УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА


RU (11) 2006125 (13) C1

(51) 5 H02H7/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 5028467/07 
(22) Дата подачи заявки: 1992.02.24 
(45) Опубликовано: 1994.01.15 
(71) Заявитель(и): Федоров Э.К. 
(72) Автор(ы): Федоров Э.К. 
(73) Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский проектно- конструкторский и технологический институт релестроения 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА 

Использование: в электротехнике. Сущность изобретения: устройство содержит датчик выявления асинхронного режима синхронного электродвигателя, входы которого подключены к напряжению секции шин основного источника и току синхронного двигателя, а выход через элемент выдержки времени к выключателю синхронного двигателя, а также блок контроля угла и знака скольжения. Входы его подключены к напряжению секции шин основного источника и одноименному напряжению секции шин резервного источника. Элемент ИЛИ подключен входами к выходам датчика выявления синхронного режима синхронного электродвигателя и блок контроля угла и знака скольжения, а входом - к схеме автоматической ресинхронизации синхронного двигателя. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике.

Известно устройство для быстродействующего АВР синхронных двигателей, содержащее блок контроля угла и знака скольжения, входы которого подключены к напряжению секции шин основного источника и к одноименному напряжению секции шин резервного источника. Блок контроля угла и знака скольжения в этом устройстве выполнен на основе пускового и избирательных фазочувствительных органов. Если задать угол срабатывания пускового фазочувствительного органа меньше 90о (например 30о), то возможна реализация быстродействующего АВР. Такое устройство может достаточно быстро и селективно выявлять потерю питания синхронных двигателей от основного источника и производить их переключение на резервный источник, если вектор напряжения основного источника отстает по фазе относительно вектора одноименного напряжения резервного источника на заданный угол [1] .

Однако, оно не может выявлять асинхронный режим синхронного электродвигателя и в соответствии с этим производить автоматическую ресинхронизацию синхронного двигателя.

Известно устройство для защиты синхронного электродвигателя от асинхронного режима, содержащее датчик выявления асинхронного режима синхронного электродвигателя, входы которого подключены к напряжению секции шин основного источника и к току синхронного двигателя, а выход к схеме автоматической ресинхронизации синхронного двигателя, а через элемент выдержки времени к выключателю синхронного двигателя [3] . В этом устройстве датчик выявления асинхронного режима выполнен с использованием [2] . При этом такое устройство может достаточно быстро и селективно выявлять асинхронные режимы синхронного двигателя.

Однако, оно не может исключить противофазное включение возбужденного синхронного двигателя, например, при кратковременном перерыве питания и последующем АВР, так как при этом могут протекать большие пусковые токи, то под действием релейной защиты возможно ложное отключение резервного ввода и полное обесточивание обеих секций шин. Кроме того, режим противофазного включения возбужденных двигателей опасен для самих синхронных двигателей, так как и может вызвать их разрушение.

Сущность изобретения заключается в том, что при введении блока контроля угла и знака скольжения и элемента ИЛИ, соединенных определенным образом, исключается противофазное включение синхронных двигателей в схеме с повышенным быстродействием.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - характеристики его срабатывания.

Устройство содержит источник 1 питания на высокой стороне питающего напряжения, первый 2 и второй 3 рабочие трансформаторы напряжения, выключатели 4 и 5 первого и второго ввода, секционный выключатель 6, секции шин 7 и 8 основного и резервного источников питания, первый 9 и второй 10 измерительные трансформаторы напряжения, выключатель 11 синхронного двигателя, измерительный трансформатор 12 тока, синхронный электродвигатель 13, блок 14 контроля угла и знака скольжения, датчик 15 выявления асинхронного режима синхронного электродвигателя, элемент 16 выдержки времени, элемент ИЛИ 17, схему 18 автоматической ресинхронизации синхронного двигателя, , - одноименные напряжения, пропорциональные напряжения секции шин 7 основного источника и секции шин 8 резервного источника, ор - сигнал, появляющийся на выходе блока 14, если вектор напряжения отстает по фазе относительно вектора напряжения на заданный угол.

Датчик 15 выявления асинхронного режима синхронного электродвигателя подключен своими входами (через трансформаторы 9 и 12) к напряжению секции шин 7 основного источника и к току синхронного электродвигателя 13, а выходом - через элемент ИЛИ 17 к схеме 18 автоматической ресинхронизации синхронного электродвигателя 13, и через элемент 16 выдержки времени - к выключателю 11 синхронного двигателя, входы блока 14 контроля угла и знака скольжения подключены (через трансформаторы 9 и 10) к напряжению секции шин 7 основного источника и к одноименному напряжению секции шин 8 резервного источника, а выход его подключен к другому входу элемента ИЛИ 17.

В нормальном режиме выключатели 4, 5 и 11 включены, выключатель 6 отключен, а элементы 14-18 находятся в несработанном состоянии. При этом напряжения и могут расходиться на небольшой угол, который обычно не превышает 5о. На фиг. 2 приведена характеристика срабатывания для блока 14. Если расположить вектор совпадающим с действительной осью, то угол между векторами и будет отрицательным, если вектор UI отстает от вектора .

Пусть уставка по углу срабатывания блока 14 ср задана, равной, например, 80о (в опытном образце возможна также регулировка этого угла в диапазоне 20-95о);

При потере питания секции шин 7 основного источника (например, ошибочным отключением выключателя на высокой стороне питающего напряжения трансформаторы 2) происходит медленный выбег синхронного электродвигателя 13, поэтому напряжение секции шин 7 в первый момент времени не уменьшается, а частота его начинает медленно уменьшаться. При этом напряжение начинает медленно отставать по фазе относительно , а вектор движется относительно вектора по часовой стрелке (см. фиг. 2). При наличии быстродействующего АВР и быстродействующих выключателей 4 и 6 (если постоянная времени электродвигателя 13 при его выбеге достаточно валика), время потери питания может быть относительно мало, и поэтому обеспечивается быстрое отключение выключателя 4 и включение выключателя 6, еще до момента срабатывания блока 11. При этом напряжения и начинают совпадать по фазе, а элементы 14-18 не срабатывают. Однако, в общем случае, если постоянная времени электродвигателя 13 при его выбеге достаточно мала, а время отключения выключателя 4 и включения выключателя 6 достаточно велико, то напряжение на секции шин 7 успевает разойтись по фазе относительно напряжения на секции шин 8 на угол, превышающий угол срабатывания ср блока 14. При этом блок 14 срабатывает и через элемент ИЛИ 17 и схему 18 отключает возбуждение электродвигателя 13. Таким образом, при достаточно высоком быстродействии схемы 18 к моменту расхождения векторов напряжений и на опасный угол (больший, например, по величине - 100о) происходит отключение возбуждения синхронного электродвигателя 13, чем исключается его противофазное включение в возбужденном состоянии (т. е. электродвигатель переводится в режим асинхронного пуска).

Возврат блока 14 в исходное состояние обеспечивается при угле большем по величине - 280о, или же в момент времени, соответствующий включению резервного питания, когда напряжения и начинают совпадать по фазе. После включения резервного питания дальнейшая ресинхронизация синхронного двигателя производится с помощью датчика 15. Если в момент включения резервного питания ток синхронного двигателя достаточно большой, а сопротивление на его зажимах в переходном режиме достаточно мало, то при этом срабатывает датчик 15 и через элемент ИЛИ 17 и схему 18 обеспечивает дополнительный сигнал на отключение возбуждения синхронного электродвигателя 13. При дальнейшей успешной ресинхронизации ток двигателя уменьшается, а сопротивление на его зажимах увеличивается, поэтому датчик 15 возвращается в исходное состояние к через элемент ИЛИ 17 и схему 18 обеспечивается включение возбуждения синхронного электродвигателя 13. Если синхронизация действует не успешно, то с выдержкой времени элемента 16 обеспечивается отключение электродвигателя 13 выключателем 11. 

При потере питания секции шин 8 (с синхронной нагрузкой) блок 14 не срабатывает, так как при этом знак скольжения вектора относительно положительный. При этом элементы 14-18 также не срабатывают. По сравнению с известным устройство не только быстро и селективно выявляет асинхронный режим синхронного двигателя и производит его ресинхронизацию, но также быстро и селективно выявляет опасный угол расхождения вектора напряжения секции шин основного источника относительно одноименного вектора напряжения секции шин резервного источника и в соответствии с этим производит отключение возбуждения синхронного двигателя еще до момента включения резервного питания.

Технико-экономическая эффективность устройства образуется за счет повышения надежности электроснабжения синхронных электродвигателей и уменьшения технологического ущерба у потребителей с двигательной нагрузкой. 

(56) Авторское свидетельство СССР N 699610, кл. H 02 J 9/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР N 909745, кл. H 02 H 7/08, 1980.

Заключительный отчет о НИР Донецкого политехнического института Внедрение системы самозапуска и защиты от асинхронного режима на двигателях СТД-12500 газокомпрессорных станций. Всесоюзный научно-технический информационный центр, N гос. рег. 01840056742, 1988, рис. Г. 5.1, Г. 5.3. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ АСИНХРОННОГО РЕЖИМА, содержащее датчик выявления асинхронного режима синхронного электродвигателя, входы которого подключены к напряжению секции шин основного источника и к току синхронного двигателя, а выход через элемент выдержки времени - к выключателю синхронного двигателя, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок контроля угла и знака скольжения и элемент ИЛИ, причем входы блока контроля угла и знака скольжения подключены к напряжению секции шин основного источника и к одноименному напряжению секции шин резервного источника, входы элемента ИЛИ подключены к выходам датчика выявления асинхронного режима синхронного электродвигателя и блока контроля угла и знака скольжения, а выход элемента ИЛИ - к схеме автоматической ресинхронизации синхронного двигателя.




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
Электроника и электротехника




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: "+автомобильная -сигнализация".

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


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru