Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от витковых замыканий в обмотке статора

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Севз СоеетскикСециалистическикРеспублик(22) Заявлено 130680 (21) 2939273/24-07с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетМ. Кл. Н 02 Н 7/08 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 300382. Бюллетень Ио 12 53 УДК 621. 316. 925088.8) Дата опубликования описания 30.03.82 А.В.Богдан, И.А.Воронич и В,В,Калмыков(71) Заявите Павлодарский индустриальный инстит(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗИЦИТЫ ТРЕХФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ВИТКОВЫХ ЗАИЫКАНИЙ В ОБИОТКЕ СТАТОРА 2 5 0 тока ильтры,30Изобретение относится к устройст- вам релейной защиты электродвигателей при витковых замыканиях.Известны защиты, в которых трехфаэная система токов с помсйцью ферромагнитного преобразователя преоб- разуется в однофазное напряжение,. гармонический состав которого зависит от вида повреждений в трехфазной10 системе 1При симметричных режимах на выхо" де преобразователя имеются напряжения третьей и кратных ей гармоник, а при несимметричных - напряжения всех нечетных гармоник. 15 Известен также способ защиты электродвигателя, при котором рабочий сигнал формируется током электро двигателя обратной последовательнос" ти, а блокирующий сигнал - модулем напряжения обратной последовательности на выводах электродвигате" ля 2 .Наиболее близким цо технической сущности к предлагаемому является устройство защиты, содержащее ферромагнитные преобразователй и напряжения и гармонические ф подключенные к их выходам 3. Известны устройства малочувствительны к незначительным несимметриям трехфазной системы токов и напряжений, так как в качестве сигнала о несимметрии используют первую гармонику выходного напряжения пре" образователей. Витковые замыкания в обмотках статора асинхронного электродвигателя характеризуются малым искажением симметрии фазных токов двигателя, поэтому известные устройства не могут обеспечить защиты, реагирующей на замыкание 2 - 3витковСоздание устройства, высокочувствительного к несимметрии фазных токов, недостаточно для построения удовлетворительной защиты, так как необходимо обеспечить ее несрабатывание при несимметриях питающего напряжения. Это можно выполнить торможением защиты при несимметрии фазных питающих напряжений.Цель изобретения - повышение чувствительности к витковым замыканиям в обмотках статора трехфазно- го асинхронного электродвигателя.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для защиты трехфазного асинхронного электродви917255 Формула изобретения гателя от витковых замыканий в обмотке статора, содержащем преобразователи тока, подключенные к проводам, питающим электродвигатель, через трансформаторы тока, преобразователь напряжения, подключенный к 5 фазам питающей сети через трансформатор напряжения, исполнительныйблок с рабочей и тормозной обмоткой, подключенный входом через выпрямители и фильтры гармонических состав ляющих к выходам упомянутых преобразователей, в качестве фильтров гармонических составляющих использованы фильтры пятой гармоники.На фиг. 1 представлена функцио нальная схема предлагаемого устройства для защиты; на фиг, 2 - кривые зависимости .амплитуд гармоник на выходе преобразователя при замыкании разного числа витков обмотки статора электродвигателя. Преимуществом предлагаемого уст"ройства перед известными являетсято; что оно реагирует на гармоникиболее высокого порядка. Исследования показывают, что при несимметрии исходной системы токов или напряжений (первичных) ферромагнитного преобразователя гармонические состав ляющие выходного напряжения преобразователя сдвигаются на углы, превышающие углы сдвига фаэных первичных токов или напряжений в числораз, соответствующее номеругармоники. Следовательно, при малой не- симметрии (отклонении фазных токов или напряжений,на 2 - 3) напряжения высших гармоник на выходе преобразователей будут значительными и превышать напряжение первой гармо ники.Третью гармонику испольэовать нецелесообразно, так как она имеется на выходе преобразователя в симметричном режиме, величина ее 45 зависит от первичного тока преобразователя, и при появлении малой несимметрии она изменяется неэначи" тельно. 50Иэ высших гармоник наиболее целесообразно использовать пятую, Это подтверждается кривыми зависимостей амплитуд гармоник на выходе преобразователя при замыкании разного числа витков обмотки статора элект родвигателя. Видно, что при малом числе замкнувшихся витков целесообразно использовать пятую гармонику (Фиг. 2) .Использование гармоник высокого 60, порядка (сецьмой, одиннадцатой и т.д.) практически нецелесообразно, так как амплитуда гармоник на выходе преобразователей убывает с увели" чением ее номера. устройство содержит трансформаторы тока 1 ы напряжения 2. К вторичным обмоткам трансформаторов 1 тока,включенным в цепь обмотки статора,подключен ферромагнитный преобразователь 3 тока, а к трансформаторам2 напряжения на шинных выводахферромагнитный преобразователь 4 напряжения. К выходам преобразователейподключены полосовые Фильтры 5 иб, выходное напряжение которых черезвыпрямители 7 и 8 подается на рабочуюи тормозную обмотки исполнительногооргана 9,При витковых замыканиях в обмотке статора появляется несимметрияфазных токов, а напряжение на шинных выводах электродвигателя оста-ется практически симметричным,вследствие чего сигнал на выходепреобразователя 3 тока больше сигнала на выходе преобразователя 4напряжения, что приводит к срабатыванию исполнительного органа 9.При несимметрии питающего напряжения на выходе преобразователейтока 3 и напряжения 4 появляютсявсе нечетные гармоники, и, следовательно, на выходе фильтров 5 и бвыпрямителей 7 и 8 абсолютные значения напряжения пятой гармоникине равны нулю. Параметры преобразователей тока 3 и напряжения 4,фильтров 5 и 6 подобраны такимобразом, что напряжение в этом режиме на выходе выпрямителя 8 больше,чем на выходе выпрямителя 7, чтоприводит к торможению исполнительного органа 9. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства,обеспечивающего высокую чувствительность при витковых кз. и.селективность защиты при внешнихнесимметриях, состоит в уменьшенииразмеров повреждений двигателя, вуменьшении стоимости и временипослеаварийного ремонта,Устройство для защиты трехфазного асинхронного электродвигателя от витковых замыканий в обмотке статора, содержащее преобразователи тока, подключенные к проводам, питающим электродвигатель, через трансфор" маторы тока, преобразователь напряжения, подключенный к фазам питающей сети через трансформатор напряжения, исполнительный блок с рабочей и тормозной обмоткой, подключенный входом через выпрямители и фильтры гармонических составляющих к выходам упомянутых преобразователей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью .повыаения чувствительности к - витковым замыканиям в обмотке статора, в качестве фильтров гармонических составляюцих использованы фильтры пятой гармоники.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Лисецкий Н.В.и др, Труды Восточно-Сибирского технологического института. Улан-удэ, 1968, вып. 3, т. 4, с. 15.2. Авторское свидетельство СССР 9 259990, кл. Н 02 Н 7/08, 1978.3. Лисецкий Н,В.и др. Поперечная дифференциальная направленная защи" та на ферромагнитных преобразователях. Изд.-во ВУЗовЭнергетика,9 4 1943.917255 Составитель В.Орловдактор А.Лежнина Техред А, Бабинец Корректор А,Дэят каз 1898/72ВН иал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Броектиа Тираж 670 ИИПИ Государственно по делам изобретени 035, Москва, Ж,ком от ушск