Устройство для дифференциально-фазной защиты электродвигателя Советский патент 1983 года по МПК H02H7/08 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технике релейной защиты и может быть исполь зовано в качестве дифференциальноФазной защиты электродвигателя от междуфазных замыканий. Известны устройства дифференциально-фазной защиты электродвигателей, содержащие трансформаторы тока для каждой фазы со стороны ввода и нулевых выводов, к которыгл подключены блоки сравнения электрических величин по фазе, а последние к исполнительному органу l , Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство дифференциешьно-фазной защиты электродвигателя, содержащее трансформаторы тока для каждой фазы со стороны вводов питания и нуле вых выводов, вторичные обмотки кото рых подключены к входам блока преобразователей тока, выходы которого к входам фазосравнивающего блока, выходы последнего - к входу исполни тельного органа а выход исполнительного органа - в цепь отключения электродвигателя 2j . Его недостатком является-возможность ложного срабатывания и несрабатывания при отказе одного из его элементов, а- также отсутствие возможности контролировать эти отказы. Цель изобретения - обеспечение , самоконтроля исправности и повышение надежности. Это достигается тем,что в устройст во для дифференциально-фазовой защиты электродвигателя дополнительно введе два блока преобразователей тока,входы которых включены последовательно с входами вышеупомянутого блока преобразователей тока, а выходы подключены к входам двух дополнительно введенных фазосравнивающих блоков, выходы каждого фазосравнивакадего блока подключены к входу одного из трех, вновь введенных блоков самоконтроля исправности, а выходы последних - к входу исполнительного органа, причем каждый из блоков самоконтроля исправности содержит трехпозиционное поляризованное реле начало рабочей обмотки которого под ключено к выходу соответствующего фазосравнивающего блока, конец рабо чей обмотки и начало тормозной обмотки j г/мнусу источника питания, конец тормозной обмотки - к левому контакту трехпозиционного поляризованного реле, .якорь которого через резистор и сигнальную лампу - к плю су источника питания, первый контак через диод - к входу исполнительного органа и к входу блока самоконтр ля исправности, причем исполнительный орган содержит три промежуточны реле, один вывод обмотки ка;кдого из них подкл очен через размыкающие контакты реле положения отключено выключателя электродвигателя к плюсу источника питания, а второй вывод каждого прог жуточного реле подключен через один из трех дополнительных тиристоров к минусу источника питания, управляющий вывод каждого тиристора соединен через резистор с выходом блока самоконтроля исправности, последовательно соединенные контакты первого и второго промежуточного реле, а также второго и третьего промежуточного реле подключены в цепь отключения выключателя электродвигателя, причем между точкой- соединения контактов первого и второго промежуточного реле и точкой соединения второго и третьего промежуточного реле подключен диод. На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства, на фкг, 2--cxei-tb: блоков преобразователей тока, фазосрав -1иваю111их блоков и блоков самоконтроля исправности; на - схема исполнительного блока. Устройство содержит электродвигатель 1, трансформаторы 2-7 тока, выводы 8-19 вторичных обмоток трансформаторов тока, входы 20-31 блоков преобразователей тока, блоки 32преобразователей тока, выходы 33-44 блоков преобразователей тока, подключенные к одноименным входам фазосравнивающих блоков 45, выходы 46 фазосравнивающих блоков, входы 47 блоков самоконтроля исправности, блоки 48 самоконтроля исправности, выходы 49 блока самоконтроля исправности, диоды 50-51, входы 52 исполнительного блока, исполнительный блок 53, действующий на отключение электродвигателя. CxeNibi блоков. 32 преобразователей тока, фазосравнивающих блоков 45 и блоков 48 самоконтроля исправности, содержат трансреакторы 54-59, резисторы 60-77, диоды 78-95, резисторы 96-101, двухобмоточные трехпозиционные поляризованные реле 102, рабочие обмотки каждого поляризованного реле 103, тормозную обмотку каждого поляризованного реле 104, левый контакт 105 и правый контакт 106 каждого поляризованного реле, резисторы 107, сигнальные 108. Схема исполнительного блока 53 содержит размыкающие контакты 109 реле положения Отключено электродвигателя, замкнутые при включенном положении выключателя электродвигателя, выходные промежуточные реле 110-112 с их контактами 113-115 соответственно, Тиристоры 116-118, резисторы 119-121, диод 122.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы электродвигателя при протекании тока siarpysKH 3g и Зд , совпадающих по фазе в казздьле полпериода проглышлен. ной частоты, при поло кит;ельной полуволне, например тока С , диоды 78 и 80 каждого из блоков 45 закрыты, по цепочкам 100, 79, 61 и 101, 81, 65 протекает ток и диоды 79 и 81 открыты. Обмотки 103 кадсдого реле 102 шунтируются через попарно открытые диоды 78, 80 или 79, 81 и реле 102 не срабатывают (сопротивление резисторов 60-77 во Г.1НОГО раз меньше сопротивления обмотки реле 102).

При межх;;,Фas :- :с:оротких замыканиях внутри электродвигателя ток со стороны нуля изменяет фазу по сравнению с током ввода. Если эти токи находятся в противофазе, то при положительной полуволне тока, например фаза С , в каждом фазосравнивающем блоке диоды 78 и 81 будут закрыты, а диоды 79 и 80 открыты. По цепочкам 100, 79,. 61 и 100, ВО, 64 будет протекать ток и И-гунтировать диоды 94, но так как диоды 78 и 81 закрыты, то по цепи 101, 95, 46, 47, 103 протекает ток.

Реле 102 каждого блока 48 срабатывает, замыкает свои правые контакты 106 и через диод 50 становится на Сс1моподхват, а через диод 51 подает плюс на управляющие вывода тиристоров 116-118, промежуточные реле 110-112 срабатывают и своими контактами 113-115 создают цепь на отклю-tчение электродвигателя.

При трехфазном коротком замыкании на выводах электрод- кгателя при .пуске, когда двигатель еще не вращается хотя ток со стороны кулевых выводов электродзигатэля ст-утсСЕует, на трансреакторы 35, 57, 59 блока 32 подае-.ск через ,.;Эзисторы 62, 63, 68, 69;. 74, 75 напряжение с обратным знаиО.-; о/; .грансреакторов 54, 56, 58 и срабатывание происходит аналогичным образогд,

При поврежцении одного из элементов блока пресбразователей тока или фазоср-з.. блока срабатывает

блок самоконтроля исправности, подключенный на выход неисправного блока. Срабатывание защиты на отключение электродвигателя при этом не происход}1Т, так как для срабатывания исполнительного блока требуется срабатываьше как минимум двух фазосравн ивающих б ПОКОЕ,

Например, прк отказе типа пробой диода 78 выход 33 блока 32, являющийся одновременно выводом вторичной обмотки трансреактора 54, оказывается в положительную полуволну тока непосредственно подключен ы через диод 95 к выходу 46 блока 45. При этом обмотка 103 блока-самоконтроля исправности 4В обтекается током, реле 102 срабатывает и за |ыкает правый контакт 106 и через диод 50 становится на самоподхват, а через диод 51 подает плюс на управляющий вывод 119 тиристора 116 исполнительного блока 53. Прр этом загорается сигнальная лампа 108, сигнализируя о ложной работе блока 45, исполнительны блок 53 не срабатывает.

Аналогично происходит выявление любой из неисправностей блоков 32 или 45, вызывающих появление плюса на выходе 46.

При появлении на выходе 46 сигнала отрицательной полярности, что соответствует, напр;Ф;ер, пробою диода 95, реле 102. срабатывает, замыкает свой левый контакт 105 и при помощи обмотки 104 становится на CciMOподхват, а лампа 108 сигнализирует о неисправном состоянии блока 45,32

Возврат реле 102 производится путем выемки неисправного блока 48, конструктивно совмещенного с блоком 45, или отк.гсючением питания устройства после отключения поврежденного электродвг:гателя, Пр замене неисправного блока за1чита из действия не выводится

При неисправности б.поков 32 или 45 защита остается работоспособной.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью, чем аналогичные, так ка имеет самоконтроль исправности, простое обслуживание и реализуется на элементах, выпускаемых промы111ленностью.

Я

tf

,«J

9t

Sf

4652 Й

Нввпм.

Я

4

Iff

1. УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащее трансформаторы тока для каяодой фазы со стороны вводов питания и нулевых выводов, вторичные которых подключены к входам блока преобразователей тока, выходы которого -. к входс1М фазосравнивающего блока, выход последнего связан с входом исполнительного органа, а выход исполнительного органа включен в цепь отключения электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью обеспечения самоконтроля исправности и повышения надежности, в него дополнительно введены два блока преобразователей тока, входы которых включены последовательно с входами вышеупомянутого блока преобразователей тока, а выходы подключены к входам двух дополнительно введенных фазосравнивающих блоков, выходы каждого фазосравнивающего блока подключены к входу одного из трех вновь введенных блоков самоконтроля исправности, а выходы последних - к входу исполнительного органа. 2.Устройство ПОП.1, ОТЛИчаюцееся тем, что каждый из блоков самоконтроля исправности содержит трехпозиционное поляризованное реле, начсьпо рабочей обмотки которого подключено к выходу соответствукнцего фазосравнивающего блока, конец рабочей обмотки и начало тормозной обмотки - к минусу источника питания, конец тормозной обмотки к левому контакту.трехпозиционного поляризованного реле, якорь которого через резистор и сигнальную ла1мпу к плюсу источника питания, правый контакт через диод - к входу исполнительного органа и к входу блока % самоконтроля исправности. 3.Устройство по п,1, отли(Л чающееся тем, что исполнительный орган ;содержит три промежуг точных реле, один вывод обмотки каждого из них подключен через размыкаквдие контакты реле положения Отключено выключателя электродвигателя к плюсу источника питания, а второй вывод каждого промежуточного реле подключен через один из трех дополнительных тиристоров к минусу источника питания, управляющий вывод казадого тиристора соединен через резистор с выходом блока сгилоконтроля исправности, последовательно соединенные контакты первого и второго промежуточного реле, а также второго и.третьего промежуточного реле подключены в цепь отключения выключателя электродвигателя, причем между точкой соединения контактов первого и второго промежуточного реяе и точкой соединения второго и третьего промежуточного реле подключен диод.

Wb

« . Ч.

е

С

-а

«NI

1чь i-s

1

сч|