Устройство для защиты синхронного электродвигателя с реле скольжения от асинхронного режима Советский патент 1991 года по МПК H02H7/06 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма облети срабатывания; на фиг. 3 и 4 - вре- мтмы- Р д1л.ч| рам мы (апояжений; на фиг. 5 часпшняя характеристика полосового фильтра

Выход преобразователя 1 напряжения соединен с первым входом схемы 2 сравнения фаз. Выход преобразователя 3 тока соединен с входом первого порогового элемента 4, выход которого соединен с вторым входом схемы 2 сравнения фаз. Выход с мы 2 сравнения фаз соединен с входом тси иритзля 5 импульсов, выход которого сссдине с входом элемента 6 задержки на срабатывание, выход которого соеди- йн г вхппм первого исполнительного ор- ;ак

Быхг д nofocoDoro частотного фильтра 8 подключен к входу второго порогового элемента 9, выход которого соединен с первым входом логического элемента И 10, второй вход которою соединен с выходом 5 расширителя импульсов, а выход - с входом второго исполнительного органа 11. Выход первого исполнительного органа 7 соединен со схемой правления выключателем 12.

Вход преобразователя 1 напряжения соединен с выводом измерительного трансформа гоог напряжения, э вход преобра- ,оЗс тс 1Я 3 к. с зыходом измерительного фаюфср латора 14 тока, включенного на выводах защищаемого двигателя 15, Вход полосового частотного фильтра 8 подключен к обмотке 16 ротора двигателя. Выход второго исполнительного органа 11 соединен со схемой управления возбудителя 17 защищаемого двигателя. Выход реле 18 скольжения соединен с управляющим входом элемента 6 задержки.

Устройство работает следующим обра- ЗОМ.

При отсутствии входных сигналов (на m мюченком и невозбужденном двигателе) ча выходах преобразователей напряжения 1 и тока 3 сигнал отсутствует, на выходах элементов 2 и 4 - 7 имеется логический сигнал О, защита на отключение выключателя не действует. На выходе полосового фильтра 8 сигнал равен нулю, на выходах элементов 9-11 имеется логический сигнал (Г, устройство не действует на возбудитель Контакт репе 13 скольжения замкнут и

элемент задержки на срабатывание имеет минимальную уставку.

При нормальной работе двигателя сигналы на выходе преобразователей нэпряжения 1 и тока 3 не равны нулю, но ток опережает напряжение U и не находится в зоне А (фиг. 2) срабатывания схемы 2 сравнения. Поэтому логические сигналы на выходах элементов 2 и 5 - 7 равны 0 и защита

0 также не действует на отключение выключателя. Напряжение ротора либо постоянно по времени, либо в дополнение к постоянно, ч слагающей имеет слагающие с частотой выше 50 Гц (при бесконтактном возбудите5 ле), но не имеет низкочастотной слагающей в полосе (0,2 -16) Гц (полосе прозрачности полосового фильтра 8). Поэтому сигнал на выходе фильтра равен НУЛЮ, логические сигналы на выходах элементов 9-11 равны О,

0 устройство не действует на возбудитель двигателя. Контакт реле 8 скольжения разомкнут и олене IT 6 задержки на срабатывание максимальную уставку.

При возникновении асинхронного ре5 жима, когда ток статора превышает уставку устройства по минимальному току и отстает от напряжения на угол 40 - 90° (фиг. 3), на инходе преобразователя 1 напряжения и преобразова .еля 3 тока имеют место сину0 соидальные сигналы, на выходе первого порогового элемента 4 - импульсы в течение времени, когда мгновенное значение входного сигнала превышает порог (in), на выходе схемы 2 сравнения фаз - импульсы в

5 течение времени, когда совпадают полярности сигналов на входах этой схемы, на выходе расширителя импульсов - логический сигнал 1, на выходе элемента задержки по истечении времени, равного его уставке, 0 сигнал 1. Первый исполнительный орган 7 срабатывает и отключает выключатель двигателя.

Уставка элемента 6 задержка на срабатывание максимальна, если скольжзние

5 меньше уставки реле 18 скольжения, и минимальна, если скольжение больше уставки реле 18.

Одновременно с возникновением асинхронного режима в напряжении ротора

0 (фиг. 4) возникает колебательная составляющая с частотой, разной частоте скольжения, в результате чего на выходе полосового фильтра 8 появляется низкочастотный сигнал (фиг. 4). В те интервалы времени, когда

5 амплитуда положительной полуволны этого сигнала превышает порог Un второго порогового элемента 9, нэ выходе его появляется сигнал 1-. Поскольку сигнал на втором входе логического элемента И 10 во время асинхронного режима также равен 1, то «а его

CrK 1 оде сигьзл 1 пошляется «те е интер- аали ьремечи Гкогда амппи-уда положительной попуволмы низкочастотной .оставляющей нзпрнг..анил ротора превышает заданный уровень ) п в эти же валы времени появляется сигнал на выходе второго исполнительного органа 11, Возврат его (ннтярчлл времени t) используется для гаше ПОЛУ демгателя. а срабатывание (интервал времени ts) для повторной годачи возбуждения Таким образом, за время, необходимое длч дейсгг --я устройства на откпю 1ение Ыключ згеп дригателя, устройство несколько раз действует на уп- ,;ап., «озбуд телям. что способствует ресинхронизации двигателя и меж..-; устранить необходимости его аварийного отклю- (рния.

Полоса Сопусклния полосового фипьтра праничеиа снизу необходимо- ью отстройки or постоян ой слыа-ощай напряжения оотора. Чем oi-.a ниже, гем лучше устройство см,) кег пеагиропать ма осин- рбнные режима с малым окопьжечием. При нижне- частоте сре.ча попосового филь- тра ,2 Гц (фиг. 5) у.:трой тво следит зз рговоротами ротора относительно поля гль- тооа с периодом Ti- 1/fci- b с л менее F5ep- хняя частота соезл fC2 селективно,о частотного иль-ра в цепи гютора выбираете,, значи- сельпо ниже частоты гармони (fr- 3 х 50 Ги) в выпрямленном-выходном напряже- гии статического возбудителя двигателя. Для тоге, чтобы система возбуждения успевала реагировать на срабатывание устрой ства, в конкретной реализации fC2 выбрана разной 16 Гц.

Формула изобретения Устройство для защиты синхронного электродвигателя с реле скольжения от

асинхронного рдхимз, содержащее преобразователи тока и напряжения, элемент сравнения фаз, первый пороговый элемент, расширитесь импульсов и первый испопни- тельный орган, причем вход преобразователя тока предназначен для подсоединения к измерительному трансформатору токл, а выход соединен с входом порогового элемента, вход преобразователя напряжения предназначен для присоединения к измерительному трансформатору напряжения, а выход соединен с первым входом элемента сравнения фаз, второй вход которого соединен с ВЫХОДОМ.ПОРОГОВОГО элемента, а выход - с входом расширителя импульсов, отличающееся, тем. что с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, введены уп- павляемый элемент выдержки времени, полосовой Фильтр, второй пороговый элемент, логический элемент И, второй исполнительный орган, причем вход элемента выдержки времени соединен с выходом рас- ширителя импульсов, управляющий вход элемента выдержки времени предназначен дтя соединения с реле скольжения, а выход элемента выдержки времени соединен с входом первого исполнительного органа, выход которого предназначен для подключения к выключателю двигателя, вход полосового фильтра предназначен для под- соединечия к ротору защищаемого двигателя, выход полосового фильтра соединен с входом второго порогового элемента выход которого соединен с первым входом логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом расширителя импульсов, а выход - с входом второго исполнительного органа, выход которого предназначен для подключения к схеме уп- раолонич возбудителем двигателя

и,

о

У/////////////////////////

Т

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности. При возникновении асинхронного режима, когда ток статора превышает уставку устройства по минимальному току и отстает от нее на угол 4090°, на выходе расширителя импульсов появляется логический сигнал 1, на выходе элемента с задержки по истечении времени, равного его уставке, также появляется единичный сигнал, первый исполнительный орган 7 срабатывает и отключает двигатель. Одновременно с возникновением асинхронного режима Р напряжении ротора возникает колебательная составляющая с частотой, равной частоте скольжения, в результате чего на выходе полосового фильтра 8 появляется низкочастотный сигнал. В те интервалы времени, когда амплитуда положительной полуволны этого сигнала превышает порог срабатывания второго порогового элемента 9, на его выходе появляется сигнал логической 1. Поскольку сигнал на втором входе логического элемента И 10 во время асинхронного режима также равен 1, то на его выходе единичный сигнал появляется в те же интервалы времени, что и сигнал на выходе второго исполнительного органа 11 Возврат его используется для гашения поля двигателя, а срабатывание - для повторной подачи возбуждения 5 ил. Ё -ч о ю 4 VI СО

Фиг. 2

ФизЬ

Л;

Фиг.5

Ми

15 Jtitt 17 fj«