Способ защиты от межвитковых замыканий в обмотках трехфазных электрических машин Советский патент 1987 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электрических машин от межвитковых замыканий в обмотке статора и определения у худшения из.рляции

Цель изобретения - повышение чувствительности защиты,

На фиг,1 изображена схема устройства, реализующего способу на фиг,2 - схема цепей оперативного тЪка блока задания уставок; на фиг,3 - его выходные цепи.

Устройство содержит генератор 1 напряжения переменного тока, фильтр 2, предназначенный для заграждения генератора 1 от рабочей частоты электрической мащины, преобразователь 3 напряжения, например трансформатор напряжения, блок 4 задания уставок и для каждой машины 5 с выключателем 6 (схема показана в однолинейном исполнении и для одной машины, остальные машины подключены точно так же) датчик 7, измеряющий сумму, магнитных потоков внутри машины, орган 8 сравнения, исполнительный орган 9, 10-12 входы блока 4, а 13 - 16 - выходы. Выход генератора 1 подключен к входам фильтра 2, выходы которого подключены к преобразователю 3, а последний - к трем фазам электрической сети. Входы датчика 7 электромагнитно связаны с токами, протекающими в каждой фазе электрической машины 5, а выход датчика 7 подключен к одному из -входов органа 8 сравнения. Входы 10 - 12 блока 4 подключены к выходам i и п (например, через вспомогательные контакты).выключателей 6 машин 5 (где i 2,,,,, п- 1); выходы 13- 15 - к входу органа 8 сравнения для соответствующей машины, выход 16 - к входу генератора 1, Блок 4 задания уставок может быть выполнен с помощью дешифратора или, на ЭВМ,

На фиг.2 приняты следующие обозначения: 17-24 - промежуточные реле; 25-27 - контакты реле положения Отключено (разомкнуты при включенном положении выключателя) выключателей первой - третьей машин; 28 - 30 -контакты реле положения Включено этих выключателей; 31 - контакты реле положения Включено выключателя первой машины; 32 - 35 - контакты реле 17, 18, 20, 22; 36 - источник напряжения; 37 - -48 - резисторы. Резисторы 37-40 имеют разное сопротивле

5

0

ние. Реле 17 выдает сигнал о том, что все машины включены; реле 18 - что отключена третья машина; реле 19 - первая; реле 20 - вторая; реле 21 - первая и вторая; реле 22 - вторая и третья; реле 23 - первая и третья; реле 24 - все машины.

Устройство работает следующим образом.

Если в работе находятся, например, три машины, то генератор 1 вырабатывает налагаемый ток, например, частоты 20 кГц мощностью S , При этом на выходе датчиков 7 машин имеются соответственно ЭДС Е, кФ кФ,

ЕЗ

,

1 :-j, где Ф - Ф, - суммарные

магнитные потоки, созданные наложенным током в соответствующих машинах, а на входах соответствующих органов 8 сравнения - эталонные величины

напряжения

и, Uj, выданные блоком 4 задания уставок. При отсутствии короткого замыкания и исправной изо5

5

0

5

0

5

ляции Е„. и.

в обмотках машин U Е

органы 8 сравнения сигЕЗ

и,

2 3

налов не выдают. Величины Ф, з в этих режимах обусловлены собственной несимметрией машины и тем боль- 0 ше, чем больше мощность, выдаваемая генератором 1.

При ухудшении.изоляции или коротком замыкании,например, в обмотке статора первой машины уменьшается сопротивление ее обмотки и ток в ней увеличивается, что вызывает значительную несимметрию и увеличение потока Ф без изменения эталона U, Поэтому Е 7 и, и исполнительный орган 9 отключает выключатель 6 первой машины. При этом на входе блока 4 появляется сигнал об. ее отключении (получаемый, например, от вспомогательных контактов выключателя 6), В соответствии с этим сигналоь; блок 4 задания уставок выдает соответствующие сигналы в виде новых значений

напряжений U , U

Е:

и

Е - 3

(

,

вы2 3 3

новые значения ЭЦС на ходе датчиков 7 второй и третьей машин, оставшихся в работе) и изменяет мощность генератора 1, Далее устройство работает аналогично описанному Bbmie,

Переключение уставок в блоке 4 осуществляется в соответствии со сле- дуюш ми алгоритмами. ECJJH имеются .сигналы А, - А о том, что включены выключатели первой - третьей машин.

то генератор 1 вырабатывает мощность S, а на входы соответствующих органов сравнения должны подаваться соответственно эталонные напряжения U, - и . Если имеются сигналы А и А, что включены выключатели второй и третьей машин и сигнал А., о том, что первая машина отключена, то генератор 1 должен вьщать мощность S, а на входы органов 8 сравнения соответственно для второй и третьей машин должны быть поданы напряжения и , Uj . Аналогичным образом формулируются остальные словесные алгорит мы управления, которые могут быть записаны в виде функций алгебры логики. Тогда под А, - А понимаются логические переменные, принимающие при наличии сигнала значение единицы а при отсутствии нуля, переменные А., Aj, А, в этих случаях принимают обратные значения. Таким образом, фиксируют число и порядковые номера включенных машин,

В таблице показаны значения мощностей, вырабатываемых генератором 1 высокой частоты, и напряжения, вьщава емые источником 36 напряжения в органы 8 сравнения (для трех машин

Рассмотрим, как осуществляется изменение уставок по напряжению на входе органа 8 сравнения первой машины. Когда включены все три машины, реле 18-23 (фиг.2) не обтекаются током, так как они зашунтированы замкнутыми контактами 28 - 30, Резисторы 38 - 40 закорочены, и на орган 8 пер вой машины подается напряжение U (фиг.З) через резистор 37 (контакты 32 разомкнуты, так как сработано реле 17).

При отключении второй машины кон- такт 29 размыкается и реле 20 срабатывает, размыкая контакты 34 и изменяя напряжение U на (см.таблицу) . Если отключается третья машина, а вторая и первая в работе, то

размыкаются контакты 30, и реле 18

5

о

Q

g

5

0

размыкает контакты 33, и так далее. Аналогично можно изменять уставки (эталонные величины) напряжений для других машин. Изменение мощности генератора 1 может осуществляться точно так же,как показано на фиг.2,3, Тогда под 36 надо понимать генератор 1, а под контактами 31 - контакты реле 24. Контакты этого реле могут отключать и сам генератор 1.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет изменять порог срабатывания в зависимости от конкретных условий, обеспечивая высокую чувствительность защит.

Формулаизобретения

Способ защиты от межвитковых замыканий в обмотках трехфазных электрических машин,основанный на наложении напряжения повышенной частоты на все фазы электрической сети, измерении и сравнении с уставкой симметрии токов повышенной частоты каждого из за1дищаемых электродвигателей, и формировании сигнала защиты в случае нарушения симметрии токов повьшзенной частоты поврежденного электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью повыш.ения чувствительности , дополнительно фиксируют включенное и отключенное состояние выключателей каждого из защищаемых электродвигателей и по мере увеличения количества включенных электродвигателей формируют сигнал на увеличение -мощности упомянутого напряжения повышенной частоты и на увеличение уставки защяты каждого электродвигателя, а при уменьшении количества включенных электродвигателей формируют сигнал на уменьшение мощности упомянутого напряжения повышенной частоты и на уменьшение уставки защиты каждого электродвигателя, при этом симметрию токов повышенной частоты определяют по симметрии магнитных потоков в лобовых частях электродвигателей.

Примечание: нижние индексы у напряжений U указьгеают номера

машин, для которых устанавливается данная эталонная величина.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите. Цель изобретения - повышение чувствительности. Для этого необходимо при измерении суммы магнитных потоков, созданных токамиJ протекающими в лобовых частях обмотки статора, фиксировать число и порядковые номера включенных машин и в зависимости от этих чисел изменять эталонную,величину (уставку) для каждой машины и мощность источника наложенных токов. 3 ил. 00 СП ГС ел -4J CD

фие.1

4/

HZD42

-4II345

-CZD- 4f«

46

-cz

7

h-CI

48

28 о-Лг

/7

{

7

0-Лг

gyue.Z

ifz 30

ф1/г,з

Составитель В.Балашов Редактор Н.Слободяник Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай

Заказ 5572/53Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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