Устройство для защиты трехфазного электродвигателя Советский патент 1984 года по МПК H02H7/08 H02H3/28 

элемента ЗАПРЕТ и одиннадцатым элементом ВРЕМЯ, выход которого подключай к исполнительному органу.

2, Устройство ПОП.1ОТЛИчающееся тем, что первый, второй, третий, .четвертый пятый, и шестой блоки с магнитоуправляемыми

элементами выполнены в виде геркона с обмоткой, подключенной к источнику оперативного тока, причем полярности обмоток первого,второго и третьего блоков противоположны полярности обмоток четвертого, пятого и шестого блоков.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, .содержаще.е первый, второй и третий блоки с магнитоуправляемыми элементами, расположенными в магнитном поле токопровода каждой из фаз электродвигателя со стороны питания, четвертый, пятый и шестой блоки с магнитоуправляемы1.1и элементами, расположенными в магнитном поле токопровода каждой из фаз электродвигателя соответственно со стороны нейтрали, седьмой блок с магнитоуправляемыми элементами,расположенный в магнитном поле токопровода одной из фаз электродвигателя со стороны питания, причем выходы первого и четвертого, второго и.пятого, третьего и шестого блоков с магнитоуправляемыми элементами подключены соответственно к входам первого, второго и третьего элементов И, выходы которых связа,ны с исполните ль ньл органом, к которому также подключен выход седьмого блока с магнитоуправляемыми элементами, отличающееся тем, что с целью расширения функциональных возможностей путем защиты электродвигателя от витковых замыканий и обрыва фаз, в него дополнительно введены четвертый, пятый. шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый элементы ВРЕМЯ, первый, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, элемент ЗАПРЕТ, при этом выходы первого, второго и третьего элементов И подключены через первый,второй и третий элементы ВРЕМЯ соответственно к первому элементу ПАМЯТЬ,выход которого подключен к реагирующему органу, причем выход первого блока с магнитоуггравляемыми эл ментами подключен к ОДНОМУ из входов четвертого,пятого и седьмого элементов И, выход второго блока с магнитоуправляемыми I элементами подключен к одному из входов пятого, шестого и девятого элементов И, выход третьего блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов четвертого, шестого и восьмого элементов И, выход четвертого блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов восьмого элемента И, выход пятого блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов седьмого элемента И, выход -иестого блока с магнитоуправляемымк элементами подключен к одному из входов девятого элемента И, причем выходы четвертого, пятого и шестого элементов И подключены через четвертый пятый и шестой элементы ВРЕМЯ соответственно к второму элементу ПАМЯТЬ, выхода седьмого, восьмого и девятого элементов И подключены через седьмой, восьмой и девятый элементы ВРЕМЯ соответственно к третьему элементу ПАМЯТЬ, причем выход второго элемента ПАМЯТЬ через последовательно соединенные элементы ЗАПРЕТ и десятый элемент ВРЕМЯ подключен к исполнительному органу, выход третьего элемента ПАМЯТЬ соединен с блокирующим входо

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано в качестве защиты электродвига телей от междуфаэных и витковых замыканий, а также защиты от обрыва фазы без.использования трансформато ров гока, iiSBecTHO устройство для максимальной токовой защиты электродвига теля от коротких замыканий, содержащее геркон и исполнительный орга Однако данное устройство обладае малой чувствительностью к коротким замыканиям внутри электродвигателя Наиболее близким к изобретению является устройство для защиты электродвигателя, содержащее блоки с маг итоуправляемыми элементами, расположенными в магнитном поле токопроводов фаз электродвигателя, логические элементы И, каждый из которых подключен к выходам двух блоков соответствующей фазы, и испол ителькый орган, к которому подключен иыход из блоков 2 j . Однако извecт soe устройство не реагирует на витковые замыкания Э7гектродвигателя и на обрыв фазы. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройicTBa путем отключения электродвигателя при витковых замыканиях и обрыве фаз. Поставленная цель достигается те что.в устройство для защиты трехфаэного электродвигателя, содержащее первый, второй и третий блоки о магнитоуправляемымк элементами, расположенными а .магнитном поле токопровода каждой из фаз электродаигателя со стороны питания, четвертый, пятый и шестой блоки с магнигоуправллекими элементами, расположенными в магнитном поле токолровода каждой из фаз электродвигателя соответственно со стороны нейтрали г седьмой блок с магнитоугфавляемыми элементами, расположеплый в магнитном поле токопроВода одной из фаз электродвигателя со стороны питания, причем выходы первого и- четвертого, второго и пятого, третьего и .шестого блоков с магнитоуправляемыми элементами подключена соответственно к входам первого, второго и третьего элементов И,-выходы которых связаны с исполнительным органом, к которому также подключен выход седьмого блока с магнитоуправляемыми элементами, Дополнительно введены четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый элементы ВРЕМЯ, первый, .второй и третий элементы ПАМЯТЬ, элемент ЗАПРЕТ, при этом выходы первого, второго и третьего элементов И подключены через первый, второй и третий элементы ВРЕМЯ соответственно к первому элементу П.АМЯТЬ, выход которого подключен к реагирующему органу, причем выход первого блока с магкитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов четвертого, пятоIO и Седьмого элементов И, выход второго блока с магнитоуправляемыми элементами подключен кодному из входсв пятрго, шестого и девятого элементов И, выход третьего блока с магнитоупразляеммми элементами подключен к одному из входов четвертого, шестого и восьмого элементов И, выход четвертолО блока с мах-нитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов восьмого элемента И, выход пятого блока с магнитоуправляег-ФЕ.1и элементами подключен к одному из входов седьмого элемента И, выход шес1ог6 блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов девятого элемгнта И, причем выходы четвертого, пятого и шестого элементов И подключены через четвертый, пятый и шестой элементы ВРЕМЯ соответственно к второму элементу ПАМЯТЬ, выходы седьмого, восьмого и девятого элементов И подключены через седьмой, восьмой

и девятый элементы ВРЕМЯ соответственно к третьему элементу ПАМЯТЬ, причем выход второго элемента ПАМЯТЬ через последовательно соединенные элемент ЗАПРЕТ и. десятый элемент . ВРЕМЯ подключен к исполнительному органу, выход третьего элемента ПЛГ1ЯТЬ соединен с блокирующим входом элемента ЗАПРЕТ и одинкадцатшд элементом ВРЕМЯ, выход которого подключен к исполнительному органу причем первый, - второй, третий, четвертый, пятый и.шестой блоки с магнитоуправляемыми элементами ЕЫПОЛ-, неньг в виде геркона с обмоткой, подключенной к источнику оперативного хока, причем полярности обмоток первого, второго и третьего блоков противоположны поляркости обмотор: четвертого,, пятого и шестого блоков о

«а фиг.1 показана функциональная схема устройства; фиг.2 - выполнение блоков с магнитоуправляемыни элементами .

Предлага емое устройство (фиг.1) содержит блоки 1-7 с магнитоугфаэляемыми элементами, расположенньмн в магнитном поле токопроводов так-, что первый и четвертый,второй и пяхый,. третий и шестой блоки формируют сигнал на выходе в разные полувблны переменного тока, питающего электродвигатель 8. При этом блоки 1,2,3 и 7 установлен-ы в-блйзи выводов выключателя, .блоки 4-6-со стороны нулевых выводов электродвигателя 8,

К выходам блоков 1-6 подключены первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый логические элементы И 9-17 соответственно.

При этом выход блока 1 соединен с одним из входов элементов 9,12,13 и. 15; выход блок;а 2 соединен с одним из входов элементов 10,.13,14 и 17; выход блока 3 соединен с одним из входов элементов 11,12,14 и 16; выхоя блока 4 соединен с одним из входов элементов 9 и 16; выход блока 5 соединен с одним извходов элементов 10 и 15; выход блока б соединен с одним входом элементов 11 и 17.

К выходам элементов И подключены первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, и девятый элементы ВРЕМЯ 18-26 соответственно.

Блок 7 и десятый и одинналцатый элементы BPEMJR 27 и 28 подключены к исполнительному органу 29, отключающему выключатель 30, К выходам элементов ВРЕМЯ 18-20 подключенпервый элемент ПАМЯТЬ 31, к выходам элементов ВРЕМЯ 21-23 подключен второй элемент ПАМЯТЬ 32, к.выходам элементов ВРЕМЯ 24-26 подключен третий элемент ПАМЯТЬ 33, причем выходы

элементов 32 и 33 к элементу ЗАПРЕТ 34.

Блок 7 выполняется в в1:-.де обычного геркона и выполняет функции защиты от трехфазных к.3 . в момент включения в.ьключателя, когда двига- , таль еще не вращается. Ток срабатывания гекрона (т.е. тот ток в шине, при котором он срабатывает) выбирается to4HO так же, как в обычной макси0маль.ной токовой защите.

Блоки 1 --б выполненц (фи.г, 2) в виде герконов 35 и 3.6 с обмотками 37 и 38 соответственно. При

5 3VOM полярность постоянного тока, подаваемого на обмотку 37 герконов 35, на которых выполняются блоки 1--3 должна быть противоположной полярности тока, подаваемого на обмотку 38 каждого из герконов 36,

0 на которых выполняются блоки 4-6. Для того, чтобь1, герконы давали сигнал лишь в один полупериод переменного тока, на их обмотки подается постоянный ток, достаточный для

5 срабгхтывания. Тогда геркон отпадает лишь в одну полуволну переменного тока на время превышения амплитуды переменного тока надвеличиной тока срабатывания.

0

Факт отпадания используется для выдачи сигнала, .

Для повышения быстродействия и надежности устройство может дополняться точно такой же схемой, как

5 на фиг,1о Подключсние элементов -И дополняющей схемой производится точно также/ но к выходам, показанным пунктиром (фиг,1) Каждый блок выполняется не менее чем с двумя

0 магнитоуправляемь ми элементами. При выполнении.блока на двух герконах полярности кх управляющих обмоток противоположны. В этом случае устройство производит сравнение фаз токов в обе полуволны пepe лeннoгo

5 тока.

На элементах 21-23 устанавливается время, равное времени совпадения сигналов от соотвествующих блоков при сдвиге фаз токов электродвига0теля в 60-70° . На элементах 24-26 при сдвиге в 150-160 , на элементах 18-20 - в. 80-90 . На элементах 18-26 сравнивается время совпадения положительных или отрицательных

5 полуволн тока.

Устройство работает следующим образом,

В режиме нагрузки или пуска двигателя угол между векторами токов

0 его фаз равен 120 , и на выходах элементов 18-26 сигнал отсутствует, поскольку время совпаления сигналов на входах элементов, к которым они подключены, меньше установленного

5 на них. При междуфаэном коротком замыка нии (к.з.) нитри электродвигателя .или в соединительном кабеле фаза то ка в поврежденной фазе со стороны нулевых выводов меняется на противо положную, к время совпадения сигналов от блоков с магнитоуправляемыми элементами этой фазы превосходит установленное на элементах 143-20, и на входе первого элемента ПАМЯТЬ 31 появляется сигнал, который запом нается на время несовпадения указан ных сигналов. Исполнительный орган 29 отключает выключатель 30. При 9ЙТКОВОМ замыкании внутри электродвигателя сдвиг фаз между токами поврежденной и одной из неповрежден ных фаз становится меньше 60° . Время совпадения сигналов от блоков этих фаз превосходит установленное на элементах 21-23 .и на входе элемента ЗАПРЕТ 34 появляется сигнал.Н его блокирующем входе нет сигнала, так как ни один из элементов 24-26 не сраоотал. Через выдержку времени, превосходящую установленную на элементах 24-26, элемент ВРЕМЯ 27 подает сигнал на исполнительный орган. При обрыве одной из фаз электродвигателя токи двух других находятся в противофазе. Время совпадения сигналов, поступакяцих от блоков 1 и 5 или 2 и б, или 3 и 4 на элементы 15-17 соответственно превосходят время, установленное на элементах 24-26, и на выходе элемента ПАМЯТЬ 33 появляется сигнал (элемент 33 запоминает сигнал на время несовпадени.я, как и элементы 31 к 32). Через выдержку времени (0,5-1 с) элемент 22 подает сигнал на испол- . нительный орган. Выдержка времени установлена с целью несрабатывания защиты при внешнем для двигателя несимметричном к.з., когда токи в двух поврежденных фазах в первый момент к.з. близки к противофазе. Поскольку угол между током поврежденной и неповрежденной фаз при таком к.з. может быть небольшим, возможно появление сигнала на выходе элементов 21-23. Но излишнее срабатывание защиты при этом блокируется сигналом, поступившим от элемента 33 на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 34. При трехфазном к.з. при включении электродвигателя (когда двигатель еще., не вращается) срабатывает магнитоуправляемнй элемент блока 7 и подает сигнал на исполнительный орган.. Таким образом, предлагаемое устройство защищает электродвигатель от междуфазных и витковых замыканий и от обрыва фаз, не требуя сложной аппаратуры, и может быть применено для защиты электродвигателей разной мощности.

г

«

+37 ff.5,6