Устройство для защиты трехфазного электродвигателя
Иллюстрации
Реферат
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, .содержаще .е первый, второй и третий блоки с магнитоуправляемыми элементами, расположенными в магнитном поле токопровода каждой из фаз электродвигателя со стороны питания, четвертый , пятый и шестой блоки с магнитоуправляемы1 .1и элементами, расположенными в магнитном поле токопровода каждой из фаз электродвигателя соответственно со стороны нейтрали, седьмой блок с магнитоуправляемыми элементами,расположенный в магнитном поле токопровода одной из фаз электродвигателя со стороны питания, причем выходы первого и четвертого, второго и.пятого, третьего и шестого блоков с магнитоуправляемыми элементами подключены соответственно к входам первого, второго и третьего элементов И, выходы которых связа ,ны с исполните ль ньл органом, к которому также подключен выход седьмого блока с магнитоуправляемыми элементами, отличающееся тем, что с целью расширения функциональных возможностей путем защиты электродвигателя от витковых замыканий и обрыва фаз, в него дополнительно введены четвертый, пятый. шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый элементы ВРЕМЯ, первый, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, элемент ЗАПРЕТ, при этом выходы первого , второго и третьего элементов И подключены через первый,второй и третий элементы ВРЕМЯ соответственно к первому элементу ПАМЯТЬ,выход которого подключен к реагирующему органу, причем выход первого блока с магнитоуггравляемыми эл ментами подключен к ОДНОМУ из входов четвертого,пятого и седьмого элементов И, выход второго блока с магнитоуправляемыми I элементами подключен к одному из входов пятого, шестого и девятого элементов И, выход третьего блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов четвертого , шестого и восьмого элементов И, выход четвертого блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов восьмого элемента И, выход пятого блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов седьмого элемента И, выход -иестого блока с магнитоуправляемымк элементами подключен к одному из входов девятого элемента И, причем выходы четвертого, пятого и шестого элементов И подключены через четвертый пятый и шестой элементы ВРЕМЯ соответственно к второму элементу ПАМЯТЬ, выхода седьмого, восьмого и девятого элементов И подключены через седьмой, восьмой и девятый элементы ВРЕМЯ соответственно к третьему элементу ПАМЯТЬ, причем выход второго элемента ПАМЯТЬ через последовательно соединенные элементы ЗАПРЕТ и десятый элемент ВРЕМЯ подключен к исполнительному органу, выход третьего элемента ПАМЯТЬ соединен с блокирующим входо
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3581744/24-07 (22) 25.04.83 (46) 07.11,84. Бюл,Р 41 (72) Павлодарский индустриальный институт (71) N.ß.Åëåöeëü (53) 621.316.925 (088.8) (56) .1. Седекин И.С.,Кузнецов H.Å., Кулаков IQ.Ï. Повышение надежности электроснабжения и автоматизация управления электроустановками нефтехимических предприятий. N., ЦНИИТЭнефтехим, 1976.
2. Авторское свидетельство СССР
9 995192, кл. H H 1 981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ
ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, .содержащее первый, второй и третий блоки с магнитоуправляемыми элементами, расположенными в магнитном поле токопровсда каждой из фаз электродвигателя со стороны питания, четвертый, пятый и шестой блоки с магнитоуправляемыми элементами, расположенными в магнитном поле токопровода каждой из фаз электродвигателя соответственно со стороны нейтрали, седьмой блок с магнитоуправляемыми элементами, расположенный в магнитном лоле токопровода одной из фаз электродвигателя со стороны питания, причем выходы nepaoro и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого блоков с магнитоуправляемыми элементами подключены соответственно к входам первого, второго и третьего эЛементов И, выходы которых связаны с исполнительным органом, к которому также подключен выход седьмого блока с магнитоуправляемыми элементами„ о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей путем защиты электродвигателя от витковых замыканий и обрыве фаз, в него дополнительно введены четвертый, пятый,,.БО, 112 7 А
З(5Н H 02 Н 7/08; Н02 Н 3/28 шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой; восьмой, девятый, десятый и одиннад цатый элементы ВРЕМЯ, первый, второй и третий элементы ПАМЯТЬ, элемент ЗАПРЕТ, при этом выходы первого,второго и третьего элементов И подключены через первый, второй и третий элементы ВРЕМЯ соответственно к первому элементу OANHTb,ýûõoä которого подключен к реагирующему органу, причем выход первого блока с магнитоуправляемыми эл.ментами подключен к одному из входов четвертого, пятого и седьмого элементов И выход вто1 . C рого блока с магнитоуправляемыми щ элементами подключен к одному из входов пятого, шестого и девятого элементов И, выход третьего блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов четвертого, шестого и восьмого элементов
И, выход четвертого блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов восьмого элемента
И, выход пятого блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов седьмого элемента И, выход .аестого блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов девятого элемента И, причем выходы четвертого, пятого и шестого элементов И подключены через четвертый, пятый и шестой элементы ВРЕМЯ соответственно к второму элементу ПАМЯТЬ, выходы седьмого, восьмого и девятого элементов И подключены через седьмой, восьмой и девятый элементы ВРЕМЯ соответ-. ственно к третьему элементу ПАМЯТЬ, причем выход второго элемента ПАМЯТЬ через последовательно соединенные элементы ЗАПРЕТ и десятый элемент
ВРЕМЯ подключен к исполнительному органу, выход третьего элемента
ПАМЯТЬ соединен с блокирующим входо
1123076
2 элемента ЗАПРЕТ и одиннадцатым элементом ВРЕМЯ, выход которого подключен к исполнительному орга.ну.
2. Устройство по п.1 о т л и ч а ю щ е е с я там, что первый„ второй, третий, четвертый, пятый.и шестой блоки с магнитоупранляемьми
Изобретение относится к электротехника, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано в качестве защиты электродвигателей от маждуфазных и витковых замыканий, а также защиты от обрыва фазы без. использования трансформаторов гока.
Известно устройство для максимальной токовой защиты электродвигателя от коротких замыкании, содержащее геркон и исполнительный орган (1) .
Однако данное устройстно обладает малой чувствительностью к коротким замыканиям внутри электродвигателя.
Наиболеа близким к изобретению являе гся QcTpoAOTBo для защиты электродвигателя, содержащее блоки с магнитоупранляамыми зла лентами, расположенными н магнитном поле то- 28 копров; дон фаз электродвигателя, логические элементы И„ каждый из которых подключен к выходам двух блоков cootâeòcòâóþöåé фазы, и исполнительиыя орган, к которому под- 25 ключан выход одного из блоков (2).
Однако изнест .се устройство на реагирует на витковыа замыкания
B} .óTpH электродвигателя и на обрыв фазы. 30
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройicTaa путем отключения электродвигателя при нитконых замыканиях и обрыве фаз. 35
Поставленная цель достигается тем, ;То н устройство для защиты трехфазного электродвигателя, содержа- щее первый, второй и тратий блоки с магнитоуправляамыми элементами, щ расположенными н магнитном поле токопронода каждой из фаз электродвигателя со стороны питания, четвертый, пятый и шестой блоки с магнитоуправляемыми элементами, расположенными в магнитном поле токопронода каждой из фаз электродвигателя соответственно со стороны нейтрали„ седьмой блок с магнитоуправляемыми элементами, расположенный в магнитном поле токопроэлементами выполнены в ниде геркона с обмоткой, подключенной к источнику оперативного тока, причем полярности обмоток перного,второгo и третьего блоков противоположны полярности обмоток четвертого, пятого и шестого блоков. вода одной из фаз эл ктроднигателя со стороны питания, причем выходы первого и seTsepToro, второго и пятого, третьего и .шестого блоков с магнитоуправляамы|и элементами подключены соответственно к входам первого, второго и третьего элементов И, выходы которых связаны с исполнительным органом, к которому также подключен выход седьмого блока с магнитоупранляемыми элементами, дополнительно введены четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы Vi, пернык, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый эле1ленты ВРЕМЯ, перный, второй и третий элементы
ПАМЯТЬ, элемент ЗАПРЕТ, при этом выхоцы парвого, второго и третье-го элементов И подключены через первый, в-орой и третий элементы ВРЕМЯ
cooTBpTcтненно к парному элементу
ПАМЯТЬ, выход которого подключен к реагирующему органу, причем выход парного блока с магнитоуправляемьми элементами подключен к одному из входов четвертого, пятого и седьмого элементон И, выход второго блока с магнитоупранляемыми элементами подключен к одному из нходсв пятого, шестого и девятого элементов И, ныхоц третьего блока а магнитоупранляемьплн элементами подключен к одному из входов четвертого, шестого и восьмого элементов
И, выход четвертого блока с магнитоупраьляемыми зламенсами подключен к одному из входов ьосьмого элемента И„ выход пятого блока с магнитоупранляемы и элементами подключен и одному из входов седьмого элемента И„ выход шестого блока с магнитоуправляемыми элементами подключен к одному из входов девятого элемента И, причем выходы четвертого, пятого и шестого элементов И подклачаны через четвертый, пятый и шестой элементы ВРЕМЯ соответственно к второму элементу ПАМЯТЬ, выходы седь мого, ьосьмого и девятого элементов
И подключены через седьмой, восьмой
1123076 и девятый элементы ВРЕМЯ соответственно к третьему элементу ПАМЯТЬ, причем выход второго элемента ПАМЯТЬ
t через последовательно соединенные элемент ЗАПРЕТ и,десятый элемент
ВРЕМЯ подключен к исполнительному органу, выход третьего элемента
IIAt1ЯТЬ соединен с блокирующим входом элемента ЗАПРЕТ к одиннадцатым элементом ВРЕМЯ, выход которого подключен к исполнительному органу, причем первый, второй, третий, четвертый. пятый и шестой блоки с магнитоуправляемыми элементами выполнены в виде геркона с обмоткой, подключенной к источнику оперативного тока, причем полярности обмоток первого, второго и третьего блоков противоположны полярности обмоток четвертого, iiÿòîãî и шестого блоков.
На фиг.1 показана функциональная схема устройства; фиг.2 — зьп-олнение блоков с магнитоуправляемыми элементами.
Предлагаемое устроисгво (фиг.1) содержит блоки 1-7 с магнитоупразляемыми элементами, располбженными в магнитном поле токопроводов так, что первый и четвертый, второй и пятый,. третий и шестой блоки формиру ют сигнал на выходе в разные полувбл ны переменного тока, питающего элект родвигатель 8. При этом блоки 1,2,3 и 7 установлены ьблиэи выводов выключателя, блоки 4-6 — cc стороны нулевых выводов электродвигателя 8.
К выходам блоков 1-6 подключены первый, второй, третий, четвертый, пятыи, шестой, седьмои, восьмой и девятый логические элементы И 9-17 соответственно.
При этом выход блока 1 соединен с одним из входов элементов 9,12, 3 и 15; выход блока 2 соединен с одним иэ входов элементов 10,. 3,14 и 17; выход блока 3 соединен с одним из входов элементов 11,12,14 и 16; выход блока 4 соединен с одним из входов элементов 9 и 16; выход блока 5 соединен с одним из входов элементов и 15; выход блока 6 соединен с .одним входом элементов 11 и 17.
К выходам элементов И подключены первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой„ седьмой, восьмой и девятый элементы ВРЕМЯ 18-26 соответственно.
Блок 7 и десятый и одиннадцатый элементы BPEMR 27 и 28 подключены к исполнительному органу 29, отктачающему выключатель 30. К выходам элементов ВРЕМЯ 18-20 подключен первый элемент ПАМЯТЬ 31 к выходам элементов ВРЕМЯ 21-23 подключен второй элемент ПАМЯТЬ 32, к выходам элементов ВРЕМЯ 24-26 подключен третий элемент ПАМЯТЬ 33, причем выходы 65 элемент;. 32 и 33 подклю,-ены к эле.";A,.,-E; 34.
Блок 7 выполняется в ьнде обычного геркона и выг.олняет функции за-. щиты от трехфазных к.э. з момент включения вьключателя, когда двигатель еще не вращается, Ток срабатывания гекрона (т.е. тот ток в шине, при
„:сотором он срабатывает) выбирается
I точно так же, как в обычной максимальной токовой защите.
Блоки 1-6 выполненЫ (Фиг,2) з виде герконов 35 я 36 с обмотками 37 и 38 соответственно. При
=, ."ом полярность постоянного тока, подаваемого на обмотку 37 герконов
35, на которых выполняются блоки .-3 должна быть противоположной полярности така, подаваемого на обмотку 38 каждого иэ герконоз 36, на которых выполняются блоки 4-6.
Для того, чтобы герконы давали сигнал лишь з один полупериод перемен-ного тока, на их обмотки подается постоянный ток, достаточный для срабатывания. Тогда геркон отпадает ли ть з одну полузолну переменного тока на время превышения амплитуды переменного тока над величиной тока срабатывания.
Оакт отпадания используется для выдачи сигнала.
Для повышения быстродЕйствия и надежности устройство может дополняться точно такой же схемой, как на фиr.i. Подключение элементов И дополняющей схемой производится точно также, но к выходам, показанным пунктиром (фиг.l) Каждый блок выполняется не менее чем с двумя магнитоуправляемыми элементами. При ьыполнении.блока на двух герконах полярности нх управляющих обмоток гротизополсжны. В этом случае устройство производит сравнение фаз токов з обе полузолны переменного тока.
На элементах 21-23 устанавливается время, равное времени совпадения сигналов от соотвествующих блоков при сдвиге фаз токов электродвигателя в 60-70о . Hà элементах 24-26 при сдвиге в 150-160", на элементах
18-20 — в. 80-90" . Ha элементах
18-26 сравнивается время совпадения положительных или отрицательных полуволн тока. устройство работает следующим образом, В режима нагрузки или пуска двигателя угол между векторами токов о его фаз равен 120, и на выходах элементов 18-26 сигнал отсутствует, поскольку время совпадения сигналоз на входах элементов, к которым они подключены, меньше установленного на ННх
1123076
При междуфазном коротком заьжкании (к.з.) нитри электродвигателя или в соедииительном кабеле фаза тока в поврежденной фазе со стороны нулевых выводов меняется на противоположную, и время совпадения сигна5 лов от блоков с магнитоуправляемыми элементами этой Фазы превосходит установленное на элементах 18-20, и на входе первого элемента ПАМЯТЬ
31 появляется сигнал, который запоми- 0 нается на время несовпадения указан-. ных сигналов. Исполнительный орган
29 отключает выключатель 30. При
Витковом замыкании внутри электродвигателя сдвиг фаз между токами поврежденной и одной из неповрежденных Фаз становится меньше 60О
Время совпадения сигналов от блоков этих фаз превосходит установленное на элементах 21-23 и на входе эле- 2О мента ЗАПРЕТ - 4 появляется сигнал.На его блокирующем входе нет сигнала, так как ни один из элементов
24-26 не сработал. Через выдержку времени, превосходящую установленную на элементах 24-26, элемент
ВРЕМЯ 27 подает сигнал на исполнительный орган.
При обрыве одной из Фаз электродвигателя токи двух других находятся в противофазе. Время совпадения сигналов, поступающих от блоков 1 и 5 или 2 и 6, или 3 и 4 на элементы 15-1) соответственно превосходят время, установленное на элементах
24-26, и на выходе элемента ПАМЯТЬ
33 появляется сигнал (элемент 33 запоминает сигнал на время несовпадения, как и элементы 31 и 32).
Через выдержку времени (0,5-i. c) элемент 22 подает сигнал на исполнительный орган. Выдержка времени установлена с целью несраоатывания защиты при внешнем для двигателя несимметричном к.з., когда токи в двух поврежденных фазах в первыи момент к.з. близки к противофазе.
Поскольку угол между током поврежденной и неповрежденной фаз при таком к.з. может быть небольшим, возможно появление сигнала на выходе элементов 21-23. Но излишнее срабатывание защиты при этом блокируется сигналом, поступившим от элемента 33 на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 34.
Прн трехфазном к.з. при включении электродвигателя (когда двигатель еще„не вращается) срабатывает магнитоуправляемый элемент блока 7 и подает сигнал на исполнительный орган.
Таким образом, предлагаемое устройство защищает электродвигатель от междуфазных и витковых замыканий и от обрыва фаз, не требуя сложной аппаратуры, и может быть применено для защиты электродвигателей разной мощности, 1123076
4,56
Составитель A.Áîíäàðåâêo
Редактор Н..Пущненкова Техред Л. Иикеш Корректор М.,Леонтюк
Заказ 8152/42 Тираж 61 3 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, X-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП Патент, r.Óêrîðîä, ул.Проектная,4