Устройство для защиты синхронного двигателя от асинхронного режима и затянувшегося пуска Советский патент 1986 года по МПК H02H7/06 

10

15

20

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты синхронных двигателей.

Целью изобретения является ттовьше- ние селективности и избирательности работы устройства за счет раздельной фиксации как аварийных асинхронных режимов, так и режимов затянувшегося пуска (самозапуска).

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 напряжения и преобразователь 2 тока, Hd выходе которых включены соответственно усилитель-формирователь 3 напряжения и усилитель-формирователь 4 тока, на выходе усилителя формирователя напряжения включен инвертор 5, выход которого соединен с первым логическим элементом И-НЕ 6, выход которого через одновибратор 7 и второй инвертор 8 соединен с вторым логическим элементом И-НЕ 9, выход кбторого через последовательно соединенные расширитель 10 импульсов, фильтр -11 низкой частоты соединен с третьим инвертором 12, формирователь 13 модуля тока, включенный на выходе преобразователя тока и подключенный к ограничителю 14 минимального тока, ограничитель 15 максимального тока, выход которого соединен с четвертым логическим элементом И-НЕ 16 и четвертым инвертором 17, блок 18 выдержки времени, вклкьченный на выходе чет- 5 вертого логического элемента И-НЕ 16, третий вход которого соединен также с третьим логическим элементом И - НЕ 19, выход которого через блок 20

выи вход второго логического элемен та И-НЕ и через инвертор 5 - на пер вый вход первого логш1еского элемен та И-НЕ 6, а с выхода усилителя-фор мирователя 4 тока - на второй вход логического элемента 6, который во время совпадения входных импульсов высокого уровня формирует импульсы низкого уровня, пропорциональные фа зовому сдвигу входных величин.

Эти импульсы поступают на второй вход второго логического элемента И-НЕ 9 и запускают одновибратор 7, который вьфабатывает импульсы низк го уровня, длительность которых соответствует уставке по фазовому угл Ч. С выхода одновибратора 7 импульс поступают на второй инвертор 8 и по ле инвертирования - на третий вход второго логического элемента И-НЕ 9 Импульс низкого уровня на вьпсоде вт рого логического элемента И-НЕ 9 фо мируется только при уменьшении длительности импульса совпадения меньш длительности инвертированного импул са одновибратора и только при опере жающем токе статора, что позволяет отстроиться от ложной работы защиты в генераторных режимах двигателя.

Асинхронные режимы (как аварийны так и пусковые) тфи подаче на входы токов и напряжений по 90-градусной схеме фиксируются при уменьшении угла между напряжением тока сети до 30-40 при опережающем токе статора

Импульсы, сформированные ни втор логическом элементе И-НЕ 9, при фик сации асинхронного режима, расширяются расширителем 10 импульсов, фил

25

30

выдержки времени соединен с исполни- труются фильтром 11 низкой частбты

тельным блоком 21, исполнительный блок 22, включенный на выходе блока 18 выдержки времени, и блок 23 контроля исправности, связанный с входом усилителя-формирователя 3 напряжения

Устройство работает следующим образом.

Напряжение и ток в сочетании по 90-градусной схеме включения подают- ся на входы преобразователей напряжения и тока, с выходов которых поступают на входы усилителей формиро- ,вателей напряжения 3 и тока 4 соответственно.

Здесь синусоидальные сигналы пре- образуют в прямоугольные импульсы, которые с выхода усилителя-формирователя 3 напряжения поступают на пер

10

15

20

5

772882

выи вход второго логического элемента И-НЕ и через инвертор 5 - на первый вход первого логш1еского элемента И-НЕ 6, а с выхода усилителя-формирователя 4 тока - на второй вход логического элемента 6, который во время совпадения входных импульсов высокого уровня формирует импульсы низкого уровня, пропорциональные фазовому сдвигу входных величин.

Эти импульсы поступают на второй вход второго логического элемента И-НЕ 9 и запускают одновибратор 7, который вьфабатывает импульсы низкого уровня, длительность которых соответствует уставке по фазовому углу Ч. С выхода одновибратора 7 импульсы поступают на второй инвертор 8 и после инвертирования - на третий вход второго логического элемента И-НЕ 9. Импульс низкого уровня на вьпсоде второго логического элемента И-НЕ 9 формируется только при уменьшении длительности импульса совпадения меньше длительности инвертированного импульса одновибратора и только при опережающем токе статора, что позволяет отстроиться от ложной работы защиты в генераторных режимах двигателя.

Асинхронные режимы (как аварийные, так и пусковые) тфи подаче на входы токов и напряжений по 90-градусной схеме фиксируются при уменьшении угла между напряжением тока сети до 30-40 при опережающем токе статора.

Импульсы, сформированные ни втором логическом элементе И-НЕ 9, при фиксации асинхронного режима, расширяются расширителем 10 импульсов, филь25

30

труются фильтром 11 низкой частбты

И через третий инвертор 12 в виде потенциала высокого уровня поступают на третий вход четвертого логического элемента И-НЕ 16 на первый,вход третьего логического элемента И-НЕ 19. При установившемся аварийном асинхронном режиме величина тока статора находится в пределах от I p«ин- до IjjrpMOJ c В этом случае на второй вход четвертого логического элемента И-НЕ 16 с ограничителя 14 минимального тока и на третий вход с ограничителя 15 максимального тока поступают потенциалы высокого логического уровня. На выходе четвертого логического элемента И-НЕ 16 формируется сигнал, который через блок В1 щержки времени поступает в исполнительный

31

блок 22. Блок 20 отключает двигатель и вьщает на световое табло сигнал Аварийный асинхронный режим. Работа канала защиты от затянувшегося пуска блокируется сигналом с ограничителя 15 максимального тока, который инвертируясь на четвертом инверторе 17, постзшает на второй вход третьего логического элемента И-НЕ 1 в виде потенциала низкого логическог уровня.

При затянувшемся асинхронном пуске двигателя, когда момент приводного механизма превьшает электромагнитный момент двигателя, ток статора

- ст огрмакс этом случае на второй вход третьего логического элемента И-НЕ 9 с инвертора 17 поступает потенциал высокого логического уровня. На выходе третьего логического элемента И-НЕ 19 формируется сигнал, через блок 20 временной выдержки поступающий в первый исполнительный блок 21, который отключает двигатель и выдает сигнал на световое табло Затянувшийся пуск.

Применение раздельных каналов для фиксации аварийных асинхронных режимов и затянувшегося пуска позволяет отключать двигатель при неисправности в системе возбуждения с минимальной вьйержкой времени, что предотвращает дальнейшее развитие аварии и тяжелые повреждения двигателя.

Блок 20 вьщержки времени канала фиксации затянувшегося пуска отстроен по времени от режимов нормального пуска (самозапуска) двигателя, за счет чего осуш;ествляется разгрузка двигателя путем уменьшения момента сопротивления приводимого механизма (закрытие задвижки на насосе, изменение угла атаки лопаток вентилятора и

30

40

зователь тока, на выходе которых включены соответственно усилитель- формирователь напряжения и усилитель- формирователь тока, три логических элемента И-НЕ, три инвертора, причем выход усилителя-формирователя напря- ;жения соединен с первым входом второго логического элемента И-НЕ, ,а выход первого инвертора соединен с nep-i вым входом первого логического эле- 35 мента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента И-НЕ и с входом одновнбра- тора, выход которого соединен с входом второго инвертора, выход которого соединен с третьим входом второго логического элемента И-НЕ, выход которого соединен через последователь-, но соединенные расширитель импульсов, фильтр низкой частоты и третий инвер-

пр), и лишь затем производит отключе- тор с первым входом третьего логичес

кого элемента ИгНЕ, выход которого связан с первым исполнительным блоком, отличающееся тем, что, с целью повышения селективности 50 и избирательности работы задаты, в нее дополнительно введены формирователь модуля тока, ограничител ь минимального тока, ограничитель максимального тока, четвертый инвертор.

ние двигателя. Индикация причины отключения двигателя повьшает удобство его эксплуатации и улучшает условия работы обслуживающего и ремонтного персонала,что особенно важно при эксплуатации двигателей технологическим , персоналом предприятий.

Для экстренной проверки.исправности основных блоков защиты, установ- 55 четвертый логический элемент И-НЕ,

ленной на ответственных двигателях, в нее дополнительно введен блок 23 контроля исправности. При токе ста

тора 1 осуществляется коммутация кнопки Контроль исправности в блоке 23. В этом случае вход усилителя формирователя 3 напряжения отключается от выхода преобразователя 1 напряжения и через фазосдвигающую цепь блока 23 подключается к третьему выходу преобразователя 2 трка. Одновременно происходит отключение выходных цепей исполнительных блоков.

Фазовый сдвиг блока 23 соответствует предельной величине уставки защиты по углу lj .

Таким образом, имитируется асинхронный режим и при исправности защиты, исполнительные блоки осуществляют световую индикацию аварий.

Формула изобретения I

1. Устройство для защиты синхронного двигателя от асинхронного режима и затянувшегося пуска, содержащее преобразователь напряжения, преобразователь тока, на выходе которых включены соответственно усилитель- формирователь напряжения и усилитель- формирователь тока, три логических элемента И-НЕ, три инвертора, причем выход усилителя-формирователя напря- ;жения соединен с первым входом второго логического элемента И-НЕ, ,а выход первого инвертора соединен с nep-i вым входом первого логического эле- мента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго логического элемента И-НЕ и с входом одновнбра- тора, выход которого соединен с входом второго инвертора, выход которого соединен с третьим входом второго логического элемента И-НЕ, выход которого соединен через последователь-, но соединенные расширитель импульсов, фильтр низкой частоты и третий инвер-

тор с первым входом третьего логичес

два блока выдержки времени и второй исполнителышй блок, при этом другой выход усилителя-формирователя тока

соединен с входом формирователя модуля тока, первый выход которого через ограничитель минимального тока соединен с входом четвертого логического элемента И-НЕ, а второй выход соединен с входом ограничителя максимального тока, выход которого соединен с входом четвертого инвертора и с вторым входом четвертого логического элемента И-НЕ третий вход которого соединен с выходом третьего инвертора, а выход четвертого логического элемента И-НЕ соединен с входом первого блока вьщержки времени,

выход которого соединен с входом вто- 15 лем напряжения.

рого исполнительного блока, выход четвертого инвертора соединен с вторым входом третьего логического элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым исполнительным блоком через блок выдержки времени,

2. Устройство по п. 1, о т л и- ч а ющ е ее я тем, что, с целью экстренного контроля его работоспо- собности, в. него дополнительно введен блок контроля исправности, включенный между преобразователями напряжения и тока и усилителем-формировате

. Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты синхронных двигателей. Цель изобретения - повьшение селективности и избирательности работы устройства за счет раздельной фиксации как аварийных синхронных режимов, так и режимов затянувшегося пуска. При установившемся аварий- йом асинхронном режиме на выходе четвертого логического элемента И-НЕ 16 формируется сигнал, который через блок выдержки времени поступает в исполнительней блок 22. Работа канала защиты от затянувшегося пуска блокируется сигналом с ограничителя максимального тока 15. При затянувшемся асинхронном пуске двигателя на выходе третьего логического элемента И-НЕ 19 формируется сигнал, которьй через блок временной выдержки 20 поступает в первьпЧ исполнительный блок 21. Примейение раздельных . каналов для фиксации аварийных асинхронных режимов и затянувшегося пуска позволяет отключать двигатель при неисправности в системе возбуждения с минимальной вьщержкой времени. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. i (Л С ю ч1 Kj NP 00 ОО