Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от витковых замыканий в обмотке статора Советский патент 1982 года по МПК H02H7/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБМОТКЕ СТАТОРА

12

Изобретение относится к устройствам релейной защиты электродвигателей при ВИТКОВЫХ замыканиях.

Известны защиты, в которых трехфазная система токов с пом 5|дью ферромагнитного преобразователя преобразуется в однофазное напряжение, гармонический состав которого зависит от вида повреждений в трехфазной системе {.

При симметричных режимах на выходе преобразователя имеются напряжения третьей и кратных ей гармоник, а при несимметричных - напряжения всех нечетных гармоник.

Известен также способ защиты электродвигателя, при котором рабочий сигнал формируется током электродвигателя обратной последовательности, а блокирующий сигнал - модулем напряжения обратной последовательности на выводах электродвигателя 2.

J aибoлee близким до технической сущности к предлагаемому является устройство защиты, содержащее ферромагнитные преобразователи тока и напряжения и гармонические фильтры, подключенные к их выходам 3,.

Известны устройства малочувствительны к незначительным несимметриям трехфазной системы токов и напряжений, так как в качестве сигнала о несимметрии используют первую гармонику выходного напряжения преобразователей. Витковые замыкания в обмотках статора асинхронного электродвигателя характеризуются малым

10 искажением симметрии фазных токов двигателя, поэтому известные устройства не могут обеспечить защиты, реагирующей на замыкание 2 - 3 % витков. . ,

15

Создание устройства, высокочувствительного к несимметрии фазных токов, недостаточно для построения удовлетворитель.ной защиты, так как необходимо обеспечить ее несрабаты20вание при несиммётриях питающего напряжения. Это можно выполнить торможением защиты при несимметрии фазных питающих напряжений.

Цель изобретения - повышение 25 чувствительности к витковым зг1мыка ниям в обмотках статора трехфазного .асинхронного электродвигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты 30 трехфазного асинхронного электродвигателя от витковых замыканий в обм ке статора, содержащем преобразователи тока, подключенные к прово дем, питающим электродвигатель, че рез трансформаторы тока, преобразо ватель напряжения, подключенный к питающей сети через трансфор матор напряжения, исполнительный блок с рабочей и тормозной обмотко подключенный входом через выпрямители и фильтры гармонических соста ляющих к выходам упомянутых преобразователей, в качестве фильтров гармонических составляющих использованы фильтры пятой гармоники. На фиг. I представлена функциональная схема предлагаемого устрой ва для защиты; на фиг. 2 - кривые зависимости .амплитуд гармоник на выходе преобразователя при зс1мыкании разного числа витков обмотки статора электродвигателя. Преимуществом предлагаемого устройства перед известными является то что оно реагирует на гармоники более высокого порядка. Исследования показывают, что при несимметри исходной системы токов или напряжений (первичных) ферромагнитного пре образователя Гармонические составляющие выходного напряжения преобразователя сдвигаются на углы, превышающие углы сдвига фазных первичных токов или напряжений в число раз, соответствующее номеру гармоники. Следовательно, при малой несимметрии (отклонении фазных токо или напряжений, на 2 - 3) напряжения высших гармоник на выходе преоб разователей будут значительными и превышать напряжение первой гармоники. Третью гармонику использовать нецелесообразно, так как она имеется на выходе преобразователя в симметричном режиме, величина ее зависит от первичного тока преобразователя, и при появлении малой несимметрии она изменяется незначительно. Из высших гармоник наиболее целесообразно использовать пятую. Это подтверждается кривыми зависимосте амплитуд гармоник на выходе преобразователя при замыкании разного числа витков обмотки статора элект родвигателя. Видно, что при малом числе замкнувшихся витков целесообразно использовать пятую гармонику (фиг. 2). Использование гармоник высокого порядка (седьмой, одиннадцатой и т.д.) практически нецелесообразно, так как амплитуда гармоник на выход преобразователей убывает с увеличением ее номера. Устройство содержит трансформаторы тока 1 и напряжения 2. К вторичным обмоткам трансформаторов 1 тока, включенным в цепь обмотки статора, подключен ферромагнитный преобразователь 3 тока, а к трансформаторам 2 напряжения на шинных выводах ферромагнитный преобразователь 4 напряжения . К выходам преобразователей подключены полосовые фильтры 5 и б, выходное напряжение которых через выпрямители 7 и 8 подается на рабочую и тормозную обмотки исполнительного органа 9. ПРИ витковых замыканиях в обмотке статора появляется несимметрия фазных токов, а напряжение на шинных выводах электродвигателя остается практически симметричным, вследствие чего сигнал на выходе преобразователя 3 тока больше сигнала на выходе преобразователя 4 напряжения, что приводит к срабатыванию исполнительного органа 9. При несимметрии питающего напряжения на выходе преобразователей тока 3 и напряжения 4 появляются все нечетные гармоники, и, следовательно, на выходе фильтров 5 и 6 дыпрямителей 7 и 8 абсолютные значения напряжения пятой гармоники не равны нулю. Параметры преобразователей тока 3 и напряжения 4, фильтров 5 и б подоб раны таким образом, что напряжение в этом режиме на выходе выпрямителя 8 больше, чем на-выходе выпрямителя 7, что приводит к торможению исполнительного органа 9. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства, обеспечивакнцего высокую чувствительность при витковых к.з. и селективность защиты при внешних несимметриях, состоит в уменьшении размеров повреждений двигателя, в уменьшении стоимости и времени послеаварийного ремонта. Формула изобретения Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от витковых замыканий в обмотке статора, содержащее преобразователи тока, подключенные к проводам, питающим электродвигатель, через трансформаторы тока, преобразователь напряжения, подключенный к фазам питающей сети через трансформатор напряжения, исполнительный блок с рабочей и тормозной обмоткой, подключенный входом через выпрямители и фильтры гармонических составляющих к выходам упомянутых преобразователей, отличающееся тем, что, с целью

повышения чувствительности к - витковьм замыканиям в обмотке статора, в качестве фильтроб гармонических составляющих использованы фильтры пятой гармоники.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Лисецкий Н.В.и др. Труды Восточно-Сийирского технологического

института. Улан-Удэ, 1968, вып. 3, т. 4, с. 15.

2.Авторское свидетельство СССР W 259990, кл. Н 02 Н 7/08, 1978.

3.Лисецкий Н.В.и др. Поперечная дифференциальная направленная защита на ферЕОМагнитных преобразователях. Изд.-во ВУЗовЭнергетика, 4 1943.

Т 1,м. о 9 I .

ir., ..

9,9 6.9 9.7 Of Of

0,2 в.З (puf.2

/

V

.

.j.

O.S (o.e.)