×
10.12.2014
216.013.0f28

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты электродвигателей. Технический результат - повышение чувствительности к токам двухфазных коротких замыканий. Способ защиты электродвигателей от коротких замыканий заключается в том, что измеряют токи в каждой фазе со стороны выводов выключателя электродвигателя и его нулевых выводов, сравнивают по величине токи между каждыми двумя фазами как со стороны выводов выключателя, так и со стороны нулевых выводов электродвигателя, и если со стороны выводов выключателя ток в одной из фаз меньше токов в двух других фазах по абсолютной величине в n раз, где n>1, а со стороны нулевых выводов ток в этой же фазе больше токов в двух других в m раз, где m>1, то подают сигнал на отключение выключателя электродвигателя. 3 ил.
Основные результаты: Способ защиты электродвигателей от коротких замыканий, при котором измеряют токи в каждой фазе со стороны выводов выключателя электродвигателя и его нулевых выводов, сравнивают их по величине, и если разность между ними больше эталонной величины, подают сигнал на отключение выключателя электродвигателя, отличающийся тем, что сравнивают по величине токи между каждыми двумя фазами как со стороны выводов выключателя, так и со стороны нулевых выводов электродвигателя, и если со стороны выводов выключателя ток в одной из фаз меньше токов в двух других фазах по абсолютной величине в n раз, где n>1, а со стороны нулевых выводов ток в этой же фазе больше токов в двух других в m раз, где m>1, то подают сигнал на отключение выключателя электродвигателя.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано для защиты электродвигателей от коротких замыканий.

Известен способ защиты электродвигателей от коротких замыканий [Федосеев А. М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей: Учеб.пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - С.487-489.], при котором измеряют токи в фазах двигателя со стороны источника питания, сравнивают их с эталонной величиной, и если хотя бы один из них превышает ее, подают команду на отключение выключателя.

Этот способ не позволяет обеспечить высокую чувствительность защиты, так как необходима отстройка от пусковых токов электродвигателя.

Наиболее близким к предлагаемому является способ защиты электродвигателей от коротких замыканий [Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения - М.: Высш.Шк., 2008. - С. 562-563], при котором измеряют токи в каждой фазе со стороны выводов выключателя электродвигателя и его нулевых выводов, сравнивают их по величине, и если разность между ними больше эталонной величины, подают сигнал на отключение выключателя электродвигателя.

Недостатком данного способа является недостаточная чувствительность защиты, так как на мощных электродвигателях необходима отстройка от их номинальных токов в связи с насыщением трансформаторов тока со стороны нулевых выводов электродвигателя.

Задачей изобретения является повышение чувствительности к токам двухфазных коротких замыканий.

Это достигается тем, что в способе защиты электродвигателей от коротких замыканий, также как и в прототипе, измеряют токи в каждой фазе со стороны выводов выключателя электродвигателя и его нулевых выводов, сравнивают их по величине, и если разность между ними больше эталонной величины, подают сигнал на отключение выключателя электродвигателя.

Согласно изобретению сравнивают по величине токи между каждыми двумя фазами как со стороны выводов выключателя, так и со стороны нулевых выводов электродвигателя, и если со стороны выводов выключателя ток в одной из фаз, например А, меньше токов в двух других фазах В и С по абсолютной величине в n раз, где n>1, а со стороны нулевых выводов ток в этой же фазе А больше токов в двух других В и С в m раз, где m>1, то подают сигнал на отключение выключателя электродвигателя.

На фиг. 1 представлено устройство, реализующее заявляемый способ.

На фиг. 2 представлен режим двухфазного короткого замыкания на шинах, от которых двигатель питается, где стрелками показаны направления токов в фазах.

На фиг. 3 представлен режим двухфазного короткого замыкания в кабеле, которым электродвигатель присоединен к шинам, где стрелками показаны направления токов в фазах.

Способ защиты электродвигателей от коротких замыканий может быть реализован с помощью устройства, в котором трансформаторы тока 1, 2, 3 (фиг. 1) подключены в рассечку фаз А, В, С электродвигателя 4 со стороны источника питания. Трансформаторы тока 5, 6, 7 подключены в рассечку фаз А, В, С со стороны нейтрали. Блоки преобразователей тока 8 (ПТ1) и 9 (ПТ2) подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока 1, 2, 3 и 5, 6, 7 соответственно. Входы блока сравнения с эталонной величиной 10 (БС) подключены к вторичным обмоткам трансформаторов тока 1, 2, 3 и 5, 6, 7, а также к нулевой точке соединения этих трансформаторов тока.

Входы блока сравнения и логики 11 (БЛ) подключены к выходам преобразователей тока блоков 8 (ПТ1) и 9 (ПТ2). Выход блока сравнения и логики 11 (БЛ) и выход блока сравнения с эталонной величиной 10 (БС) подключеныв цепь отключения выключателя 12. Выключатель 12 установлен на линии, соединяющей источник питания с электродвигателем 4.

В качестве блоков преобразователей тока 8 (ПТ1) и 9 (ПТ2) могут быть использованы автотрансформаторы типа АТ-32. Блок сравнения с эталонной величиной 10 (БС) и блок сравнения и логики 11 (БЛ) могут быть выполнены на микроконтроллере серии 51 производителя amtel АТ89S53.

Трансформаторы тока 1, 2, 3 и 5, 6, 7 преобразуют токи в первичных цепях токопроводов фаз А, В, С электродвигателя 4 со стороны источника питания и со стороны нулевых выводов электродвигателя 4 во вторичные токи, отделяя первичные цепи высокого напряжения 3-10 кВ от вторичных цепей. Блоки преобразователей тока 8 (ПТ1) и 9 (ПТ2) преобразуют вторичные токи фаз А, В, С, полученные от трансформаторов тока 1, 2, 3 и 5, 6, 7 со стороны источника питания и со стороны нулевых выводов электродвигателя 4, в напряжения UA1, UB1, UC1 и UA2, UB2, UC2, соответственно.

В блоке сравнения 10 (БС) сравнивают вторичные токи со стороны источника питания и со стороны нулевых выводов электродвигателя 4.

В блоке сравнения и логики 11 (БЛ) обеспечиваются условия срабатывания защиты, которые определяют по одновременному выполнению следующих неравенств для фазы А или В, или С соответственно:

nUA1<UB1, nUA1<UC1 или nUВ1<UА1, nUВ1<UC1, или nUС1<UB1, nUС1<UА1; (1)

UA2>mUB2, UA2>mUC2 или UВ2>mUА2, UВ2>mUC2, или UС2>mUА2, UС2>mUВ2, (2)

где UA1, UB1, UC1 - напряжения, пропорциональные соответственно токам IА1, IВ1, IС1 в токопроводах фаз электродвигателя 4 со стороны источника питания;

UA2, UB2, UC2 - напряжения, пропорциональные соответственно токам IА2, IВ2, IС2 в токопроводах фаз электродвигателя 4 со стороны нулевых выводов;

n, m - коэффициенты пропорциональности,

где n>1 и m>1, их задают в блоке сравнения и логики 11(БС).

Коэффициенты пропорциональности n и m должны быть такими, чтобы блок сравнения и логики 11 (БЛ) не выдавал сигнала при максимальных токах внешнего трехфазного короткого замыкания, когда из-за погрешностей ε1=0,1 трансформаторов тока и погрешностей ε2=0,05 самого реализующего устройства отношения токов фаз достигают максимальных величин. Тогда, учитывая коэффициент запаса kЗ=1,05, получаем

где IКЗ - абсолютное значение максимального тока трехфазного короткого замыкания на выводах электродвигателя 4 без учета перечисленных погрешностей.

В нормальном режиме работы и при внешних трехфазных коротких замыканиях выполняются равенства:

UA1=UB1=UC1 и UA2=UB2=UC2,

и поэтому не выполняются неравенства (1) и (2). На выходе блока сравнения и логики 11 (БЛ) сигнал отсутствует и защита не срабатывает. При внешних несимметричных коротких замыканиях (КЗ) и обрывах проводов выполняется только одна пара выше указанных неравенств, например при двухфазном КЗ в точке 13 между фазами В и С (фиг. 2) ток в свободной фазе протекает по обмоткам поврежденных фаз электродвигателя 4 и подпитывает место КЗ. Поэтому выполняется неравенство (2). Но так как неравенство (1) не выполняется, то блок сравнения и логики 11(БЛ) не выдает сигнал, и защита не срабатывает.

При трехфазном КЗ в защищаемой зоне напряжения:

UA1=UB1=UC1 и UA2=UB2=UC2,

поэтому блоки преобразователей тока 8 (ПТ1), 9 (ПТ2) и блок сравнения и логики 11 (БЛ) сигнал на отключение не формируют.

В блоке сравнения 10 (БС) сравнивают величины токов, и если выполняются условия:

IA1-IА2≥IЭТ, IВ1-IВ2≥IЭТ и IС1-IС2≥IЭТ,

где IЭТ - эталонная величина,

IЭТ=1.3·IНОМ,

где IНОМ - номинальный ток электродвигателя 4,

то на выходе блока сравнения 10 (БС) формируется сигнал на отключение электродвигателя 4.

При двухфазном коротком замыкании на выводах электродвигателя 4, например, между фазами В и С, точка 14 (фиг. 3) со стороны источника питания, ток в фазе А становится меньше токов в фазах В и С, а со стороны нулевых выводов наоборот, так как ток в свободной фазе подпитывает место КЗ через поврежденные фазы. Выполняются обе пары неравенств, блок сравнения и логики 11 (БЛ) выдает сигнал, и выключатель 12 отключается.

Использование заявляемого способа позволяет повысить чувствительность защит к двухфазным коротким замыканиям.

Чувствительность защит, как правило, оценивают коэффициентом kч чувствительности. Для токовых защит:

kч=Iк.мин/Iс.з,

где Iк.мин - минимальный ток короткого замыкания,

Iс.з - ток срабатывания защиты, при достижении которого она дает сигнал на отключение.

В дистанционных защитах kч - это отношение сопротивлений. По аналогии с этими представлениями в заявляемом способе kч - это отношение коэффициентов пропорциональности nКЗ при двухфазном коротком замыкании и n. Определив ток двухфазного короткого замыкания, например, между фазами В и С на выводах электродвигателя мощностью 8МВт, подключенного к шинам напряжением 6кВ, и питающем их трансформаторе мощностью 25МВа, получаем, что токи, протекающие со стороны источника питания в поврежденных фазах электродвигателя IВ1=IС1=3800А, а в неповрежденной - IA1=770А. Разделив IВ1 и IС1 на IA1 для режима короткого замыкания, получаем nКЗ=IВ1/IA1=3800/770=4,9. При выполнении защит по заявляемому способу коэффициент чувствительности

kчз=nКЗ /n=4,9/1,25=3,9, причем это число не зависит от величины тока короткого замыкания, что очень важно при коротком замыкании через переходное сопротивление. Защита, выполняемая по способу, взятому за прототип, имеет

kч=IКЗMIN/IСЗ,

где IСЗ=kОТС·IНОМ,

где kОТС=2 - 4, в зависимости от того, на каких реле выполняется защита.

Принимая kОТС=2, получаем kч=3800/(770*2)=2,4. Для электродвигателей меньшей мощности, подключенных к тем же шинам, разница между kчз и kч еще больше.

Таким образом, заявляемый способ позволяет строить защиты, обладающие более высокой чувствительностью к двухфазным коротким замыканиям, чем способ-прототип.

Способ защиты электродвигателей от коротких замыканий, при котором измеряют токи в каждой фазе со стороны выводов выключателя электродвигателя и его нулевых выводов, сравнивают их по величине, и если разность между ними больше эталонной величины, подают сигнал на отключение выключателя электродвигателя, отличающийся тем, что сравнивают по величине токи между каждыми двумя фазами как со стороны выводов выключателя, так и со стороны нулевых выводов электродвигателя, и если со стороны выводов выключателя ток в одной из фаз меньше токов в двух других фазах по абсолютной величине в n раз, где n>1, а со стороны нулевых выводов ток в этой же фазе больше токов в двух других в m раз, где m>1, то подают сигнал на отключение выключателя электродвигателя.
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 176 items.
10.02.2013
№216.012.2493

Клавиатура электронного устройства

Изобретение относится к области создания устройств ввода информации в электронные технические устройства, такие как банкоматы, электронные кодовые замки и другие многопользовательские электромеханические системы и электроприборы. Технический результат заключается в повышении секретности ввода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474865
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c97

Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде. Способ включает реакторное облучение нейтронами матрицы из оксида вольфрама, ее термическую обработку в среде кислорода до выхода в газовую фазу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476942
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e3f

Электроимпульсный погружной бур

Электроимпульсный погружной бур предназначен для бурения скважин и проходки стволов в крепких горных породах, разрушаемых развивающимися в них высоковольтными разрядами, и может найти применение в горной промышленности. К нижнему фланцу корпуса бура (2) прикреплен буровой наконечник (6). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477370
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fdd

Способ подземной газификации

Способ подземной газификации твердых ископаемых топлив может быть применен для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477788
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.05.2013
№216.012.45b4

Устройство управления асинхронным двигателем

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в повышении надежности. Для этого заявленное устройство содержит автономный инвертор напряжения, силовые выходы которого подключены через датчики токов к статорным обмоткам асинхронного двигателя, наблюдатель состояния и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483421
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.05.2013
№216.012.45b5

Устройство управления асинхронным двигателем

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении управления электродвигателем. Для этого заявленное устройство содержит автономный инвертор напряжения, силовые выходы которого через датчики токов подключены к статорным обмоткам асинхронного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483422
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4871

Способ изготовления топливных брикетов из биомассы

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов из биомассы, включающему термическую обработку биомассы при температуре 200-500°C без доступа воздуха, подготовку связующего вещества, получаемого растворением декстрина в пиролизном конденсате в соотношении 1:(5÷20), смешивание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484125
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c9b

Способ извлечения урана из руд

Изобретение относится к гидрометаллургии урана и может быть использовано для извлечения урана из руд. Способ включает выщелачивание урана и железа раствором серной кислоты с использованием в качестве окислителя трехвалентного железа, содержащегося в руде. После выщелачивания ведут извлечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485193
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5238

Способ формирования субнаносекундных свч импульсов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для формирования серии мощных СВЧ импульсов субнаносекундной длительности с высокой частотой следования в пределах входного микросекундного СВЧ импульса, генерируемого в частотно-периодическом режиме. Технический результат - повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486641
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.08.2013
№216.012.60f5

Устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной отрасли промышленности. Устройство для подрезания блоков горных пород высоковольтными разрядами имеет трубчатый канал для подачи промывочной жидкости в зазор между высоковольтным и заземленным электродами, выполненными в виде параллельных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490453
Дата охранного документа: 20.08.2013
Showing 1-10 of 280 items.
10.02.2013
№216.012.2453

Способ мониторинга фундаментов электроприводов насосных агрегатов

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для мониторинга технического состояния фундаментов электроприводов насосных агрегатов. Способ заключается в измерении виброперемещений фундамента в процессе эксплуатации. При этом производят установку не менее двух...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474801
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2493

Клавиатура электронного устройства

Изобретение относится к области создания устройств ввода информации в электронные технические устройства, такие как банкоматы, электронные кодовые замки и другие многопользовательские электромеханические системы и электроприборы. Технический результат заключается в повышении секретности ввода...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474865
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c97

Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде. Способ включает реакторное облучение нейтронами матрицы из оксида вольфрама, ее термическую обработку в среде кислорода до выхода в газовую фазу и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476942
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cb3

Электроэнергетическая система на возобновляемых источниках энергии

Изобретение относится к энергетике, в частности к электроснабжению потребителей, подключенных к электроэнергетической системе, работающей на возобновляемых источниках энергии, и может быть использовано при организации электроснабжения ответственных потребителей переменного тока. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476970
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2cc0

Способ определения оценки частоты вращения асинхронного двигателя

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для цифрового управления асинхронным двигателем. Техническим результатом является расширение арсенала средств аналогичного назначения. В способе определения оценки частоты вращения измеряют мгновенные величины токов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476983
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.03.2013
№216.012.2e3f

Электроимпульсный погружной бур

Электроимпульсный погружной бур предназначен для бурения скважин и проходки стволов в крепких горных породах, разрушаемых развивающимися в них высоковольтными разрядами, и может найти применение в горной промышленности. К нижнему фланцу корпуса бура (2) прикреплен буровой наконечник (6). В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477370
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.03.2013
№216.012.2e9e

Способ количественного определения водорастворимых витаминов в и в методом вольтамперометрии на органо-модифицированных электродах

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в фармакокинетических исследованиях, для контроля биологически активных добавок, в пищевой промышленности для определения фальсификации. В способе количественного определения водорастворимых витаминов B и B методом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477465
Дата охранного документа: 10.03.2013
20.03.2013
№216.012.2fdd

Способ подземной газификации

Способ подземной газификации твердых ископаемых топлив может быть применен для получения газообразного энергоносителя (горючего газа) из угля или сланца на месте залегания. Способ включает бурение скважин с поверхности земли в обрабатываемый интервал в подземном пласте, размещение в скважинах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477788
Дата охранного документа: 20.03.2013
10.04.2013
№216.012.32f1

Шихта для получения керамического пигмента муллитового состава бирюзового цвета

Изобретение относится к области производства керамических пигментов для декорирования фарфоро-фаянсовых и майоликовых изделий. Технический результат изобретения заключается в повышении огнеупорности пигмента. Шихта для изготовления керамического пигмента муллитового состава бирюзового цвета...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478584
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.04.2013
№216.012.3459

Способ определения висмута в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из интерметаллического соединения aubi

Изобретение может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения висмута в водных растворах методом инверсионной вольтамперометрии по пикам селективного электроокисления висмута из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478944
Дата охранного документа: 10.04.2013
+ добавить свой РИД