SU807434A1

SU807434A1 - Device for protecting three-phase electric motor from asymmetric mode

Info

Publication number: SU807434A1
Application number: SU792763478A
Authority: SU
Inventors: Леонид Борисович Паперно; Янис Иванович Кузьмин; Борис Симонович Пороцкий; Марк Матвеевич Шумяцкий
Original assignee: Рижский Ордена Трудового Красногознамени Политехнический Институт
Priority date: 1979-05-07
Filing date: 1979-05-07
Publication date: 1981-02-23

Description

Изобретение относитс к уетройствам релей ной зашиты трехфазных электроустановок от несимметричньа режимов, адобенно трехфазны асинхронных электродвшателей. Известно устройство дл защиты; хфазных эгектроустановок от иесимметриии фазных токов, содержащее датчики входш 1Х сигналов, пропорциональные фазным токам, подключенны к трехфазному выпр мительному мосту, выход которого соединен через токоограничивающий резистор с одним из входов измерительного органа и через дополнительный выпр митель и конденсатор с другим входом. В этом устройстве измерительный орган реагирует на отно шение переменной и посто нной составл ющих на выходе моста, которое при возникновении несимметрии резко увелиФ1ваетс и приводит к срабатыванию измерительного органа. Дл удобства сравнени переменна составл юща может выпр мл тьс диодом и сглаживатьс II. Недостаток известного устройства применительно к защите трехфазных элек1родвигателей заключае1с в том, что оно реагирует иа отнощение пе| менной и посто нной составл к цих Напр жени на выходе моста, которое зависит только от уровн иесимметрин, но не характеризует непосредственно величину тока обратной последовательности. Это отнощение может быть достаточно большим при фазы и малой загрузке электродвигател , когда по услови м допустимого нагрева обмоток злектродвигатель может длительно работать и нет несйходимости в его отключеиии от защи1ы. Излишние отключени электродвигателей в таких режимах в р де случаев могут привести к определеииому ущербу, иапример в случае их применени дл электроприводов в автоматических лини х или в подъемных кранах. Кроме Того, в известном устройстве необходимо ввести на его выходе элемент.-выдержки времени дл исключени ложного срабатывани защиты при резком симметричном снижении входных токов (например , при снижении нагрузки или при внешних симметричных- коротких замыкани х), когда ток разр да конденсатора - рабоча величииа на входе измерительного органа становитс больше тока через токоограничивающий резистор - гормозной величины на другом входе измератвльвого органа. Между тем, сфймешпельно к защите электродвигател такое быстродействие в р да случаев необходимо. В частности дгш элеюро- f вигателей подъемных {фанов ори большой нвгашметрии фазных токов, вызывающей оваеиое снижение момента на валу двигателей, иеобхоокмо быстрое действ{{е защиты на отключение электродвигател , вызьсвающее срабатывание loptaxtx и исключающее возможность падени . Известно тмсже устройство ; защиты трехфазных электроустановок 6т несимметрии фаэаых токов с повьшженым быстродйствием, состо щее из даттаков тока фа, трехфазного вкшр мительного места, даух схем сравнешш, ра пирителей имлульсов н элемента И {2}. Однако недостатками этого устройства вл ю с его больша сложность, а также то, что оно реагирует на степень неиилметрш, характеразующуюс отношением токов обратной и пр мой последовательноетей, а не на абсо ютЕ ю величину тока обратной последовательности. .Кроме того, известные устройства не дают возможнэсти регул}фовать уровень сигнала ш выходе моста в зависимости от ношВ1аш ного тока электродвнгатвп . Така р«гуЛ1фовка по вопила бы при заданном значении фазного тока по отношению к номинальному току вышшшть защиту универса ькой д большого дйаназовв мощности электродвигателей и регу овзть ее так, чтобы номнна ьном токе на выхода моста получалось вполне определешюе (что может быть до уатшо при гра 1фоак шкалы регулировочного элемента в уёскчввза . . номинальньЬс токов или мощностей эпектр ЩЮ1г телей). Цель изобретени - noBbutietme селективност & 1стродействи и расш | ени функп онадшых возможнастей. Поставленна Цель дослгаетс тем, что устройство дл заищты трехфазного эдектродвш а«е л от несимметри1а1ого режима содержащее датчи ки входных оонзлов, преш фюналыше фазншм токам, подключешше к трехфазному вы р мйте ному мосту, выход через токоогрЕаничи тельный резистор св зан со входом измерительного органа и через ко денсатор, диод сгла живающим фильтр - с ррутйм входом того же измерительного органа, дополшгк-льно снабжено переменным резистором, шувтирующим трет;фаз« ный выпр мительный мост, диодом i вторым сглаживающим фильтром и вторым измерительным органом с фшсс1фовашшм шфогом срабатывани , вход через второй сглаживающий фильтр и второй диод соеди еа с упом нутым конденсатором, причем второй диод подключен к нему своим катодом, а выходы обоих измерительных органов через элеме св заны с блоком отключени элвктролшигатс . На чертеже схематически изображена струкурна схема устройств. Токи каждой фазы питани электродвигате поступают m д тчюсм 1 сигналов, откуда иг а н пршюртшоншвыные э-шм токам, 1юступают ва вход трехфашюго выпр мительного мюств 2. Выход мост 2 зашунтировш перемюЫМ ре югором 3 и перемешшй реэ стсц 4 соешшш со входсм кт твлшого opttoi S, а через конденсате 6, дкод 7 сглаживающий коитур 8 св зан с другим входсш измертелшюго органа 5. Иэм«|жгвлышй орган 9 с фиксцюванным порогом срабашвави соедане с выходом моста 2 через кондаасатсф 6, диод 10 и сглажгашощий котур П. Выходь обввх. тмерительных «qn-am с за ы со входами элемента И 12, выход которогосоедшкн с.цепью отключени электродвигател . Устройство работает с едукшдам обраэсм. Выходное шиф же ие моста 2 содержит пос то кную и перемеан соотавл кише. Урсаекь от кгу Ч ов8и резистором 3 таким образом, что&м в omeTietwdM режиме г ноMioiaj HOM токе з юктродайгюел шю тлеаю вао не О1федел гаое з ачеине. Посто шшГсостюлМюща иапр жени а выхвпе моста 2 через резистор 4шютутает на вх«щ иж1е|1ггега ного оргат 5. Переменна состав аювй вкшр митепыюго напр жеюм выдел етс коидок юрснл 6, осуздестшшющюл од овремеюю (хт авивекб через fteзнсл 4. Ш отюаекааа жшувол а тремт ой соствшшкшкй, обуслюхшввмвов тока №ge ток сг а шваетс ксштурю 8 и подаетс на nfyt вход ипмрктелшого органа 5, а отриоате ывш исюуао на через дивд 1 сглаживаетс ксжхуром II и подмте ва кксп иэмерите шмго оргаш 9. Со{фотш|леиив реэтют а 4 ( такжм с рах л, пг иеклю бпь по вление сигш а ка 1ШХ(да изме{1йх&пьитч -оргаю 51 допус1Ж4ой WTecTBemdi иестшетрй а1ф же ШШ сети гштави элек11юдаитвп . .Таким образом, в ортлапьном режиме сигнал на выходе и 1«вр}|тс ьиого ортана S отсутствует. Ве ичиоа отрш|ателыюй переме вюй состов йшюй на входе изм жтелыюго opns 9 не преШ)1шает ворот qK aTUBarau, и сЯет на выхо изм тепького iraaa 9 отсутст ет. пуске з ек двига1е}ш, в естественной несимметрии напр жени питани , возможно кратковрю«еш{ое срабатьтание измерительного ортаиа 9 из-за возрастани уровн отрицате ной по увогеш переменной составл кздей аапр же н на выходе моста 2, вызванного сочетанием некоторой несимметрии фазных токов и юс резким увеличением при пуске, выще порога срс тывани . Однако измерительный орган S при этом не срабатывает, поскольку относителышй уровень несимметрии токов небольшой и, следовательно, неселективное срабатыва|ше защиты не произойдет.The invention relates to relay devices that are protected by three-phase electrical installations from asymmetrical modes, especially three-phase asynchronous electric sockets. A device for protection is known; Phase electric power installations from phase current unbalance, containing sensors of 1X signals proportional to phase currents, connected to a three-phase rectifying bridge, the output of which is connected through a current-limiting resistor to one of the measuring element inputs and through an additional rectifier and capacitor to another input. In this device, the measuring body reacts to the ratio of the variable and constant components at the output of the bridge, which, when an asymmetry occurs, increases sharply and causes the measuring body to operate. For convenience of comparison, the variable component can be rectified by a diode and smoothed out II. A disadvantage of the known device with regard to the protection of three-phase electric motors lies in the fact that it reacts and the relationship ne | variable and constant voltage to the voltage at the output of the bridge, which depends only on the level of symmetry, but does not directly characterize the magnitude of the negative sequence current. This ratio can be quite large during the phase and low load of the electric motor, when, under the conditions of permissible heating of the windings, the electric motor can work for a long time and there is no need to disconnect it from protection. Excessive shutdowns of electric motors in such modes in a number of cases can lead to certain damage, for example, if they are used for electric drives in automatic lines or in cranes. In addition, in the known device, it is necessary to introduce an element at its output. - time delays to avoid false operation of the protection with a sharp symmetric decrease in input currents (for example, when the load decreases or when external short-circuit symmetrical x) when the discharge current of the capacitor is working the magnitude at the input of the measuring organ becomes greater than the current through the current limiting resistor — a hormone value at the other input of the measuring organ. Meanwhile, with motor protection, such speed is necessary in a number of cases. In particular, the driving motor of elevators (ori fans) of large phase currents, which leads to a rapid reduction of the torque on the motor shaft, is very quick to protect the electric motor, trigger the loptaxtx and prevent the possibility of a fall. Known tmszhe device; protection of three-phase electrical installations of 6 tons of asymmetry of phase currents with improved speed, consisting of dat-current fa, a three-phase protective place, douh circuits compared, and the impeller of the element I {2}. However, the disadvantages of this device are due to its great complexity, as well as the fact that it responds to the degree of negative power, which is characterized by the ratio of reverse currents and direct sequence, and not to the absolute value of the negative sequence current. Moreover, the known devices do not allow the level of the output signal of the bridge to be adjusted depending on the current flow of the electrodes. Such a control would, at a given value of the phase current with respect to the rated current, protect the universal large power of the electric motors and adjust it so that the nominal current at the output of the bridge is quite definite (which can be 1 scale of the adjusting element in truss. Rated currents or powers (SCH1). The purpose of the invention is noBbutietme selectivity & 1st action and expansion | This is a function of opportunity. The goal doslgaets in that the device for zaischty phase edektrodvsh and "e n from nesimmetri1a1ogo mode comprising transducer ki input oonzlov, Presch fyunalyshe faznshm currents podklyucheshshe to three phase you p myte Nome bridge output via tokoogrEanichi Tel'nykh resistor coupled to the input of the measuring body, and through the capacitor, the filter smoothing diode - with the horizontal input of the same measuring unit, is additionally equipped with a variable resistor shunting third phase; the rectifier bridge, the second smoothing filter diode m and the second measuring unit with a switching signal, the input through the second smoothing filter and the second diode are connected to the capacitor, the second diode is connected to it with its cathode, and the outputs of both measuring units are connected to the electrically disabled switching unit through the element. The drawing schematically shows the flow diagram of devices. The currents of each phase of the power supply to the electric motor come in m d tchusm 1 signals, from where they come to the main current, 1 start to the input of the three-step rectifying module 2. The output bridge 2 is cross-linked by a reamer 3 and 3, and the mixed input 4 is connected with the input input, and the mixed input 3 and the mixed input are connected with the input input. S, and through condensate 6, dcode 7 smoothing coitur 8 is connected with another input measuring organ 5. Ie "| burning organ 9 with fixed threshold sabashvavi connected with the output of bridge 2 through kondasatf 6, diode 10 and smoothing kotur P. Exit 2, through smoothing kotur Pour Exit 2 through the kondasatf 6, diode 10 and smoothing kotur P. Exit 2, through the kondasatf 6, diode 10 and smooth kotur P. Exit 2, through the kondasatf 6, diode 10 and smoothing kotur P. Exit 2, through the kondasatf 6, diode 10 and smoothing kotur P. Exit of the bridge 2 through the kondasatf 6, diode 10 and smoothing kotur P. Exit 2, through the kondasatf 6, diode 10 and smoothing kotur P. Exit 2, through the kondasatf 6, diode 10 and smooth kotur. Measuring "qn-am offs with element inputs I 12, the output of which is connected with the circuit of disconnecting the electric motor. The device works with food. The output encryption of bridge 2 contains the current and is replaced with a cache. Ursaecky from kgu i h ov8 and resistor 3 in such a way that & m in omeTietwdM mode r mMioiaj HOM current from y ukdrodiguyel shyu va not o1fredel gaeo acheine. Poshu The second current of the current no. (also with rah l, pg iklyu bp Signs for 1WH (Yes, I’m changing {1st & Pitch-Orgay 51 Allowed WTecTBemdi And I’m Scaling a1F Same ShW Network Gstavi ElektuyuNiPtn.) Thus, in the ortlapnoe mode, the output signal and 1 в vr т tsnogo ohogo elektana S i amn ateel voyu sostoyuy at the entrance of the measuring opns 9 does not exceed the gate qK aTUBarau, and is outputting the iraaa 9 missing e. start of the movement of the power} w, in a natural asymmetry of the power supply voltage, it is possible that there is a drop of movement d w} due to an increase in the negative uvogesh variable Here again, at the output of bridge 2, caused by a combination of some phase current unbalance and a sharp increase during start-up, higher than the threshold cp. However, the measuring body S does not work in this case, since the relative level of current unbalance is small and, therefore, non-selective protection does not occur.

При внешних трехфазных коротких замыкани х или других причинах, вызывающих резкие симмет- 5 ричные понижени тока электродвигател , из-за неодинаковых по времени юмеиений уровн : переменной и посто нной составл ющих может изменитьс их соотношение на входе измерительного органа 5. В зтом случае происходит раз- to р д конденсатора б, по вл етс сигнал на выходе , измерительного органа 5, но сигнал на выходе измерительного органа 9 отсутствует из-за включени диода 10 в отрицате1кном направлении. Устройство защиты не работает. При пусках или is резких симметричных набросах нагрузки злектродвигател из-за зар да конденсатора 6 по вл етс сигнал на выходе измерительного органа 9, а сигнал на выходе измерительного органа 5 отсутствует, так как ток зар да через даод 7 20 не протекает. Защита не работает.When external three-phase short circuits or other causes causing sharp symmetrical decreases in the motor current, due to time-varying levels: variable and constant components can change their ratio at the input of the measuring organ 5. In this case, the time - to a row of capacitor b, a signal appears at the output of the measuring body 5, but there is no signal at the output of the measuring body 9 due to the inclusion of a diode 10 in the negative direction. The protection device does not work. During start-ups or is sharp symmetrical load surges of the electric motor due to the charge of the capacitor 6, a signal appears at the output of the measuring body 9, and the signal at the output of the measuring body 5 is absent, since the charge current through the daod 7-20 does not flow. Protection does not work.

При возникноветош недопустимой несимметрии фазных токов переменна составл юща tiai жени иа. выходе моста 2 резкр возргштаех, что {фиводвг к увеличению тока через конда еаюр 25 бак уве ЕИчению соотношени с гналов ш ъкодах измеритепьното оргша 5, а велиш а шгнрла на входе изме{ пг ы1ого органа 9, ареаытка врот С1 1башвави ,1 сши&тл с киходов обо х иж лерительных фганов посту ан ва &хо- м дм JKomecKoro элемента И 12Лотше ж1й э еменпг И срабатывает и с гна ш &пе кчкв е электродвигател .When an unacceptable asymmetry of phase currents arises, the component tiai and a is variable. the output of the bridge 2 was cut-off, which {fivodvg to increase the current through the tank 25 to increase the ratio from the gates with codes measure 5 orgsha 5, and increase the input at the input {measurement of the organ 9, the area of the C1 C1 bashwy, I, and I, and I, and I, and I, and I, I, and I, and I, I, and I will have I, I, and I, I’ll be set, I’m 11, I’m 11, I’m 11, I’ll be i'm 11 from kikhod both ıl of the lethal fganov post an va & hm dm JKomecKoro element i 12Lotse i1 emenng And it works also with gn w & kkqu electric motor.

Порог (атыва и 83M atfeabfiK8t t ffaaaT 9 ю таким образом, векшсгажсь по в- 35 aesa oiniuia на выхода этого оргаш w весиммег пвых {юлебааи х иапр жп ш, ее выклваю-;Threshold (atyv and 83M atfeabfiK8t t ffaaaT 9 th thus, putting on 35 aesa oiniuia at the exit of this orgasch w weighed first {Jülebaai x i apr zh w, its off-;

одах перегрева обмоток ctfoopa. wai С№юкеи MovK«t& электродвигател .Overheat odes of ctfoopa windings. wai MovK «t & electric motor.

Применение предлагаемого устройства позвол ет повысить эффективность действи зашит от несимметричных режимов за счет повышени селективности, быстродействи , а также примен ть однотгащые устройства защиты дл широкого диапазона мощностей электродвигателей.The application of the proposed device allows to increase the efficiency of protection from asymmetrical modes due to an increase in selectivity, speed, and also to use single-weighted protection devices for a wide range of electric motor powers.

Claims

1. Autos of the Soviet Union N527793, cl. H 02 H 7 / eS, 1977.

2, USSR Author's Certificate No. 383153, cl. H 02 H 7/00, 1975.