УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ


RU (11) 2009593 (13) C1

(51) 5 H02H7/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5038378/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.03.16 
(45) Опубликовано: 1994.03.15 
(71) Заявитель(и): Всесоюзный научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт релестроения 
(72) Автор(ы): Федоров Э.К. 
(73) Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский, проектно- конструкторский и технологический институт релестроения 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ 

Использование: в релейной защите трехфазных электродвигателей от короткого замыкания, а также от работы на двух фазах и перегрузок. Устройство содержит трансформаторы тока 1, 2, 3, блоки формирования выпрямленных напряжений 4, 5, 6, блоки выделения минимального и максимального из трех выпрямленных напряжений 7, 8, элемент контроля перегрузки 9 в виде мостовой схемы из резисторов 12, 13, 14, и стабилитрона 15, в измерительную диагональ которой включен первый входом интегратор-сумматор 16 сигналов с тремя входами на резисторах 20, 21, 22, второй вход интегратора-сумматора 16 сигналов подключен к выходу блока выделения минимального из трех выпрямленных напряжений 7, выход интегратора-сумматора сигналов через реагирующий орган 10 подключен к входу исполнительного органа 11, а третий вход интегратора-сумматора сигналов через разделительный диод 19 подключен к средней точке дополнительного делителя из сопротивлений 17, 18. При возникновении короткого замыкания в электродвигателе открывается разделительный диод 19 и с постоянной времени 22, 24 обеспечивается быстрый заряд конденсатора 24, после чего срабатывают реагирующий орган и исполнительный орган и электродвигатель отключается. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам релейной защиты трехфазных электродвигателей от коротких замыканий (КЗ), а также от работы на двух фазах и перегрузок.

Известно устройство для защиты трехфазных электродвигателей, основанное на фиксации несимметрии токов фаз при работе на двух фазах, содержащее трансформаторы тока, реагирующий фазочувствительный орган сравнения и исполнительный орган.

Недостатками указанного устройства являются его ограниченная чувствительность к токам заклинивания и перегрузок двигателя в симметричном трехфазном режиме и недостаточно надежная отстройка от пусковых токов при наличии несимметрии в трехфазной системе токов.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для защиты трехфазных электродвигателей, содержащее трансформаторы тока для подключения в разные фазы питания электродвигателя, блоки формирования выпрямленных напряжений, входы которых подключены к выходам соответствующих трансформаторов тока, блоки выделения минимального и максимального из трех выпрямленных напряжений, входы которых подключены к одним выходам блоков формирования выпрямленных напряжений, элемент контроля перегрузки, выполненный в виде мостовой схемы из трех резисторов и стабилитронов, в измерительную диагональ которой включен первым входом интегратор-сумматор сигналов с тремя входами, точка соединения первого и третьего резисторов элемента контроля перегрузки объединена с другими выходами блоков формирования выпрямленных напряжений, точка соединения второго резистора и одного из стабилитронов элемента контроля перегрузки подключена к выходу блока выделения максимального из трех выпрямленных напряжений, второй вход интегратора-сумматора сигналов подключен к выходу блока выделения минимального из трех выпрямленных напряжений, выход интегратора-сумматора сигналов через реагирующий орган подключен к входу исполнительного органа.

Это устройство может выявлять режимы перегрузки трехфазных электродвигателей, а также обрыв хотя бы одной из фаз в цепи питания трехфазных электродвигателей и с помощью магнитных пускателей или автоматических выключателей производить их отключение.

Однако оно не может достаточно быстро выявлять КЗ в трехфазных электродвигателях или в питающем кабеле и в соответствии с этим быстро производить отключение поврежденного участка сети.

Сущность предложения заключается в том, что при введении делителя из четвертого и пятого резисторов и разделительного диода, включенных определенным образом, обеспечивается возможность быстрого выявления КЗ в трехфазных электродвигателях или в питающем их кабеле и в соответствии с этим быстрого отключения поврежденного участка сети.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства на фиг. 2 и 3 - временные характеристики его срабатывания.

На схеме показаны трансформаторы 1, 2, 3 тока, подключенные к фазам А, В, С питания электродвигателя, блоки 4, 5, 6 формирования выпрямленных и сглаженных напряжений, блок 7 выделения минимального из трех выпрямленных напряжений, блок 8 выделения максимальных из трех выпрямленных напряжений; элемент 9 контроля перегрузки с регулятором уставки по току перегрузки R1, реагирующий орган 10, выполненный в виде порогового элемента с положительной обратной связью, исполнительный орган 11 (например, реле, контакты которого используются для отключения магнитного пускателя, первый, второй и третий резисторы 12, 13, 14 мостовой схемы; стабилизатор 15 мостовой схемы; интегратор-сумматор 16 сигнала с тремя входами; четвертый и пятый резисторы 17, 18 регулируемого делителя R2; разделительный диод 19, входные резисторы 20, 21, 22 интегратора-сумматора сигналов 16, усилительный элемент (например, транзистор) 23 интегратора-сумматора 16; интегрирующий конденсатор 24 интегратора-сумматора сигналов 16; пороговый элемент 25 реагирующего органа; выходной транзистор 26 реагирующего органа.

Трансформаторы 1, 2, 3 тока подключены к фазам А, В, С питания электродвигателя, входы блоков формирования выпрямленных напряжений 4, 5, 6 подключены к выходам соответствующих трансформаторов тока 1, 2, 3, входы блоков выделения минимального 7 и максимального 8 из трех выпрямленных напряжений подключены к одним выходам блоков формирования выпрямленных напряжений, элемент 9 выполнен в виде мостовой схемы из трех резисторов 12-14 и стабилитрона 15, в измерительную диагональ которой включен первым входом интегратор-сумматор сигналов 16 с тремя входами, точка соединения первого 12 и третьего 14 резисторов элемента 9 контроля перегрузки объединена с другими выходами блоков 4, 5, 6, точка соединения второго резистора 13 и стабилитрона 15 элемента контроля перегрузки 9 подключена к выходу блока 8 выделения максимального из трех выпрямленных напряжений, второй вход интегратора-сумматора 16 сигналов подключен к выходу блока 7, входы делителя из четвертого 17 и пятого 18 резисторов подключены между точкой соединения первого 12 и второго 13 резисторов элемента 9 и выходом блока 8 выделения максимального из трех выпрямленных напряжений, третий вход интегратора-сумматора сигналов через разделительный диод 19 подключен к средней точке делителя из четвертого 17 и пятого 18 резисторов, и выход интегратора-сумматора 16 сигналов через реагирующий орган 10 подключен к входу исполнительного органа 11.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном нагрузочном режиме максимальное и минимальное напряжения на выходах блоков 8 и 7 примерно равны, транзистор 23 закрыт, конденсатор 24 разряжен, а блоки 10 и 11 находятся в несработанном состоянии.

При появлении перегрузки транзистор 23 открывается и с выдержкой времени, зависимой от тока и постоянной времени элементов 20, 24, обеспечивается заряд конденсатора 24, после чего срабатывают блоки 10 и 11 и через дополнительный коммутационный аппарат происходит отключение защищаемого электродвигателя. Зависимая временная характеристика срабатывания устройства при перегрузке на фиг. 2 соответствует кратностям тока перегрузки в диапазоне 1-8. Уставка по току перегрузки может плавно регулироваться в диапазоне не менее чем в 2 раза потенциометром R1, а ступенчатая регулировка обеспечивается изменением числа витков силового кабеля, пропущенного через окна сердечников в трансформаторах тока 1-3.

При появлении обрыва одной из фаз значение минимального напряжения на выходе одного из блоков 4, 5 или 6, а также на выходе блока 7 уменьшается и с выдержкой времени, зависимой от тока неповрежденных фаз и постоянной времени элементов 21, 24 обеспечивается заряд конденсатора 24, после чего срабатывают блоки 10 и 11 и происходит отключение электродвигателя.

При возникновении КЗ в электродвигателе или в питающем его кабеле (несимметричного или симметричного) с кратностями, превышающими пусковой ток электродвигателя (например, более 8 на фиг. 2), открывается разделительный диод 19 и с постоянной времени 22, 24 обеспечивается быстрый (например, в течение времени 20 мс) заряд конденсатора 24, после чего срабатывают блоки 10 и 11 и происходит отключение электродвигателя.

Уставка устройства по току перегрузки определяется расчетным путем с учетом номинального тока двигателя и допустимого коэффициента перегрузки по току. Особенность устройства заключается в том, что предусмотрена возможность ускоренного выставления уставки по току перегрузки. Для этого к устройству подводят симметричную систему расчетных токов и при выведенном потенциометре R2 (когда сопротивление 17 равно нулю, а уставка по току КЗ равна уставке по току перегрузки) плавным поворотом движка потенциометра R1 (12, 13) определяют грань срабатывания блоков 9-10 (контроль срабатывания устройства определяют по состоянию размыкающих или замыкающих контактов выходного реле 11, которые с целью упрощения на схеме не указаны). Ускоренное и точное выставление уставки по току перегрузки обеспечивается тем, что сопротивление резистора 22 выбирается много меньше, чем сопротивление резистора 20. При этом время срабатывания устройства в режиме настройки уставки по току перегрузки (при выведенном резисторе 17) уменьшается от нескольких минут до долей секунды. При этом обеспечивается не только ускоренная, но и достаточно точная настройка уставки по току перегрузки.

Уставка устройства по току КЗ определяется расчетным путем и в соответствии с этим выставляется потенциометром R2 (17, 18) после настройки уставки по перегрузке. Возможна также проверка этой уставки путем отстройки от пусковых токов электродвигателя в действующей электроустановке.

Таким образом, по сравнению с известным устройством дополнительно обеспечивается достаточно быстрое выявление и ликвидация КЗ в трехфазных электродвигателях и в питающих их кабелях без дополнительных затрат на установку специальных защит, т. к. устройство имеет дополнительную быстродействующую ступень защиты, отстроенную от пусковых токов.

Технико-экономическая эффективность устройства образуется за счет повышения надежности электроснабжения и уменьшения технологического ущерба у потребителей, связанного, например, с частыми перегораниями электродвигателей и технологическими потерями при этом. (56) Авторское свидетельство СССР N 298987, кл. H 02 H 7/08, 1971.

Авторское свидетельство СССР N 1670735, кл. H 02 H 7/08, 1991. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ, содержащее трансформаторы тока для подключения в разные фазы питания электродвигателя, блоки формирования выпрямленных напряжений, входы которых подключены к выходам соответствующих трансформаторов тока, блоки выделения минимального и максимального из трех выпрямленных напряжений, входы которых подключены к одним выходам блоков формирования выпрямленных напряжений, элемент контроля перегрузки, выполненный в виде мостовой схемы из трех резисторов и стабилитрона, в измерительную диагональ которой включен первым входом интегратор-сумматор сигналов с тремя входами, точка соединения первого и третьего резисторов элемента контроля перегрузки объединена с другими выходами блоков формирования выпрямленных напряжений, точка соединения второго резистора и стабилитрона элемента контроля перегрузки подключена к выходу блока выделения максимального из трех выпрямленных напряжений, второй вход интегратора-сумматора сигналов подключен к выходу блока выделения минимального из трех выпрямленных напряжений, выход интегратора-сумматора сигналов через реагирующий орган подключен к входу исполнительного органа, отличающееся тем, что дополнительно содержит делитель из четвертого и пятого резисторов и разделительный диод, при этом входы делителя подключены между точкой соединения первого и второго резисторов элемента контроля перегрузки и выходом блока выделения максимального из трех выпрямленных напряжений, а третий вход интегратора-сумматора сигналов через разделительный диод подключен к средней точке делителя.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru