Способ защиты асинхронного электродвигателя от повреждений и опасных анормальных режимов работы Советский патент 1990 года по МПК H02H7/08 H02H7/85 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электродвигателей, и может быть использовано для защиты асинхронного электродвигателя, особенно такого, для которого по условиям эксплуатации необходимо измерение крутящего момента на валу и угловой скорости вращения вала, от повреждений и опасных анормальных режимов работы.

Целью изобретения является повьше- ние чувствительности защиты.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

. Устройство защиты асинхронного электродвигателя 1 состоит из датчиков 2-4 тока, датчиков 5-7 соответственно напряжения, крутящего момента и угловой скорости вращения ротора, а также контроллера 8 со свободно программируемой логикой и исполнительного органа 9. Выходы датчиков 2-7 подключены к аналоговым входам контроллера 8, выход которого подключен к входу исполнительного органа 9, а выход последнего является выходом устройства в целом.

СД

Од

4; N:)

Датчики тока представляют собой измерительные трансформаторы тока, датчик напряжения - трехфазный измерительный трансформатор напряжения Датчик крутящего момента может быть выполнен бесконтактным. Датчик угловой скорости в простейшем случае представляет собой тахогенератор. Контроллер 8 представляет собой контроллер со свободно программируемой Логикой,содержащий программное обеспечение по зшяите двигателя, а исполнительный орган - релейное устройство.

Сущность способа заключается в сравнении реального значения потерь активной мощности в работающем элект родвигателе с известным значением потерь мощности, соответствующим нормальному режиму работы двигателя и задаваемым с помощью .его рабочей характеристики.

Потери активной мощности в злект- родвигателе, определенные по данным измерений в текущем режиме работы, равны

ЛР

PI г t

(1)

где Р

- потребляемая электродвигателем из сети активная мощность;

Р - полезная механическая мощность на валу электродвигателя.

Потери активной мощности,задаваемые рабочей характеристикой электродвигателя (при тех же значениях полезной мощности на его валу и напряжения сети), равны

ЛР Р 9 2)

где Р - потребляемая электродвигателем из сети активная MonipocTb в нормальном режиме работы.

В случае возникновения повреждений или ненормальных резкимов рабопгы потери Р в электродвигателе возрастают. Близость текущего режима работы электродвигателя к нормальному режиму оценивается сравнением потерь активной мощности в обоих режимах, из (1) и (2):

ЛР - ЛР

Р - Р г, f, ,

(3)

Тлким образом, дпя выявления повреждения или ненормального режима работы электродвигателя достаточно

5

0

5

0

5

0

5

0

5

оценить величину разности значений активной мощности потребления в текущем режиме и потребляемой активной мощности, определенной по рабочей характеристике электродвигателя для измеренных значений полезной механической мощности на его валу и напряжения сети.

При выполнении условия

ЛР - ,

где Р - значение уставки, которое с учетом (3) заменяется условием

Р - Р Р f, i,/t

контроллер 8 выдает сигнал управления на исйолнительный орган 9,действующий на отключение защищаемого двигателя 1 .

Значение мощности Р вычисляется контроллером 8 по измеренным в цепи питания электродвигателя 1 значениям токов и напряжений, а значение мощности Р - по измеренным с помощью датчиков 6 и 7 значениям крутящего момента на валу и угловой скорости вращения ротора соответственно,Значение мощности Р рассчитывается контроллером 8 с помощью программно заданной раб.очей характеристики электродвигателя 1.для измеренного значения напряжения сети, что. исключает ложное срабатывание защиты при работе электродвигателя с пониженным напряжением питания, например, в условиях самозапуска или при близком коротком замыкании в сети. Действующие значения мощностей Р, и Р определяются по данным измерений за достаточно большой интервал времени, исключающий ошибочное срабатывание защиты в переходных режимах работы защищаемого электродвигателя.

Способ защиты может быть использован для защиты любого асинхронного электродвигателя, особенно такого, для которого по условиям эксплуатации требуется измерение крутящего момента на валу и угловой скорости вращения ротора.

Использование предлагаемого способа позволяет реализовать универсальную защиту асинхронных электродвигателей от повреждений и опасных анормальных режимов работы. По условиям быстродействия целесообразно использование такой завщты в качестве резервной.

Вшод

Изобретение относится к релейной защите электродвигателей. Цель изобретения - повышение чувствительности защиты. Цель достигается тем, что измеряют потребляемую электродвигателем активную мощность и полезную механическую мощность на валу электродвигателя. Определяют соответствующую нагрузке двигателя потребляемую активную мощность в нормальном режиме работы. После этого формируют сигнал защиты, если потери мощности в защищаемом электродвигателе превышают потери мощности нормального режима работы на заданную величину. 1 ил.