Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от внешних, внутренних коротких замыканий и анормальных режимов

Союз Советскнх Соцналнстнческнх РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ пц 72929 аеЭеюдассеаюки:зю3сб 1 Дополнительное вт. свид-ву.925 (088, 8) 22) Заявлено 050675 (21) 2158760/24-0 ПРИСОЕДИНЕНИЕМ За ки Мо -Государственный комите СССР по делам. изобретений и отнрытий(23) Приоритет -Опубликовано 2504.80. Бюллетень М 9 15 Дата опубликования описания 30. 04. 80 72) Авторы изобретения Г. Г. Гимоян, Ш. А. Ароян Шахбазян Мирзоян 71) Заявите еванский политехнический 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГОЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ВНЕШНИХ, ВНУТРЕННИХОРОтких зА)икАний и АнОРИАльных РежимОВ повреждения, приведшего к срабатыванию защиты.Цель изобретения - повышен ствительности быстродействия ности защиты. ие чуви надежЭто достигается тем, что в устройство для защиты трехфазного электродвигателя от внешних и внутренних коротких замыканий и анормальных режимов, содержащее промежуточные трансформаторы тока, подключенные. к фильтрам тока прямой и обратной последовательностей, один из которых подключен к одному выпрямительному мосту, а другой через разделительный трансформатор - к другому выпрямительному мосту, и исполнительное реле, подключенное к выходам выпрямительных мостов, дополнительно введены два реле с различными времятоковыми характеристиками, одно из которых - реле перегрузки подключено к выпрямительному мосту Фильтра тока прямой последовательности, а второе - чувствительное реле обратной последовательности подключено к выпрямительному мосту фильтра тока обратной последовательности, причем оба реле одноименными выводами через вновь введенные встречно-вклюИзобретение относится к электроехнике, в частности, к технике реейной защиты трехфазных электродвиателей от внешних, внутренних корот их замыканий и анормальных режимов,Известны токовые защиты трехфазных электродвигателей 1) .Известно устройство для защиты трехфазного электродвигателя от внешних и 10 внутренних коротких замыканий, и анормальных режимов, содержащее промежуточнце трансформаторы тока, подключенные к фильтрам тока прямой и обратной ,последовательностей один из которых 15 подключен к одному выпрямительному мосту, а другой через разделительный трансформатор к другому выпрямительному мосту, и исполнительное реле, подключенное к выходам выпрямительных мостов 2 . Такое устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостатками устройства является большое время отключения вит 5 ковых замыканий, неодинаковая чувствительность к симметричным и несимметричным коротким замыканиям, недостаток устройства заключается в том, что не осуществляется индикация вида 30 ститут им. К. Марксаченные диоды присоединены к идентичному выводу исполнительного реле, выполненного с времятоковой характеристикой мгновенного действия. На фиг, 1 приведена принципиальная 5 схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график результирующей время- токовой характеристики защиты по токам прямой и обратной последовательностей, 10К малогабаритным промежуточным трансформаторам тока 1 и 2,подключен фильтр 3 токов прямой и обратной последовательностей. На выходе фильтра 3 к зажимам 4 и 5, выдающим составляющую тока прямой последовательности подключен выпрямительный мост б, а к зажимам 7 и 8, выдающим составляющую тока обратной последовательности через разделительный трансформатор 9 подключен выпрямительный мост 10. К выходу выпрямительного моста б подключено реле 11 перегрузки, реагирую.щее на симметричные перегрузки электродвигателя, а к выходу выпрямитель- ного моста 10 - чувствительное реле 25 12 обратной последовательности, реагирующее на внутренние и внешние короткие замыкания, йа несимметричные и неполнофазные режимы, сопровождающиеся малыми аварийными токами. К Выхо дам выпрямительных.мостов би 10 через два встречно-включенных диода 13 и 14 по схемеИЛИ подключено исполнительное реле 15.35Реле 11, 12 и 15 имеют следующиеназначения,Исполнительное реле 15 - срабатывает без выдержки времени при симметричных и несимметричных коротких замыканиях в обмотке статора электродвигателя и питающем кабеле.Чувствительное реле 12 срабатываетпо ограниченно-зависимой времятоковойхарактеристике при повреждениях электродвигателя, сопровождаемых появлениеммалых токов обратной последовательности (обрывы фаз, витковые замыкания,повреждения роторных стержней асинхронных двигателей и т. д.).Реле перегрузки 11 срабатывает по 50зависимой времятоковой характеристике при технологических перегрузкахэлектродвигателя.Диоды 13 и 14 позволяют исключитьпрохождение тока обратной последова. тельности по реле 11 и тока прямойпоследовательности электродвигателяно реле 12.Напряжение, поступающее к входным зажимам реле 11 и 15 от тока прямой последовательности равноО =)с 1,где К - комплексный коэффициент пропорциональности фильтра токапрямой последовательности; 65 1 - ток прямой последовательности защищаемого электродвигателя.Напряжение, поступающее к входным зажимам реле 12 и 15 от фильтра тока обратной последовательности равно2 2где К - комплексный коэффициент прогпорциональности фильтра токаобратной последовательности1 - ток обратной последователь 2ности защищаемого электродвигателя.Устройство работает следующим образом. При возникновении симметричных коротких замыканий в электродвигателе или питающем кабеле значительно увеличивается напряжение К 1, что при 4водит к срабатыванию исполнительного реле 15 от канала тока прямой последовательности (элементы 1, 2, 3, б и 14) при возникновении несимметричных коротких замыканий в электродвигателе при питающем кабеле значительно увеличивается напряжение1 что также приводит к срабатываф Фнию исполнительного реле 15, но уже от канала тока обратной последовательности (элементы 1,2,3,9,10 и 13).Величины сопротивлений плеч фильтра 3 и коэффициент трансформации разделительного промежуточного трансформатора 9 подобраны так,чтобы обеспечить условие 11=2 К,что позволяет иметь одинаковую чувствительность защиты к двухфазным и трехфазным коротким замыканиям.При увеличении тока нагрузки электродвигателя в результате технологических перегрузок или других причин увеличивается пропорционально напряжение Е 1 , что привсдит к срабатывафнию реле перегрузки 11 по зависимой от величины тока перегрузки времятоковой характеристике через элементы 1, 2, 3 и б.При витковых замыканиях в статорной цепи электродвигателя, неполнофазных режимах работы или повреждениях роторных стержней (асинхронных электрбдвигателей) появляется ток обратной последовательности в электро.двигателе 12, а следовательно, и напряжение К 2 12 на входе реле 12, что приводит к срабатыванию по зависимой времятоковой характеристике чувстви-. тельного реле 12 через элементы 1, 2, 3, 9 и 10.На фиг. 2 кривые 16 и 17 изображают времятоковые характеристики защиты, по токам прямой и обратной последовательностей соответственно. При пост" роении характеристик все токи приведены в относительных единицах от номинального тока электродвигателя, а кратность пускового тока принята равной 5. 1) и 1 - токи прямой и обратной последовательностей соответствен 729729но в относительных единицах от номинального тока двигателя.1 сЩ н 1 ср 1- токи срабатывания реле отсечки по прямой и обратной последовательностям, соответственно равны1 сР 1, К к,16ф и нп51 = - к К 1:бкк д.6ср 1- и н 7 1(вн) и н 2 В где С+ 6 - суммарные проводимостиреле при токах прямойи обратной последовательностей, соответственно;и нп - эквивалентные коэффициенты трансформации промежуточных и разделительного трансформаторов в цепях токов прямой и обратной последовательностей, сост Оветственно;КН - коэффициент надежности, равный 1,5-2;1 п - пусковой ток двигателя;1- ток обратной последовательности при двухфазных коротких замыканиях вне зоны действиязащиты.1 ;, - ток срабатывания чувствительного реле обратной последовательности, равный(Ъ 1=КК 1= - ККсри п н 212 н- - КНК 2 Етнтновгде 1 - ток обратной последователь2 нности в нормальном режимедвигателя, вызванный естественной асимметрией сети идвигателя;Е- коэфФициент асимметрии по 4 Отоку в нормальном режиме сети, равный 0,05-0,1;1 - номинальный ток двигателя.1 11 - ток срабатывания реле перегрузки, равный456+срщ и пе,р 1 новгде Кп - коэффициент перегрузки двигателя; 50- собственное время срабатысрдвания реле отсечки; фсрп вак в . максимальное время срабатывания чувствительного релеобратной последовательности,Во избежание ложных действий защиты при пусках двигателя оно должно несколько превышать время пуска,. ср н 1, - минимальное время срабатывания чувствительного релеобратной последовательнос-. бОти, Во избежание ложныхдействий защиты при двухфазных коротких замыканиях внезоны, оно должно быть наступень выдержки большеФср.б 5 фсраиах максимальное время срабатывания реле перегрузки, равное допустимому времени перегрузки двигателя при данном токе.ср 11 тн.н - минимальное время срабатывания реле перегрузки, равное времени пуска двигателя.Описанное устройство для защиты трехфазного электродвигателя обеспечивает защиту его от междуфаэных, симметричных и несимметричных коротких замыканий в обмотке статора, от обрыва фазы или нарушения контакта в электродвигателе или питающей сети, от витковых замыканий в обмотке статораот повреждения роторных стержней асинхронных электродвигателей, от несостоявщихся пусков или опрокидываний двигателя и технологических перегрузок.дополнительное введение двух реле и диодов выгодно отличает устройство от прототипа, так как повышается чувствительность защиты к внутренним повреждениям электродвигателя, снижается общее время срабатывания защиты, обеспечивается одинаковая чувствительность защиты к симметричным и несим" метричным коротким замыканиям, определяется вид повреждения, приводяще" го к срабатыванию защиты.формула изобретенияУстройство для защиты трехфазного электродвигателя от внешних, внутренних коротких замыканий и анормальныхчрежимов, содержащее промежуточные трансформаторы тока, подключенные к фильтрам тока прямой и обратной по-следовательностей, один из которых подключен к одному выпрямительному мосту, а другой через разделительный трансформатор - к другому выпрямитель- ному мосту, и исполнительное реле, подключенное к выходам выпрямительных мостов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, быстродействия и надежности защиты, дополнительно введены два реле с различными времятоковыми характеристиками, одно из которых - реле перегрузки подключено к выпря-, мительному мосту фильтра тока прямой . последовательности, а второе - чувствительное реле обратной последовательности подключено к выпрямитель- ному мосту фильтра тока обратной последовательности, причем .оба реле одноименными выводами через вновь введенные встречно-включенные диоды присоединены к идентичному выводу исполнительного реле, выполненного с вреМятоковой характеристикой мгновенного действия.729729 О /Ф Составитель Т. ЩегольковаФельдман Техред И.Асталош Корректор Ю,йакаренк дакто ираж 783 П Заказ 1298 4 ЦНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 3035 Москва, Ж, Раушская наб., д.Филиал ППП Патент, г. Узгород, ул, Проектная,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 103753, кл. Н 02 Н 7/08, 1956.2. Гимоян Г. Г, Фильтровые токовые зашиты трехфазных электродвигателей, Электричество, 9 5, 1972, с. 13- 16 (прототип).