Устройство для защиты трехфазного электродвигателя

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ нан 1 ель дости з фаэ.устройс рузке ается любо тво содержитформатора тоными обмоттем, чт еритель два иэ ка 2 и т с трем ерви нститут мества ками с соотношением числа витков2:2:1. Первая обмотка каждого трансформатора 2 н Э нключена нстречновторой и третьей обмоткам. Перваяобмотка первого трансформатора 2 итретья обмотка второго трансформатора 3 включены в первую фазу, вторыеобмотки обоих трансформаторон 2 и Эво. вторую фазу, а третья обмотка перного трансформатора 2 и первая обмотка второго трансформатора 3 включены в третью фазу питания электродвигателя 1. 4 ил. ролен тво СС8, 1984 ТРОИСТВОЕКТРОДВИГобретениете электения являи путем о ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗТЕЛЯотносится к релейоустановок. Целъю тся повышение наеспечения вырав(54) УСНОГО ЭЛ(57) Изной защиизобретдежност ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВИзобретение относится к релейнойзащите электроустановок, а именно кфазочувствительным защитам трехфаз-ных электродвигателей от аварийныхи. ненормальных режимов, н являетсяусовершенствованием изобретения поавт,св. У 1317540.Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечениячувствительности устройства при перегрузке в любой из фаз питающей сети.На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема устройствадля зашиты трехфазного электродвигателя; на фиг, 2-4 - векторные диаграммы магнитных потоков и соответст-вующих им вторичных напряжений,Устройство для защиты трехфазного электродвигателя 1 содержит измерительные первый 2 и второй 3 транс", форматоры тока с тремя первичнымиобмотками каждый, причем третья обмотка первого 2 и первая обмотка второго 3 трансформаторов включены в 15первую фазу питания защищаемого.электродвигателя 1, вторая обмотка перво 1 го 2 и второго 3 трансформаторов -во вторую фазу, а первая обмоткапервого трансформатора 2 и третья 30обмотка второго трансформатора 3 - втретью фазу. Первые обмотки трансформаторов 2 и 3 включены встречновторым и третьим его обмоткам, причемпервая и вторая обмотки каждоготрансформатора с одинаковым числомвитков, а третья - с числом витков,меньшим в два раза. Иежцу среднимивыводами 4 и 5 вторичных обмоток первого 2 и второго 3 трансформаторов 40тока включен исполнительный орган 6,к выводам 7 и 8 первого 2 и выводам9 и 10 второго 3 трансформаторов тока подключен кольцевой фазовый детектор, выполненный из согласно-последовательно соединенных в кольцо четырех цепочек, каждая иэ которых содержит последовательно соединенныедиоды 11.-14 и резисторы 15-18, приэтом вывод 7 вторичной обмотки первого трансформатора 2 соединен с общейточкой анода диода 11 и резистора16, вывод 8 - с общей точкой анодадиода 13 и резистора 18, вывод 9 вторичной обмотки второго трансформато 55ра 3 соединен с общей точкой анодадиода 14 и резистора 15, вывод 10 -с общей точкой анода диода 12 и резис-тора 17. К выводам 9 и 10 вторичной обмотки второго трансформатора 3 подключен пороговый блок контроля перегрузки, выполненный, например, надиоде 19, резисторах 20, 21, конденсаторе 22 и динисторе 23 и своим выходом подключенный к соединенным согласно-последовательно светодиодамдвух Фототиристорных оптцонов 24 и25, фототиристоры которых шунтируютрезисторы 18 и 16 двух противоположных цепочек кольцевого фазового детектора, причем аноды фототиристоровприсоединены к общим точкам катодовдиодов 14 и 12 и соответствующих резисторов 18 и 16.Чувствительность устройства приоднофазной несимметричной перегрузкеобеспечивается тем, что каждый изтрансформаторов тока снабжен тремяпервичными обмотками, включенными вразные Фазы. При такой конструкцииувеличение любого из Фазных токовприводит к увеличению напряжений навторичных обмотках обоих трансформаторов. В результате увеличения напряжения срабатывает блок контроляперегрузки, подключенный к выходу одного из трансформаторов. Это приводит к шунтированию резисторов двухпротивоположных плеч кольцевого Фазового детектора и срабатыванию исполнительного органа в результате глубокого разбаланса кольцевого фазового детектора. В известном устройстве трансформаторы тока содержат только по две первичные обмотки, а блок контроля перегрузки подключен к вторичной обмотке одного из трансформаторов (например, второго). Поэтому блок контроля перегрузки срабатывает при однофазной перегрузке только в тех фазах, в которые включены две первичные обмотки второго трансформатора, и не срабатывает при однофазной несимметричной перегрузке в третьей фазе, в которую включена одна из обмоток первого трансформатора.Выбором соотношения числа витков первичных обмоток трансформаторов 2;2:1, подключением первых обмоток встречно вторым и третьим обмоткам, а также включением обмоток в разные фазы питания электродвигателя достигается формирование одинаковых по величине вторичных напряжений с угломо сдвига между ними примерно 90 в нормальном симметричном режиме (Фиг,2) Формированив такого угла между вто35 рич ными напряжениями о беси ечивает стабильную работу исполнительного органа при обрыве фазы, заклинивании ротора, симметричной и несимметрич,5 ной перегрузках. К тому же выбором соотношения числа витков 2:2:1 достигается пониженное примерно в 1,5 раза (по сравнению с прототипом) различие чувствительности по фазам. Это объясняется слепчюшим.Лля прототипа с соотношением числа витков 3:1 увеличение вторичного напряжения на 20% происходит при увеличении тока, пропорционально которому изменя ется магнитный поток Ф в первой фазе на 27% или при увеличении тока во второй Фазе на 90% (фиг.3). В предлагаемом устройстве аналогичное увеличение вторичного напряжения происходит при увеличении тока в первой фазе на 100% или при увеличении тока во второй и третьей фазе на 50 или 47% соответственно (фиг.4). Различие в чувствительности по Фазам 25 можно характеризовать отношением рассматриваемых токов, которое составит90%для прототипа= 3,34, а для пред 100%лагаемого устройства= 2,13,%Таким образом, в предлагаемом устройстве достигается пониженное в 3,342 13 = 1.57 раза различие чувствит ьности по фазам.Устройство работает следующим образом.Так как каждый из измерительных трансформаторов тока снабжен тремя первичными обмотками, которые имеют 40 разное число витков и включены в разные фазы питающей сети, причем первая обмотка включена встречно второй и третьей, в сердечниках каждого из трансформаторов тока суммируются маг нитные потоки ф ф , Фсоздаваемые соответствующими токами трех Фаз (фиг.2), При соотношении числа витков первичных обмоток трансформаторов тока У,:И:Б =-2:2:1 и нормальном ре жиме работы электродвигателя напряжения Б, и П на вторичных, обмотках трансформаторов равны по величине и сдвинуты на угол, близкий 900.При обрыве одной из фаэ питающей 55 сети на вторичных обмотках трансформаторов тока формируются напряжения Ц, и Й, совпадающие по фазе или направленные в противоположные стороны. Исполнительный орган 6 (фиг.1) срабатывает в этом случае аналогично прототипу за счет косинусной характеристики кольцевого фазового детектора.При симметричных перегрузках уголсдвига между напряжениями 0 и 1 неизменяется, а величина напряженийувеличивается, что приводит к срабатыванию порогового блока контроляперегрузки и шунтированию резисторов16 и 18 кольцевого фазового детектора. В этом случае исполнительный орган 6 срабатывает аналогично прототипу за счет разбаланса кольцевогофазового детектора,При несимметричных однофазных перегрузках, когда возможен отказ в работе прототипа, предлагаемое устройство обеспечит отключение электродвигателя, так как увеличение любого изфазных токов вызывает увеличение вторичного напряжения и срабатывание порогового блока контроля перегрузки,что приводит к шунтированию резистров16 и 18 кольцевого Фазового детектораи к срабатыванию исполнительного органа 6 в результате раэбаланса кольцевого фазового детектора.ФРазличие чувствительности по Фазам, характеризующееся соотношениемчисла витков в первичных обмоткахтрех фаз будет соответствовать соотношению 2;2:1.Таким образом, предлагаемое устройство, в отличие от прототипа, обеспечит защиту электродвигателя при недопустимой несимметричной однофазнойперегрузке и будет обладать пониженным примерно в 1,5 раза различиемчувствительности по фазам.Формула и з обретенияУстройство для защиты трехфазного электродвигателя по авт.св. Ф 1317540, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения выравнивания чувствительности при перегрузке в любой из фаз, каждый иэ трансформаторов тока содержит дополнительную первичную обмотку, имеющую клеммы для включения в соответствующую свободную фазу питания электродвигателя и содержащую в два раза меньшее число витков, чем первая и вторая первичные обмотки каждого из трансформаторов тока, при этом дополнительная первичная обмот1483544 ка каждого трансформатора тока предназначена для включения согласно с Составитель К. ШиланРедактор М. Циткина Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар Заказ 2843/51 . Тираж 6 НИИПИ Государственно ет 11303 а, 07 Пода по изобреЖ, Рауш н и ГКНТ ССС тенияская открытия д. 4/оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 го комит 5, Москв соответствующей второй первичной обмоткой.