Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от несимметричных режимов Советский патент 1988 года по МПК H02H7/08 

-1Г1

(Л

с

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите трехфазного электродвигателя от несимметричных режимов. Цель изобрете ния - повышение селективности защиты при внешних несимметричных режимах и снижение времени действия защиты при внутренних несимметричных режимах. Устройство содержит перемен

/f

td

4ik 1C sl

4

на отключение злвктрод6игвгпеЛ9

tf

на саги аи -

ный резистор 1, трансформаторы тока 2, соединенные выходами с трехфазным двухполупериодным выпрямительным мостом 3, элемент формирования рабочего сигнала 4 и- элемент формирования тормозного сигнала 5, соединенные выходами с соответствукнцими входами элемента сравнения 6, элемент И 10, логический элемент НЕ 11, реле защиты JOT несимметрии питающих напряжений :12, логический элемент ИЛИ 16 с выхо|Дом на отключение двигателя. При внутреннем несимметричном режиме сра- батьгоает реле защиты от несимметрии токов; 18 и не срабатывает реле защиты от несимметрии питающих напряжений 12. Если срабатывание реле защи- :ты от несимметрии токов 18 вызвано непереходным процессом, на выходе элемента ИЛИ 16 появляется сигнал ;на отключение электродвигателя. При внешнем несимметричном режиме и перегрузке электродвигателя по току появляются сигналы на всех трех входах

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите трехфазного электродвигателя от несимметричных режимов.

Цель изобретения - повьшение селективности защиты при внешних несимметричных режимах и снижение времени действия защиты при внутренних несимметричных режимах

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит переменный резистор 1, трансформаторы 2 тока, соединенные своими выходами с трехфазным двухполупериодным выпрямительным мостом 3, элемент 4 формирования рабочего сигнала и элемент 5 формирования тормозного сигнала, соединенные своими выходами с соответствующими входами элемента 6.сравнения, второй элемент 7 сравнения, к выходу которого подключен расширитель 8 импульсов, первый 9 и второй 10 логические элементы И, логический элемент НЕ П, реле 12 защиты от несимметрии питаюлогического элемента И 10, а также на его выходе, который запускает второй элемент вьщержки времени 14. При продолжительности внешнего несимметричного режима, большей времени срабатывания второго элемента вьщержки времени 14, на выходе этого элемента появляется сигнал, поступающий на второй вход логического элемента ИЛИ 16. На выходе элемента ИЛИ 16 появляется сигнал на отключение электродвигателя. Если при внешнем несимметричном режиме наибольший из фазных токов электродвигателя оказывается меньшим его номинального тока, то сигнал на выходе реле защиты от не - симметрии питающих напряжений запускает третий элемент выдержки времени 15, на выходе которого, если внешний несимметричный режим оказывается продолжительным, появляется сигнал, действующий во внешнюю цепь и сигнализирующий о внешнем несимметричном режиме, 1 ил.

щих напряжений с выводами для подключения к соответствующим фазам защищаемой сети, первый 13 и второй 14 элементы вьщержки времени, третий

15 элемент выдержки времени с выходом на сигнализацию, логический элемент ИЛИ 16 с выходом на отключение двигателя и источник 17 опорного напряжения. Реле 18 защиты от несимметрии

токов состоит из переменного резистора 1, трансформаторов 2 тока, трехфазного двухполупериодного выпрямителя 3, элемента 4 формирования рабочего сигнала и элемента 5 формирования тормозного сигнала, выходы которых подключены к соответствующим входам первого элемента 6 сравнения. Первичные обмотки трансформаторов 2 тока включены в цепь защищаемого

электродвигателя, а вторичные обмотки соединены с входами трехфазного двухполупериодного выпрямительного моста 3, нагруженного на переменный резистор 1. К выходу трехфазного вьт

рямительного моста 3 подключены входы элементов формирования рабочего 4 и тормозного 5 сигналов, выходы которых соединены с входами первого элемента б сравнения, выход которого является выходом реле 18 защиты от несимметрии токов. Кроме того, к выходу трехфазного двухполупериодно- го вьшрямительного моста 3 подключен первый вход второго элемента 7 срав- нения, второй вход которого подключен IK источнику . 17 опорного напряжения. Выход второго элемента 7 сравнения соединен с входам расширителя 8 импульсов. Реле 12 защиты от несим- метрии питающих напряжений своими вьгоодами подключено к трем фазам напряжения на шинах питания (и, Ug, и). Вход логического элемента НЕ 1 соединен с выходом реле 12 защиты от несимметрии питающих напряжений, а выход подключен к второму входу первого логического элемента И 9, первый вход которого соединен с : выходом реле 18 защиты от несимметрии токов, а выход подключен к входу первого элемента 13 выдержки времени. Первый вход второго логического элемента И 10 соединен с выходом реле 18 защиты от несимметрии токов, второй вход-30 жимом, срабатывает элемент 13 выдерж- с выходом расширителя 8 {шпульсов, ки времени, который подает сигнал

12

а третий вход - с выходом реле 2 защиты от несимметрии питающих напряжений. Выход второго логического эле- . мента И 10 соединен с входом второго элемента 1А выдержки времени. Входы логического элемента ИЛИ 16 соединены с выходами первого 13 и второго

14элементов вьщержки времени, а выход является выходом устройства на отключение. Вход третьего элемента

15вьщержки времени подключен к выходу реле 12 защиты от несимметрии питающих напряжений,а выход является выходом устройства на сигнализацию.

Параметры срабатывания реле 18 защиты от несимметрии токов задаются такими, чтобы оно не срабатывало в симметричном режиме и при допустимой по уровню несимметрии питающих напряжений. При этом рабочий сигнал увеличивается, а тормозной сигнап уменьшается с ростом несимметрии токов.

Параметры.срабатывания реле 2 защиты от нecи мeтpии питающих напряжений задаются такими, чтобы оно не срабатывало при относительно небольшой несимметрии напряжений, появляю40

на первый вход логического элемента ЮТИ 16, на выходе которого появляется сигнап на отключегше глектродвкга ц Т&ПЯ t

При внешнем Ч :;симметричном режиме срабатывают pej-j : 18 защиты от кесим- метрии токов и реле 2 залриты от несимметрии питающих напряжений, которые подают сигналы соответственно на первый и второй входы логического элемента И 10. Амплитуда .напряже ния, подаваемого на первый вход второго элемента 7-сравнения, пропор- 45 ционш1ьна наибольшему из фазных токов электродвигателя. Посредством пере менного резистора i коэффициент nps- образования входного тока в это напряжение регулируется так, что при номинальном токе электродвигателя амплитуда напряжения на выходе трехфазного выпрямите.яьного моста 3 становится равной onopHObfy напрйженкю . Если наибольший из фазных токов пре--- Еьшает ношшальный тек электродвигателя, напряженке на первом входе второго элемента 7 сравнения периодически оказывается большим напряжения на его втором входе (Uan-) j за счет чего

50

55

о 15 20 25

щейся на шинах питания за счет падения напряжения от тока обратной последовательности на сопротивлении источника питания, появляющегося при внутреннем несимметричном режиме защищаемого электродвигателя -(крайняй случай несимметрии - обрыв фазы

электродвигателя).

Устройство работает следующим образом.

При внутреннем несимметричном ре ккме срабатьпзает реле 18 защиты ot насимметрии токов и не срабатьгаает реле 12 защиты от несимметрии питающих напряжений. При этом отсутствует сигнал на входе логического элемента НЕ 11 и имеется сигнал на его выходе, Яа счет этого присутствуют сиг налы на обоих входах первого логического элемента И 9, а также имеется сигнал на его выходе, запускающий первый элемент 13 выдержки времени. Если срабатывание реле 18 защиты от неси тетрин токов вызвано не переходным процессом, продолжительность которого меньше времени срабатывания первого элемента 13 выдержки времени, а внутренним несимметричным ря0

на первый вход логического элемента ЮТИ 16, на выходе которого появляется сигнап на отключегше глектродвкгац Т&ПЯ t

При внешнем Ч :;симметричном режиме срабатывают pej-j : 18 защиты от кесим- метрии токов и реле 2 залриты от несимметрии питающих напряжений, которые подают сигналы соответственно на первый и второй входы логического элемента И 10. Амплитуда .напряже ния, подаваемого на первый вход второго элемента 7-сравнения, пропор- 5 ционш1ьна наибольшему из фазных токов электродвигателя. Посредством пере менного резистора i коэффициент nps- образования входного тока в это напряжение регулируется так, что при номинальном токе электродвигателя амплитуда напряжения на выходе трехфазного выпрямите.яьного моста 3 становится равной onopHObfy напрйженкю . Если наибольший из фазных токов пре--- Еьшает ношшальный тек электродвигателя, напряженке на первом входе второго элемента 7 сравнения периодически оказывается большим напряжения на его втором входе (Uan-) j за счет чего

0

5

на. выходе второго элемента 7 сравнения появляются сигналы в виде импульсов, которые расширителем 8 импульсов превращаются в непрерывный сиг- йал, подаваемый на третий вход логического элемента И 10, Таким образом, ijipH внешнем несимметричном режиме и ijteperpysKe электродвигателя по току появляются сигналы на всех трех вхо- jiitax второго логи еского элемента И 10, ф также на его выходе, который запускает второй элемент 14 выдержки вре- ijieHH. Если продолжительность внешнеФормула изобретения Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от несимметричных режимов, содержащее переменный резис20

о несимметричного режима больше вре- is тор и трансформаторы тока с выводами йени срабатывания второго элемента f4 вьщержки времени, на выходе этого Элемента появляется сигнал, поступаю- 1)1ий на второй вход логического эле- йента ИЛИ 16, на выходе которого по- фвляется сигнал на отключение электродвигателя. При внешнем несимметрич- ioM режиме первый элемент J3 вьщерж- |ш времени не запускается, так как эа счет срабатывания реле 12 защиты От несимметрии питающих напряжений появляется сигнал на входе логического элемента НЕ 11 и отсуствует сиг- Нал на его , а также на втором входе и вьшоде первого логического Элемента И 9.

В случае, если при внешнем несимметричном режиме наибольший из фазных токов злектродвигателя оказывается меньшим его номинального тока, напряжение на первом входе второго элемента 7 сравнения все время остается меньшим напряжения на его втором входе (Uort)« При этом отсутствуют сигналы на выходе второго элемента 7 сравнения, на входе и выходе расширителя 8 импульсов, на третьем входе и на выходе второго логического элемента И 10, Второй элемент 14 выдержки времени не запускается и отключение электродвигателя.не происходит. Сигнал на выходе реле 12 защиты от несимметрии питающих напряжений Запускает третий элемент 15 выдержки времени, на выходе которого, если внешний несимметричный режим оказывается продолжительным, появляется сигнал, действующий во внешнюю цепь и сигнализирующий о внешнем несимметричном режиме.

Изобретение позволяет снизить время действия защиты при внутреннем несимметричном режиме н за счет этого уменьшить объем повреждения элект-

для подключения к фазам защищаемой сети, выходы которых соединены с соответствующими входами трехфазного двухполупериодного вьтрямительного моста, соединенного выходом с входа- . ми элементов формирования рабочего и тормозного сигналов, подключенных выходами к соответствующим входам элемента сравнения, отличаю25 щ е е с я тем, что, с целью повьш1е- ния селективности защиты при внешних несимметричных режимах и снижения времени действия защиты при внутрен- . них несимметричных режимах, в него

30 дополнительно введены второй элемент сравнения, расширитель импульсов,два логических элемента И, логический элемент НЕ, реле защиты от несимметрии питающих напряжений, три элеменjg та вьздержки времени, логический элемент ИЛИ и источник опорного напряжения, причем выход элемента сравнения соединен с входами логических элементов И, второй вход первого логического элемента И через логический элемент НЕ одновременно соединен с выходом реле защиты от несимметрии питающих напряжений с выводами для подключения к соответствующим зам защищаемой , вторым входом второго логического элемента И и входом третьего элемента выдержки времени, третий вход второго логического элемента И через расщиритель импульgQ сов соединен с выходом второго элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом трехфазного двухполупериодного выпрямительного моста и первым выводом переменного

55 резистора, шунтирующего выход трехфазного двухполупериодного выпрями-, тельного моста и соединенного вторым выводом с шиной нулевого потенциала, а второй - с источником опорно40

родвигателя, а также исключить неселективные действия защиты и отключения электродвигателя при внешних несимметричных режимах в случае, когда наибольший ток электродвигателя меньше его номинального тока, и повысить надежность работы электропривода.

Формула изобретения Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от несимметричных режимов, содержащее переменный резистор и трансформаторы тока с выводами

тор и трансформаторы тока с выводами

для подключения к фазам защищаемой сети, выходы которых соединены с соответствующими входами трехфазного двухполупериодного вьтрямительного моста, соединенного выходом с входа- ми элементов формирования рабочего и тормозного сигналов, подключенных выходами к соответствующим входам элемента сравнения, отличающ е е с я тем, что, с целью повьш1е- ния селективности защиты при внешних несимметричных режимах и снижения времени действия защиты при внутрен- них несимметричных режимах, в него

дополнительно введены второй элемент сравнения, расширитель импульсов,два логических элемента И, логический элемент НЕ, реле защиты от несимметрии питающих напряжений, три элемента вьздержки времени, логический элемент ИЛИ и источник опорного напряжения, причем выход элемента сравнения соединен с входами логических элементов И, второй вход первого логического элемента И через логический элемент НЕ одновременно соединен с выходом реле защиты от несимметрии питающих напряжений с выводами для подключения к соответствующим фазам защищаемой , вторым входом второго логического элемента И и входом третьего элемента выдержки времени, третий вход второго логического элемента И через расщиритель импульсов соединен с выходом второго элемента сравнения, первый вход которого соединен с выходом трехфазного двухполупериодного выпрямительного моста и первым выводом переменного

резистора, шунтирующего выход трехфазного двухполупериодного выпрями-, тельного моста и соединенного вторым выводом с шиной нулевого потенциала, а второй - с источником опорно

7 471g

го напряжения, выходы первого и вто-ход которого является выходом устройрого логических элементов И соответ-ства на отключение, а выход третьественно через первый и второй эле-го элемента выдержки времени являетменты вьздержки времени соединены сся выходом устройства на сигнализавходами логического элемента ИЛИ, вы-дню.