Устройство для защиты электроустановки
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советскик
Социалистическик
Республик 890514
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.05.78 (21) 2620465/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.а
Н 02 Н 7/08
Н 02 Н 3/24
IOCf4OPCTONllblll КОМНТ9Т
СССР
lIO делам изобретеиий и аткрмтий
Опубликовано 15.12.81. Бюллетень № 46
Дата опубликования описания 25.12.81 (53) УДК 621.316..925 (088.8) (72) Автор изобретения
А. М. Федун (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для комплексной защиты различных трехфазных электроустановок.
В процессе эксплуатации электрооборудование часто оказывается в различных аварийных режимах: перегрузка, короткое замыкание, неполнофазный или нессиметричный режимы, а электропривод требует защиты также от неполного короткого замыкания (заторможенный ротор) и нулевой защиты (по требованию техники безопасности) . Как правило, каждый вид защиты выполняется соответствующим аппаратом.
Известны устройства, применяемые для защиты от неполнофазных режимов. Для защиты от сверхтоков применяют токовые защиты, причем различают токовую защиту от короткого замыкания и токовую защиту от перегрузки (1).
Токовая защита от короткого замыкания, отстраиваясь от пусковых токов не может защищать от перегрузок, а защита от перегрузки работает совместно с реле времени Зт в силу чего, имея фиксированную выдержку на срабатывание, либо не защищает от короткого замыкания при больших выдержках, либо не используется перегрузочная способность оборудования из-за ложных срабатываний при кратковременных перегрузках.
Часто защита от перегрузки выполняется при помощи тепловых реле, но из-за различных тепловых характеристик реле и двигателя она ненадежна. Аналогично выполняются и другие виды защиты различными специальными аппаратами. Создание комплексной защиты простым суммированием эффектов оказывается экономически нецелесообразным, а низкая надежность защиты приводит к выходу до 20% электродвигателей.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является фильтрреле, состоящий из фильтра порядка чередования фаз и исполнительного органа.
Если на указанное реле подать систему напряжений с обратным порядком чередования фаз, то оно сможет защищать электроустановки от неполнофазных режимов. Такие реле получили название нуль-реле. Если на входе нуль-реле подана симметричная система напряжений, то напряжение на за= жимах исполнительного органа отсутствует и сигнал на выходе не изменяется. Не изме890514
3 нится сигнал на выходе и при обрыве двух или трех фаз. Исполнительный орган изменит свое состояние только при снижении напряжения (обрыве) в одной фазе. Для надежной защиты электродвигателей необходима высокая чувствительность устройства, обеспечиваемая применением фильтра с большим потреблением энергии (2).
Однако даже при этом обеспечивается защита только от неполнофазного режима.
Высокая чувствительность необходима потому, что при обрыве фазы у работающего двигателя напряжение на его зажимах из-за наводимой в оборванной фазе ЭДС не падает до нуля, а только снижается примерно на 10 — 15%. Кроме того, указанное реле
10 не защищает от перегрузок при «опрокидывании» двигателя, от коротких замыканий
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение надежности защиты.
Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее фильтр порядка чередования фаз, подключенный к фазам защищаемой сети, и исполнительный орган, введены измерительный преобразователь тока нагрузки, интегрирующее звено и пороговый элемент, выход которого подключен к исполнительному органу, а вход его к выходу фильтра порядка чередования фаз и измерительного преобразователя тока через интегрирующее звено, а преобразователь тока включен в одну из фаз защищаемой сети.
На чертеже представлена блок-схема реле защиты.
Устройство защиты содержит фильтр 1 порядка чередования фаз, измерительный преобразователь 2 тока, интегрирующее звено 3, пороговый элемент 4 и исполнительный.орган 5.
На вход фильтра 1, подключенного параллельно нагрузке 6, подается трехфазная система напряжений. Сигнал на выходе фильт- 4î ра возникает при нарушении симметрии системы напряжений либо при снижении напряжения в любой из фаз. Измерительный преобразователь 2 тока преобразуют ток нагрузки 6 в пропорциональнде ему напряжение, которое через интегрирующее звено
3 поступает на вход порогового элемента 4.
В результате производится логически-временная обработка сигналов и обеспечивается избирательность защиты, т. е. ее быстродействие становится зависимым от характера и опасности аварии. Под воздействием сигналов аварии пороговый элемент 4 срабатывает и приводит в действие исполнительный орган 5, обеспечивающий выдачу команды на отключение электроустановки или предупредительную сигнализацию.
Использование новых элементов — измерительного преобразователя тока с интегрирующим звеном и порогового элемента совместно с ФПЧФ, позволяет путем логически-временной обработки информации расширить функциональные возможности реле и обеспечить защиту от несимметрии питающих напряжений; защиту от неполнофазных режимов (обрыва 1, 2 или 3 фаз); нулевую защиту; защиту от перегрева при заторможенном роторе асинхронного двигателя; защиту от однофазного короткого замыкания; защиту от междуфазных коротких замыканий; зависимую время-токовую защиту при технологической перегрузке; защиту при разрыве стержня короткозамкнутой клетки ротора или несимметрии фазного ротора. (последний вид защиты возможен только в слабых, типа сельских, сетях.
Обеспечивая комплексную защиту электроустановок, данное решение повышает надежность и долговечность электрооборудования, позволяет максимально использовать перегрузочную способность и добиться наибольшей производительности. При этом, защита обладает хорошими энергетическими показателями (потребляемая мощность не более 10 ВА) и позволяет устанавливать порог срабатывания с точностью 2 — 5%. Повышение надежности защиты дает значительный народохозяйственный эффект только за счет снижения расходов на ремонт.
Формула изобретения
Устройство для защиты электроустановки, содержащее фильтр порядка чередования фаз, подключенный к фазам защищаемой сети, и исполнительный орган, отличаюи ееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности защиты, в него введены измерительный преобразователь тока нагрузки, интегрирующее звено и пороговый элемент, выход которого подключен к исполнительному органу, а вход его — к выходу фильтра порядка чередования фаз и измерительного преобразователя тока через интегрирующее звено, а преобразователь тока включен в одну из фаз защищаемой сети.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Лобашев Г. И., Дацков И. И. Эксплуатация электродвигателей и пускозащитной аппаратуры. М., Россельхозиздат, 1972, с. 38.
2. Фабрикант В. П. и др. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование. М., «Высшая школа», 1974, с. 140 — 148.
890514
Составитель Т. Щеголькова
Редактор В. Бобков Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая
Заказ 1020/84 Тираж 678 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4