каждого трансформатора 2 и 3 включена встречно второй и третьей обмоткам. Перва  обмотка первого трансформатора 2 и треть  обмотка второго трансформатора 3 включены в первую фазу, вторые обмотки обоих трансформаторов 2 и 3 во вторую фазу, а треть  обмотка первого трансформатора 2 и перва  обмотка второго трансформатора 3 включены в третью фазу питани  электродвигател  1. 4 ил.This invention relates to relay protection of electrical installations. The aim of the invention is to increase reliability by ensuring that the sensitivity of the overload in any of the phases is equalized. The goal is achieved in that the device contains two measuring current transformers 2 and 3 with three primary windings with a ratio of the number of turns 2: 2: 1. The first winding of each transformer 2 and 3 is connected in opposite to the second and third windings. The first winding of the first transformer 2 and the third winding of the second transformer 3 are included in the first phase, the second windings of both transformers 2 and 3 in the second phase, and the third winding of the first transformer 2 and the first winding of the second transformer 3 are included in the third power supply phase of the electric motor 1. 4 Il.

Description

Фиг ;FIG;

Изобретение относитс  к релейной защите электроустановок, а именно к фазочувствительным защитам трехфаз- ных электродвигателей от аварийных и ненормальных режимов, и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт.св. № 1317540.The invention relates to relay protection of electrical installations, namely to phase-sensitive protection of three-phase electric motors against emergency and abnormal conditions, and is an improvement of the invention according to the author. No. 1317540.

Целого изобретени   вл етс  повышение надежности путем обеспечени  чувствительности устройства при перегрузке в любой из фаз питающей сети.The whole invention is to increase reliability by ensuring the sensitivity of the device when overloaded in any of the phases of the supply network.

На фиг.1 представлена электрическа  принципиальна  схема устройства дл  защиты трехфазного электродвигател ; на фиг. 2-4 - векторные диаграммы магнитных потоков и соответст- вующих им вторичных напр жений.Fig. 1 is an electrical schematic diagram of a device for protecting a three-phase electric motor; in fig. 2–4 are vector diagrams of magnetic fluxes and the corresponding secondary voltages.

Устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  1 содержит измерительные первый 2 и второй 3 транс- форматоры тока с трем  первичными обмотками каждый, причем треть  обмотка первого 2 и перва  обмотка второго 3 трансформаторов включены в первую фазу питани  защищаемого.электродвигател  1, втора  обмотка перво- го 2 и второго 3 трансформаторов - во вторую фазу, а перва  обмотка первого трансформатора 2 и треть  обмотка второго трансформатора 3 - в третью фазу. Первые обмотки трансформаторов 2 и 3 включены встречно вторым и третьим его обмоткам, причем перва  и втора  обмотки каждого трансформатора с одинаковым числом витков, а треть  - с числом витков, меньшим в два раза. Между ср едними выводами 4 и 5 вторичных обмоток первого 2 и второго 3 трансформаторов тока включен исполнительный орган 6, к выводам 7 и 8 первого 2 и выводам 9 и 10 второго 3 трансформаторов тока подключен кольцевой фазовый детектор , выполненный из согласно-последовательно соединенных в кольцо четырех цепочек, кажда  из которых содержит последовательно соединенные диоды 11-14 и резисторы 15-18, при этом вывод 7 вторичной обмотки первого трансформатора 2 соединен с общей точкой анода диода 11 и резистора 16, вывод 8 - с общей точкой анода диода 13 и резистора 18, вывод 9 вторичной обмотки второго трансформатора 3 соединен с общей точкой анода - диода 14 и резистора 15, вывод 10 - с общей точкой анода диода 12 и резис тора 17. К выводам 9 и 10 вторичнойA device for protection of a three-phase electric motor 1 contains the measuring first 2 and second 3 current transformers with three primary windings each, with a third winding of the first 2 and first winding of the second 3 transformers included in the first phase of the protected motor. Electric motor 1, the second winding of the first 2 and the second 3 transformers - into the second phase, and the first winding of the first transformer 2 and the third winding of the second transformer 3 - into the third phase. The first windings of transformers 2 and 3 are turned on oppositely by the second and third windings of it, with the first and second windings of each transformer with the same number of turns, and a third with the number of turns less than two times. Between the secondary terminals 4 and 5 of the secondary windings of the first 2 and second 3 current transformers, an executive unit 6 is connected, to the terminals 7 and 8 of the first 2 and the terminals 9 and 10 of the second 3 current transformers, an annular phase detector is connected, which is connected in a series four chains, each of which contains serially connected diodes 11-14 and resistors 15-18, while pin 7 of the secondary winding of the first transformer 2 is connected to the common point of the anode of diode 11 and resistor 16, pin 8 to the common point of the anode of diode 13 and stories 18, pin 9 of the secondary winding of the second transformer 3 is connected to the common point of the anode - of diode 14 and resistor 15, pin 10 - with a common anode of the diode 12 and the point 17. rezis torus terminals 9 and 10 of the secondary

00

5five

00

00

5five

00

5five

00

5five

обмотки второго трансформатора 3 подключен пороговый блок контрол  перегрузки , выполненный, например, на диоде 19, резисторах 20, 21, конденсаторе 22 и динисторе 23 и своим выходом подключенный к соединенным согласно-последовательно светодиодам двух фототиристорных оптдонов 24 и 25, фототиристоры которых шунтируют резисторы 18 и 16 двух противоположных цепочек кольцевого фазового детектора , причем аноды фототиристоров присоединены к общим точкам катодов диодов 14 и 12 и соответствующих резисторов 18 и 16.winding of the second transformer 3 is connected to a threshold overload control unit, made, for example, on diode 19, resistors 20, 21, capacitor 22 and dynistor 23 and its output connected to two phototristor optocouplers 24 and 25 connected in series-LEDs, the photothyristors of which bypass resistors 18 and 16 two opposite chains of the ring phase detector, with the anodes of the photothyristors connected to the common points of the cathodes of the diodes 14 and 12 and the corresponding resistors 18 and 16.

Чувствительность устройства при однофазной несимметричной перегрузке обеспечиваетс  тем, что каждый из трансформаторов тока снабжен трем  первичными обмотками, включенными в разные фазы. При такой конструкции увеличение любого из фазных токов приводит к увеличению напр жений на вторичных обмотках обоих трансформаторов . В результате увеличени  напр жени  срабатывает блок контрол  перегрузки, подключенный -к выходу одного из трансформаторов. Это приводит к шунтированию резисторов двух противоположных плеч кольцевого фазового детектора и срабатыванию исполнительного органа в результате глубокого разбаланса кольцевого фазового детектора. В известном устройстве трансформаторы тока содержат только по две первичные обмотки, а блок контрол  перегрузки подключен к вторичной обмотке одного из трансформаторов (например, второго). Поэтому блок контрол  перегрузки срабатывает при однофазной перегрузке только в тех фазах, в которые включены две первичные обмотки второго трансформатора , и не срабатывает при однофазной несимметричной перегрузке в третьей фазе, в которую включена од-- на из обмоток первого трансформатора.The sensitivity of the device in case of single-phase asymmetrical overload is ensured by the fact that each of the current transformers is equipped with three primary windings that are included in different phases. With this design, an increase in any of the phase currents leads to an increase in the voltages on the secondary windings of both transformers. As a result of the increase in voltage, an overload control unit is activated, connected to the output of one of the transformers. This leads to the shunting of the resistors of the two opposite arms of the annular phase detector and to the actuation of the actuator as a result of the deep imbalance of the annular phase detector. In the known device, the current transformers contain only two primary windings, and the overload control unit is connected to the secondary winding of one of the transformers (for example, the second). Therefore, the overload control unit operates with single-phase overload only in those phases in which two primary windings of the second transformer are included, and does not work with single-phase asymmetrical overload in the third phase, which includes one of the windings of the first transformer.

Выбором соотношени  числа витков первичных обмоток трансформаторов 2:2:1, подключением первых обмотодк встречно вторым и третьим обмоткам, а также включением обмоток в разные фазы питани  электродвигател  достигаетс  формирование одинаковых по величине вторичных напр жений с углом сдвига между ними примерно 90° в нормальном симметричном режиме (фиг.2). Формирование такого угла между вторичными напр жени ми обеспечивает стабильную работу исполнительного органа при обрыве фазы, заклинивании ротора, симметричной и несимметричной перегрузках. К тому же выбором соотношени  числа витков 2:2:1 достигаетс  пониженное примерно в 1,5 раза (по сравнению с прототипом.) различие чувствительности по фазам. Это объ сн етс  следующим.Дл  прототипа с соотношением числа витков 3:1 увеличение вторичного напр жени  на 20% происходит при увеличении тока, пропорционально которому измен етс  магнитный поток ф в первой фазе на 27% или при увеличении тока во второй-фазе на 90% (фиг.З). В предлагаемом устройстве аналогичное увеличение вторичного напр жени  происходит при увеличении тока в первой фазе на 100% или при увеличении тока во второй и третьей фазе на 50 или 47% соответственно (фиг.4). Различие в чувствительности по фазам можно характеризовать отношением рассматриваемых токов, которое составитBy choosing the ratio of the number of turns of the primary windings of transformers 2: 2: 1, connecting the first windings oppositely to the second and third windings, and also by turning the windings into different phases of the motor supply, the formation of identical secondary voltages is obtained with a normal shift between them of approximately 90 ° in a normal symmetric mode (figure 2). The formation of such an angle between secondary voltages ensures stable operation of the actuator when the phase is broken, the rotor is wedged, and symmetric and asymmetrical overloads occur. Moreover, by choosing the ratio of the number of turns to 2: 2: 1, the difference in sensitivity by phases is reduced by about 1.5 times (as compared with the prototype.). This is explained as follows. For the prototype with the ratio of the number of turns 3: 1, the secondary voltage increases by 20% when the current increases, in proportion to which the magnetic flux f in the first phase changes by 27% or when the current in the second phase increases by 90 % (fig.Z). In the proposed device, a similar increase in the secondary voltage occurs when the current in the first phase increases by 100% or when the current in the second and third phases increases by 50 or 47%, respectively (Fig. 4). The difference in sensitivity in phases can be characterized by the ratio of the currents in question, which will be

90% , . дл  прототипа - 3,34, а дл  пред 100% , ., лагаемого устройства -г 2,13.90% for the prototype - 3.34, and for up to 100%, the lagged device is 2,13.

Н / /оN / o

Таким образом, в предлагаемом устройстве достигаетс  пониженное вThus, in the proposed device is achieved reduced in

3 343 34

л. 1,57 раза различие чувствительности по фазам.l 1.57 times the difference in phase sensitivity.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Так как каждый из измерительных трансформаторов тока снабжен трем  первичными обмотками, которые имеют разное число витков и включены в разные фазы питающей сети, причем перва  обмотка включена встречно второй и третьей, в сердечниках каждого из трансформаторов тока суммируютс  магнитные потоки Ф , Ф2/ ф,,создаваемые соответствующими токами трех фаз (фиг.2). При соотношении числа витков первичных обмоток трансформаторов тока W -2: 2: 1 и нормальном режиме работы электродвигател  напр жени  U, и U на вторичных обмотках трансформаторов равны по величине и сдвинуты на угол, близкий 90 ff.Since each of the measuring current transformers is equipped with three primary windings, which have a different number of turns and are included in different phases of the supply network, the first winding being connected oppositely to the second and third, the magnetic fluxes F, F2 / ff are summed in the cores of each current transformer created by the respective currents of the three phases (figure 2). When the ratio of the turns of the primary windings of the current transformers W -2: 2: 1 and the normal operation of the motor, the voltage U and U on the secondary windings of the transformers are equal in magnitude and shifted by an angle of about 90 ff.

При обрыве одной из фаз питающей сети на вторичных обмотках трансформаторов тока формируютс  напр жени  U1 и U, совпадающие по фазе или направленные в противоположные стороны.When one of the phases of the supply network is broken, the voltages U1 and U are formed on the secondary windings of current transformers, which coincide in phase or are directed in opposite directions.

Исполнительный орган 6 (фиг.1) срабатывает в этом случае аналогично прототипу за счет косинусной характерис- 5 тики кольцевого фазового детектора. При симметричных перегрузках угол сдвига между напр жени ми U и U не измен етс , а величина напр жений увеличиваетс , что приводит к сраба0 тыванию порогового блока контрол  перегрузки и шунтированию резисторов 16 и 18 кольцевого фазового детектора . В этом случае исполнительный орган 6 срабатывает аналогично прото5 типу за счет разбаланса кольцевого фазов ого детектора.The executive body 6 (FIG. 1) works in this case, similarly to the prototype, due to the cosine characteristic of the ring phase detector. With symmetric overloads, the shear angle between the U and U voltages does not change, and the magnitude of the voltages increases, which triggers the overload control unit and shunts the resistors 16 and 18 of the ring phase detector. In this case, the actuator 6 operates in the same way as the proto5 type due to the unbalance of the annular phase of the detector.

При несимметричных однофазных перегрузках , когда возможен отказ в работе прототипа, предлагаемое устрой0 ство обеспечит отключение электродвигател , так как увеличение любого из фазных токов вызывает увеличение вторичного напр жени  и срабатывание порогового блока контрол  перегрузки,In case of asymmetrical single-phase overloads, when a failure of the prototype is possible, the proposed device will ensure the shutdown of the electric motor, since an increase in any of the phase currents causes an increase in the secondary voltage and the triggering of the threshold control unit overload,

5 что приводит к шунтированию резистров 16 и 18 кольцевого фазового детектора и к срабатыванию исполнительного органа 6 в результате разбаланса кольцевого фазового детектора.5 which leads to the shunting of the resistors 16 and 18 of the annular phase detector and to the response of the actuator 6 as a result of the unbalance of the annular phase detector.

0 Различие чувствительности по фазам , характеризующеес  соотношением числа витков в первичных обмотках трех фаз будет соответствовать соотношению 2:2:1.0 The difference in sensitivity by phase, characterized by the ratio of the number of turns in the primary windings of the three phases will correspond to the ratio 2: 2: 1.

с Таким образом, предлагаемое устройство , в отличие от прототипа, обеспечит защиту электродвигател  при недопустимой несимметричной однофазной перегрузке и будет обладать понижен0 ным примерно в 1,5 раза различием чувствительности по фазам.Thus, the proposed device, unlike the prototype, will provide protection for an electric motor in case of unacceptable asymmetric single-phase overload and will have a phase difference of about 1.5 times lower than the sensitivity.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 5 Устройство дл  защиты трехфазного электродвигател  по авт.св. № 1317540, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности путем обеспечени  выравнивани  чувствитель0 ности при перегрузке в любой из фаз, каждый из трансформаторов тока содержит дополнительную первичную обмотку, имеющую клеммы дл  включени  в соответствующую свободную фазу питани 5 Device for the protection of a three-phase electric motor according to auth.St. No. 1317540, characterized in that, in order to increase reliability by ensuring the sensitivity is equalized when overloaded in any of the phases, each of the current transformers contains an additional primary winding having terminals for inclusion in the corresponding free phase power 5 электродвигател  и содержащую в два раза меньшее число витков, чем перва  и втора  первичные обмотки каждого из трансформаторов тока, при этом дополнительна  первична  обмотка каждого трансформатора тока пред- соответствующей второй первичной об- назначена дл  включени  согласно с моткой.5 motor and containing two times fewer turns than the first and second primary windings of each of the current transformers, while the additional primary winding of each current transformer is pre-corresponding to the second primary is connected to turn on according to the coil. фиг.22 г,гиg, gi J.2UJ.2U Фие.ЗFi.Z Ф,F,
SU874309026A 1987-09-22 1987-09-22 Device for protection of three-phase electric motor SU1483544A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874309026A SU1483544A2 (en) 1987-09-22 1987-09-22 Device for protection of three-phase electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874309026A SU1483544A2 (en) 1987-09-22 1987-09-22 Device for protection of three-phase electric motor

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1317540 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1483544A2 true SU1483544A2 (en) 1989-05-30

Family

ID=21328863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874309026A SU1483544A2 (en) 1987-09-22 1987-09-22 Device for protection of three-phase electric motor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1483544A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 131754(Х- кл. Н 02 Н 7/08, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6163444A (en) Circuit breaker
RU2001123682A (en) SWITCH
SU1483544A2 (en) Device for protection of three-phase electric motor
US5796565A (en) Apparatus and method for starting and protecting a three-phase motor
US3974423A (en) Differential current protective device
SU1259385A1 (en) Device for protection of electric installations against current overload and short-circuit
RU2244972C1 (en) Differential current transformer
RU2137277C1 (en) Device for differential reverse-sequence current filter of three-phase power installation
SU997168A1 (en) Device for phase break protection of star-connected three phase electric motor
SU970549A2 (en) Device for overload protection of induction electric motor
SU1320860A1 (en) Device for protecting three-phase electric motor from emergency operation
US3331989A (en) Voltage comparator circuits
RU2159490C1 (en) Method and device for directional differential protection of two parallel three-phase lines
SU1317540A1 (en) Device for protection of three-phase electric motor
SU1319144A1 (en) Device for redundant protection of tap-changing transformer
SU1534610A1 (en) Device for protection of three-phase electric motor from emergency conditions
RU2260865C2 (en) Differential current transformer
SU1224894A1 (en) Device for protection of three-phase motor against overload and phase loss
RU2066082C1 (en) Device for protection of three-phase load against failure in one phase
GB2077531A (en) Fault detection in n-phase system
SU1647756A1 (en) Device blocking relay protection operation for supply circuit faults
SU1117767A1 (en) Device for protecting three-phase electric installation against incomplete phase operation
SU1051510A1 (en) Device for regulating a.c. voltage
RU2055435C1 (en) Current protective gear for three-phase electrical installation
SU1681362A1 (en) Device for protection of power two-winding transformer with two-side feed