Устройство для защиты электродвигателя от короткого замыкания и опрокидывания

Устройство для защиты электродвигателя от короткого замыкания и опрокидывания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>902144 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 180480 (21) 2912283/24-07 с присоединением заявки 1Й (23) Приоритет

Опубликовано 300 1.82 Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 300182 (51)M. Кл.

Н 02 Н 7/08

locyaapaaa ml oaves

СССР ао делам изо4ретенн11 н открытий (53) УДК 621 ° 316 .925(088.8) (22) Авторы изобретения

И.И.Коваленко, Н.П.Ольховик, M.À.×åðíè и В.Д.Кочетков

f

1 !

Донецкий ордена Трудового Красного Зн политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

0Т КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ОПРОКИДЫВАНИЯ

Изобретение относится к устройст= вам защиты присоединений от токов короткого замыкания и электродвигателя при опрокидывании и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, особенно в горной промышленности, в которой имеются протяженные низковольтные сети.

Известны устройства максимальных токовых защит, содержащие реле, вклю- о ченные - на трансформаторы тока. Эти устройства отключают присоединения при появлении в них токов, равных или больше токов срабатывания защиты (I j.

При протяженных низковольтных сетях с ограниченными сечениями в присоединениях с мощными асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями токи короткого замыкания соизме20 римы с их пусковыми токами, поэтому максимальная токовая защита, реагирующая на полный ток, работает неудовлетворительно и не отключает их в аварийных режимах.

Комбинированные фильтровые защиты (21, содержащие трансформаторы тока, на которые через фильтры прямой и обратной последовательности включены реле имеют повышенную чувствительность к симметричным коротким замыканиям, в то время как токи трехфазных коротких замыканий больше токов двухфазных коротких замыканий.

Вместе с тем они снижают чувствительность с присоединенной нагрузкой, не отключают двигателей при опрокидывании.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство максимальной токовой защиты типа УИЗ, содержащее в двух фазах трансформаторы тока, на которые через регулируемые резисторы и выпрямительные мосты включены реле.

Для исключения срабатывания защиты от бросков тока во вторичных цепях

902144 трансформаторов тока при пусках электродвигателей трансформаторы тока зашунтированы резисторами, что позволяет выбирать уставки срабатывания защиты, близкие по величине к

5 фактическим пусковым токам, и расши-. ряет зону действия по сравнению с обычной максимальной токовой защитой (3).

Однако максимальная токовая защита 10 типа УМЗ в шахтных низковольтных сетях с малыми сечениями характеризуется недостаточной чувствительностью при токах коротких замыканий, по величине соизмеримыми с пусковыми f5 токами мощных короткозамкнутых асин— хронных электродвигателей, и необеспечением их защиты при затянувшихся пусках и опрокидываниях.

Цель изобретения — увеличение 20 чувствительности защиты к токам короткого замыкания и токам при опрокидывании.

Эта цель достигается тем, что в устройство для защиты электродвигателя от короткого замыкания и опрокидывания, содержащее в каждой фаз е трансформатор тока, вторичная обмотка которого зашунтирована резистором, параллельно которому подключена цепь из регулируемого резистора, выпрямительного моста и исполнительного реле, дополнительно введены транзистор, тиристор, резистивный

35 делитель напряжения, резисторы, диоды стабилитроны, времязадающий конденсатор, при этом эмиттер указанного транзистора подключен к плюсовому зажиму выпрямительного моста и нуле40 вому проводу сети, а коллектор — к минусовому зажиму выпрямительного моста и через резисторный делитель напряжения, первый диод, включенный анодом к зажиму переменноГо тока вы45 прямительного моста и исполнительное реле к выходу вторичной обмотки трансформатора тока, база транзистора подключена через второй диой и резистор к фазе питающей сети, катод этого диода соединен с анодом третьего

50 диода, катод которого присоединен к нулю сети, между зажимами постоянного тока моста включен тиристор, катод которого соединен с коллектором упомянутого транзистора, а управляющий электрод через стабилитрон подключен к средней точке реэистивного делителя напряжения и времязадающему

4 конденсатору, подключенного другим своим выводом к коллектору транзистора.

На фиг. изображена принципиальная схема устройства для защиты электродвигателя от короткого замыкания и опрокидывания, на фиг ° 2 временная диаграмма напряжения и тока в цепи переменного тока; на фиг. 3 — временная диаграмма тока через времяэадающий элемент защиты.

Устройство для защиты электродвигателя от короткого замыкания и опрокидывания содержит в каждой фазе трансформаторы 1 тока, зашунтированные резисторами 2, на которые включены реле 3 через регулируемые резисторы 4 и входные зажимы выпрямительных мостов 5 с баластными резисторами 6. На выходные зажимы постоянного тока выпрямительных мостов 5 включены эмиттерно-коллекторные переходы транзисторов 7, базово-коллекторные переходы которых через согласно направленные диоды 8 присоединены параллельно-встречно направленным диодам 9, включенных через ограничивающие резисторы 10 между нулевым проводом 11 и соответствующими фазами сети 12. Между отрицательными полюсами выпрямительных мостов 5 и началами вторичных обмоток трайсформаторов I тока включены через диоды 13 резисторные делители 14 напряжения с присоединенными к ним времязадающими конденсаторами 15, на которые через пороговые элементы

16 присоединены цепи управления тиристоров 17, включенных между зажимами постоянного тока выпрямительных мостов 5.

В протяженных низковольтных сетях токи .коротких замыканий соизмеримы с пусковыми токами мощных асинхронных электродвигателей, а их активные составляющие значительно отличаются по величине, так как сдвиги фаз токов коротких замыканий в шахтных сетях не превышают 14-220, а при пусковых режимах достигают 50-66 .

В цепях переменного тока мгновенные напряжения и токи в общем случае не совпадают по фазе. Средняя величина тока за полпериода с момента перехода напряжения через нуль (фиг.2) равна ср т м ""() =

2-Ят со Ч = KT. „„со ф

9021 т.е. средняя величина тока за полпериода, определенная с момента перехода напряжения через нуль, пропорциональная активной составляющей тока, На среднюю величину тока реагируют приборы магнито-электрической системы, включенные в цепь переменного тока через выпрямители. На этом принципе построено устройство для защиты электродвигателя от короткого 1О замыкания и опрокидывания. Токи через реле 3 проходят в промежутке времени, когда включенные на выходные зажимы выпрямительных мостов 5 транзисторы 7 открыты. Базово-эмит- 15 терные переходы транзисторов 7 включены через согласно направленные диоды 8 и ограничивающие резисторы

I0 между нейтральной точкой 11 и фазами сети 12, поэтому транзисторы 7 щ открыты в течение полупериода, когда напряжение соответствуюпщх фаз 12 имеет такой знак, что и управляющие токи через базово-эмиттерные переходы транзисторов 7, а в течение вторых 25 полупериодов транзисторы 7 открыты.

Средняя величина тока через реле 3 пропорциональная активной составляющей тока в цепи.

Защита имеет йовышенную чувствительность к токам короткого замыкания и отключает последние при соизмеримости их по абсолютной величине с пусковыми токами асинхронных двигателей.

Формула изобретения

Устройство для защиты электродвигателя от короткого замыкания и опрокидывания, содержащее в каждой фазе трансформатор тока, вторичная обмотка которого .зашунтирована резистором, параллельно которому подключена цепь из регулируемого резистора, выпрямительного моста и исполнительного реле, о т л и ч а ю щ е е с я т м, что, с целью увеличения чувствительности к токам короткого замыкания и токам при опрокидывании, в каждую фазу дополнительно введены транзистор, тиристор, резисторный делитель напряжения, резисторы, диоды, стабилитрон, времязадающий конденсатор, при этом эмиттер указанного транзистора подключен к плюсоиому зажиму

Для расширения функциональных действий защиты при опрокидывании асинхронного электродвигателя мвкду отрицательными полюсами выпрямитель- 4О ных мостов 5 и началами вторичных обмоток трансформаторов 1 тока включены через диоды 13 резисторные де— лители 14 напряжения с присоединенными к ним времязадающими конденса- 45 торами 15. Чтобы токи проходили через резисторные делители 14 напряжения и времязадающие конденсаторы

15 в выпрямительные мосты 5 введены баластные резисторы 6.

Токи через диоды 13, резисторные делители 14 напряжения, времязадающие конденсаторы 15 проходят в промежутках времени каждого из полупериодов с момента перехода напряжения через нуль до момента перехода тока через нуль от 0 до 9/ии, тогда токи и напряжения имеют противоположные знаки.

44 6

В нормальном режиме работы электродвигателя напряжение на времязадающих конденсаторах 15 не достигает величины пробоя стабилитронов 16.

При опрокидывании электродвигателя ток превышает ток нормального режима в 5-7 раз и промежуток времени прохождения этого тока в каждом полупериоде увеличивается до величины от 0 доф щ. Последовательные импульсы тока в каждый из полуяериодов заряжают времязадающие конденсаторы 15 до такого напряжения, что пробиваются стабилитроны 16, проходят токи разряда через цепи управления тиристоров 17 и тиристоры 17, включенные на выходные зажимы выпря" мительных мостов 5, открываются. То ки теперь через реле 3 проходят в течение каждого полупериода с момента перехода через нуль до момента второго перехода через нуль и не ограничиваются, когда транзисторы 7 закрыты. Ток через реле 3 достигает

Реличины срабатывания защиты и отключает двигатель при опрокидывании.

Предлагаемое устройство для защиты электродвигателя от короткого замыкания отключает короткие замыкания с токами по абсолютной величине соизмеримыми с пусковыми токами, и защищает электродвигатель при затянувшемся пуске и опрокидывании. Защита по активному току имеет равную чувствительность на всем протяжении линии, рассчитанной по предельному падению напряжения.

902144 выпрямительного моста и нулевому проводу сети, а коллектор — к минусовому зажиму выпрямительного моста и через резисторный делитель напряжения, первый диод, включенные анодом s к зажиму переменного тока выпрямительного моста и исполнительное реле к выводу вторичной обмотки трансформатора тока, база — через второй диод и резистор к фазе питающей сети, катод этого диода соединен с йнодом третьего диода, катод которого присоединен к нулю сети, между зажимами постоянного тока моста включен тиристор, катод которого 1S соединен с коллектором упомянутого транзистора, а управляющий электрод через стабилитрон подключен к средней точке резисторного делителя напряжения и времяэадающему конденсатору, подключенного другим своим выводом к коллектору транзистора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федосеев А.М . Релейная защита электрических систем. М., "Энергия", 1976, с. 52-153.

2. Гимоян Г.Г. Релейная защита горных электроустановок . М ., "Недра", 1978, с. 115-127.

2. Риман Я.С. Защита подземных электрических установок угольных пихт. М., "Недра", 1977, с. б9-98.

902144

Составитель В.Зимаков

Техред А.Бакинец Корректор О. Билак

Редактор М.Янович

Заказ 12401/65 Тирах б69 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4