(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока, причем его управляемый вход подключен к средней точке указанного резисторного делителя напряжения 2.
Недостатком известного устройства является то, что нижний предел уставок защиты должен быть выше значения пускового тока электродвигателя. Поэтому она не может обеспечить защиту от неполнофазных режимов электродвигателей.
Цель изобретения - повышение чувствительности к токам короткого замыкания и неполнофазным режимом работы электродвигателя.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для максимальной токовой защиты трехфазного электродвигателя, содержащем в каждой фазе преобразователь тока, выполненный в виде трансформатора тока, вторичная обмотка которого зашунтирована резистором, вторичные обмотки трансформаторов тока соединены в звезду и к выходу кажр,ой из них подключены первый зажим балластного резистора и один из входов трехфазного выпрямителя, положительный полюс которого соединен с первым зажимом исполнительного блока, отрицательный полюс соединен с общей точкой схемы, к которой также подключены зажим измерительного блока и второй зажим исполнительного блока, вход последнего подключен к выходу измерительного блока, вход которого подключен к выходу сумматора, три входа которого соединены с первьши зажимами фазных фазочувствительных ключей, входы которых подключены к выходам трех преобразователей напряжения, входы последних подключены к фазам электродвигателя, вторые зажимы балластных резисторов соединены с первыми зажимами фазных фазочувствительных ключей, вторые зажимы которых соединены между собой и подключены к общей точке схемьь, причем каждый из упомянутых трех преобразователей напряжения выполнен в виде резистора, защунтированного конденсатором, указанный сумматор выполнен в виде трех диодов,-аноды которых являются входами сумматора, катоды соединены между собой и представляют выход сумматора, каждый из фазочувствительных ключей выполнен в виде двух диодов, тиристора и резистора, включенного в цепь управляющего электрода тиристора, соединенного с катодом, который вместе с анодом первого диода подключен к общей точке схемы, катод последнего и анод второго диода соединены с выходом преобразователя напряжения, катод второго диода подключен к управляющему электроду тиристора, анод которого подключен ко второму зажиму соответствующего балластного резистора и аноду диода сумматора.
На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.
Устройство для максимальной токовой защиты трехфазного электродвигателя содержит в каждой фазе преобразователь 1 тока, преобразователь 2 напряжения, фазные фазосравнивающие ключи 3, балластный резистор 4, сумматор 5, трехфазный выпрямитель 6, измерительный блок 7, исполнительный блок 8.
Преобразователь 1 тока выполнен в виде трансформатора 9 тока, вторичная обмотка которого защунтирована резистором 10, вторичные обмотки трансформаторов тока соединены в звезду и к выходу каждой из
них подключен первый зажим балластного резистора 4 и один из входов трехфазного выпря.мителя 6.
Установленные в каждой фазе преобра зователи 2, напряжения выполнены в виде
резистора 11, зашунтированного конденсатором 12, входы преобразователей 3 напряжения подключены к фазам электродвигателя, а выходы -: к входам фазных фазосравнивающих ключей 3.
Каждый из фазовых фазосравнивающих
ключей 3 выполнен в виде диодов 13 и 14, тиристора 15 и резистора 16, включенного в депь управляющего электрода тиристора 15. Управляющий электрод и катод тиристора 15 соединены между собой и вместе с анодом диода 13 подключены к общей точке схемы, катод диода 13 и анод диода 14 . соединены с выходом преобразователя 2 . напряжения, катод диода 14 подключен к управляющему электроду тиристора 15, анод которого подключен ко второму зажиму
0 балластного резистора 4 и входу сумматора 5.
Сумматор выполнен в виде трех диодов 17, аноды которых являются входами сумматора 5, а катоды соединены между собой и представляют выход сумматора 5,
5 который подключен к входу измерительного блока 7.
Измерительный блок 7 выполнен в виде последовательно соединенных регулируемого резистора 18 и зашунтированного сглаживающим конденсатором 19 нерегулируемого резистора 20, параллельно которому через диод 21 и стабилитрон 22 присоединен второй конденсатор 23, точка соединения анода стабилитрона 22 и одной из обкладок конденсатора 23 является выходом измерительного блока 7, который подключен к входу исполнительного блока 8.
Исполнительный блок 8 выполнен в виде тиристора 24, на управляющий электрод которого подается сигнал с выхода измерительного блока 7, анод тиристора 24 подключен к точке соединения катода стабилитрона 25 и первого зажима резистора 26, катод этого тиристора подключен к управляющему электроду тиристора 27, в анодную цепь которого включен один из зажимов
5 исполнительного реле 28, другой зажим которого подключен к второму зажиму резистора 26 и положительному полюсу трехфазного выпрямителя 6. В управляющие переходы тиристоров 24 и 27 включены резистор 29 и 30, соответственно. Отрицательный полюс трехфазного вынрямителя 6, зажим исполнительного блока 8 и зажим измерительного блока 7 подключены к общей точке схемы.
Устройство для максимальной токовой защиты трехфазного электродвигателя работает следующим образом.
В зависимости от режима нагрузки изменяются по величине токи и углы сдвига фаз между токами и напряжениями. При нагрузках электродвигателей, не превышающих номинальную, углы сдвига фаз между на пряжением и током изменяются в пределах от 22° до 32°. При перегрузках электродвигателей, соответствующих 1,2 - 2 кратному значению номинального тока, углы сдвига фаз между напряжением и током составляют 20 - 38°- При включении электродвигателей пусковые токи превышают номинальные в 5 - 7 раз, а углы сдвига фаз между напряжением и пусковыми токами составляют 53 - 76°, а при предельном сопротивлении сети превышают 45°. При коротком замыкании величина аварийных токов ограничивается только сопротивл.ением сети, а углы сдвига фаз между напряжением и током короткого замыкания составляют О - 26°.
Если в выбранный момент положительного полупериода выполняется отсечка тока через измерительный блок 7, то среднее значение тока через измерительный блок 7 зависит не только от абсолютной величины первичного тока, но и от угла сдвига между напряжением и током. Момент отсечки вторичного тока трансформаторов тока 9 выбирается таким, чтобы среднее значение тока через измерительный блок 7 в нормальном и пусковом режимах электродвигателей был меньше тока срабатывания устройства защиты, а при коротком замыкании или в неполнофазном режиме работы двигателя достигал тока срабатывания.
Отсечка токов через измерительный блок 7 всех фаз в каждый из полупериодов выполняется фазными фазосравнивающими ключами 3. ОтСечка выполняется тогда, когда на управляющий электрод тиристора 15 подается отпирающее напряжение. Соответствующий тиристор 15 открывается и шунтирует измерительный блок 7.
Токи через отдельные диоды 14, включенные по схеме трех выпрямителей, могут проходить в интервале 120 электрических градусов, а углы отсечек тока через измерительный блок 7 защиты для каждой фазы определяются промежутком до 120 электрических градусов. В этом случае среднее значение тока через измерительный блок 7 опре-, деляется интегралом с момента перехода блока в каждой фаз.; через нуль до момента отсечки тока
ф
.
Зср 4- - Stn()dt 2| tt-Cos(«,«-Yp:i р
где7,0 - максимальное и действующее значение тока в защищаемом объекте;
п-г-коэффициент трансформации; р-угол сдвига фазы тока по отнощению к напряжению в определенном режиме работы нагрузки; Mortj-угол отсечки тока. Уставку тока срабатывания устройства защиты устанавливают с помощью регулируемого резистора 18 измерительного блока 7. Если в измерительном блоке -7 ток достигает величины тока срабатывания, то напряжение на стабилитроне 22 становится больще напряжения его стабилизации. В связи с этим через управляющий электрод тиристора 24 протекает отпирающий его ток. 5 Тиристор 24 отпирается, что приводит к открытию тиристора 27 и срабатыванию исполнительного реле 28.
Предлагаемое устройство для максимальной токовой защиты трехфазного электродвигателя обладает vповышенной чувствительностю к токам короткого замыкания и неполнофазным режимом работы электродвигателя.
25
Формула изобретения
Устройство для максимальной токовой защиты трехфазного электродвигателя, содержащее в каждой фазе преобразователь
0 тока, выполненный в виде трансформатора тока, вторичная обмотка которого зашунтирована резистором, вторичные обмотки трансформаторов тока соединены в звезду и к выходу каждой из них подключены первый зажим балластного резистора и один из
5 входов трехфазного выпрямителя, положительный полюс которого соединен с первым зажимом исполнительного блока, отрицательный полюс соединен с общей точкой схемы, к которой также подключены зажим
измерительного блока и второй зажим исполнительного блока, вход последнего подключен к выходу измерительного блока, вход которого подключен к выходу сумматора, три входа которого соединены с первыми зажимами фазных фазочувствительных ключей, входы которых подключены к выходам трех преобразователей напряжения, входы последних подключены к фазам электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности к токам короткого замыкания и неполнофазным режимам
0 работы электродвигателя, вторые зажимы балластных резисторов соединены с первыми зажимами фазных фазочувствительных ключей, вторые зажимы которых соединены между собой и подключены к общей точке
j схемы, причем каждый из указанных трех преобразователей напряжения выполнен в виде резистора, зашунтированного конденсатором, указанный сумматор выполнен в виде трех диодов, аноды которых являют
