Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов

Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к релейной защите трехфазных электродвигателей от несимметричных режимов Цель изобретения - повьппение чувствительности . Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметpHMHblx режимов содержит установленные в контролируемых фазах трансформаторы тока 1, вторичные обмотки которых через трехфазный вьтрямительный мост 2 нагружены на первый резистор 3, подключенный параллельно первому резистору пассивный полосовой фильтр 4, нуль-орган 9, расширитель импульсов 12, элемент вьщержки времени 13, четвертый 10 и пятый 11 резисторы. Использование изобре-. тения позволяет вьтолнять устройства для зящиты трехфазных электроустановок от несимметричных режимов с большей чувствительностью по сравнению с известными устройствами, что повышает эффективность действия этих устройств в несимметричных режимах. Особенно целесообразно применение данного устройства для защиты электродвигателей при междувитковых замыканиях обмотки фазы статора, когда из-за малого числа замкнувшихся витков несимметрия фазных токов невелика и известные устройства защиты могут быть .нечувствительны. 3 ил. с S (Л С 4 N0 to D

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (5)) 4 Н 02 Н 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,", c; <.

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4206506/24-07 (2?) 06.03.87 (46) 07.10.88. Бюл. В 37 (71) Рижский политехнический институт им. А.Я. Пельше (72) Л.Б. Паперно, А,C. Дувняк, Б.С. Пороцкий, А.Н. Метельский и А.Г. Кошель (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 383153, кл. Н 02 Н 7/08, 1973.

Авторское свидетельство СССР

11- 527793, кл. Н 02 Н 7/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР

)) 574813, кл. Н 02 Н 7/00, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОЙ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕСИММЕТРИЧHblX РЕЖИМОВ .(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите трехфазных электродвигателей от несимметричных режимов. Цель изобретения — повышение чувствительности. Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричнь1х режимов содержит установленные в контролируемых фазах трансформаторыы тока 1, в то ричные о бмо тк и которых через трехфазный выпрямительный мост 2 нагружены на первый резистор 3, подключенный параллельно первому резистору пассивный полосовой фильтр 4, нуль-орган 9, расширитель импульсов 12, элемент выдержки времени 13, четвертый 10 и пятый

11 резисторы.. Использование изобре-. тения позволяет выполнять устройства для защиты трехфазных электроустано— вок от несимметричных режимов с большей чувствительностью по сравнению с известными устройствами, что повышает эффективность действия этих устройств в несимметричных режимах.

Особенно целесообразно применение данного устройства для защиты электродвигателей при междувитковых замыканиях обмотки фазы статора, когда из-за малого числа замкнувшихся витков несимметрия фазных токов невелика и известные устройства защиты могут быть,нечувствительны. 3 ил.

1429214

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к релей.ной защите трехфазных электроустановок, в основном электродвигателей от несимметричных ре имов.

Целью изобретения является повышение чувствительности устройства, На фиг ° 1 представлена функцио.,нальная схема устройства, на фиг,2

,и 3 — диаграммы напряжения.

Трансформаторы 1 тока подключены, своими вторичными обмотками к входам

1 трехфазного выпрямительного моста 2, Йагруженного на первый резистор 3, араллельно первому резистору 3 подлючен пассивный полосовой фильтр 4, состоящий из соединенных по следов а1тельно второго резистора 5 и первого онденсатора. 6, последовательно с ко- 20

1горыми включены соединенные между со бой параллельно третий ре зисто р 7 и

1 второй конденсатор 8. Вход нуль-органа 9 через четвертый резистор 10 соеди— нен с выходом трехфазного выпрями- 25 тельного моста 2, а через пятый резистор 11 — с выходом пассивного полосового фильтра 4, представляющим собой точку соединения первого 6 и второго 8 конденсаторов. Выход нуль- 30 органа 9 соединен с входом расшириФ геля 12 импульсов, к выходу которого

Подключен вход элемента 13 выдержки времени. Выход элемента 13 выдержки времени является выходом устройства в целом.

Трансформаторы 1 тока для электроустановок, питаемых от системы с заземленной нейтралью, устанавливают в 40 я во всех фазах и в этом случае трехфазный выпрямительный мост выполня— ется с четвертым плечом, куда включается общий нулевой провод вторичных обмоток трансформаторов тока.

) ля электроустановок, питаемых от систем с изолированной нейтралью, трансформаторы 1 тока могут быть установлены в двух фазах, так как ток в общем проводе вторичных обмоток соот50 ветствует току фазы, где не установлен трансформатор тока, и форма кривой напряжения на выходе трехфазного выпрямительного моста в симметричном и несимметричном режимах для этой

< хемы соответствует форме кривой того

55 же напряжения для схемы с тремя трансформаторами тока, Сопротивление первого резистора 3 выбирается значительно меньшим сопротивлени; на частоте второй гармоники пе рво го 6 и второго 8 конденсаторов, чтобы они не влияли на характер напряжения на выходе трехфазного выпрямительного моста 2. Параметры элементов пассивного полосового фильтра 4 — сопротивления второго 5 и третьего 7 резисторов и емкости первого 6 и второго

8 конденсаторов выбираются таким образом, чтобы резонансная частота фильтра 4 соответствовала частоте второй гармоники переменной составляющей напряжения на выходе трехфазного выпрямительного моста 2 (100 Гц при частоте контролируемого тока

50 Гц) „При этом модуль коэффициента передачи фильтра 4 на частоте второй гармоники максимален, а фазовый сдвиг равен нулю. Нуль-орган 9 срабатывает при отрицательном напряжении на его входе. Сопротивление пятого ре— эистора ) 1 выбирается значительно большим. сопротивления третьего резистора 7, чтобы полосовой фильтр 4 работал в режиме, близком к режиму холостого хода, а сопротивление четвертого резистора 10 выбирается так, чтобы в трехфазном симметричном режиме напряжение на входе нуль-органа 9 все время оставалось положительным, т.е. совпадало по знаку с напряжением на выходе трехфазного выпрямителъного моста 2.

Устройство работает следующим образом.

В трехфазном симметричном режиме основной гармоникой переменной составляющей напряжения на выходе трехфазного выпрямительного моста 2 является шестая гармоника (300 Гц при частоте входного тока 50 Гц). Она передается пассивным полосовым фильтром 4 с ослаблением и со сдвигом по фазе относительно напряжения на входе фильтра 4. Поэтому за счет выбора сопротивления четвертого резистора

10 тормозная величина — напряжение

U ц „на выходе трехфазного выпрямиюы» тельного моста 2 все время оказывается больше по абсолютному значению рабочей величины — напряжения U<> „ на выходе пассивного полосового фильтра 4. При этом нуль-орган 9 не срабатывает и не запускает расширителЬ

1 2 импульсов, B следс тв Hp. че го отсутствуют входной и выходной сигналы

14292

20

30 элемента 13 выдержки времени и устройства в целом. JIeйствие устройства в трехфазном симметричном режиме поясняется временными диаграммами напряжений Пвь!„ П вы„, + и напряжения на выходе нуль-орган 9 U в„„ (для наглядности действия нуль-органа рабочая величина П,„на фиг. 2 показана с изменением полярности, чтоб ее было удобно сравнить с тормозной). .При возникновении несимметричного режима в напряжении на выходе трехфазного выпрямительного моста 2 появляется переменная составляющая с второй гармоникой, амплитуда которой на выходе пассивного полосового фильтра 4 оказывается больше амплитуды шестой гармоники при том же уровне пульсации выходного напряжения моста 2 в симметричном режиме за счет увеличения коэффициента передачи фильтра 4 на частоте второй гармоники, Кроме того, на частоте второй гармоники за счет отсутствия сдвига по фазе между входным и выходным напряжениями пассивного полосового фильтра 4 рабочая величина (в отрицательные полупериоды напряжения второй грамоники принимает в опреленные моменты времени максимальное по амплитуде значение и в эти же моменты времени напряжение на выходе трехфазного выпрямительного моста 2 тормозная величина принимает минимальное значение. В крайнем случае несимметрии (при обрыве одной фазы) тормозная величина в течение полупериода промьппленной частоты дважды снижается до нуля, а рабочая величина в эти же моменты времени максимальна. Этим обеспечивается большее напряжение на входе нуль-органа 9 по сравнению с известным устройством, в котором сравниваются усредненные значения рабочей и тормозной величин, благодаря чему повьппается чувствительность устройства при малом уровне несимметрии или при низком уровне входных токов. В результате воздействия на нуль-орган 9 рабочей и тормозной величин в определенные моменты времени напряжение на его входе меняет знак с положительного на отрицательный. При этом на выходе нуль-органа 9 появляются импульсные сигналы, которые посредст вом расширителя 12 импульсов превращаются в непрерывный выходной сигнал, 14

4 з апускающий элемент 13 выдержки в ремени. Действие устройства в крайнем случае несимметрии — обрыве фазы поясняется временными диаграммами напряжений Беы, ьы„, < " U выл.9 (фиг, 3) .

Если продолжительность несимметричного режима оказывается больше времени срабатывания элемента 13 выдержки времени, то через заданное время с момента возникновения этого режима на выходе элемента 13 выдержки времени появляется сигнал, воздействующий на цепи отключения электроустановки. Наличие элемента

13 выдержки времени предотвращает неселективное срабатывание устройства при кратковременных аварийных внешних несимметричных режимах, вызывающих из-за возникающей при этом не-симметрии питающих напряжений несимметрию токов защищаемой электроустановки, а кроме того, исключает возможность ложного срабатывания устройства при резком симметричном снижении входных токов, например при близком внешнем трехфазном коротком замыкании, когда тормозная величина может снизиться практически до нуля, а рабочая затухает с постоянной времени пассивного полосового фильтра 4 и может оказаться больше тормозной.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазной электроустановки от несимметричных режимов, содержащее устанавливаемые в контролируемых фазах трансформато40 ры тока, вторичные обмотки которых через трехфазный выпрямительный мост подключены к первому резистору, выводы которого через фильтр связаны с органом сравнения, о т л и ч а ю45 щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, фильтр подключен параллельно первому резистору и выполнен в виде пассивного полосового фильтра состоящим из соединенных последовательно второго резистора и первого конденсатора, последовательно с которыми включены соединенные между собой параллельно третий резистор и второй конденсатор, и до55 полнительно введены расширитель импульсов, элемент выдержки времени, четвертый и пятый резисторы, причем орган сравнения выполнен в виде нульоргана, один вход которого через

14292 четвертый резистор соединен с выходом трехфазного выпрямительного моста и через пятый резистор с выходом пассивного полосового фильтра, представляющим собой точку соединения

1 первого и второго конденсаторов, вто14 6 рой вход соединен с общей шиной, а выход нуль-органа соединен с входом расширителя импульсов, к выходу которого подключен вход элемента выдержки времени, выход которого является выходом устройства в целом, 1

1429214

02

-Р,1

Составитель Т. Щеголькова

Техред Л.Олийнык Корректор В. Гирняк

Редактор О, Юрковецкая

Заказ 5136/51 Тираж 651

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4