Спосіб захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна

Спосіб захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна, що включає вимірювання інтервалу часу між проходженням струмом мережі заданих нижнього та верхнього фіксованих рівнів і зіставлення цього інтервалу часу з довжиною імпульсу, що відпові 3 наростанням трифазного струму. Зокрема, як аварійний може бути ідентифікований перехідний процес пуску асинхронного двигуна при недостатньо точному встановленні уставки спрацьовування, оскільки різниця між переміщенням точки рівного значення миттєвих струмів суміжних фаз відповідно до робочого перехідного процесу (наприклад, пуск асинхронного двигуна) та процесу короткого замикання в мережі складає всього декілька електричних градусів. Найближчим до способу, що заявляється, є спосіб, який реалізується пристроєм виявлення аварійних режимів експлуатації електроприводів відповідно до авт. свід. СРСР №1680977, МПК5 Е21С35/24 (опубл. 30.09.1991, бюл. №36). Цей спосіб полягає у вимірі інтервалу часу (ΔT) між проходженням струмом мережі живлення асинхронного двигуна заданих нижнього та верхнього фіксованих рівнів і зіставлення цього інтервалу часу з довжинами імпульсів, що відповідають короткому, та формування команди на захисне відключення напруги живлення мережі в разі, якщо цей інтервал часу не перевищує заданий гранично припустимий. Однак цей спосіб не передбачає достатньої швидкодії, оскільки не передбачає відпрацьовування миттєвих величин струму мережі. Він не виключає реагування пристрою струмового захисту на короткочасні струмові перевантаження мережі під час пуску потужних асинхронних двигунів, не дає однозначного визначення причини струмового перевантаження в мережі в разі, якщо ΔT знаходиться на межі одночасного існування імпульсів, що відповідають короткому замиканню в мережі та динамічному перевантаженню асинхронного двигуна. Отже цей спосіб не передбачає достатню точність виявлення причини струмового перевантаження мережі (зокрема, короткого замикання), створює умови для спрацьовування захисту при короткочасних робочих струмових перевантаженнях мережі (пускові режими асинхронних двигунів). В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна, в якому за рахунок додаткового визначення зменшення кута між фазними напругою та струмом забезпечується підвищення швидкодії виявлення та точності ідентифікації міжфазного короткого замикання в електричній мережі. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна, що включає вимірювання інтервалу часу між проходженням струмом мережі заданих нижнього та верхнього фіксованих рівнів і зіставлення цього інтервалу часу з довжиною імпульсу, що відповідає короткому замиканню, та формування команди на захисне відключення напруги живлення мережі в разі, якщо цей інтервал часу не перевищує заданий гранично припустимий, згідно корисної моделі, перед вимірюванням інтервалу часу формують контрольний імпульс тривалістю 90 електричних градусів в разі одночасного існування півхвилі фазного струму і імпульсу заданої граничної 50773 4 тривалості, передній фронт якого співпадає з початком півхвилі напруги тієї ж фази відповідної полярності, при чому сформовану команду на захисне відключення напруги живлення мережі застосовують в разі наявності контрольного імпульсу, а як параметр струму, що вимірюють, використовують миттєві значення фазного струму. Таким чином, факт виникнення міжфазного короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна буде ідентифікований в разі наявності достатньої швидкості підвищення фазного струму мережі за умови зменшення кута між фазними напругою та струмом мережі до величини, що є меншою за гранично припустиму (встановлену). На фіг. 1 наведена часова діаграма струму та напруг пристрою виявлення малого кута φ між напругою та струмом фази мережі, на фіг. 2, 3 наведені часові діаграми напруг в пристрої контролю інтенсивності наростання миттєвого значення фазного струму мережі (при високій - фіг. 2, низькій фіг. 3 величині, або швидкості наростання цього струму). Спосіб реалізується наступним чином. На інтервалах існування півхвиль фазної мережевої напруги (u) та струму (і) однакової полярності формують відповідні прямокутні імпульси U1 та U4 (фіг. 1). Передній фронт імпульсу U1 фіксується диференційною ланкою (імпульс U2), що призводить до формування за допомогою першого одновібратора імпульсу U3 заданої тривалості ΔT1. В разі, якщо значення кута φ між фазною напругою u та струмом i мережі буде меншим за ΔT1 (що може відповідати наявності міжфазного короткого замикання в мережі), на інтервалі одночасного існування імпульсів U3 та U4 буде сформований імпульс U5, який потрібен для формування (за допомогою другого одновібратора) контрольного імпульсу U6, тривалістю 90 електричних градусів. В тому разі, якщо в мережі дійсно існує міжфазне коротке замикання, відповідна висока інтенсивність наростання фазного струму мережі має бути зафіксована на інтервалі існування імпульсу U6, тобто у першу половину півхвилі фазного струму мережі. Якщо такої високої інтенсивності зафіксовано не буде, то причиною зменшення фазового кута φ не є коротке замикання в мережі. Відповідно і факт наростання фазного струму мережі, що не супроводжується суттєвим зменшенням фазного кута φ (імпульс U6 є відсутнім), не буде ідентифікуватись як коротке замикання в електричній мережі живлення асинхронного двигуна. Процес виявлення високої інтенсивності наростання (високої величини) миттєвого фазного струму мережі пояснюється діаграмами електричних параметрів (фіг. 2, 3). Напруга U7, пропорційна миттєвому фазному струму мережі, порівнюється з двома опорними напругами нижнього (Uoп1) та верхнього (Uoп2) рівнів, в результаті чого формуються (за допомогою компараторів), відповідно, імпульси U8 та U9. Передній фронт імпульсу U8 фіксується диференційною ланкою (імпульс U10), що призводить до формування за допомогою третього одновібратора імпульсу U11 заданої тривалості ΔТ2. В разі 5 одночасного існування імпульсів U9 та U11, що матиме місце при високій інтенсивності наростання фазного струму мережі (або високій величині цього струму), буде сформований імпульс U12, який при наявності імпульсу U6 буде підтверджувати факт виникнення між фазного короткого за 50773 6 микання в мережі живлення асинхронного двигуна. Реалізація способу захисту від струмів короткого замикання в мережі живлення асинхронного двигуна забезпечує підвищення швидкодії виявлення та точність ідентифікації між фазного короткого замикання в електричній мережі. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 50773 8 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