Устройство для защиты трехфазногоэлЕКТРОдВигАТЕля OT АНОРМАльНОгО РЕжиМА Советский патент 1981 года по МПК H02H7/08 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике релейной защиты, и касается устройства для защиты электродвигателей от перегрева и неполнофазного режима.

Известно устройство для такой защиты 1и2.

Однако в них не предусмотрены меры защиты от короткого замыкания в цепи позисторов, которое приводит к тому, что устройства не защищают электродвигатель от перегрева обмотки, это существенно снижает надежность и эффективность защиты в целом. Кроме того, устройство 1 имеет довольно сложную систему коммутации при пуске двигателя (необходимо замкнуть две электрические цепи и механически переместить постоянный магнит), что также снижает надежность устройства защиты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство 2 для защиты трехфазных электродвигателей, содержащее измерительные трансформаторы тока, позисторы, соединенные в открытый треугольник, орган сравнения и исполнительный орган, оно может быть использовано для защиты электродвигателя от обрыва фаз и от перегрузок. Устройство обладает хорощей чувствительностью к неполнофазному режиму ч недостаточной

чувствительностью к перегреву обмоток, так как в первом случае исполнительное реле срабатывает от неодинаковых условий работы измерительных трансформаторов тока, а во втором - от разбаланса фазочувствительной детекторной системы, которого иногда бывает недостаточно без соответствующего увеличения тока нагрузки. Перегрев обмоток в результате незначительных, но долговременных перегрузок является характерной аварийной ситуацией электрических мащин, работающих при максимальном коэффициенте использования по мощности.

Применение двух многообмоточных трансформаторов тока создает трудности при монтаже устройств, связанные с правильным фазированием обмоток трансформатора, особенно при защите мащин больщой мощности.

Для защиты электродвигателей всего выпускаемого электрохимической промыщленностью диапазона мощностей необходимо вводить несколько типоисполнений по диапазонам мощностей, что не всегда удобно для потребителя.

В устройстве не предусмотрены меры от ложного срабатывания при пуске электрической мащины, что снижает надежность

защиты.

Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение функциональных возможностей устройства.

Для достижения поставленной цели в устройстве для защиты трехфазного электродвигателя от анормального режима, содержащем позисторы, соединенные в открытый треугольник, измерительные трансформаторы тока по числу фаз, к вторичным обмоткам которых подключены орган сравнения и исполнительный орган, трансформаторы тока в каждой фазе выполнены в виде обмотки на тороиде, охватывающем фазный провод, а исполнительный орган и орган сравнения объединены в трехобмоточном герконовом реле с размыкающим контактом, причем каждая из обмоток реле намотана тремя проводами и сечение одного из них в два раза больше сечения двух других. Каждая из обмоток соединена с соответствующей вторичной обмоткой измерительного трансформатора тока через выпрямитель и С-фильтр, а параллельно резистору одного из фильтров присоединены позисторы.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства; на фиг. 2 - схема катушки.

Устройство защиты состоит из измерительных трансформаторов тока 1, 2, 3, диодов 4, 5, 6, резисторов 7, 8, 9, конденсаторов 10, И, 12, трехобмоточной катушки 13 размыкающего геркона 14, позисторов 15, секций катущки из обмоток 16-24, кнопки 25, магнитного пускателя 26 с силовыми контактами 27, блока контактов 28 и кнопки «Стоп 29.

Измерительные трансформаторы тока выполнены в виде пассивного индукционного лреобразователя (пояса Роговского). Пояс Роговского является катушкой, имеющей конфигурацию, топологически эквивалентную тору, поэтому если пояс Роговского охватывает проводник с измеряемым током (в данном случае фазный провод), то результат измерений не зависит от относительного положения пояса и проводника с измеряемым током, а зависит от количества «охватов проводника поясом и кратен ему.

Резисторы 7, 8, 9 выбраны в зависимости от сопротивления трех последовательно соединенных позисторов таким образом, что

АЭ - AI I

R. f(

Re + 2

-суммарное сопротивление трех последовательно соединенных позисторов; 7, Rs, Кэ - сопротивления резисторов 7, 8, 9 соответственно.

Такое соотношение сопротивлений резисторов при превышении температурой обмоток классификационной температуры позисторов обеспечивает значительное уменьшение тока в цепи трансформатора 3 (приблизительно в два раза).

В катушке 13 (см. фиг. 2) обмотки 16, 19 и 22 создают поле 2Н каждая, а обмотки 17, 18, 20, 21, 23 и 24 создают поле Я каждая, где Я - поле, необходимое для размыкания геркона 14. Обмотки 22, 23, 24 параллельно подсоединены к цепи трансформатора 3, обмотки 19, 20, 21 - к цепи трансформатора 2, обмотки 16, 17, 18 - к

цепи трансформатора 1 согласно указанным стрелкам и началам обмоток.

Для обеспечения симметрии токов измерительных трансформаторов конструктивно .катушка намотана девятью проводами, соединенными в секции параллельно по три. В каждой секции один провод из трех имеет сечение в два раза большее сечения двух других, сопротивление этого провода соответственно в два раза меньше, а ток в проводе - в два раза больше. При этом направление его намотки в двух секциях согласно, причем в этих секциях два других провода намотаны один - встречно, другой согласно, в третьей секции все три цровода намотаны согласно. Направления намотки по схеме, приведенной на фиг. 2, обеспечиваются соответствующей коммутацией начал и концов всех девяти намотанных проводов. Такая конструкция катушки и

распределение токов в обмотках позволяют

создавать в катушке реле необходимые

магнитные поля для срабатывания геркона

в следующих аварийных ситуациях.

При обрыве фазы А обесточены обмотки

22, 23, 24, суммарное магнитное поле в катушке Я больше или равно 4Я, при обрыве фазы В обесточены обмотки 19, 20, 21, суммарное поле в катушке больше или равно 24, при обрыве фазы С обесточены обмотки Ш, 17, 18, суммарное поле в катушке больше или равно 2Я при перегреве об.моток двигателя выше классификационной .температуры применяемых позисторов или обрыве цепи позисторов ток в обмотках 22,

23, 24 уменьшается в два раза, суммарное поле в катушке равно 2Я; при коротком замыкании в цепи позисторов ток в обмотках 22, 23, 24 возрастает до величины, которая ограничивается только собственным сопротивлением параллельно соединенных обмоя-ок, которое меньше R , и суммарное магнитное поле в катушке больше 2Я.

При управлении двигателем устройство защиты работает следующим образом.

Кнопкой 25 включают магнитный пускатель 26, который замыканием контактов 27 запускает двигатель. На момент пуска двигателя контакты 14 блокируются контактами 28 кнопки 25. Отключают двигатель либо кнОПкой 29, либо в указанных выше ава