Устройство для токовой защиты электродвигателя с обратно зависимой выдержкой времени

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК П 91 Н 1 3373 А Н 02 Н 3/08; Н 7/08 ТЕН1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ростовское отделение Всесоюзного государственного ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции научно-исследовательского и проектно- изыскательского института по проектированию атомных электростанций и крупных топливно-энергетических комплексов "Атомтеплоэлектропроехт", Новочеркасский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. Орджоникидзе и Ставропольский политехнический институт (531 621,316.925(088.8 1156) 1. Авторское свидетельство СССР448529, кл. Н 02 Н 3/08, 1978.2, Херсонский А. С., Орексон И. М. Приставка к автоматическим выключателям для защиты сельских электросетей 0,4 кВ. - "Электрические станции", 1977,1 О, с. 69-70. (54) 157 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКОВОЙ ЗА - ЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ С ОБРАТНО ЗАВИСИМОЙ ВЫДЕРЖКОИ ВРЕМЕНИ, содержащее датчики фазных токов, подключенные через двухполупериодный выпрямитель к параллельно включенным основному сглаживающему конденсатору и реэисторному потенциометру регулировки уставки, основную КС-цепочку, конденсатор которой через основной пороговый:элемент и первый резистор подключен к управляющему электроду тиристора, анод которого через исполнительный орган подключен к входу указанного основного пот рогового элемента, а катод через второй резистор объединен с управляющим электродом и подключен к .выходу основной КС-цепочки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при повторных пусках электродвигателя, введены параметрический стабилизатор напряжения, выполненный на стабилитроне и резисторе, оптрон, два дополнительных пороговых элемента, транзистор, два разделительных диода, две дополнительных КС-цепочки, стабилитрон, три токоограничительных .резистора, разрядный резистор, а также тахо- генератор с выпрямителем и дополнительным сглаживающим конденсатором на выходе, причем база транзистора через стабилитрон подключена к общей точке резистора и конденсатора первой дополнительной КС-цепочки, эмиттер - к противоположному выводу резистора той же КС-цепочки, а коллектор через первый токоограничитель Мфф ный резистор - к катодам обоих разде- Звал лительных диодов, первый иэ которых анодом подключен к входу основного порогового элемента, а второй через второй токоограничительный резистор - к общей точке стабилитрона й резистора параметрического стабилизатора напряжения, подключенного параллельно основному сглаживакицему конденсатору, при этом последовательно соедине- а ны светодиод оптроиа, первый допол- фф нительный пороговый элемент и вторая дополнительная КС-цепочка, у которой конденсатор подключен между анодом второго разделительного диода и эмиттером транзистора, объединенным с ка тодом светодиода очтрона, резистор11 основной КС-цепочки через второй дополнительный пороговый элемент подключен к регулировочному входу резисторного потенциометра регулировки уставши, первая дополнительная КС-це почка через фототиристор оптрона под ключена параллельно дополнительному сглаживающему конденсатору, причем конденсатор первой дополнительной 53373/КС-цепочки зашунтирован последовательно соединенными третьим токоограничительным резистором и замыкающим контактом исполнительного органа, а разрядный резистор подключен между общей точкой катодов разделительных диодов и общей точкой эмиттератранзистора и катода тиристора.Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты, и может быть использованодля защиты трехфазных электродвигателей от перегрузок и коротких замыканий.Известно устройство для токовой зазащиты с ограниченно зависимой выдержкой времени, содержащее трансформатор тока, зашунтированный двумя последовательно соединенными постоянными переменньщ резисторами, выпрямительный мост с подключенными на выходесглаживающим конденсатором и стабилитроном. К сглаживающему конденсатору 15 присоединен времязадающий контур,конденсатор которого зашунтированрезистором. Параллельно последнемувключена управляющая цепь тиристора,содержащая последовательно соединенные динистор, стабилитрон и ограничительный резистор. Анод тиристора через исполнительный элемент соединенс конденсатором времязадающего контура 1.25Однако это устройство имеет завышенную выдержку времени при защите асинхронных электродвигателей, особенно при большом времени их разгона. что обусловлено отстройкой от сверх- токов в пусковом режиме, а также подвержено срабатываниям при повторном пуске защищаемого асинхронного двигателя.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для токовой защиты, содер жащее датчики фазнык токов и тока нулевой последовательности, подключенные через выпрямитель к конденсатору и резисторам регулировки уставок, времязадающую КС-цепочку. Параллельно ее конденсатору подключены пороговый элемент, резистор и тиристор, анод которого через исполнительный орган подключен к пороговому эле - менту, а катод через резистор объеди- нен с управляющим электродом и подключен к конденсатору 2 3.Известное устройство по способу своего функционирования отстроено от срабатывания при пусковых сверх- токах путем введения выдержки вре-. мени, большей времени разгона. В то же время характеристика перегрузочной способности двигателя при кратностях тока, равных пусковым, требует много меньшей уставки времени срабатывания. Завышенным по той же причине оказывается и время отключения коротких замыканий. Кроме того, конденсатор органа выдержки времени осуществляет запоминание интегрированного за время пуска электродвигателя первичного тока, Запуск последующей машины защищаемого присоеди- нения или повторный пуск"той же. вызывает дополнительный заряд хронирующей емкости; добавляемый к имеющемусяВ результате напряжение конденсатора достигает уровня пробоя порогового элемента - происходит ложное срабатывание зап;иты и отключениенагрузки.Целью изобретения является повышение быстродействия при повторных пусках электродвигателя.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для токовой защиты электродвигателя с обратно зависимой выдержкой времени, содержащее датчики фаэных токов, подключенные через двухполупериодный выпрямитель к.параллельно включенным основному сгла 3 115337 живающему конденсатору и резисторному потенциометру регулировки уставки, основную КС-цепочку, конденсатор которой через основной пороговый элемент и первый резистор подключен к управляющему электроду тиристора, анод которого через исполнительный орган подключен к входу указанного основного порогового элемента, а катод через второй резистор объединен с управляющим электродом и подключен1 О к выходу основной КС-цепочки, введены параметрический стабилизатор напряжения, выполненный на стабилитроне и резисторе, оптрон, два дополнительных пороговых элемен 15 та, транзистор, два разделительных диода, две - дополнительных КС-цепочки, ,стэбилитрон, тритокоограничительных резистора, разрядный резистор, а также тахогенератор с выпрямителем и дополнительным сглаживающим конденсатором на выходе, причем база транзистора через стабилитрон подключена к общей точке резистора и конденсатора первой дополнительной КС-цепочки, эмиттер - к противоположному выводу резистора той же КС-цепочки, а коллектор через первый токоограничительный ре;,истор к катодам обоих разделительных диодов 0 первый из которых анодом подключен к входу основного порогового элемента, а второй через второй токоограничительный резистор - к общей точке стабилитрона и резистора параметрического стабилизатора напряжения, подключенного параллельно основному сглаживающему конденсатору, при этом последовательно соединены светодиод оптрона, первый дополнительный пороговый 10 элемент и вторая дополнительная КС- цепочка, у которой конденсатор подключен между анодом второго разделительного диода и эмиттером транзистора, объединенным с катодом светоди ода оптрона, резистор основной КС-це. почки через второй дополнительный пороговый элемент подключен к регулировочному входу резисторного потенцио- . метра регулировки уставки, первая дополнительная КС-цепочка через фототиристор оптрона подключена параллельно дополнительному сглаживающему конденсатору, причем конденсатор первой дополнительной КС-цепочки зашун тирован последовательно соединенными третьим токоограничительным резистором и замыкающим контактом исполни 4тельного органа, а разрядный резистор подключен между общей точкой катодо разделительных диодов и общей точкой эмиттера транзистора и катода тиристора,На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы работы устройства для защиты в пусковом и номинальном режимах.Устройство содержит датчики фазных токов (трансформаторы тока) 1 и 2, вторичные обмотки которых соединены по схеме неполной звезды и через двухполупериодный выпрямитель 3 подсоединены к сглаживающему конденсатору 4, резисторному потенциометру 5 регулировки уставки и параметрическому стабилизатору напряжения, выполненному на резисторе 6 и стабилитроне 7, Параллельно стабилитрону 7 через резистор 8 подключен конденсатор 9 дополнительной КС-цепочки, а через пороговый элемент ( динистор) 1 О ее резистор 11 подключен к светодиоду 12 оптрона. Регулировочный выход потенциометра 5 через пороговый элемент (динистор) 13 подключен к КС-цепочке, состоящей из резистора.14 и конденсатора 15. Конденсаторы 9 и 15 через разделительные диоды 16 и 17 соединены с разрядным резистором 18 и транзистором 19, коллектор которого соединен последовательно с резистором 20. База транзистора 19 через стабилитрон 21 подключена к резистору 22 первой дополнительной КС-цепочки, включающей также конденсатор 23, зашунтированный цепочкой резистор 24 - замыкающий контакт 25- исполнительный элемент 26. Фототиристор 27 оптрона подключен к сглаживающему конденсатору 28, который в свою очередь через выпрямитель 29 подсоединен к тахогенератору 30, рас положенному на одном валу с защищаемым двигателем 31. Кроме того, конденсатор 15 через пороговый элемент (динистор) 32 и резистор 33 соединен с управляющим электродом тиристора 34 и чрез резистор 35 с его катодом, Исполнительный элемент 26 связан с цепью отключения выключателя 36.Пуск асинхронной машины сопровож" дается появлением 5-7 кратных первичных токов, а соответственно, и пропорциональных напряжений на вторич 1153373ных обмотках трансформаторов тока (ТТ) 1 и 2 (выпрямленное и сглажен ное вторичное напряжение ТТ обозначено на фиг, 2, как Б , в то время как номинальному режиму соответст вует Б). На уровне потенциала У с 207-ным запасам в сторону завышеения выбирается опорное напряжение стабилитрона 7. Напряжением его выхода через резистор 8 заряжается 10 конденсатор 9 (экспоненциальная кривая заряда обозначена позицией 37). Одновременно выходное напряжение потенциометра 5 вызывает пробой динистора 13 и заряд через резистор 15 14 времязадающего конденсатора 15Постоянная времени заряда выбирается не менее чем на 103 большей Тз = Р. С . Напряжение обоих конденсаторов 9 и 15 сравнивается с пороговы ми значениями: дервое из них на 20- 257 больше напряжения номинального режима, второе, наоборот, выбирается меньшим номинального (Бс на фиг. 2).25Конденсатор с меньшей постоянной времени заряда, т.е, 9, раньше достигает этого уровня (момент времени 1) включается динистор 10, светодиод 12, обтекается током, вызывающим отпира- о ние фототиристора 27. Через фототиристор 27 сглаживающий конденсатор 28, напряжение которого пропорционально частоте вращения ротора электродвигателя, оказывается подключенным35 к конденсатору 23 и резистору 22 (параллельный резистор 24 в замкнутом состоянии выключателя 36 дешунтиро - ван замыкающим контактом 25)Если ротор"двигателя не заторможен, напряжение сглаживающего конденсатора 28 имеет ненулевое значение - начинается заряд конденсатора 23. Возникающее при этом падение напряжения на резисторе 22 подается через стабилитрон 21 (повышающий помехоустойчивость схемы ) на управляющий переход транзистора 19. Последний открывается, обеспечивая быстрый разряд конденсаторов 9 и 15. Динистор 10 при этом запирается. Одновременно завершается этап конденсатора 23, ток через фототиристор 27 уменьшается до порога удержания и оптрон переходит в непроводящее состояние. Кривая 38 соответствует новому циклу заряда конденсатора 9 до момента с когда происходит повторное включение динистора 10 Если разгон защищаемого электродвигателя 31 на интервалевремени 1: - 1: продолжа тся, то напряжение конденсатора 28 больше, чемконденсатора 23, Зарядный ок последнего вновь открывает транзистор 19,Конденсаторы 9 и 15 вторично разряжаются. В случае успешного пуска навсем его протяжении 1: действие схемыпериодически повторяетсз, так какконденсатор 15 при этом циклическиразряжается, срабатывание защиты непроисходит,В том случае, если ротор машиныпри подключении ее к сети неподвижен,в момент времени С при включениифотористора 2 напряжения конденсаторов 28 и 23 оказываются равными,падение напряжения резистора 22 равно нулю, - транзистор 19 закрыт. Конденсатор 15, следовательно, продолжает свой заряд, его напряжение достигает уровня пробоя динистора 32.Включение последнего вызывает появление управляющего, а следовательно,и анодного тока тиристора 34. Исполнительный орган 26 срабатывает, вызывая отключение защищаемого электродвигателя выключателем 36.В номинальном режиме асинхронного двигателя 31 кривая заряда конденсатора 9 имеет вид 39 фиг. 2 и периодически достигает уровня 0, . Динистор 1 О и фототиристор 27 поэтомупероидически включаются. При этом 1происходит сравнение напряжений конденсаторов 28 и 23, Так как частотавращения не претерпевает глубокихизменений, то транзистор 19 остаетсяв непроводящем состоянии, Конденсатор 15 разряжен.это обеспечиваетсяописанными выше количественными дропорциями порога включения динистора3 и выходного напряжения потенциометра 5 в номинальном режиме ). Поэтомусрабатывание устройства в номинальном режиме защищаемого потребителяневозможно,В режиме перегрузки работа цепи: конденсатор 9, динистор 1 О, резистор 11, оптрон, аналогична описанной в пусковом режиме. Однако разгон машины отсутствует и подэаряд конденсатора 23 постоянно, увеличивающимся напряжением конденсатора 28, как это имеет место при пуске, не происходит Транзистор 19 поэтому не отпирается и разность потенциалов конденсатора 15 достигает порога включения динистора 32. Устройство срабатываетВключение в схеме стабилитрона 7 ограничивает зарядное напряжение конденсатора 9 при коротких замыканияхв защищаемой зоне, А так как зарядное напряжение конденсатора 15 пропорционально первичному току, тотемп роста его напряжения превышаеттемп конденсатора 9. Поэтому независимо от момента короткого замыкания 1 О(даже если оно произошло при пускедвигателя) напряжение конденсатора15 быстрее достигнет порога включения динистора 32, чем конденсатора9 порога динистора 10. Устройство 5защиты срабатывает. Введение в схему резистора 24 и высокоомного резистора 18 обеспечивает разряд конденсаторов 23, 9 и 15 в отключенном состоянии электродвигателя 31, подг тавливая схему к работе.Положительный эффект изобретения заключается в повьипении быстродейст 4 вия защиты двигателя от сверхтоков. Достигается это периодическим разрядом конденсатора в пусковом. режиме, что исключет необходимость введения при пусковых кратностях тока выдержек времени, равных максимальному времени разгона, Кроме того, исключено накапливание заряда конденсатора при повторном пуске машины, чем предотвращено ложное срабатывание защиты в таких режимах.1153373 г Составитель Ю. Барабановра Техред Л.Коцюбняк Корр тор О. БР каз 2515/ илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 620 ВНИИПИ Государственног. по делам иэобретеннй 113035, Москва, Ж, РаувПодписное комитета СССР и открытий кая наб., д. 4/5

Смотреть

Заявка

3660688, 03.11.1983

РОСТОВСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ВСЕСОЮЗНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ НАУЧНО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО И ПРОЕКТНО-ИЗЫСКАТЕЛЬСКОГО ИНСТИТУТА ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И КРУПНЫХ ТОПЛИВНО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ "АТОМТЕПЛОЭЛЕКТРОПРОЕКТ", НОВОЧЕРКАССКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. С. ОРДЖОНИКИДЗЕ, СТАВРОПОЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КУЖЕКОВ СТАНИСЛАВ ЛУКЬЯНОВИЧ, МИНАКОВ ВЛАДИМИР ФЕДОРОВИЧ, НЕГРИМОВСКИЙ ПАВЕЛ ЯКОВЛЕВИЧ, ШТИТЕЛЬМАН АЛЕКСАНДР ДАВИДОВИЧ, САПРОНОВ АНДРЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02H 3/08, H02H 7/085

Метки: времени, выдержкой, зависимой, защиты, обратно, токовой, электродвигателя

Опубликовано: 30.04.1985

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1153373-ustrojjstvo-dlya-tokovojj-zashhity-ehlektrodvigatelya-s-obratno-zavisimojj-vyderzhkojj-vremeni.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для токовой защиты электродвигателя с обратно зависимой выдержкой времени</a>

Похожие патенты