Способ защиты от межвитковых замыканий в обмотках трехфазных электрических машин

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к релейной защите. Цель изобретения - повышение чувствительности . Для этого необходимо при измерении суммы магнитных потоков , созданных токамиJ протекающими в лобовых частях обмотки статора, фиксировать число и порядковые номера включенных машин и в зависимости от этих чисел изменять эталонную,величину (уставку) для каждой машины и мощность источника наложенных токов . 3 ил. 00 СП ГС ел -4J CD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Н 7 08 всюсеезяй 13;, )3;

ЫЬЛЯ ОТБЫЛ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ,(21) 3807387/24-07 (22) 05.05.84 (46) 15.11.87. Бюл. У 42 (71) Павлодарский индустриальный институт (72) М.Я.Клецель (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторскре свидетельство СССР

Ф 1046825, кл. H 02 Н 7/08, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 917257, кл. Н 02 Н 7/08, 1980...SU„„1352579 А 1 (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ 0Т МЕЖВИТКОВЫХ

ЗАМЫКАНИИ В ОБМОТКАХ ТРЕХФАЗНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите.

Цель изобретения — повышение чувствительности. Для этого необходимо при измерении суммы магнитных потоков, созданных токами, протекающими в лобовых частях обмотки статора, фиксировать число и порядковые номера включенных машин и в зависимости от этих чисел изменять эталонную,величину (уставку) для каждой машины и мощность источника наложенных токов 3 ил, 52579

1 13

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электрических машин от межвитковых замыканий в обмотке статора и определения ухудшения изоляции.

Цель изобретения — повышение чувствительности защиты.

На фиг.1 изображена схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 схема цепей оперативного тока блока задания уставок; на фиг.3 — его выходные цепи.

Устройство содержит генератор 1 напряжения переменного тока, фильтр

2, предназначенный для заграждения генератора 1 от рабочей частоты электрической машины, преобразователь 3 напряжения, например трансформатор напряжения, блок 4 задания уставок и для каждой машины 5 с выключателем

6 (схема показана в однолинейном исполнении и для одной машины, остальные машины подключены точно так же) датчик 7, измеряющий сумму. магнитных потоков внутри машины, орган 8 сравнения, исполнительный орган 9., 10-12входы блока 4, а 13 — 16 — выходы.

Выход генератора 1 подключен к входам фильтра 2, выходы которого подключены к преобразователю 3, а последний — к трем фазам электрической сети. Входы датчика 7 электромагнитно связаны с токами, протекающими в каждой фазе электрической машины 5, а выход датчика 7 подключен к одному из входов органа 8 сравнения. Входы

i0 — 12 блока 4 подключены к выходам и и (например, через вспомогательные контакты).выключателей 6 машин 5 (где i = 2,..., n — 1); выходы 1315 — к входу органа 8 сравнения для соответствующей машины, выход 16 к входу генератора 1. Блок 4 задания уставок может быть выполнен с помощью дешифратора или. на ЭВМ.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: 17-24 — промежуточные реле;

25-27 — контакты реле положения "Отключено" (разомкнуты при включенном положении выключателя) выключателей первой — третьей машин; 28 — 30 †контакты реле положения "Включено" этих выключателей; 31 — контакты реле положения "Включено" выключателя первой машины; 32 - 35 — контакты реле

17, 18, 20, 22; 36 — источник напряжения; 37 — 48 — резисторы. Резисторы 37-40 имеют разное сопротивление. Реле 17 выдает сигнал о том, что все машины включены; реле 18 что отключена третья машина; реле

19 — первая; реле 20 — вторая; реле

21 — первая и вторая; реле 22 — вторая и третья; реле 23 — первая и третья; реле 24 — все машины, Устройство работает следующим об10 разом

Если в работе находятся, например, три машины, то генератор 1 вырабатывает налагаемый ток, например, частоты 20 кГц мощностью S, . При этом на выходе датчиков 7 машин имеются соответственно ЭДС Е„ = кФ„, Е,=кФ, де 9„ Ф суммарные магнитные потоки, созданные наложенным током в соответствующих машинах, а на входах соответствующих органов

8 сравнения — эталонные величины напряжения U — U, выданные блоком

4 задания уставок. При отсутствии короткого замыкания и исправной изо25 ляции в обмотках машин U ) Е, U o э

Е, UI ) Е органы 8 сравнения сигналов не выдают. Величины Ф, — Ф в этих режимах обусловлены собственной несимметрией машины и тем боль-ше, чем больше мощность, выдаваемая генератором 1.

При ухудшении изоляции или коротком замыкании, например, в обмотке статора первой машины уменьшается сопротивление ее обмотки и ток в ней

35 увеличивается, что вызывает значительную несимметрию и увеличение по-. тока Ф, без изменения эталона U„.

Поэтому Е, > U, и исполнительный орган 9 отключает выключатель 6 первой машины. При этом на входе блока 4 появляется сигнал об ее отключении (получаемый, например, от вспомогательных контактов выключателя 6).

В соответствии с этим сигналом блок

4 задания уставок выдает соответствующие сигналы в виде новых значений напряжений Uã U з (U ) Е Цз > Е, Е и Š— новые значения ЭДС на выходе датчиков 7 второй и третьей машин, оставшихся в работе) и изменяет мощность генератора 1. Далее устройство работает аналогично описанному выше.

Переключение уставок в блоке 4 осуществляется в соответствии со следующими алгоритмами. Если имеются ,cHI HBJIbI А, — А1 о TDM что включены выключатели первой — третьей машин, 1352579 то генератор 1 вырабатывает мощность

S„, а на входы соответствующих органов сравнения должны подаваться соответственно эталонные напряжения U

Если имеются сигналы А и А

5 что включены выключатели второй и третьей машин и сигнал А о том, что первая машина отключена, то генератор 1 должен выдать мощность S, а на входы органов 8 сравнения соответственно для второй и третьей машин должны быть поданы напряжения

U, UI . Аналогичным образом формулируются остальные словесные алгорит- 15 мы управления, которые могут быть записаны в виде функций алгебры логики. Тогда под А — А понимаются ло1 9 гические переменные, принимающие при наличии сигнала значение единицы, а при отсутствии нуля, переменные

A„ A A B 3THX случаях IlpHHHMB10T обратные значения. Таким образом, фиксируют число и порядковые номера включенных машин, 25

В таблице показаны значения мощностей, вырабатываемых генератором

1 высокой частоты, и напряжения, выдаваемые источником 36 напряжения 30 в органы 8 сравнения (для трех машин).

Рассмотрим, как осуществляется изменение уставок по напряжению на входе органа 8 сравнения первой маши35 ны. Когда включены все три машины, реле 18-23 (фиг.2) не обтекаются током, так как они зашунтированы замкнутыми контактами 28 — 30. Резисторы

38 - 40 закорочены, и на орган 8 первой машины подается напряжение U (фиг.3) через резистор 37 (контакты

32 разомкнуты, так как сработано реле 17) .

При отключении второй машины кон- 45 такт 29 размыкается и реле 20 срабатывает, размыкая контакты 34 и изменяя напряжение U, íà U, (см.таблицу). Если отключается третья машина, а вторая и первая в работе, то

50 размыкаются контакты 30, и. реле 18

4 размыкает контакты 33, и так далее.

Аналогично можно изменять уставки (эталонные величины) напряжений для других машин. Изменение мощности генератора 1 может осуществляться точно так же, как показано на фиг. 2, 3.

Тогда под 36 надо понимать генератор

1, а под контактами 31 — контакты реле 24. Контакты этого реле могут отключать и сам генератор 1.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет изменять порог срабатывания в зависимости от конкретных условий, обеспечивая высокую чувствительность защит.

Формула изобретения

Способ защиты от межвитковых замыканий в обмотках трехфазных электрических машин, основанный на наложении напряжения IIoBbIIUpHHQH частоты на все фазы электрической сети, измерении и сравнении с уставкой симметрии токов повышенной частоты каждого из зацищаемых электродвигателей, и формировании сигнала защиты в случае нарушения симметрии токов повьппенной частоты поврежденного электродвигателя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения чувствительности защиты, дополнительно фиксируют включенное и отключенное состояние выключателей каждого из защищаемых электродвигателей и по мере увеличения количества включенных электродвигателей формируют сигнал на увеличение .мощности упомянутого напряжения повышенной частоты и на увеличение уставки защиты каждого электродвигателя, а при уменьшении количества включенных электродвигателей формируют сигнал на уменьшение мощности упомянутого напряжения повьппенной частоты и на уменьшение уставки защиты каждого электродвигателя, при этом симметрию токов повышенной частоты определяют по симметрии магнитных потоков в лобовых частях электродвигателей.

1352579

Наличие сигналов

Состояние машин

Аз 11 )2 ю )3

Все включены

Отключены: первая

S3 вторая третья (3) первая и вторая (4)

А, А А2

6 первая и третья (4 ) А,Аз А1

S, вторая и третья

А1 Ат Аз все отключены

П р и м е ч а н и е. нижние индексы у напряжений U указывают номера машин, для которых устанавливается данная эталонная величина.

А2 А3

Аз А2

Аг Aç

А1А А

Мощность, выдаваемая генератором 1

Напряжения, подаваемые на орган 8 сравнения

I I цэ (2 (2)

3 (37 (3)

1 2

1352579

Составитель В.Балашов

Текред М. Ходанич Корректор Л.Патай

Редактор Н.Слободяник

Заказ 5572/53 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, 1.Ужгород, ул.Проектная, 4