Устройство для защиты синхронного электропривода от асинхронного режима Советский патент 1988 года по МПК H02H7/08 

п

4 О СО N3

к

Изобретение относится к э пектротехнике, а именно к устройствам защиты синхронных электродвигателей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем выявления помпажного режима.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства с выделением функциональных блоков; на фиг. 2 - угловой сдвиг между током и напряжением статора двигателя; на фиг. 3 - времяимпульсные диаграммы работы основных элементов устройства.

Устргойство содержит преобразователь 1 напряжения (ПН), преобразователь 2 тока (ПТ), вспомогательный трансформатор 3 тока (ВТТ), ьлок 4 сравнения (БС), первый блок 5 временной задержки (БВЗ), расширитель 6 импульсов (РИ), второй блок 7 временной задержки (БВЗ), исполнительный блок 8 (ИВ).

На вход 11Н 1 подается напряжение, а на вход ПТ 2 - ток одноименной фазы за- нхищаемого двигателя. В ПН 1 и ПТ 2 осуществляется выделение из синусоидальных входных сигналов положительных полуволн напряжения и тока, которые поступают на вход БС 4. Последний осуществляет сравнение входных сигналов во времени и формирует выходной сигнал, обратно пропорциональный по длительности фазовому сдвигу выходных сигналов ПН i и ПТ 2. Выходной сигнал с БС 4 поступает на первый 5 и второй 7 БВЗ, где осуществляется сравнение его длительности с заданной величиной временной задержки БВЗ 5 и 7.

Кроме того, устройство содержит транзисторы 9-14, тиристор 15, конденсаторы 16-20, стабилитроны 21-24, включенные в цепи баз каждого транзистора 10-13, и исполнительный орган 25.

Устройство работает следующим образом.

При превьпиении длительности выходного сигнала БС 4, заданной в блоках временной задержки величины, на выходах БВЗ 5 и 7 формируются выходные сигналы, поступающие на первый и второй входы РИ 6. При наличии сигналов на первом и втором входах РИ 6 одновременно выходной сигнал РИ 6 отсутствует и устройство не срабатывает. При поступлении сигнала только на первый вход РИ 6 от первого БВЗ 5 на выходе РИ 6 появ;1яется выходной сигнал, поступающий на ИБ 8, который срабатывает спустя заданную выдержку времени и осуществляет контактный выход устройства.

На вход ПН 1 подается какое-либо фазное напряжение, а на вход ПТ 2 - ток одноименной фазы. Фазовый сдвиг между входными контролируемыми величинами равен углу нагрузки.

В статическом состоянии транзисторы 9 и 10 открыты, а транзисторы 11 -14 и тиристор 15 закрыты, конденсаторы 16, 17, 19 и 20 разряжены, а конденсатор 18 заряжен

до напряжения пробоя стабилитрона 23. Исполнительное реле 25 не сработало.

При устойчивой синхронной работе электродвигателя и отсутствии помпажного режима компрессора угол ф (фиг. 2) между контролируемым током и напряжением находится в зоне А. Угол ф при опережающем токе имеет знак « + , а при отстающем - знак «-. Граничные значения углов зоны А ±фг зависят от величины тока возбуждения и от загрузки двигателя. По принципу работы устройства необходимо, чтобы при устойчивой синхронной работе электродвигателя и отсутствии помпажного режима компрессора на выходе второго БВЗ 7 появляетг ся сигнал, блокирующий срабатывание РИ 6 и ИБ 8. Для этого надо, чтобы временная задержка на срабатывание второго БВЗ 7, определяемая временем заряда кo)дeнcaтo- ра 17 до напряжения пробоя стабилитрона 22, была не более, чем длительность поло0 жительного импульса (Уд на выходе БС 4, при значениях угла . Длительность импульса Ug обратно пропорциональна абсолютной величине угла ф и при частоте

переменного тока fc равна L (180-ф) X

vl/

360

в этом случае при конденсатор 17 за время существования положительного

Q импульса Ug (фиг. За) успевает зарядиться до напряжения пробоя стабилитрона 22. Пробиваясь, стабилитрон 22 открывает транзистор И, который, в свою очередь, щунти- руя конденсатор 19, запрещает открытие транзистора 13 и срабатывание ИБ 8.

5 При потере синхронизма электродвигатель переходит в режим потребления реактивной мощности и угол ф в этом случае находится в угловой зоне В, а при помпажном режиме двигатель выдает в сеть реактивную мощность и угол ф находится в зоне С.

0 В этих случаях длительность положительных импульсов уменьшается, так как |ф2| 1Ф||, емкость 17 не успевает зарядиться до напряжения пробоя стабилитрона 22, транзистор 11 закрыт и препятствовать за5 конденсатора 19 не будет. Временная задержка на срабатывание второго БВЗ 7 принимается равной длительности положительных импульсов UQ при значениях угла и определяется временем заряда емкости 16 до напряжения пробоя стабилитро0.на 21.

При значениях угла в случае ненормальной работы электродвигателя с компрессором в асинхронном или помпажном режиме конденсатор 16 за время существования положительного импульса успе5 вает зарядиться до напряжения пробоя стабилитрона 21. Пробиваясь, стабилитрон 21 открывает транзистор 12, который, шунтируя конденсатор 18, обеспечивает закрытое состояние транзистора 10, который также не препятствует заряду конденсатора 19. В результате этого конденсатор 19, заряжаясь до напряжения пробоя стабилитрона 24, обеспечивает его пробой и открытие транзистора 13. Далее через открытый транзистор 13 начинает заряжаться конденсатор 20. Время его заряда до напряжения открытия транзистора 14 определяет временную выдержку на срабатывание устройства. После открытия транзистора 14 открывается транзистор 15 и срабатывает исполнительное реле 25. Зона срабатывания устройства регулируется переменными резисторами 26 и 27. Выдержка времени необходима для отстройки от случайных возмущений и может изменяться в требуемых пределах регулируемым резистором 28.

Введение второго блока временной задержки позволяет путем сравнения времени заряда конденсатора 17 до напряжения пробоя стабилитрона 22 и открытия транзистора II с длительностью положительного импульса Ug, обратно пропорциональной углу ср , фиксировать зону нормальной устойчивой работы центробежного компрессора и приводного двигателя.

Аналогичным путем с помощью первого блока временной задержки фиксируются нормальный, асинхронный и помпажный режимы одновременно.

Формула изобретения

Устройство для защиты синхронного электропривода от асинхронного режима по авт. св. ЛГо 909745, отличающееся тем, 5 что, с целью расщирения функциональных возможностей путем выявления помпажного режима, оно дополнительно снабжено вторым блоком временной задержки, вход которого подключен к выходу блока сравнения, а выход - к второму входу расщирителя

ИМПУЛЬСОВ.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - расширение функциональных воз.можностей путем выявления помпажного режима. Устройство содержит преобразователь напряжения 1 и преобразователь тока 2, на входы которых подают напряжение и ток статора защищаемого электродвигателя, а выходы которых подключены к входам блока сравнения 4, вспомогательный трансформатор тока 3, первичная обмотка которого через резистор подключена к вторичной обмотке преобразователя напряжения 1, а вторичная - к вторичной обмотке преобразователя тока 2, первый блок временной задержки 5, вход которого подключен к выходу блока сравнения 4, а выход - к первому входу расширителя импульсов 6, выход расщирителя импульсов 6 соединен с входом исполнительного блока 8, и второй блок временной задержки 7, вход которого подключен к выходу блока сравнения 4, а выход - к второму входу расщирителя импульсов 6. Введение второго блока временной задержки позволяет путем сравнения времени заряда конденсатора 17 до напряжения пробоя стабилитрона 22 и открытия транзистора 11 с длительностью положительного импульса, обратно пропорциональной углу нагрузки, фиксировать зону нормальной работы центробежного компрессора. 3 ил. (О ел

f /fJ

т/с (

и,б Ur, Uis

и.

-1

X-TN

яр U,l

ii.f / Г 1,1 11 1 I I I I Г