Спосіб захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна

Спосіб захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна, що 3 вкрай небезпечною за умов виникнення короткого замикання у вибухонебезпечному середовищі (зокрема у вугільній шахті та ін.). В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна, в якому за рахунок додаткових вимірювань і аналізу струму в ланцюзі статора асинхронного двигуна та розмикання цього ланцюга, чим забезпечується припинення дії зворотного енергетичного потоку асинхронного двигуна на схему аварійної кабельної мережі, за рахунок чого попереджається пожежа. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна, що включає визначення струму мережі живлення асинхронного двигуна і формування команди на відключення двигуна від джерела живлення в разі перевищення струмом мережі встановленої припустимої величини, введені доповнення згідно корисної моделі. Таким чином, реагування на факт виникнення короткого замикання в кабелі живлення асинхронного двигуна буде відбуватися шляхом одночасного відключення напруги живлення електричної мережі і припинення зворотного енергетичного потоку асинхронного двигуна в схемі аварійної кабельної мережі. На Фіг.1 наведена електрична схема електропостачання промислової технологічної дільниці з груповим автоматичним вимикачем та пристроєм реалізації способу, що заявляється, на Фіг.2 - структурна схема пристрою контролю струму в мережі статора асинхронного двигуна, а на Фіг.3 - часова діаграма роботи вказаного пристрою. Електрична схема електропостачання промислової технологічної дільниці шахти містить груповий автоматичний вимикач 1, апарати захисту від струмів короткого замикання 2, магнітні пускачі 3, кабельні відгалуження 4, а також асинхронні двигуни 5. Також на Фіг.1 наведені блоки контролю струму 6, однофазні контактори 7, розмикаючи контакти 8 та ланцюги статорної обмотки 9. Пристрій контролю струму в мережі статора асинхронного двигуна містить три трансформатора струму 10, трифазний випрямляч 11, резистивний дільник 12, компаратор 13, потенціометр 14, інвертор 15, диференцюючий ланцюг 16, одновібратор 17, логічний елемент "І" 18, підсилювальнорозв'язувальний вузол 19, джерело живлення позитивної полярності 20, загальний вихід 21 та однофазні контактори 7. В електромережі дільниці шахти передбачений груповий автоматичний вимикач 1 та апарати захисту 2 від струмів короткого замикання, які підключені до фаз мережі між груповим вимикачем 1 та пускачами 3, що комутують кабельні відгалуження 4, а також між пускачами 3 та споживачами відгалуження 4. Навантаженням кожного кабельного відгалуження є асинхронні двигуни 5. Пристрій, за допомогою якого реалізується спосіб, що заявляється, містить однофазні контактори 7, розмикаючи контакти 8 яких введені до 48268 4 ланцюгів статорної обмотки 9 асинхронного двигуна 5. Керування відключенням контакторів здійснюється від блока 6 контролю струму в мережі статора асинхронного двигуна 5. Вказаний блок виконує функцію виявлення моменту короткочасного зниження струму з подальшим його інтенсивним збільшенням. Блок контролю струму 6 в мережі статора асинхронного двигуна 5 містить трифазний випрямляч 11, приєднаний до входів трансформаторів струму 10, що ввімкнені у відповідні фази мережі електроживлення статора двигуна 5. На виході випрямляча 11 встановлений резистивний дільник 12, вихід якого підключений до статичного входу компаратора 13, інвертуючий вхід якого з'єднаний з потенціометром 14, а вихід підключений до входу інвертора 15. Через диференцюючий ланцюг 16 вихід інвертора 15 підключений до одновібратора 17, вихід якого підключений до першого входу двовходового логічного елемента "І" 18. Другий вхід елемента "І" 18 приєднаний до виходу компаратора 13. Вихід логічного елемента "І" 18 через підсилювально-розв'язувальний вузол 19 підключений до ланцюгів керування однофазними контакторами 7. При цьому перший вивід потенціометра 14 приєднаний до джерела живлення позитивної полярності 20, а другий вивід, загальні виводи диференцюючого ланцюга 16 та випрямляча 11 підключені до загального виходу 21 джерела живлення пристрою. Реалізація способу захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна вказаним пристроєм пояснюється наступним. При виникненні короткого замикання в кабельному відгалуженні 4, що знаходиться під напругою мережі, спрацьовує максимальний струмовий захист 2, який впливає на груповий автоматичний вимикач 1 а також на пускач 3 та відключає його. У зв'язку з цим, у ланцюзі статора 9 виникає короткочасне зниження струму (внаслідок припинення електроживлення асинхронного двигуна через виникнення короткого замикання в кабелі електроживлення та подальшого відключення асинхронного двигуна від джерела електроживлення) та його подальше інтенсивне підвищення (внаслідок виникнення зворотного енергетичного потоку з боку асинхронного двигуна до точки короткого замикання в живлячому кабелі). В момент зниження струму в мережі статора 9 асинхронного двигуна 5 та при його подальшому підвищенні, блок контролю струму 6 формує керуючий сигнал, який поступає на входи керування однофазними контакторами 7 та роз'єднує статорну обмотку 9 розмикаючими контактами 8. В результаті, ЕРС обертання двигуна 5, яка діє в кабельному відгалуженні 4, інтенсивно зменшується до нуля. Після закінчення процесу захисного відключення, у зв'язку з повним зникненням напруги в кабельному відгалуженні 4, ланцюг живлення блока 6 знеструмлюється. Це дозволяє в подальшому здійснювати повторне ввімкнення пускача 3 кабельного відгалуження 4 без додаткових впливів на контактори 7. Функціонування блока контролю струму 6 в мережі статора полягає в наступному. На виході 5 48268 випрямляча 11 існує напруга U1, пропорційна струму в ланцюзі статора, яка порівнюється з напругою U2, що знімається з потенціометра 14. Короткочасне зниження струму І статора асинхронного двигуна та його подальше інтенсивне збільшення обумовлює зникнення логічної «одиниці» U3 на проміжку часу t1-t2. Передній фронт інвертованого імпульсу U4 виділяється диференцюючим ланцюгом 16 у вигляді короткого імпульсу U5 позитивної полярності, що поступає до одновібратора 17, який формує імпульс обмеженої тривалості U6. Одночасна наявність імпульсів U6 та U2 свідчить про виникнення перехідного процесу в електродвигуні, який відповідає короткому замиканню в кабелі електроживлення (короткочасне зниження струму статора з подальшим інтенсив Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 ним його підвищенням). Ці імпульси надходять до логічного елементу "І" 18, який формує логічну «одиницю» U7, що через підсилювальнорозв'язувальний блок 19 подається на ланцюги керування однофазними контакторами 7. Наведений спосіб захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна забезпечує підвищення ефективності відключення відгалужень в разі виникнення в них коротких замикань, за рахунок додаткових вимірювань і аналізу струму в ланцюзі статора асинхронного двигуна та розмикання цього ланцюга, чим забезпечується припинення дії зворотного енергетичного потоку асинхронного двигуна на схему аварійної кабельної мережі, за рахунок чого попереджається пожежа. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601