Устройство для контроля изоляции обмотки трехфазной электрической машины Советский патент 1987 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к технике релейной защиты и может быть использовано для контроля и защиты изоляции обмотки статора трехфазных элект pичecк rx машин.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля и защиты изоляции в рабочем режиме с

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема источника переменной оперативной ЭДС, на фиг. 3 - то же, органа контроля изоляции.

Устройство (фиг. 1, 2 и 3) содержит выключатель 1 нагрузки, соединяющий машину 2 с сетью, генератор

3 переменного тока повышенной часто- 2о ративную ЭДС фаз. Блок 6 контроля ты, подключенный к индуктору 4, вы- положения ротора включает питание полненному в виде катушки индуктив- генератора 3 в том положении ротора, ности, блок 5 питания генератора, под- когда при нормальной изоляции обмот- подключенный к последнему через блок 6 контроля положения ротора 7, блок 8 конденсаторов, блок 9 сравнения, фильтр 10 оперативного тока и пороки статора упомянутые наведенные 25 оперативные ЭДС обмоток фаз равны по величине (блок 6 необходим для предотвращения пульсаций, вызываемых динамическим эксцентриситетом ротора, вызываемым обычно неточной посадкой железа ротора на вал), Оперативные ЭДС фаз поступают через блок 8 конденсаторов в блок 9 сравнения, так как их величины равны, то ток в сопротивлении 18 отсутствует и величина оперативного напряжения на выходе фильтра равна нулю„

говый элемент 11.

I

Блок 6 контроля положения ротора 7 (фиг. 2) содержит два постоянных магнита 12, приклеенных к ротору 7 машины, магнитопроводы 13 и геркон 14. Положение магнитопроводов с гер- коном по отношению к машине и определяет положение ротора, при котором происходит срабатывание геркона 14 (срабатывание геркона происходит в положении ротора, показанного на фиг. 2). Обмотка 15 геркона 14 и диодный мост 16 являются блоком генератора перемнного оперативного тока, который вьтолнен в виде конденсатора 17 и индуктора 4.

Орган контроля изоляции (фиг.З) представлен блоком сравнения (резисторы 18 и 19, причем сопротивление первого в два раза меньше второго), активным полосовым фильтром 10 (типовой вариант) и пороговым элементом 11, вьшолненным в виде реле 20, контакты 21 которого присоединены к отключающейся цепи выключателя 1 (не показано).

Устройство работает следующим образом.

Выключатель нагрузки включает машину 2 в сеть. Ротор 7 машины 2 вращается и посредством магнитного по

3306952

ля магнитов 12 воздействует на контакты геркона. В результате контакты геркона 14 при заданном положении ротора 7 (фиг. 2) замыкаются и подключают параллельно соединенные конденсатор 17 и индуктор 4 (генератор 3 оперативного тока) через диодный мост 16 к обмотке 15 геркона 14, в которой наводится ЭДС от магнитного потока в контактах геркона 14 в момент их замыкания (блок 5 питания). Конденсатор 17 заряжается и в момент размыкания контактов геркона 14, раз- 15 ряжаясь через витки индуктора 4, формирует импульс затухающего оперативного тока. Оперативный ток, протекающий по виткам индуктора 4, наводит в лобовых частях обмотки статора опе10

ративную ЭДС фаз. Блок 6 контроля положения ротора включает питание генератора 3 в том положении ротора, когда при нормальной изоляции обмот-

0

5

ки статора упомянутые наведенные 5 оперативные ЭДС обмоток фаз равны по величине (блок 6 необходим для предотвращения пульсаций, вызываемых динамическим эксцентриситетом ротора, вызываемым обычно неточной посадкой железа ротора на вал), Оперативные ЭДС фаз поступают через блок 8 конденсаторов в блок 9 сравнения, так как их величины равны, то ток в сопротивлении 18 отсутствует и величина оперативного напряжения на выходе фильтра равна нулю„

При снижении сопротивления изоляции между витками одной фазы появляется контур утечки оперативных то- ков, образованный за счет замыкания оперативной ЭДС через уменьшающееся сопротивление изоляции этих витков. В результате происходит снижение оперативной ЭДС на выходе этой фазы. В блоке 9 сравнения через 18 потечет ток, в фильтре 10 выделится разность оперативных ЭДС фаз. Если эта разность ЭДС больше определенной величины, реле 20 порогового элемента сформирует сигнал на отключение маШ1НЫ.

При снижении междуфазной изоляции появляется аналогичный контур из оперативных токов двух фаз, что также приводит к отключению машины.

Таким образом, предложенное устройство обладает высокой чувствительностью к снижению сопротивления изоляции.

5

0

5

Формула

3 3 о

б р е т е н и

1. Устройство для контроля изоляции обмотки трехфазной электрической машины, содержащее выключатель нагрузки, соединенный с пороговым элементом, источник оперативного тока и орган контроля изоляции, выход которого соединен с пороговым элементом, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля и защиты изоляции в рабочем режиме, источник оперативного тока выполнен в виде генератора и индук

,

10

15

тора, присоединенных к блоку питания через блок контроля положения ротора, и орган контроля изоляции вьшол- нен в виде фильтра, вход которого через блок сравнения и блок конденсаторов присоединен к контактам выключателя.

2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что индуктор выполнен в виде плоской цилиндрической катушки, помещенной в зоне лобовых частей так, что ее плоскость была перпендикулярна оси вращения ротора, а ее центр находился на этой оси.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля и защиты изоляции в рабочем режиме. Это достигается за счет того, что источник оперативного тока выполнен в виде источника переменного оперативного тока повышенной частоты, в виде индуктора 4, подключенного на выход генератора 3 переменного тока повышенной частоты, который соединен с блоком 5 питания через блок 6 контроля положения ротора, а орган контроля изоляции выполнен в виде фильтра 10, вход которого подключен к контактам выключателя, а выход через пороговый элемент 11 - к отключающей цепи выключения 1 машины. При этом индуктор выполнен в виде плоской цилиндрической катушки, помещенной в зоне лобовых частей так, чтобы ее плоскость была перпендикулярна оси вращения ротора, а ее центр находится на этой оси. При снижении сопротивления изоляции между витками одной фазы появляется контур утечки оперативных токов, образованный за счет замыкания оперативной ЭДС через уменьшающееся сопротивление изоляции этих витков о В блоке 9 сравнения потечет ток и в фильтре 10 вьзделится разность оперативных ЭДС фаз, и если она Bbmie уставки, срабатьгаает пороговый элемент и формирует сигнал на отключение. 1 з.п, ф-лы, 3 ил. 4 t с Г Т Т (Л со СО о о: ;о СП

13

13

фиг. г.

0

Редактор М.Келемеш

Составитель Т.Щеголькова

Техред И.Попович Корректор В.Гирняк

Заказ 3588/54Тираж 617Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4