Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от анормального режима

COIO3 COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (13)i

SU, 1900 А

{5Ц4 H 02 Н 7/О&

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3642067/24 — 07 (22) 19.09.83 (46) 07.08.85. Бюл. Р 29 (72) А. Я. Зотов (71) Ульяновский политехнический институт (53) 621.316.925 (088.8) (56) Гессен В. Ю. и Григорьев Ю. А. Электрические станции и подстанции. М.: Колос, 1968, с. 308, рис. 152.

Гогичайшвили Н. Ф, Подстанции без выключателей на высшем напряжении. М.: Высшая школа, 1965, с. 57, рис. 2,7. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ АНОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА, содержащее комплект- высоковольтных предохранителей, понижающий трансформатор, электродвигатель, подключенный к сети по типовой схеме через силовые контакты магнитного пускателя, снабженного обмоткой управления и двумя датчиками перегрузки в виде термореле, включенными в фазы электродвигателя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, обмотка управления магнитным пускателем подключена к фазе с термореле, электрически опережающей фазу без термореле.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что предохранитель в фазе, опережающей фазу без термореле, заменен шинопрово дом.

1171900

Изобретение относится к электротехнике а именно к устройствам защиты двигателей трехфазного переменного тока от анормально-. го режима, возникающего вследствие появле.— ния асимметрии токов и напряжений при неполнофазных режимах в .высоковольтной питающей сети, который возникает, как правило, из-за.ложного или излишнего срабатывания одного нв предохранителей на стороне высшего напряжения понижающего трансфор- 10 .матора, за которым "пбд1ключены электродви,гатели. сг .

;:,:4

Целью изобведуия является повышение надежности рабо Ж устройства защиты.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит два силовых трансформатора 1 и 2, Первый защищается со стороны ВН лреохранителями 3. В фазе А предохранитель заменен шинопроводом 4 большо-., го сечения. Схема соединения обмоток "ЗВЕЗДА- 20

ТРЕУГОЛЬНИК" типовая для лонижающего трансформатора 1. Со стороны НН подключается электродвигатель 5, имеющий в двух фазах (а и с) датчики защиты от токов к.з. и перегрузок, выполненные, например, в виде транс- 25 форматоров 6 тока, соединенных по схеме на разность токов. Отключение от литающей сети двигателя 5 производится выключателем

7. Команда на отключение подается через реле 8, включающее оперативный ток на вык-

30 лючатель 7. Последний имеет блок-контакт 9, осуществляющий снятие онеративного тока с привода выключателя 7 после срабатывания выключателя.

ВтоРой тРансфоРматоР 2 имеет обмотки, 3S соединенные по схеме "ЗВЕЗДА-ЗВЕЗДА С

НУЛЕМ". Но она может быть и иной, например "ТРЕУГОЛЬНИК-ЗВЕЗДА С НУЛЕМ".

Именно такие трансформаторы применяются на напряжении 6 — 10/0,4 кВ. За ним, на сторо О не НН включен электродвигатель 10 и прочие потребители. Электродвигатель 10 подключен к питающей сети по типовой схеме через предохранители 11, магнитный пускатель 12 с двумя датчиками от перегрузки — реле 13 45 н 14, включенными в крайние фазы (g и с ) и. цепью управления магнитным пускателем с катушкой 15 напряжения, кнопками 16 включения и отключения 17, контактами 18 и 19 реле 13 и 14, блокировочным контактом 20 кнопки включения и предохранителями 21. Цепь управления может подключаться на фазы а и с, если катушка 15 вылолнена на линейное напряжение, и на фазу а электрически опережающую фазу в, в которой 55 нет датчика от перегрузки, если катушка 15 выполнена на фазное налряжение. Подключение к нулевому проводу показано пунктиром. г

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме асимметрия токов и напряжений мала и не угрожает надежной работе двигателей 5 и 10. Предохранители 3 обеспечивают защиту трансформатора 1 от токов к.з., а в ряде случаев, и от токов перегрузки: тран. сформатор 2 также, как правило, защищается предохранителями. Защита двигателей 5 и 10 осуществляется: первого — трансформаторами 6 тока и выключателем 7, второго — - предохранителями 11 (от токов к.з.) и датчиками

13 и 14 от перегрузки. Возникновение перегрузок в нормальном режиме сопровождается увеличением тока, как минимум, в двух фазах. Боэтому трансформатор 6 тока и реле 13 и 14 будут при этом вовлечены в работу.

Это позволит размыканием контактов 18 или

19 (или обоих вместе) производить снятие напряжения с катушки 15, после чего отпадают контакты пускателя 12 и отключают перегрузившийся электродвигатель 10, при возникающей перегрузке через трансформаторы

6 и реле 8 выключатель 7 отключит двига- . тель 10.

При перегорании предохранителя 3 в фазе

А на стороне ВН трансформатора 1 в схеме. электроснабжения возникает распределение тока, указанное стрелками (значения токов по модулю показаны на чертеже). Векторные диаграммы токов станут полностью несимметричными. При этом токи фаз а и с налравлены противоположно току в фазе о, т.е. повер о нуты от него на угол 180 . В сумме они составляют ток фазы b . Это значит, что каждый из них равен 0,5 3а . Это касается двигателей 5 и 10. Двигатели начинают пульсировать. Они могут оставаться в работе, если их нагрузка не создает противодействия, достаточного для торможения. При этом наибольшее значение тока в фазе 1 будет дос- тигать 3 и 43<в„, . Вместе с током возникае, несимметрия напряжения. Вектора фазных напряжений перестают быть равными друг другу, углы между ними могут быть самыми о разнообразными — далекими от 120 . Двигатели увеличивают скольжение. Напряжение между фазами а и с снижается и может дости гать нуля. Это же ироисходит и при схеме

"ТРЕУГОЛЬНИК- ЗВЕЗДА С НУЛЕМ" у трансформатора 6 — 10/0,4 кВ, когда на его стороне

ВН ложно срабатывает предохранитель в фазе

С1, В указанных случаях наибольшее снижение налряжения наблюдается .в фазе а — одно= именной с той, в которой на стороне ВН лож- но отключился предохранитель.

Таким образом, зашита двигателей 5 и 10 от лерегрузки не лочувствует увеличения то3 117190 ков в фазе b двигателей. Однако снижение тока в фазах а и с и возрастание в фазе b при данном виде повреждения замечается цепью управления магнитного пускателя двигателя 10. Включение ее на фазы а и с если катушка 15 рассчитана на линейное напряжение, или на фазу ц, если оиа рассчитана на фазное напряжение, сопровождается резким снижением напряжения, особенно, когда двигатель наберет нужную величину скольже- 10 ния. Снижение напряжения заставит катушку 15 опустить подвижный контакт магнитного пус. кателя. Контакты пускателя 12 размыкаются и двигатель отключается от поврежденной сети. Предполагается, что и двигатель 5 имеет цепь управления, реагирующую на уровень напряжения в фазе а или в фазах а и с (между этими фазами). Отключение 5 проис- . ходит аналогично описанному.

Введение в фазу А вместо предохранителя шинопровода 4 большого сечения снижает стоимость высоковольтного ввода трансформатора 1. Защита таким способом понижающих трансформаторов вполне возможна при системах с незаземленной нейтралью. Зто ничем 5 не отличается от использования выключателей, с ними и трансформаторов тока, установленных только в двух фазах, как например, у двигателя 5. Но введение шинопровода снижает до минимума вероятность возникновения в фазе А (на стороне ВН понижающего трансформатора) неполнофазного режима из-за лож0 4 ной и излишней работы предохранителей, установленных в фазах А, это значит, что в фазе, электрически отстающей от фазы А, а именно в фазе b. такие "провокационные" режимы будут сведены до минимума. Подключив. элек-. тродвигатели к сети таким образом, чтобы фаза беэ датчика от перегрузки была именно электрически отстающей от фазы с шинопроводом, обеспечивают дополнительное дублирование работы цепей напряжения на тот случай, если

"залипнут" контакты магнитного выключателя или нагрузка двигателя и других потребителей недостаточно будет способствовать глубокому снижению напряжения на катушке 15, чтобы обеспечить ее надежное срабатывание. Сгорание предохранителей в фазах В или С вызовет рост тока в а и с соответственно и работу реле 13 и 14 и т. д.

При коротких замыканиях в сети, сопровож дающих перегоранием предохранителей 11, воз никают увеличенные, токи сразу в двух фазах, что вызывает работу одного из датчиков—

13 или 14(при к.з. в ответвлении или обмотке двигателя 10). Аналогичная картина будет и при к.з. в двигателе 5. Все двухфазные к.з. также сопровождаются ростом токов в двух или даже в трех фазах, а также большой асимметрией токов и напряжений, ведущих к работе или датчиков от перегрузки, или отпаданию контактов из-за снижения напряжения на катушке Н.

- 1171900 и

Составитель В. Орлов

Техр ед М.Пароцай Корректор В. Бутяга

Редактор Н. Пушненкова

Заказ 4897/46

Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä; ул. Проектная, 4