Способ защиты асинхронного электродвигателя от повреждений и опасных анормальных режимов работы

 

Изобретение относится к релейной защите электродвигателей. Цель изобретения - повышение чувствительности защиты. Цель достигается тем, что измеряют потребляемую электродвигателем активную мощность и полезную механическую мощность на валу электродвигателя. Определяют соответствующую нагрузке двигателя потребляемую активную мощность в нормальном режиме работы. После этого формируют сигнал защиты, если потери мощности в защищаемом электродвигателе превышают потери мощности нормального режима работы на заданную величину. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН щ) 5 Н 02 Н 7/08 7/085,ч! 1 л,,:;. : 1 ". . ! 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4622500/24-07 (22) 10.11.88 (46) 23.09.90. Бюл. 9 35 (71) Рижский политехнический инстиГ тут им, А. Я. Пельше (72) А.Л.Новогрудский и Л. Б. Паперно (53) 62).316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 1374328, кл. Н 02 Н 7/08, 1988.

Вольдек А.И. Электрические машины. — M, Энергия, 1978, с. 550.

Конюхов Н.E., Медников Ф -M., Нечаевский М.Л. Электромагнитные датчики механических величин. - M.

Машиностроение, 1987, с. 99-101;

Авторское свидетельство СССР

11 - 1354330 кл. Н 02 Н 7/26, 1987.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите электродвигателей, и может быть использовано для защиты асинхронного электродвигателя, особенно такого, для которого по условиям эксплуатации необходимо измерение крутящего момента на валу и угловой скорости вращения вала, от повреждений и опас-, ных анормальных режимов работы.

Целью изобретения является повьппение чувствительности защиты.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предла" гаемого способа.

„„SU„„1594642 А 1

2 (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ АСИНХРОННОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЙ И

ОПАСНЫХ АНОРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ (57) Изобретение относится к релейной защите электродвигателей, Пель изобретения — повьппение чувствительности защиты, Цель достигается тем„ что измеряют потребляемую электродвигателем активную мощность и полезную механическую мошность на валу электродвигателя. Определяют еоответстцующую нагрузке двигателя потребляемую активную мощность в нормальном режиме работы.. После этого формируют сигнал защиты, если потери мощности в защищаемом электродвигателе превышают потери мощности нормального режима работы на задан" ную величину. 1 ил., Устройство защиты асинхронного электродвигателя 1 состоит из датчиков 2 - 4 тока, датчиков 5 - 7 соответственно напряжения, крутящего момента и угловой скорости вращения ротора, а также контроллера 8 со свободно программируемой логикой и исполнительного органа 9. Выходы датчиков 2 — 7 подключены к аналоговым входам контроллера 8, выход которого подключен к входу исполнительного органа 9, а выход последнего является выходом устройства в целом.

1594642

Датчики тока представляют собой измерительные трансформаторы тока, датчик напряжения — трехфазный измерительный трансформатор напряжения.

Датчик крутящего момента может быть выполнен бесконтактным. Датчик угловой скорости в простейшем случае представляет собой тахогенератор.

Контроллер 8 представляет собой контроллер со свободно программируемой логикой, содержащий программное обеспечение по зашите днигателя, а исполнительный орган — релейное устройство.

Сущность способа заключается в сравнении реального значения потерь активной мощности н работающем элект- родвигателе с известным значением потерь мощности, соответствующим нормальному режиму работы двигателя и задаваемым с помощью его рабочей характеристики..

Потери активной мощности в электродвигателе, определенные по данным измерений в текущем режиме работы, равны йР = Р1 " Р, где Р„ — потребляемая электродвигателем из сети активная мощность

Р - полезная механическая мощz ность на валу электродвигателя, Потери активной мощности,задаваемые рабочей характеристикой электродвигателя (при тех же значениях по" лезной мощности на его валу и напряжения сети), равны (2 (2) ( где Р— потребляемая электродвига1 телем иэ сети активная мощность в нормальном режиме работы, В случае возникновения повреждений или ненормальных режимов работы потери АР н электродвигателе ноэрастают. Близость текущего режима работы электродвигателя к нормально" му режиму оценивается сравнением потерь активной мощности в обоих режимах, из (1) и (2): йР— LlP = Р— P,. (3)

Таким образом, для выявления повреждения или ненормального режима работы электродвигателя достаточно

10 оценить неличину разности значений активной мощности потребления в текущем режиме и потребляемой активной мощности, опреде енной по рабочей характеристике электродвигателя для измеренных значений полезной механической мощности на его валу и напряжения сети.

При выполнении условия

ЛР ) P, где P — значение уставки, которое с учетом (3) заменяется условием

15 Р Р()Р (1 контроллер 8 выдает сигнал управления на иск(олнительный орган 9,действующий на отключение защищаемого двигателя 1.

Значение мощности Р, вычисляется контроллером 8 по измеренным в цепи питания электродвигателя 1 значениям токов и напряжений, а значение мощ25 ности P — по измеренным с помощью

2 датчиков 6 и 7 значениям крутящего момента на валу и угловой скорости вращения ротора соответственно. Значение мощности Р, рассчитывается конт( роллером 8 с помощью программно заданной рабочей характеристики электроднигателя 1.для измеренного значения напряжения сети, что. исключает ложное срабатывание защиты при раба" те электродвигателя с пониженным напряжением питания, например, н условиях самозапуска или при близком коротком замыкании н сети. Действующие значения мощностей Р, и Р< определя4 1, ются по данным измерений за достаточно большой интервал времени, исключающий ошибочное срабатывание защиты в переходных режимах работы защищаемого электродвигателя.

45 Способ защиты может быть использован для защиты любого асинхронного электродвигателя, особенно такого, для которого по условиям эксплуатации требуется измерение крутящего момента на валу и угловой скорости вра" щения ротора.

Использование предлагаемого способа позволяет реализовать универсальную защиту асинхронных электродвигателей от повреждений и опасных анормальных режимов работы. По условиям бь(стродействия целесообразно использование такой защиты в качестве резервной.

5 .1594642

Преимущества предложенного способа защиты по сравнению с известным заключаются в повьппении чувствительности защиты, что дает возможность защищать не только устройства с пос5 тоянным КПД, но и асинхронные электродвигатели, КПД которых зависит от величины нагрузки на валу, что в конечном итоге ведет к снижению ущерба от аварий и внеплановых ремонтов электрооборудования. ключен электродвигатель, определяют активную мощность на входе и выходе защищаемого электродвигателя, о т ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения чувствительности защиты, для определения активной мощности на выходе электродвигателя дополнительно измеряют крутящий момент на валу и угловую скорость вращения ротора электродвигателя, по рабочей характеристике определяют активную мощность, потребляемую электродвигателем в нормальном режиме при измеренном значении напряжения сети, определяют потери активной мощности в двигателе и Формируют сиГнал защиты, если указанные потери превьппают на заданную величину потери активной

20 мощности в нормальном режиме работы.

Формула из обретения

Способ защиты асинхронного электродвигателя от повреждений и опасных анормальных режимов работы, при котором измеряют токи и напряжения на питающем конце линии, к которой подСоставитель Г.Ермаков

Редактор И. IUMRKQBa Техред Л. Олийнык Корректор М.Максимишинец

Заказ 2835 Тираж 476 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно †издательск комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101