Устройство для защиты электродвигателя от витковых замыканий Советский патент 1982 года по МПК H02H7/08 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТ.Ы ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ

1

Изобретение относится к релейной защите и предназначено для защиты трехфазного электродвигателя при витковых замыканиях в обмотке статора

Известны устройства для защиты электродвигателей от витковых замыканий, реагирующие на превышение фазных токов номинальных значений, какими являются максимальные токовые защиты (ТМЗ) 1.

Однако такие защиты позволяют обнаружить замыкания витков обмотки, что явно недостаточно.

Известно устройство защиты электродвигателя от витковых замыканий, основанное на сравнении фазных токой по величине, содержащее датчики тока, мостовые выпрямители, блок выделения наибольшего из сигналов, блок выделения наименьшего из сигналов и пороговый элемент. Оно обладает высокой чувствительностью 23

Однако степень чувствительности ограничивается несииметрией питащей

сети, когда разность фазных токов, вызванная этой несимметрией, становится соизмеримой с разностью фазныХ токов, возникающей при замыканиине большого числа витков. От влияния питающей сети необходимо отстраиваться увеличением напряжения срабатывания порогового элемента, что снижает чувствительность устройства.

Целью изобретения является повы10шение чувствительности устройства защиты от витковых замыканий при малом числе замкнувшихся витков.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство защиты электро15двигателя, содержащее датчики тока, к выходу которых через мостовые выпрямители подключены блоки выделения наибольшего и наименьшего из сигналов датчиков тока, и ц выходе

20 пороговый элемент, введены датчики напряжения питающей сети, блоки выделения наибольшего и наименьшего из сигналов датчиков напряжения. подключенные через мостовые выпрями тели к датчикам напряжения, нелиней ный элемент и измерительный орган, причем пороговый элемент подключен к выходу измерительного органа, оди вход которого подключен между выходами блоков выделения наибольшего и наименьшего из сигналов датчиков тока, другой вход подключен между выходами дополнительных блоков выде ления наибольшего и наименьшего из сигналов датчиков напряжения, а тре тий вход подключен через нелинейный элемент к выходу блока выделения наибольшего из сигналов датчиков тока. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство для защиты электродви гателя содержит датчики тока 1-3 и датчики напряжения питающей сети -6; блоки 7 и 8 выделения соответственно наибольшего и наименьшего сигналов, пропорциональных соответствующим токам фаз, входы которых подключены через мостовые выпрямите ли к датчикам тока; блоки 9 и 10 выделения соответственно наибольшего и наименьшего сигналов, пропорционал ных соответствующим напряжениям фаз выходы которых подключены через мос товые выпрямители к датчикам напряжения; измерительный орган 11, выход которого подключен к пороговому элементу 12 с исполнительным органом, первый вход подключен между выходами блоков 7 и 8; другой вход - между вы ходами блоков 9 и 10 и третий вход через нелинейный элемент подключен к выходу блока 7. Блоки выделения наибольшего и наименьшего из сигналов могут быть выполнены, например, на диодах . В качестве пороговог элемента и измерительного органа может быть использован, например, компаратор напряжения, выполненный на операционном усилителе, в качестве датчиков тока применены, например, промежуточные трансформаторы тока, а в качестве датчиков напряжения трансформаторы напряжения. При нормальной работе защищаемого электродвигателя и симметричном пита щем напряжении токи фаз практически равны по модулю, и разность между наибольшим и наименьшим токами фаз отсутствует. Это относится к фазным напряжениям. Если нарушается симметрия питаю- щего напряжения, то нарушается равенство модулей фазных токов и напряжений, в результате чего разность между наибольшим и наименьшим токами может достигнуть величины срабатывания порогового элемента. Сигнал о несимметрии фазных токов, поступающий на первый вход измерительного органа является рабочим сигналом. Сигнал о несимметрии фазных напряжений, поступающий на второй вход измерительного органа, является тормозным сигналом и полностью компенсирует -рабочий сигнал.Поэтому на выходе измерительного органа сигнал отсутствует и пороговый элемент не срабатывает. Для устранения возможности ложного срабатывания устройства при пуске двигателя в условиях несимметрии питающего напряжения предназначено дополнительное торможение сигналом от блока выделения наибольшего из токов фаз. Указанное торможение осуществляется путем подачи сигнала на третий вход измерительного органа через нелинейный элемент. В качестве последнего целесообразно применить стабилитрон . Порог стабилизации выбирается таким образом, чтобы при номинальном токе торможение отсутствовало. Если же происходит витковое или полное короткое замыкание в обмотке, то возникает несимметричное распределение токов между фазами, в результате чего разность между наибольшим и наименьшим токами достигает порога срабатывания элемента 12. Тормозные сигналы при этом отсутствуют. Пороговый элемент 12 срабатывает и через исполнительный орган защиты отключает питающую сеть. Применение предлагаемого устройства позволяет снизить объем повреждений электродвигателей, что сокращает стоимость ремонта и его продолжительность и создает значительный экономический эффект. Формула изобретения Устройство для защиты электродвигателя от витковых замыканий, содержащее датчики тока, подключенные через мостовые выпрямители к блокам выделения наибольшего и наименьшего из сигналов датчиков тока, и пороговый элемент с исполнительным органом

на выходе, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности при витковых коротких замыканиях, введены датчики напряжения, блоки выделения наибольшего и наименьшего из сигналов датчиков напряжения, подключенные через мостовые выпрямители к датчикам напряжения , нелинейный элемент и измерительный орган, причем пороговый элемент подключен к выходу измерительного органа, один вход которого подключен между выходами блоков выделения наибольшего и наименьшего из сигналов датчиков тока, другой вход подключен между выходами блоков выделения наибольшего и наименьшего из сигналов датчиков напряжения, а третий вход подключен через нелиней ный элемент к выходу блока выделений наибольшего из сигналов датчиков тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Федосеев А.М, Релейная защита электрических систем, М., Энергия,

1970, с. 493.

2.Авторское свидетельство СССР № i 73226, кл. Н 02 Н 7/ОВ, 1972.