Для любителей предохранителей | Проект "РЗА"

Многие типы трансформаторов защищаются сегодня предохранителями. Это ТНы, небольшие ТСНы и даже силовые трансформаторы 6(10)/0,4 кВ малой мощности. Дешево, сердито и не нужно ничего настраивать.

Сегодня я предлагаю вам рассмотреть последствия установки предохранителя на масляный силовой трансформатор 6/0,4 кВ, в части получаемых защитных характеристик (чувствительность и время отключения). Обещаю, будет интересно!

Возьмем для примера ТП 6/0,4 кВ с трансформаторами 400 кВА. Соединение обмоток естественно D/Yo. Защищать предохранителями трансы Y/Yo – это уже из разряда невероятного, и, вроде, таким никто не занимается.

Стандартный уровень тока трехфазного короткого замыкания на шинах 6 кВ таких ТП составляет обычно 8-12 кА. Для расчета примем 10 кА.

Разделять токи на минимальный и максимальный режимы не будем потому, что это не сильно влияет на уровень токов КЗ на стороне 0,4 кВ, особенно за такими маломощными трансформаторами. Среднее напряжение сети 6,3 кВ.

Расчетная схема приведена на Рис.1

Рис. 1

Теперь давайте рассмотрим наиболее интересные моменты, касающиеся предохранителей

1. Времена отключения коротких замыканий

Найдем номинальный ток трансформатора на стороне 6,3 кВ

Согласно [1, стр.49] номинальный ток предохранителя 6,3 кВ принимается примерно равным 2*Iном.т

Принимаем предохранитель ПКТ-6-80, с номинальным током 80А. Его характеристику возьмем из [2, стр. 335]

Теперь найдем минимальный ток короткого замыкания на шинах 0,4 кВ (конец зоны защиты для ПКТ-6-80), чтобы проверить время отключения предохранителя. Для этого сначала рассчитаем сопротивления схемы.

1. Сопротивление системы

2. Сопротивление трансформатора

3. Отношение сопротивления системы к сопротивлению трансформатора

С точки зрения проверки чувствительности защиты/времени действия предохранителя критическим является ток однофазного КЗ на выводах 0,4 кВ трансформатора. Найдем этот ток для по кривым из [3, Приложение, Рис. П1]

Помня про наше соотношение Хс/Хт получаем минимальные токи КЗ через предохранитель (приведенный на сторону 6,3 кВ).

Металлический однофазный ток КЗ:

Дуговой однофазный ток КЗ:

Коэффициент 0,58 появляется из-за искажения тока КЗ при трансформации со стороны 0,4 на 6,3 кВ через обмотки D/Yo (см. видео по защитам трансформатора)

Ну, и наконец, получаем время отключения этих коротких замыканий по кривой ПКТ-6-80 (см. выше)

Время отключения металлического КЗ — 1,3 с

Время отключения дугового КЗ — 7 с

Если вспомнить, что на стороне 0,4 кВ практически не бывает металлических КЗ (все через дугу), то время отключения правильно выбранного предохранителя будет около 7 с! При этом ток КЗ в баке ТМГ на стороне 0,4 кВ не такой уж и маленький — 8,3 кА. Для транса это настоящая печалька.

 

2. Защита трансформатора от перегрузки

Максимальный рабочий ток ТМГ-400 с учетом срабатывания АВР на стороне 0,4 кВ (СВ на Рис. 1 включен) примерно равен 1,4*Iном.т

Ток защиты от перегрузки (ступень на отключение) выбирается обычно на 5% больше максимального рабочего тока присоединения

Этот ток меньше номинала ПКТ-6-80, поэтому предохранитель вообще не может осуществлять защиту от перегрузки

 

3. Согласование с вышестоящими защитами.

Предположим наша ТП питается от вышестоящей РП 6 кВ через фидер 1 (см. Рис. 2). На фидере 1 установлена защита с независимой характеристикой.

Рис. 2

Ориентировочные уставки защиты фидера 1:

Так как фидер питает одну ТП, то максимальный рабочий ток фидера можно принять равным максимальному рабочему току трансформатора.

 

Помним, что такая же уставка МТЗ будет у вводного автомата 0,4 кВ потому, что она тоже отстраивается от максимального рабочего тока трансформатора. Для согласования чувствительности защит примем ток защиты фидера на 10% больше.

Стандартное время МТЗ защиты фидера на городских ТП примерно 1 с.

 

Теперь, используя Гридис-КС, построим карту селективности защиты фидера и нашего предохранителя

Рис. 3

Как видно из карты защитные кривые пересекаются, причем при минимальных токах КЗ на стороне 0,4 кВ защита фидера будет работать быстрее, неселективно отключая ТП. Изменить эту ситуацию не получится потому, что для этого нужно двигать кривую защиты фидера «вверх и вправо». Вверх нельзя потому, что там уже стоит защита СВ 6 кВ РП со своими выдержками времени, и их менять нельзя. А вправо не получится потому, что мы перестанем резервировать КЗ за трансформатором (минимальный Кч.рез.=1,2)

Если даже попытаться подобрать зависимую характеристику на фидере, то придется многим пожертвовать. Например, защитой от перегрузки фидера. Она просто исчезнет из-за увеличения начального тока характеристики.

Рис. 4

Например, на Рис. 4 подобрана нормально инверсная характеристика с начальным током 240 А, вместо 85,1 А, иначе полной селективности добиться сложно. Можно конечно попробовать подобрать другой наклон и начальный ток кривой, но из графика видно, что оптимально все равно не получиться.

Есть и еще одна проблема. Как только вы примете на фидере зависимую характеристику защиты, то она перестанет согласовываться с независимой характеристикой СВ и ввода РП.

В итоге получаем, что при использовании предохранителя 6 кВ на практике невозможно добиться полной селективности с вышестоящими защитами. Это тоже не очень хорошо

 

Выводы

1. Предохранитель защищает только от коротких замыканий. Для защиты от перегрузки вам придется искать другие способы (например, вводной автомат 0,4 кВ)

2. Времена отключения токов КЗ в конце зоны защиты (обмотки и выводы НН
трансформатора) у предохранителя очень большие. Это увеличивает объем
повреждения и будет негативно сказываться на сроке службы трансформатора

3. Предохранитель очень сложно согласовать с вышестоящими защитами. Фактически вы всегда будете нарушать условие селективности

4. При несимметричных КЗ на стороне 0,4 кВ через предохранители 6 кВ будут
протекать разные по величине токи. Таким образом, один из предохранителей может сработать раньше остальных и мы получим неполнофазный режим. Данный режим особенно опасен для двигателей.

Так, что, не использовать предохранители для защиты силовых трансформаторов?

Я бы сказал, что лучше не использовать, но это мнение релейщика. Для заказчика предохранители — это способ сэкономить и упростить электроустановку, поэтому он их и применяет и будет применять.

Единственно, что нужно помнить о всех недостатках предохранителей перед
нормальной релейной защитой и не использовать их для ответственных
объектов.

 

Список литературы

  1. «Защита трансформаторов распределительных сетей», М.А. Шабад., 1981 г, Энергоиздат
  2. «Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей», М.А. Шабад., 2003 г, ПЭИПК
  3. “Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ”, А.В. Беляев, 1988г., Энергоатомиздат

pro-rza.ru

Защита предохранителями | Релейная защита

Работа плавких предохранителей основана на тепловом действии тока. В нормальных условиях (при токе не более номинального) температура плавкой вставки предохранителя не превышает температуру плавления материала, из которого она изготовлена. При токе больше номинального в предохранителе возникает избыток тепла, температура плавкой вставки повышается и может достигнуть через определенное время значения температуры плавления. Расплавление плавкой вставки предохранителя приводит к разрыву электрической цепи, в которую он последовательно включен.

При определенных (стабильных) параметрах внешней среды предохранителя время расплавления плавкой вставки зависит от тока. Чем больше ток, тем меньше время расплавления плавкой вставки и, следовательно, полное время срабатывания предохранителя. Зависимости времени срабатывания предохранителей от тока обычно представляются в графическом виде. Их принято называть времятоковыми (защитными) характеристиками предохранителей.

Таким образом, предохранитель, включенный последовательно с контролируемой электрической цепью, обеспечивает выявление в ней повреждений, сопровождающихся повышением тока, и отключение этой цепи в случае ее повреждения (срабатывания предохранителя).

Реальные времятоковые характеристики предохранителей могут отличаться от характеристик, предоставляемых заводами-изготовителями. Так, разброс времени срабатывания предохранителей с номинальным напряжением ниже 1000 В может достигать ±50 % (29, а). У предохранителей с номинальным напряжением выше 1 кВ для любого времени срабатывания отклонения значений тока срабатывания не должны превышать ±20 % (29, б) .

Для обеспечения селективного действия предохранителей их согласование производится по расчетным характеристикам. Они строятся на основе заводских характеристик с учетом возможного разброса (см. 29). Расчетные характеристики являются, по сути, границами диапазона, в котором может находиться реальная характеристика предохранителя. Условия селективного действия предохранителей должны выполняться для всего диапазона (семейства) характеристик каждого из согласуемых предохранителей.

Селективность действия защит на предохранителях достигается за счет разных значений времени срабатывания отдельных предохранителей. Первым из предохранителей, входящих в цепь питания места КЗ, срабатывает предохранитель, имеющий наименьшее время срабатывания. Он должен быть установлен ближе к месту повреждения, а время срабатывания других предохранителей должно нарастать по мере приближения к источнику питания. Таким образом, с помощью предохранителей реализуется принцип МТЗ.

Для оценки селективности и согласования защит электрической сети расчетные времятоковые характеристики предохранителей строятся в диапазоне токов от нуля до максимально возможного значения тока в каждом предохранителе. Максимально возможный ток в предохранителе — это ток при трехфазном КЗ в месте установки предохранителя в максимальном режиме электрической системы.

Например, в магистральной электрической сети с линией электропередачи W1 установлены три предохранителя F1, F2, F3 (30, а). Характеристика головного предохранителя F1 должна быть построена в диапазоне токов от нуля до значения тока в этом предохранителе при трехфазном КЗ в точке К1; характеристика предохранителя F2 на первом присоединении — до значения тока в этом предохранителе при трехфазном КЗ в точке

К2; характеристика предохранителя F3 на втором присоединении — до значения тока в этом предохранителе при трехфазном КЗ в точке К3, как показано на 30, б. Здесь tCP — время срабатывания предохранителя; IПP — ток в предохранителе; IНОМ F1, IНОМ F2, IНОМ F3 — номинальные токи предохранителей F1, F2, F3 соответственно; IK1, IK2, IK3 — токи в предохранителях при КЗ в точках К1, К2 и К3 соответственно.

Задача

Пусть имеется радиальная электрическая цепь с тремя предохранителями (31, а), в которой значения номинальных токов нагрузок Н1 и Н2 равны значениям номинальных токов предохранителей F2 и F3 соответственно. Расчетные характеристики предохранителей показаны на 31, б (tСР — время срабатывания предохранителя; IПР — ток в предохранителе; IНОМ F2 — значение номинального тока в предохранителе

F2). Требуется определить:

1. Отличаются ли значения номинальных токов предохранителей?

2. Не сработает ли какой-либо из предохранителей в нормальных режимах (при токах нагрузок не больше номинальных)?

3. Как будет работать защита предохранителями при увеличении нагрузки (по току) Н1 вдвое и при номинальной нагрузке Н2?

4. Как будет работать защита предохранителями при увеличении нагрузки (по току) Н2 вдвое и при номинальной нагрузке Н1?

5. Как будет работать защита предохранителями при увеличении нагрузок (по току) Н1 и Н2 вдвое?

6. Как будет работать защита предохранителями при КЗ в точках К1, К2, К3?

7. В каких режимах не обеспечивается селективное действие предохранителей?

8. Как добиться правильной селективной работы защиты предохранителями в рассматриваемой электрической цепи?

Решение

1. Номинальным для предохранителя является ток, при котором он может работать длительное время, а время срабатывания стремится к бесконечности. По характеристикам, показанным на 31, а, можно предположить, что значения номинальных токов предохранителей ответвлений F2 и F3 одинаковы (хотя защитные характеристики имеют разные формы). Значение номинального тока головного предохранителя F1 больше и равно примерно утроенному значению номинального тока предохранителя F2.

31. (а) Схема радиальной электрической сети.

2. В нормальных режимах токи в предохранителях F2 и F3 не превышают номинального значения и эти предохранители не сработают. Ток в головном предохранителе F1 равен сумме токов двух нагрузок, и его максимальное значение есть сумма номинальных значений токов нагрузок Н1 и Н2 (два номинальных тока предохранителя F2). При этом токе головной предохранитель F1 не сработает. Следовательно, все предохранители в нормальном режиме будут работать правильно.

31. (б) Времятоковые характеристики предохранителей

3. При двукратной перегрузке по току предохранителя F2 его время срабатывания равно t2. Ток в головном предохранителе равен сумме токов нагрузок, то есть трем номинальным токам предохранителя F2 (ток в предохранителе F3 соответствует номинальному значению). Это есть номинальный ток предохранителя F1, и головной предохранитель при этом токе не сработает. Следовательно, сработает только предохранитель F2 с выдержкой времени, равной t2.Условие селективности при этом соблюдается.

4. При двукратной перегрузке по току предохранителя F3 его время срабатывания равно t3. Токи в головном предохранителе F1и в предохранителе первого присоединения F2 равны своим номинальным значениям, поэтому эти предохранители не сработают. Следовательно, сработает только предохранитель F3 с выдержкой времени, равной t3. Условие селективности при этом также соблюдается.

5. При токах нагрузок, превышающих номинальные значения вдвое, время срабатывания предохранителя F2 равно t2, а время срабатывания предохранителя F3 равно t3. В этих условиях ток в головном предохранителе соответствует четырем номинальным токам предохранителя F2. Время срабатывания предохранителя F1 при этом токе равно t1, причем t1 < t2 < t3. Следовательно, первым сработает головной предохранитель F1. Условие селективной работы защиты при этом нарушается.

6. При КЗ в точке К1 увеличивается ток только в головном предохранителе F1. Время срабатывания этого предохранителя будет зависеть от значения тока в нем и определяться времятоковой характеристикой. Срабатывание предохранителя F1 вызовет отключение нагрузок Н1 и Н2 от источника питания, а предохранители F2и F3 останутся в исходном состоянии.

Если в исходном нормальном режиме работы электрической цепи возникнет КЗ в точке К2, то возрастет ток в предохранителе первого присоединения F2 и в головном предохранителе F1. Характеристики этих предохранителей таковы, что при любых общих токах КЗ в них время срабатывания предохранителя F2 меньше времени срабатывания предохранителя F1 (см. 31, б). Следовательно, предохранитель F2 сработает первым и селективно отделит место повреждения от исправной части электрической цепи.

Если в исходном нормальном режиме рассматриваемой электрической цепи возникнет КЗ в точке К3, то возрастет ток в предохранителе второго присоединения F3 и в головном предохранителе F1. Характеристики этих предохранителей пересекаются при значении тока, равном примерно 3,5 номинального для предохранителя F3(см. 31, б). При токах меньше этого значения время срабатывания предохранителя F3 меньше времени срабатывания предохранителя F1, а при токах больше этого значения время срабатывания предохранителя F3 больше времени срабатывания предохранителя F1. Следовательно, в данной ситуации при токах КЗ меньше указанного значения первым будет срабатывать предохранитель F3 и условие селективности будет соблюдаться. При токах же больше указанного значения первым сработает предохранитель F1 и оба (поврежденное и неповрежденное) присоединения потеряют питание. Здесь условие селективной работы предохранителей нарушается.

7. Селективное действие не обеспечивается в условиях, описанных в пунктах 5 и 6, то есть при токах в предохранителе F1,превышающих номинальный ток предохранителя F2 более чем в 3,5 раза.

8. Чтобы добиться селективной работы защиты предохранителями в рассматриваемой электрической цепи, необходимо, чтобы время срабатывания головного предохранителя было больше, чем время срабатывания предохранителей присоединений при всех возможных для них значениях тока. Для этого времятоковая характеристика предохранителя F1 не должна пересекать характеристик предохранителей F2 и F3, то есть должна располагаться выше этих характеристик (по оси tСР) во всем рассматриваемом диапазоне токов.

energy-ua.com

Условия выбора плавких предохранителей

В наше время все большей популярностью пользуются автоматические выключатели (АВ) как иностранных так и отечественных производителей, это в первую очередь связано с тем, что у АВ отсутствуют недостатки предохранителей. Но не смотря на все свои недостатки, предохранители все еще активно используются, так как это наиболее дешевый вариант защиты присоединения.

Например у нас на предприятии, если заказчик не возражает, для защиты двигателей мощностью до 100 кВт, применяются разъединитель-предохранитель, учитывая что короткое замыкание не такое частое явление, предохранитель – это очень хорошее решения для защиты присоединения.

В связи с этим, в этой статье я расскажу как нужно правильно выбирать предохранители с плавкими вставками в соответствии с ПУЭ и другой справочной литературой, чтобы Ваши предохранители срабатывали только при ненормальных режимах работы электроприемников.

При выборе предохранителя, должны выполняться условия:

  • номинальное напряжение предохранителя должно соответствовать напряжению сети:

Uном = Uном.сети (1)

  • номинальный ток отключения предохранителя должен быть не меньше максимального тока к.з. в месте установки:

Iном.откл > Iмакс.кз (2)

Условия выбора плавких вставок:

  • ток плавкой вставки должен быть больше максимального тока защищаемого присоединения:

Iн.вс. > Iраб.макс. (3)

  • при защите одиночного асинхронного двигателя, выбирается ток плавкой вставки с учетом пуска двигателя:

Iн.вс. > Iпуск.дв/k (4)

где:

k – коэффициент, принимается равным 2,5 согласно [Л1. с. 124,125], что соответствует ПУЭ пункт 5.3.56, для электродвигателей с короткозамкнутым ротором при небольшой частоте включений и легких условиях пуска (tп=2-2,5 сек.).

Обычно данный коэффициент принимается для двигателей вентиляторов, насосов, главных приводов металлорежущих станков и механизмов с аналогичным режимом работы.

Для двигателей с тяжелыми условия пуска (tп > 10-20 сек.), например для двигателей мешалок, дробилок, центрифуг, шаровых мельниц и т.п. А также для двигателей с большой частотой включений, т.е. для двигателей кранов и других механизмов повторно-кратковременного режима, коэффициент k принимается равным 1,6 – 2.

Для двигателей с фазным ротором коэффициент k принимается равным 0,8 – 1.

При выборе тока плавкой вставке по условию (4), следует учитывать, что с течением времени защитные свойства вставки ухудшаются, из-за этого есть вероятность ложных сгораний плавкой вставке при пусках двигателей. В результате двигатель может вообще не запуститься, либо работать на 2-х фазах, что приводит к перегреву двигателя.

И если не предусмотрена защита от перегрузки, двигатель может выйти из строя.

Решением данной проблемы, является выбор большего тока плавкой вставки, чем по условию (4), если это допустимо по чувствительности к токам КЗ.

При защите сборки, ток плавкой вставки выбирают по трем условиям:

  • по наибольшему длительному току:
  • при полной нагрузке сборки и пуске наиболее мощного двигателя:
  • при самозапуске двигателей:

где:
k – коэффициент, учитывающий условия пуска двигателя;

— сумма пусковых токов самозапускающих двигателей;

— сумма максимальных рабочих токов электроприемников, кроме двигателя с наибольшим пусковым током Iпуск.макс.;

Для проверки надежного срабатывания предохранителя в конце защищаемой линии, нужно выполнить на кратность тока кз и учитывать время отключения.

В справочной литературе, Вы можете встретить такое утверждение, что для надежного и быстрого перегорания плавкой вставки, требуется чтобы при КЗ в конце защищаемой линии обеспечивалась необходимая кратность тока короткого замыкания, т.е отношение тока короткого замыкания Iкз к номинальному току плавкой вставки Iн.вс.

Данное условие было взято, еще со старого ПУЭ образца 1986 г пункт 1.7.79 ( для невзрывоопасной среды: kкз = Iкз/Iн.вс (kкз >3), данный пункт в ПУЭ 7-издания был изменен, и теперь нужно учитывать время отключения в системе TN, согласно таблицы 1.7.1.

Для взрывоопасной среды, согласно ПУЭ 7-издание пункт 7.3.139, должно выполнятся условие кратности тока кз: kкз = Iкз/Iн.вс (kкз >4). Данный пункт остался без изменения, если сравнивать с ПУЭ 1986 г, что весьма странно, если учитывать что изменился пункт 1.7.79.

Если Вам неизвестны значения пусковых токов двигателя, то в порядке исключений, можно выбрать номинальные токи плавких вставок для двигателей мощность до 100 кВт и частотой пусков не более 10-15 в час следующим образом [Л2. с. 15]:

  • при Uн.сети = 500 В Iн.вс = 4,5*Рн;
  • при Uн.сети = 380 В Iн.вс = 6*Рн;
  • при Uн.сети = 220 В Iн.вс = 10,5*Рн.

После того как Вы выбрали предохранитель, нужно выполнить проверку селективности (избирательности) последовательно включенных между собой предохранителей с учетом защитных характеристик.

Это означает, что при коротком замыкании должна перегореть только та плавка вставка и того предохранителя, который находиться ближе всего к месту повреждения. Как показывает практика, для обеспечения селективности между двумя последовательно включенными предохранителями. Нужно чтобы предохранители между собой отличались на две ступени по шкале номинальных токов. При этом вставки, должны иметь одинаковые защитные характеристики, поэтому нужно выбирать предохранители одного типа.

Вот в принципе и все, что Вам нужно знать про выбор плавких предохранителей, если данной информации Вам не достаточно, рекомендую ознакомится с литературой, которую я использовал при написании данной статьи. В следующей статье, я приведу примеры выбора плавких предохранителей для различных электроприемников.

Литература:

1. А.В. Беляев. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1988 г. Выпуск 617.
2. Е.Н. Зимин. Защита асинхронных двигателей до 500 В. 1967 г.
3. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.

raschet.info

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от работы на двух фазах при обрыве цепи силового предохранителя

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для.использования в цепях питания трехфазных электродвигателей. Цель изобретения - повышение надежности путем упрощения схе№1 и снижения эксплуатационной нагрузки на элементы. В

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Н 7/08 7/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. (21) 4261555/24-07 (22) 18.05.87 (46) 15.01.89. Бнщ. -У 2 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) К.В.Коломойцев, Р.И.Коломойцева и А.Б.Курташ (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 729731, кл. Н 02 Н 7/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1029311, кл. Н 02 Н 7/08, 1983.

„„Я0„„1451795 А I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРЕХФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ РАБОТЫ НА. ДВУХ ФАЗАХ ПРИ ОБРЫВЕ ЦЕПИ СИЛОВОГО ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для,использования в цепях питания трехфаэных электродвигателей. Цель изобретения - повышение надежности путем упрощения схемы и снижения эксплуатационной нагрузки на элементы. В

1451795 исходном состоянии нлавкая вставка силового предохранителя 1 накоротко соединяет между собой выводы 13 и

14 цепочек 2, 3, 4, шунтирующих предохранитель в каждой фазе электродвигателя. Каждая цепочка, шунтирующая предохранитель 1 состоит из диода.5, резистора 6.и стабилитрона 7, включаенньй последовательно между выводами 13 и 14 цепочки. При исправном предохранителе 1 ток в шунтирующей цепочке отсутствует, светодиод (16, 17, 18) соответствующего фототиристорного оптрона, подключенный встречно-параллельно ста" билитрону 7 цепочки, обесточен, фо1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования. в цепях питания трехфазных электродвигателей.

Цель изобретения - повышение 5 надежности путем упрощения схемы и снижения эксплуатационной нагрузки на элементы.

На чертеже представлена схема устройства. 1О

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от работы на двух фазах при обрыве цепи силового предохранителя 1, включенного в линию питания фазы электродвигателя от се, ти, содержит шунтирующие цепочки 2, 3 и 4 по числу контролируемых предохранителей .1, каждая из которых вы", полнена на диоде 5, резисторе 6 и стабилитроне 7, тиристоры 8., 9 и 10 2ц по числу контролируемых предохранителей 1 и. реагирующий орган 11 с раэмыкающим контактом 12, имеющим выводы для включения этого контакта в.цепь управления электрбдвигателя.

Каждая шунтирующая цепочка 2, 3 и

4 снабжена первым выводом 13 для подключения к выводу предохранителя со стороны сети и вторым выводом 14 для подключения к выводу предохрани- 30 теля со стороны электродвигателя.

Первйй вывод 13 каждой шунтирующей цепочки,2, 3 и 4 соединен с ее вторым выводом 14 через последовательтотиристор оптрона заперт. Реагирующий орган 11 находится в обесточенном состоянии, его контакт 12, включенный в цепь управления электродвигателя, замкнут, что обеспечивает возможность включения электродвигателя. При отказе любого из предохранителей 1 между выводами 13, 14 соответствующей цепочки 2, 3, 4 появляется напряжение, срабатывает светодиод, срабатывает фототиристор оптрона, что приводит к срабатыванию реагирующего органа 11, размыканию контакта 12 и отключению электродвигателя. 1 ил.

2 но соединенные упомянутые диод 5, резистор 6 и стабилитрон 7, включенный встречно диоду 5. В устройстве имеется дополнительный диод 15. Тиристоры 8, 9 и 10 выполнены в виде фототиристорных оптронов, у каждого из которых светодиод 16,,17, 18 включен встречно-параллельно стабилитрону 7 соответствующей шунтирующей цепочки 2, 3 и 4, а первый вывод тиристора 8, 9 и 10 соединен с первым выводом 13 той же шунтирующей. цепочки 2, 3 и 4. Вторые выводы тиристоров 8; 9 и 10 соединены между собой и подключены к первому выводу реагирующего органа 11 и первому выводу дополнительного диода

15, вторые выводы которых соединены с выводом 19 для подключения к нулевой точке сети. Диоды 5.шунтирующих цепочек 2, 3 и 4 н тиристоры 8, 9 и

10 обращены к первым выводам 13 этих цепочек одноименнйми электродами.

Дополнительный диод 15 включен встречно тиристорам 8, 9 и 10. Стабилитроны 7 обеспечивают защиту светодиодов 16, 17 и 18 от перегрузки при изменении нагрузки двигателя»

Диод 15 обеспечивает протекание тока через реагирующий орган 11 в отрицательный полупериод напряжения сети за счет ЭДС электромагнитной индукции, что повышает надежность его работы. Подключение двигателя

1451795 к сети осуществляется контактами 20 магнитного пускателя, включенного в цепь управления электродвигателя.

Устройство работает следующим образом.

В исходном рабочем состоянии плавкая вставка исправного предохранителя 1 накоротко соединяет между со-бой выводы 13 и 14 цепочек 2, 3 и 4 в каждой фазе электродвигателя. Фототиристоры 8, 9 и 10 закрыты и обмотка 11 реагирующего органа обесточена, контакт 12 в цепи управления электродвигателем замкнут, что обеспечивает воэможность включения электродвигателя. нителей, каждая из которых выполнена на диоде, резисторе и стабилитроне, тиристоры по числу контролируемых предохранителей и реагирующий орган с размыкающим контактом, имеющим выводы для включения этого контакта в цепь управления электродвигателя, причем каждая шунтирующая цепочка снабжена первым выводом для подключения к выводу предохранителя со стороны сети и вторым выводом. для подключения к выводу предохранителя со стороны электродвигателя, а первый вывод каждой шунтирующей цепочки соединен с ее вторым выводом через последовательно соединенные диод, резистор и стабилитрон, включенный встречно диоду, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения схемы и снижения эксплуатационной нагрузки на элементы, в устройство введен дополнительный диод, тиристоры выполнены в виде фототиристорных оптронов, у каждого из которых светодиод включен встречнопараллельно стабилитрону соответствующей шунтирующей цепочки, первый вывод тиристора соединен с первым выводом той же шунтирующей цепочки, вторые выводы тиристоров соединены между собой и подключены к первому выводу реагирующего органа и первому выводу дополнительного диода, вторые выводы которых соединены с выводом для подключения к нулевой точке сети, при этом диоды шунтирующих цепочек и тиристоры обращены к первым выводам этих цепочек одноименными электродами, а дополнительный диод включен встречно тиристорам.

Отказ любого из предохранителей

1, например„ в фазе А при работе электродвигателя приводит к появлению напряжения между выводами 13 и

14 шунтирующей цепочки 2. В результате через светодиод 16 течет ток, фототиристор 8 открывается, что приводит к срабатыванию реагирующего органа 11. Контакты 12 размыкают цепь питания магнитного пускателя, который силовыми контактами 20 отключает электродвигатель от сети.

Аналогично работает устройство при отказе предохранителя в фазе В и С.

Формула изобретения

Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от работы на двух фазах при обрыве цепи силового предохранителя, включенного в линию питания фазы электродвигателя. от сети, содержащее шунтирующие цепочки по числу контролируемых предохра40

Составитель О.Орлов

Редактор А.Долинич Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

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

Заказ 7087/52 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

   

findpatent.ru

Устройство для указания состояния предохранителей в трехфазной сети

 

Изобретение относится к защитным устройствам в электрических сетях. Целью изобретения является упрощение и повыщение надежности. Цель достигается за счет использования зависимости напряжения на одном из плеч трехфазного делителя напряжения от состояния предохранителей путем введения в одно из плеч трехфазного делителя напряжения конденсатора 3, диода 8 и резистора 9 и соединения анода светодиода оптрона 10 с катодом диода 7 непосредственно. Кроме того, устройство позволяет контролировать последовательность чередования фаз, что свойственно подобным фазочувствительным схемам. При возникновении любой неисправности напряжение на резисторе 1 уменьщается. При одинаковых сопротивлениях резисторов 1 и 2 существует некоторая емкость конденсатора 3, при которой минимально возможное снижение напряжения на резисторе 1 составляет 24% линейного напряжения сети. Этот перепад обеспечивает надежную работу порогового элемента. Включающееся или невключающееся состояние фототиристора оптрона используется для указания состояния предохранителей и защиты от инверсии фаз. 2 ил. с S сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 01 Н 85 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4170757/24-07 (22) 26.12.86 (46) 15.06.88. Бюл. № 22 (72) В. Н. Осипенко (53) 62! .316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 734828, кл. Н 01 H 85/30, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 886096, кл. Н 01 Н 85/30, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКАЗАНИЯ

СОСТОЯНИЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ В

ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к защитным устройствам в электрических сетях. Целью изобретения является упрощение и повышение надежности. Цель достигается за счет использования зависимости напряжения на одном из плеч трехфазного делителя напряжения от состояния предохранителей путем введения в одно из плеч трехфаз„„SU„„1403127 А 1 ного делителя напряжения конденсатора 3, диода 8 и резистора 9 и соединения анода светодиода оптрона 10 с катодом диода 7 непосредственно. Кроме того, устройство позволяет контролировать последовательность чередования фаз, что свойственно подобным фазочувствительным схемам.

При возникновении любой неисправности напряжение на резисторе умень1пается.

При одинаковых сопротивлениях резисторов

1 и 2 существует некоторая емкость конденсатора 3, при которой минимально возможное снижение напряжения на резисторе 1 составляет 24% линейного напряжения сети. Этот перепад обеспечивает надежную работу порогового элемента. Включающееся или невключающееся состояние фототиристора оптрона используется для указания состояния предохранителей и защиты от инверсии фаз. 2 ил.

1403127

Изобретение относится к защитным устройствам в электрических цепях, а именно к устройствам для указания состояния предохранителей, и может быть использовано в различных электротехнических устройствах, имеющих трехфазные сети.

Цель изобретения — упрощение устройства, повышение надежности и обеспечение информации о чередовании фаз питающей сети.

На фиг. 1 изображена схема устройства для указания состояния предохранителей в трехфазной сети; на фиг. 2 — графики зависимости напряжения на резисторе от емкости конденсатора при различных состояниях предохранителя и нагрузки.

Устройство содержит трехфазный делитель напряжения, состоящий из резисторов

1 и 2 и конденсатора 3, соединенных по схеме звезда. Плечи делителя подключены к предохранителям 4 6 со стороны нагрузки. В цепь резистора 1 со стороны нулевой точки включен пороговый элемент, состоящий из диодов 7 и 8, резистора 9 и оптрона 10. Анод диода 7 соединен с катодом диода 8 и резистором 1. Катод диода 7 соединен с анодом светодиода оптрона 10 и резистором 9. Другой конец резистора 9 соединен с катодом светодиода оптрона 10, анодом диода 8 и нулевой точкой делителя.

На фиг. 2 кривая 11 изображает зависимость напряжения Ui на резисторе 1 от емкости Сз конденсатора 3 при исправных предохранителях и прямой последовательности фаз. Работа устройства основана на том, что при возникновении любой неисправности напряжение на резисторе 1 уменьшается. Из всех возможных случаев сгорания одного из предохранителей наихудшим, т. е. таким, при котором на резисторе возникает наибольшее напряжение, является случай, когда сгорает предохранитель 6.

На фиг. 2 кривая 12 изображает зависимость напряжения на резисторе 1 от емкости конденсатора 3 для этого случая.

Из всех возможных случаев сгорания одного из предохранителей и замыкания его вывода, например, через нагрузку с другим предохранителем, наихудшим является случай, когда сгорает предохранитель 6 и резистор 2 замыкается на конденсатор 3.

На фиг. 2 кривая 13 изображает зависимость напряжения на резисторе 1 от емкости конденсатора 3 для этого случая.

Из графика следует, что существует некоторая емкость конденсатора 3, равная С., при которой кривые 12 и !3 пересекаются. Этой емкости соответствует максимальное снижение напряжения, которое происходит на резисторе 1 при возникновении любой неисправности.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, при исправных предохранителях и при прямой последовательности фаз, напряжение на резисторе составляет 0,8 (J ((Л. — линейное напряжение сети) . Это напряжение больше выбранного порога срабатывания 0,68 поэтому пороговый элемент срабатывает.

При сгорании одного или нескольких предохранителей или при изменении после10 довательности фаз, максимальная величина напряжения, которое может возникнуть на резисторе l. составляет 0,56 U., что меньше выбранного порога срабатывания 0,68 Ь ., поэтому пороговый элемент в данном случае срабатывать не будет. Фототиристор оптрона может быть включен в цепь переменного или постоянного тока.

Работа фототиристора оптрона в цепи переменного тока следующая. При совпадении фазы сигнала на светодиоде оптрона с фазой напряжения на фототиристоре оптрона последний включается. В отрицательный полупериод напряжения на фототиристоре оптрона, последний за счет естественной коммутации выключается.

При возникновении любой указанной неисправности фототиристор оптрона включаться не будет. Эти его состояния используются для указания состояния предохранителей. Однако необходимо иметь в виду, что если контролируемая и питающая сети имеют близкие по значению частоты и они не синхронизированы по фазе, то за счет скольжения будут наблюдаться периоды, когда сигналы на светодиоде оптрона появляются в то время, когда на фототиристоре оптрона отрицательная полуволна напряжения. Это приводит к ложному периодическому пропаданию выходного сигнала. Поэтому, для устойчивой раооты устройства частота контролируемой сети должна быть либо значительно больше, либо значительно меньше частоты сети питания.

Фототиристор оптрона может быть включен в цепь постоянного тока. При этом применяют известные способы коммутации тиристоров, например, с помощью последовательного колебательного 1 С-контура, вклю. ченного параллельно тиристору. В этом случае, когда тиристор заперт, конденсатор заряжается. При включении тиристора происходит перезаряд конденсатора. Через полпериода собственной частоты 1 С-контура полярность конденсатора изменяется на обратную, и в следующий полупериод собственных колебаний нарастающий ток перезаряда конденсатора, протекая навстречу току нагрузки, выключает тиристор (в момент равенства нулю суммарного тока через него).

Изменяя начальное значение магнитной индукции сердечника дросселя, можно регу1403127

Формула изобретена»

g Siln

Сх

Рие. 2

Составитель К. Шилан

Редактор И. Касарда Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 2866/43 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4i5

Производственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лировать длительность открытого состояния тиристора.

Напряжение на резисторе 2 при исправных предохранителях составляет 0,25 U.

Эта же величина напряжения возникает на резисторе 1 при исправных предохранителях, но при обратной последовательности фаз. Поскольку указанная величина меньше выбранного напряжения срабатывания порогового элемента, то последни и не срабатывает как при сгорании любого предохранителя, так и при исправных предохранителях, но при обратной последовательности фаз. Тем самым расширяются функциональные возможности устройства.

Предлагаемое устройство проще и состоит из 10 элементов против 14 в известном, обладающем меньшими функциональными возможностями. Предлагаемое устройство надежно работает при изменении питающего напряжения в пределах -05%, частоты +-2,5%, температуры окружающего воздуха от — 10 до +50 С, при контроле мощной или маломощной нагрузки с преобладанием активного характера нагрузки. Ранее для получения, аналогичных характеристик и выполняемых функций необходимо было применять два устройства: для контроля предохранителей и для контроля чередования фаз.

Устройство для указания состояния предохранителей в трехфазной сети, содержащее трехфазный делитель напряжения, имеющий клеммbl для подключения к выводам предохранителей со стороны нагрузки, в двух плечах которого включены резисторы, первый диод, пороговый элемент в виде оптрона, отличающееся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и обеспечения информации о чередовании фаз пи15 таю|цей сети, в третье плечо делителя напряжения включен конденсатор, катод диода подключен непосредственно к аноду светодиода оптрона и первому выводу вновь введенного дополнительного резистора, другой вывод которого подключен к точке соединения свободных выводов первого резистора трехфазного делителя напряжения и конденсатора, а также с анодом вновь введенного дополнительного диода, катод которого подключен к свободному выводу вто25 рого резистора трехфазного делителя напряжения и к аноду первого диода.

   

findpatent.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о