Устройство для защиты реверсивного тиристорного электропривода постоянного тока

Устройство для защиты реверсивного тиристорного электропривода постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕВЕРСИВНОГО ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА, выполненного В виде регулятора тока и двух мостовых выпрямительных групп, соединенных через уравнительные реакторы по реверсивной противопараллельной схеме и подключенных к электродвигателю постоянного тока и выводам для присоединения питающей сети, содержащее автоматические выключатели , предназначенные дЛя включения в цепь электродвигателя и питающей I сети, соединенные с выходом исполнительного блока заииты, первый и второй датчики тока, предназначенные для -включения в выходные цепи выпрямительных групп, выполненные в виде проходных магнитных усилителей , потенциометры нагрузки, входы которых подключены к выходам датчиков тока, а выходы предназначены для подключения к входам регулятора тока,и узел максимальной токовой защиты, отличающееся тем, что, с целью повышения нащежности , введены третий датчик тока, выполненный в виде проходного магнитного усилителя с резистором нагрузки , герконовые реле максимальной и дифференциальной защитыj соответственно с двумя и четырьмя одинаковыми низкоомными обмотками управления, i трансформатор, выпрямитель, первый и второй резисторы,- при этом третий (Л датчик тока предназначен для включения в цепь электродвигателя, первые обмотки управления обоих герконовых реле соответственно через первый и второй резисторы подключенык выходу выпрямителя, соединенного с выходом трансформатора, вход которого подключен к выводам для соединения с питакадей сетью, вторые обмотки управления соединены последовательно между собой и с резистором нагрузки третьего датчика тока, третья а: и четвертая обмотки управления .гер00 конового реле диЛференциальной защиты включены соответствеш о послесо довательно с потенциометром нагрузки первого и второго датчиков тока, а размыкающие контакты обоих герконовых релесоединены параллельно и -подключены к. входу исполнительного ,блока защиты.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) Ы51) Н 02 Н 7 12, Н 02 Р 5 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3562512/24-07 (22) 09,03.83 (46) 30.06.84. Бюл. )) 24 (72) 10.P.Ðåéíãoëüä, А,А.)åíåäèêòoâ, T,С.Кленчева и Г.С.11ухтерева (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промьяаленности, сельском хозяйстве и на транспорте (53) 621.314.572(088.81 (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 826488, кл. Н 02 Н 3/28, 1977. . 2 ° Устройства комплектные тиристорные с магнитно-транзисторной сис, темой управления мощностью до

250 кВт для управления электроприводами постоянного тока, N., ОВНИИЭМ (Информэлектро), 1974. (54) (57). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕВЕРСИВНОГО ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА, выполненного в виде регулятора тока и двух мостовых выпрямительных групп, соединенных через уравнительные реакторы по реверсивной противопараллельной схеме и подключенных к электродвигателю постоянного тока и выводам для присоединения питающей сети, содержащее автоматические выключатели, предназначенные д1)я включения в цепь электродвигателя и питающей .сети, соединенные с выходом исполнительного блока защиты, первый и второй датчики тока, предназначенные для включения в выходные цепи выпрямительных групп, выполненные в виде проходных магнитных усилителей, потенциометры нагрузки, входы .которых подключены к выходам датчиков тока, а выходы предназначены для подключения к входам регулятора тока, и узел максимальной токовой защиты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, введены третий датчик тока, выполненный в виде проходного магнит. ного усилителя с резистором нагрузки, герконовые реле максимальной и дифференциальной защиты; соответственно с двумя и четырьмя одинаковыми низкоомными обмотками управления

В трансформатор, выпрямитель, первый @ и второй резисторы,- при этом третий датчик тока предназначен для включения в цепь электродвигателя, первые обмотки управления обоих герконовых С реле соответственно через первый и второй резисторы подключены.к выходу выпрямителя, соединенного с выходом трансформатора, вход которого ювА подключен к выводам для соединения с питающей сетью, вторые обмотки управления соединены последователь- (,7) но между собой и с резистором нагрузки третьего датчика тока, третья и четвертая обмотки управления герконового реле дифференциальной защиты включены -соответственно последовательно с потенциометром нагрузки первого и второго датчиков тока. а размыкающие контакты обоих герконовых реле соединены параллельно и ..подключены к входу исполнительного «ф в .блока защиты.

1100683 ле получает питание от источника постоянного напряжения и служит для сети.

Целью изобретения является павырегулирования уставки срабатывания. шение надежности устройства для заОбмотка герконового реле дифферен-щ0 щиты тиристорного электропривода. циальной защиты подключена через ре- Поставленная цель достигается гулируемое сопротивление к нагруэ- тем, что в,устройство для защиты реке датчика переменного тока, в ка- версивного тиристорного электропричестве которого используется трех- вода постоянного тока, выполненного фаэный трансформатор тока Г1Д.,в виде регулятора тока и.двух мостоИзобретение относится к электро- Однако известное устройство имеет технике и может быть использовано в ряд недостатков. В устройстве испольтиристорных электроприводах экска- зуются датчики разных типов. Герконоваторов, буровых установок и других вые датчики выпрямленного тока момеханизмов, гут быть использованы только в схеУсловия работы. тиристорных элек- ме защиты, Для измерения тока и его троприводов таких механизмов характе- регулирования необходима дополнительризуются следующими особенностями: но установка датчиков других типов наличием слабых карьерных сетей, с линейным выходом -,полупроводнишироким диапазоном рабочих темпера» ð ковых или магнитных. тур, вибрациями, запыленностью, а Для преобразователей различной также недостатком квалифйцированного мощности конструктивное исполнение обслуживающего персонала, обуслов- герконовых датчиков будет также раэленным удаленностью объектов от личным. При этом ошиновка преобразокрупных промышленных центров. вателя, особенно при больших мощносВ этих условиях к тириоторному . 15 тях, существенно усложняется. Ilo» электроприводу предъявляются повышен- скольку срабатывание герконового реные требования в частИ простоты и ле происходит под действием полей надежности силовой схемы преобразо- . рассеяния силовых шин, то настройка вателя, системы регулирования и осо- уставки может быть выполнена только бенно его защиты. 20 экспериментально на, изготовленном

Опыт промьпаленного внедрения образце, тиристорных электроприводов на эк- Наиболее близким к предлагаемому скаваторах показывает, что аварийные является устройство для защиты реотключения преобразователя по раэ- версивиого тиристорного электроприным причинам, и особенно связанные 25 вода постоянного тока, выполненного с внезапными просадками напряжения .в виде регулятора тока и двух мостов карьерных сетях, происходят по нес- вых выпрямительных групп, соединенколько раз в рабочую смену При не ных через уравнительные реакторы благоприятных условиях такие отклю- по реверсивной протнвопараллельной чения нередко сопровождаются выхо- g0 схеме и подключенных к электродвигадом из строя тиристоров. телю постоянного тока и выводам

Ограничение аварийных ударных ; для присоединения питающей сети, токов и повышение таким образом . содержащее автоматические выключастойкости тиристорного преобраэова- тели, предназначенные -дЛя включения теля к аварийным режимам может быть у в цепи электродвигателя и питаккцей достигнуто за счет Применения силовой сети, соединенные с выходом исполнисхемы с уравнительными реакторами, тельного блока защиты, первый и втоа также повышения эффективности то- " рой датчики тока предназначенные новой защиты. С этой целью стремят- для включения в выходные цепи выпряся использовать дифференциальную за- мительных групп, выполненные в виде щиту, которая позволяет подавать проходных магнитных усилителей, посигнал на отключение автоматов и тенциометры нагрузки, входы которых снятие управляющих импульсов в самом подключены к выходам датчиков тока, начале развития аварийного режима. а выходы предназначены для подклюИзвестен реверсивный Электропри- чения ко входам регулятора тока и

/ вод; имеющий максимальную и дифферен- 45 узел максимальной токовой защициальную защиту, В нем датчиками ты Г23; выпрямленного тока служат два герко- Однако в известном устройстве новых реле, которые выполняют од- на входе электронного усилителя новременно роль сумматоров. Оба ре- осуществляется суммирование сигнале установлены между двумя отрезка- 50 лов с датчиков тока, представленных ми шии, по которым в одном направ- в виде напряжений, что существенно ленин протекают соответственно вы- снижает помехозащищенность. Кроме прямленные токи вентильных групп того, данное устройство не обеспечи"вперед" и "назад". Каждое реле име- Вает защиту преобразователя от опроет по одной обмотке управления. Об 55 кидывания в инверторном режиме в мотки максимального герконового ре- случае.,внезапной просадки напряжения .1100683 вых выпрямительных групп, соединен-)ных через уравнительные реакторы по реверсивной противопараллельной схеме и подключенных к электродвигателю постоянного тока и выводам для присоединения питающей сети, содержащее автоматические выключатели, предназначенные для включения в цепи электродвигателя и питающей сети, соединенные с выходом исполнительного блока защиты, первый и второй датчики тока, предназначенные для включения в выходные цепи выпрямительных групп, выполненные в виде проходных магнитных усилителей, потенциометры нагрузки, входы которых подключены к выходам датчиков тока, а выходы предназначены для подключения ко входам регулятора тока,, и узел максимальной токовой защиты, введены третйй датчик тока, выполненный в виде проходного магнитного усилителя с резистором нагрузки, герконовые реле максимальной и дифференциальной защиты, соответственно, с двумя и четырьмя одинаковыми низкоомными обмотками управления, трансформатор, выпрямитель, первый и вто: рой резисторы, при этом третий датчик тока предназначен для включения

s цепь электродвигателя, первые обмотки управления обоих герконовых реле соответственно, через первый и второй резисторы подключены к выхо ду выпрямителя, соединенного с выходом трансформатора, вход которого подключен к выводам для соединения с питающей сетью, вторые обмотки управления соединены последовательно между собой и с резистором нагрузки третьего датчика тока, третья и четвертая обмотки управления герконово-, го реле дифференциальной защиты включены, соответственно, последовательно с потенциометрами нагрузки первого и второго датчиков тока, а размыкающие контакты обоих герконовых реле соединены параллельно и подключены ко входу исполнительного блока защиты.

На чертеже представлена схема электропривода с устройством для его защиты.

Устройство содержит трехфазные мостовые тиристорные выпрямители 1 и 2, двухобмоточные уравнительные дроссели 3 и 4, двигатель постоянного тока 5, автоматический выключатель 6 переменного тока с незави- симым расцепителем, автоматический выключатель постоянного тока с независимым расцепителем 7, датчики тока — трехфаэные проходные магнитные усилители с выпрямителями на выходе 8 — 10, герконовое реле 11 дифференциальной защиты с четырьмя обмотками управления, подключенное к выпрямителю 12, обмотки 13-16 герконового реле 11, герконовое реле максимальной зашиты 17, размыкающий контакт 18 герконового реле дифференциальной защиты, обмотки управления

19 и 20 герконового реле максимальной эащиты, размыкающий контакт 21 максимального реле, потенциометр гл нагрузки датчика тока группы тиристоров "вперед", потенциометр 23 на1р груэки датчика группы тиристоров

"назад", резистор 24 нагрузки датчика в цепи двигателя, регулятор тока 25, исполнительный блок защиты 26 для формированного отключения ав-!

5 томатических выключателей и снятия управляющих импульсов, понижающий трансформатор 27 и выпрямитель 12, добавочные термостабильные резисто ры 28 и 29 в цепи задающих обмоток

2р Реле,3> ток нагрузки преобразователя (ток двигателя)Э„„З„- уравнительные (контурные I токи преобразователя, 30-выводы для подключения .к трехфаэному сетевому транслорма25 тору с .тремя вторичными обмотками для питания датчиков тока, СИФУ— система импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем, Мостовые выпрямители 1 и 2, урав3р нительные реакторы 3 и 4 и двигатель 5 соединены по реверсивной противопараллельной схеме, подключеннбй к сети .через автоматический выключатель 6. Автоматический выключатель 7 постоянного тока, включен в цепь якоря двигателя. 1 рехфазные проходные магнитные усилители 8 — 10 включены соответственно в анодные цепи тиристорных

4р выпрямителей "вперед" и "назад" и в цепь якоря двигателя.

Последовательно с потенциометром нагрузки 27 магнитного усилителя

8 включена обмотка управления 13

45 четырехобмоточного дифференциального герконового реле 11, вторая обмотка управления 14 реле включена в цепь потенциометра нагрузки 23 магнитного усилителя 9, его третья обмотка 15 и обмотка управления 19 максимального реле 17 включены в цепь резистора нагрузки 24 магнитного усилителя 10, При зт м обмотки дифференциального реле 13 и 14 включены согласно, а обмотка 15 встречно. Задающие обмотки 16 и 19 обоих реле через резисторы 28 и 29 выпрямитель 12 и понижающий трансформатор 27 подключены к шинам переменного тока преобразователя, 6р Движки потенциометров 22 и 23 соединены со входом регулятора тока

25, а размыкание контакты реле 11 и 17 соединены параллельно и подключены ко входу исполнительного

65 блока 26 для форсированного отклю1100683 чения автоматических выключателей и снятия управляющих импульсов, Устройство работает следующим образом.

При включении сетевого автомата контакты 16 и 21 обоих геркононых реле. Размыкаются И цепь управления исполнительного блока токовой защиты 26 подготанлинается к работе, Если, например, в выпрямительном режиме ток нагрузки протекает через группу вентилей 1. то суммарная намагничивающая сила или суММарнЫЙ ток (при одинаковом числе витков обглоток) дифференциального герконового реле будет

В ,3 =3 л3 л3 -3 — 3 =3 +3 -3 ДНф Н Х Х1 Н 36Д У У1 о*

23У 33а* полагая, что уравнительные токи в обоих контурах равны между собою.

При этом ток уставки реле выбирается таким, что 3 у2 3

Таким образом, во всех нормальных симметричных режимах суммарная намагничивающая сила реле, которая создается током устанки и уравнительными токами двух контуров, составляющими обычно 10%,от номинального тока двигателя, оказывается достаточной для того, чтобы удерживать реле во включенном состоянии. Если по каким-либо причинам, в результате развивающейся аварии, контурные токи превысят указанную величину, дифференциальное реле срабатывает его ноомалЬно-закрытый контакт замыкается и включает цепь управления исполнительного блока токовой защиты 26, Поц действием независимых расцепителей автоматические выключатели

6 и 7 форсировано отключаются, а управляющие импульсы либо блокируются (снимаются ), либо сдвигаются

s инверторную область.

Устройство реагирует на отклонение уравнительных токов от заданной величины уставки, которое проявляется почти при всех видах аваРий: прорыве по уоавнительному контуру, опрокидывании инвертора, вызванного внезапной просадкой напряжения сети или сбоями н системе управ5 ления тиристорами, а также при внутреннем коротком замыкании выпрямителя (пробое вентиля)„

Максимальное герконовое реле 17 обеспечивает дополнительную защиту преобразователя в случае сквозного короткого замыкания по цепи постоянного тока, когда дифференциальное реле не действует, Режигл сквозного короткого замыкания наиболее вероятен на электроприводе подъема экска15 ватора, когда при опускании ковша (инверторный режим преобразователя) происходит внезапная просадка напряжения сети. Поскольку ток в задающей обмотке 19 при этом также резко сни20 жается, то максимальное реле в этом режиме работает подобно дифференциальному, что приводит к увеличению быстродействия максимальной защиты.

Если происходит полное отключение сети, задающие обмотки обеспечиваются и оба реле отключаются.

Проходные магнитные усилители 8 и 9 вентильных групп .одновременно являются реверсинными датчиками тока двигателя. Сигнал, соответствующий величине и знаку тока двигателя, снимается с датчиков потенциометров 22 и 23 и подается на вход регулятора тока 25, где происходит суммирование с целью компенсации влияния уравнительных токов.

Предлагаемое устройство за счет использонания в цепях защиты сигналов, представленных в виде тока. об40 ладает повышенной помехоустойчивостью, Введение дополнительного датчика с соответствующими связями обеспечивает защиту преобразователя во всех аварийных режимах, в том числе и н случае просадки напряжения сети.

45 Таким образом. предлагаемое устройство повышает надежность защиты электропривода.

1100683

Составитель В.Широков

Техред И. Надь Корректор Ю. Макаренко

Редактор Н.Горват филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4591/40 Тираж 614 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,.Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/Ь