Устройство для защиты группы двигателей

рф тиф 3 бКфМД 1,т1а " ХЕЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл. Н 02 Н 7,/О осударственнын комитет авета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий 53) УДК 61 316 92(54) УСТРОЙСТВОИТЫ ГРУППЫ ДВИГАТЕЛЕЙ ледовательно с ключателя вво реле повторите состоящую из мыкающихся к торителей одно довательно с п мыкающимися же реле, приче вана замыкаю но введенного кающийся кон реле времени вНа фиг. 1 и предложенного та схемы при скольжении,ие схемь 3 - рабо малом (б) В схему устройства введены дополнитель. ные реле 6 П и 6 РВ, которые подключены, как показано на фиг. 2, к выделенной пунктиром части 1 схемы, где Пв, 1 П 2 П ЗП 1 П 2, 2 П 2, ЗП - замыкающие контакты реле Пв, 1 П, 2 П, ЗП, 1 П, 2 П, ЗП, соответственно 1 см, фиг 1), (последние три контакта замкнуты, так как схема дана для положения выключателей Включено, и реле 1 П, 2 П, ЗП находятся в сработанном состоянии); БК - блок контакты выключателя ввода, замкнуты при положении выключателя Включено. Защита соИзобретение относится к технике релеиноизащиты и может быть использовано одновременно для защиты каждого из группы двигателей и шин распределительного пункта (РП)от междуфазных коротких замыканий (к. з.),защиты каждого синхронного двигателя отасинхронного хода, защиты минимального напряжения этих двигателей и защиты от потери питания.Известно аналогичнои является ближайшимния 1,Однако известная защита не выполняетфункции защиты минимального напряжения:имеет выдержку времени не менее 0,5 сек для 15предотвращения отключений при к. з, в других двигателях и системе, ликвидируемых быстродействующими защитами;защита минимального напряжения мощных электродвигателей, особенно синхронных, 20не обеспечивает требуемого быстродействия(мощные синхронные двигатели поддерживают напряжение на шинах до 5 - 1 О сек/м 12.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.25Для этого в устройство дополнительно введено промежуточное реле, подключенное к источнику оперативного тока через замыкающиеся контакты также дополнительно введенного реле времени, а последнее - через пос- З 0 е устройство, которое 10 прототипом изобрете оединенные блок-контакты выда, замыкающиеся контакты ля реле мощности ввода, цепь, параллельно соединенных заонтактов упомянутых реле-повй группы и включенных послеараллельно соединенными ргзконтактами второй группы тех м упомянутая цепь зашунтиро. щимся контактом дополнительпромежуточного реле, размытакт которого включен в цепь вода.2 даны электричес 1устройства, на фиг.большом (а) идержит в качестве измерительных органов реле мощности двустороннего действия РБМ, включаемых по 30-градусной схеме и реагирующих на направление активной мощности в каждом присоединении, отходящем от шин РП. Для каждого из присоединений устанавливается по два реле мощности: М 4 и .Мс - для ввода, 1 Мл и 1 Мс - для первого двигателя; 2 МЛ и 2 Мс - для второго двигателя, пМ.,ч и пМс - для п-го двигателя,Контакты МА (М 2 )1 М (1 М 2 )1 Мс (1 Мс ),. пМА (пМ ) и ПМс (пМс ) замы каются при направлении активной мощности к двигателям (от двигателей) и подключают к источнику оперативного тока быстродействующие промежуточные реле Пщ, Пв, 1 П (1 П), 2 П (2 П),пП (пП) соответственно (см, фиг. 1). Реле Пв подключено к источнику оперативного тока параллельно включенными, разомкнутыми при подтянутом положении реле контактами Пв и ГРв.Защита работает следующим образом, При к. з. между фазами А и В, например на 1-ом (2-ом, 3-ем) двигателе реле мошности Мл, 1 МА (2 М 4, ЗМА) остаются в том же положении, что и в нормальном режиме (активная мощность направлена к потребителю). Следовательно, контакты Пв, 1 П (2 П ЗП,) промежуточных реле Пв, 1 П (2 П, ЗП) остались замкнутыми. Одновременно реле мощности 2 МА (1 МА, 1 МА) и ЗМА. (ЗМА, 2 МА) замкнуты контакты 2 М (1 М, 1 М 4 ) и ЗМ 2 (ЗМ 2, 2 М"), так как направление активной мощности для них изменилось: двигатели 2(1,1) и 3(3,2) стали подпитывать точку к. з. При этом реле 2 П (1 П, 1 П) и ЗП (ЗП, 2 П) получают питание и замыкают контакты 2 П, (1 П 1 П, ) и ЗП(ЗП 2 П,). По тем же причинам теряют питание реле 2 П (1 П,1 П) иЗП (ЗП, 2 П) и размыкают контакты 2 П, (1 П 1 П,) и ЗП, (ЗП 2 П 1). В результате + подается только на выходное реле 1 П(4) (2 П(4, ЗП 4), которое и отключает поврежденный двигатель, а при отказе выключателя этого двигателя - выключатель ввода после срабатывания реле времени 4 РВ, которое запускается замкнувшимися контактами 1 П 41 (2 П(4) ЗП(4)Если поврежденный двигатель 1 (2, 3) отключился своим выключателем, то пуск реле 4 РВ блокируется размыканием блок-контактов 1 БК (2 БК, ЗБК), замкнутых при включенном положении выключателя. Точно так же работает схема при к. з. между фазами А и С или В и С, только в последнем случае работают реле мощности фаз С.Если один из двигателей до к. з. был отключен, например второй (первый, третий), то контакты 2 М, и 2 Мс (1 М 4 и 1 М, ЗМ, и ЗМ ) разомкнуты, так как реле мощности 2 МА и 2 Мс(1 МА и 1 Мс, ЗМс и ЗМс)не обтекаются током. Поэтому разомкнуты контакты 2 П, (1 П ЗП,) реле 2 П (1 П, ЗП), что предотвращает пуск реле 2 П 4) (1 Пф, ЗП 4при замыкании контактов 1 П, и ЗП,(2 П, иЗП 2 П, и 1 П,), когда к.з, на третьем илипервом (третьем или втором, первом или втором) двигателях,При к. з, на шинах отключаются все двигатели и выключатель ввода. Плюс подается навыходное реле П 4 через оставшиеся замкну 1 О тыми контактами Пв (направление мощности для реле мощности ввода не изменилось),замкнувшиеся контакты 1 П 2, 2 П 2, ЗПреле 1 П, 2 П, ЗП (все двигатели питаютточку к. з., поэтому реле мощности замыкаютконтакты 1 М 2 2 М 2, ЗМ 2 или 1 Мс, 2 М 2 с,ЗМ 2 в зависимости от того, между какимифазами произошло к. з. В случае, если одиниз двигателей до к. з. был отключен, например третий (второй, первый), реле мощностиэтого двигателя не работают при к. з ноблок-контакты ЗБК (2 БК 1 БК,) выключателя двигателя к моменту к, з, замкнуты, аЗБК, (2 БК 1 БК 2) разомкнуты,Защита и-го мощного синхронного двигателя от несинхронной работы выполняется путем подключения реле времени пРВ, котороеконтролирует длительность асинхронного хода, к источнику питания при помощи контакЗОтов промежуточных реле пП и пП с замедленным возвратом (см. фиг. 1), которыеконтролируют длительность периода качаний.Для 1-го двигателя это реле 1 РВ, 1 П(4), 1 П(2),для 2-го - 2 РВ, 2 П, 2 ПР, для 3-го - ЗРВ,ЗП, ЗП 3 (фиг, 2).Рассмотрим работу защиты в этом режиме,например, 1-го двигателя. В нормальном режиме двигатели потребляют активную мощность, При этом реле мощности 1 МА 1-го дви 4 О гателя находится в сработанном состоянии идержит замкнутыми контакты 1 МА, подавая+ на обмотку реле 1 П), в результате чегопоследнее находится под напряжением, якорьего подтянут и контакты 1 П(4) в цепи подачиплюса на обмотку реле времени замкнуты,но плюс на нее не подается, так как реле 1 П 3обесточено (разомкнуты контакты 1 М, ) иего контакты разомкнуты. Для того, чтобыреле мощности 1 М не оказывало влияния на50 работу промежуточных реле 1 П и 1 ПР) используются разделительные диоды (см.фиг, 1).При несинхронной работе активная мощность электродвигателя меняет знак каждый55 полупериод существования режима, и релемощности периодически замыкает и размыкаетто контакты 1 М, то 1 М, Пока контакты1 М (1 М) замкнуты, обмотка реле 1 П(1 П(Р) обтекается током, замыкая свои контакты (см, фиг, 1). Когда контакты 1 М (1 М 2)размыкаются, реле 1 П (1 П(3) теряет питание, размыкая с выдержкой времени свои контакты. Выдержка времени на отпадание реле55 1 П(4 (1 П(3 подбирается таким образом, что.5бы при асинхронном режиме с большим скольжением время, проходящее с момента размыкания контактов 1 М (1 М) до их следующего замыкания, было меньше времени отпадания реле 1 П (1 ПР. Тогда при большом скольжении реле 1 П) и 1 Пф) будут постоянно подтянуты, а контакты их замкнуты, подавая плюс на выходное реле времени 1 РВ до тех пор, пока последнее с выдержкой времени, определяемой допустимой длительностью асинхронного режима в каждом конкретном случае, не отключит выключатель электродвигателя,При уменьшении скольжения реле 1 П 2) и 1 П(3) будут успевать отпадать до подачи на них питания при следующем замыкании контактов 1 М и 1 МА, а контакты 1 П) и 1 П), размыкаясь, будут возвращать реле времени в исходное положение, и защита не будет действовать на отключение.Если асинхронный режим прекратится до того, как доработает реле времени, то прекратится периодическое изменение знака активной мощности и поочередное замыкание контактов 1 М и 1 МА реле мощности, Схема примет исходное положение.Фиг, 3 иллюстрирует работу схемы при большом (а) и малом скольжении (б). Кривая 1 показывает изменения активной мощности асинхронного режима; Р, р - активная мощность асинхронного режима; 1 - время протекания режима; область значений мощностей; при которых контакты реле мощности 1 М(1 М) замкнуты, обозначена буквами МА (М), 2 - величина мощности, при которой срабатывает реле мощности; 3 - величина мощности, при которой оно отпадает, готп - время отпадания реле 1 П, 1 ПР), 1 д - время, необходимое на переключение контактов реле мощности при изменении направления активной мощности на противоположное, Т - период асинхронного режима при большом скольжении, Т Т, - то же, при малом скольжении, 4, 5 - время, в течение которого подтянуты реле 1 П), 1 П(3) соответственно, а их контакты замкнуты, 6 - время, в течение которого реле 1 РВ обтекается током.Из фиг. 3 следует, что время отпадания реле 1 П), 1 П должно быть несколько больше полупериода асинхронного режима при критическом скольжении (т, е, при таком, когда дальнейшее увеличение скольжения считается недопустимым),В качестве реле 1 П) и 1 П(3) может быть использовано, например реле РП.При асинхронном ходе 1-го (2-го или 3-го) двигателя плюс на выходное реле 1 П(4) (2 П 4) или ЗП 4 подается после срабатывания реле 1 РВ (2 РВ или ЗРВ),При внешнем к. з. (выполнение функции защиты от потери питания) отпадает реле Пв или П 2 в, так как двигатели начинают подпитывать точку к. з. и реле мощности ввода цереориентируется, В результате срабатывает5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 6реле Пв и, замыкая контакты Пв, запускает реле 5 РВ, на котором установлена выдержка времени 0,3 сек. Последнее, доработав, отключает выключатель ввода посредством реле П 4) . Одновременно, размыкание контактов Пв при срабатывании реле Г 1 в блокирует работу защиты по цепям, работающим при междуфазных замыканиях.Защита минимального напряжения электродвигателей в основном призвана обеспечивать самозапуск более ответственных двигателей и отключать их при длительном отсутствии напряжения (5 - 10 сек) по технологическим причинам и технике безопасности,Пусть в рассматриваемом нами случае (всего три двигателя на РП) достаточно отключить первый двигатель для обеспечения само- запуска двух других, а при отсутствии напряжения в течение 5 - 10 сек необходимо отключать каждый из трех двигателей.При исчезновении напряжения одни двигатели подпитывают другие, а тока на вводе к РП нет. Возможен и другой вариант: часть двигателей подпитывают двигатели своего РП и других потребителей (например, через реакторы при электроснабжении токопроводами с реактированными отпайками),И в том и в другом случае разомкнуться контакты М, М реле мощности ввода к РП Мл, Мс, в результате реле Пв будет обтекаться током и замкнет контакты Пв, Пв, разомкнет - Пв. Размыкание последних выводит из работы цепи зашиты, действующие при к. з. на двигателях и шинах. Если, например, третий двигатель питает 1-й и 2-й, то реле мощности первого и второго двигателя останутся в том же положении, что и в нормальном режиме, т. е. контакты 2 М, 2 М, 1 М 1 Мс, замкнуты, следовательно, замкнуты и контакты 1 П 2 Пь реле мощности 3-го двигателя замкнет контакты ЗМА, ЗМс (изменилось направление активной мощности), сработает реле ЗГ 1 н замкнет контакты ЗП тогда по цепочке 3 через диод 4 выходное реле 1 П 4) получит питание и отключит 1-й двигатель. Одновременно получит питание реле времени 6 РВ и, замкнув свои мгновенные контакты, подключит к источнику оперативного тока реле 6 П, осуществляющее Память и блокировку реле 5 РВ. Память необходима, так как двигатели подпитывают друг друга в течение времени меньшего, чем время, устанавливаемое на 6 РВ. Размыкающие контакты 6 П, выделенные пунктиром и обозначенные цифрой 5, разрывают цепь питания реле 5 РВ, так как в противном случае 5 РВ отключит ввод прежде, чем доработает реле 6 РВ.Если напряжение не будет подаваться длительное время, то доработает реле 6 РВ и по цепочке 2 подает импульс на отключение всех двигателей и ввода. Возврат 6 РВ и 6 П в исходное положение осуществляется после размыкания блок-контактов БК, или при успешном самозапуске - разомкнувшимися контактами Пв.Если, например, 2-й и 3-й двигатель питают 1-й, то реле мощности первого двигателя останется в том же положении, что и в нормальном режиме, т. е, контакты 1 М, и 1 М замкнуты следовательно замкнуты и контакты 1 П реле 1 П. Реле мощности 3-го и 2-го двигателей замкнут контакты ЗМ, ЗМ и 2 М, 2 М (изменилось направление мощности), сработают реле ЗП и 2 П, замкнув контакты ЗП" и 2 П . Тогда через замкнутые контакты П 3 в, ЗП и 2 П, 1 П цепочку 3 и диод 4 выходное реле 1 П получит питание 15 и отключит первый двигатель, а реле 6 РВ получит питание и далее будет работать, как описано выше. Если, например, 2-й (3-й) двигатель до на ступления рассматриваемого режима был отключен, а после наступления режима 3-й (2-й) двигатель питает 1-й, то схема будет работать аналогично предыдущему случаю, но без участия реле 2 П (ЗП), 25На случай, если в работе до рассматриваемого режима находилось два двигателя и для обеспечения самозапуска нет необходимости отключать 1-й двигатель, в цепочке 3 может быть установлена накладка (на фиг. 2 не по- З 0 казана), снимаемая при выводе из работы любого двигателя, Аналогично можно показать, что принятое в схеме соединение контактов 1 Па, 2 Па, ЗП, 1 Пъ 2 П, ЗП обеспечивает пуск 6 РВ и отключение 1-го двига- З 5 теля независимо от того, какие двигатели питают другие при исчезновении напряжения.Отметим, что при наличии на РП только мощных асинхронных двигателей реле мощно сти могут быть включены по 90-градусной схеме, Для четкой работы реле мощности может быть использован контур памяти или устройство для устранения мертвой зоны направленных защит, 45 Формула изобретения Устройство для защиты группы двигателей, содержащее реле мошности на каждом двигателе и на вводе питания, две группы реле повторителей, одна из которых подключена к источнику оперативного тока через замыкающиеся, а вторая - через размыкающиеся контакты соответствующих реле мощности, промежуточные реле, подключенные к источнику оперативного тока через замыкающиеся контакты реле времени, а последние - через контакты указанных реле повторителей, указательные реле, включенные в цепь отключения двигателей и ввода через размыкающиеся контакты соответствующих промежуточных реле, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительно введено промежуточное реле, подключенное к источнику оперативного тока через замыкающиеся контакты также дополнительно введенного реле времени, а последнее - через последовательно соединенные блок-контакты выключателя ввода, замыкающиеся контакты реле повторителя реле мощности ввода, цепь, состоящую из параллельно соединенных замыкающихся контактов упомянутых реле-повторителей одной группы и включенных последовательно с параллельно соединенными размыкающимися контактами второй группы тех же реле, причем упомянутая цепь зашунтирована замыкающимся контактом дополнительно введенного промежуточного реле, размыкающийся контакт которого включен в цепь реле времени ввода.Источники информации, принятые во вниание при экспертизе:1). Клецель М. Я. Комплексная защита группы мощных двигателей - Электрические станции, М 6, 1973 г.2). Почепня С. Н., Туркот А. М, Отключение синхоонных двигателей по скорости снижения частоты. - Электрические станции, М 4 1971 г.Заказ 1590/5 Изд.1487 Тираж 882 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 7 К, Раушская наб., д. 4(5 Типография, пр, Сапунова, 2