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无线电电子与电气工程百科全书 三相电机缺相保护装置。 无线电电子电气工程百科全书
无线电电子与电气工程百科全书 / 保护设备免受网络紧急运行、不间断电源的影响 本文介绍了用于保护三相异步电机免受供电网络缺相影响的装置。 该设备电路使用变压器型传感器自动控制电机电源线中的电流。 该装置可在网络相邻部分发生短路以及电源相位短期消失的情况下延迟将电机与供电网络断开，并阻止发动机启动缺相运行。 异步三相电动机 (IM) 损坏的常见原因之一是其运行的缺相模式，这是由于相故障、开关或保护装置中的触点断开而发生的。 热继电器旨在保护AD免受过载影响，但在缺相期间并不总是起作用，从而导致电机过热并因绝缘损坏而失效。 下面是对两相运行的 IM 保护装置的描述，与 [1] 的不同之处在于存在单独的变压器型电流传感器，这使得它可以与不带热继电器的小型磁力起动器一起使用。 因此，该设备的使用范围比以前的开发更广泛。 保护装置框图如图1所示。
该装置由电源单元BP、用于监测电源线A、B、C各相电流的三个独立通道组成，每个通道包含电流传感器DT、放大器U和检测器D、或逻辑元件、EZ延时元件、阈值装置PU、电子钥匙EK、磁力启动器MP、控制按钮PS异步电机HELL。 该装置的示意图如图2所示。
电源按照无变压器电路组装。 电压直接从三相供电网络的一相通过 SA1 开关的触点 2-1 提供，这确保了 IM 操作模式的选择：正常无断相控制（触点 3-4 闭合）或在 IM 阶段自动进行电流控制（触点 12 闭合，3-4 断开）。 图 2 显示了自动模式。 电源整流器按照VD13二极管上的半波电路组装。 齐纳二极管 VD14 为由电阻器 R12 并联的淬灭电容器 C27 提供再充电。 该电阻保证保护电路关断后电容器C12的放电。 当电压施加到电源时，镇流电阻器R29减少通过电容器C10、C12的浪涌电流。 断相保护装置由三个独立的相同通道组成，用于监测供电线路各相的电流，这些通道工作在一个公共执行元件——双向可控硅VS1上。 所有控制通道均配有传感器 - 电流互感器 ТТ1-ТТ3。 当电流流过变压器的初级绕组时（这发生在 IM 正常工作期间），次级绕组中会感应出电动势，该电动势被馈送到装配在晶体管 VT1 上的单级放大器的输入端。 从放大器的输出，通过电容器C4的电压被馈送到检测器的输入，其中电压VD4、VD7加倍，其负载是电容器C7。 来自电容器C7的信号通过限流电阻R13的恒定分量被馈送到晶体管VT4的输入端。 第二和第三通道（晶体管VT5和VT6）的工作原理类似。 晶体管VT4-VT6和二极管VD10-VD12形成逻辑元件“OR”。 在AD的正常工作期间，任何晶体管的集电极上的电压分别为零，逻辑元件“OR”的输出处的电压等于零。 EZ延时元件由电阻R19、R20和电容C11组成，其电容量决定了BP保护装置动作的延时时间。 如果“OR”元件的输出端没有电压，则组装在晶体管VT7-VT9上的阈值器件PU的输入端也没有电压。 此时，晶体管VT7、VT8构成施密特触发器，保证了执行器——磁力启动电路中的双向可控硅VS1的精确工作。 正常工作时，三极管VT7截止，VT8截止，因此三极管VT9截止，双向可控硅VS1截止，旁路磁力启动器的启动按钮S2。 晶体管VT1-VT3的输入电路中的二极管VD1-VD3在IM电机电源线瞬变期间为晶体管提供保护，这种瞬变发生在连接到网络和短路时。 为了降低三端双向可控硅开关元件上的电压上升率，与其并联了电容器C13。 电阻器R28限制电容器C13的放电电流。 该装置的工作原理如下。 假设网络的所有三相上都存在电压。 对于 SA1 开关，我们使用触点 1-2 对设备的电源施加电压。 我们按下 S2（“开始”）按钮来启动 HELL。 在这种情况下，磁力起动器被激活，并且通过触点K1.2向电机的端子C1-C3提供三相电压。 三个电流互感器中均感应出电动势，因此装置所有通道均开路，“OR”元件输出端无电压，双向可控硅VS1开路并通过闭合触点分流启动按钮S1.1 K2 磁力起动器。 AD的启动完成。 如果任何一相断线，例如“A”相，则TT1初级绕组中的电流消失，并且“A”相保护通道闭合（在集电极VT1和VT4上——高电压）。 “OR”元件的输出端出现一个信号，施密特触发器进入另一个稳定状态，晶体管VT9闭合，因此双向可控硅VS1闭合。 磁力启动器的线圈断电，HELL 与网络断开。 细节。 该装置采用MLT-1型电阻器R24-R0,25； R25-R29型MLT-0,5； D1G 型二极管 VD12-VD9 可以用 D9D、D9B、D310-D312 型二极管代替，D13 型二极管 VD226 可以用任意字母索引的 KD105 型二极管代替。 您可以使用 D14G 代替 D815D 型齐纳二极管 VD815。 K1-11 型电容器 C50-C6，电压为 25 V。电容器 C12 由两个并联的 K73-17 型电容器组成，2 μF，400 V，它们可以用相应的 MBGO-2 型电容器替换。 KT1 型晶体管 VT8-VT361 可与任何字母索引一起使用。 KT9G系列的VT315晶体管可以用KT312系列晶体管替代。 您可以使用 1 A、208 V 的统一型 TS112-10-4 代替 KU10G 型双向可控硅 VS400，且任何最后一位数字不低于 4，它们具有与 KD202 二极管几乎相同的外壳。 电流传感器ТТ1-ТТ3采用M2000NM1级、K33Ch16Ch9尺寸的铁氧体磁芯制成。 对于功率为 1,1 kW 的 IM，传感器的初级绕组包含 2 匝电机供电线，次级绕组包含 25-50 匝直径为 0,18 mm 的 PELSHO 线。 该设备每个通道的所有部件（包括“OR”元件）均安装在尺寸为 90x50 毫米、厚度为 1 毫米的单独印刷电路板上。 类似地，电源和阈值装置与延迟元件一起安装在单独的板上。 所有印刷电路板都安装在 RP23 型传统中间交流继电器的外壳中，一层一层地安装在继电器底座上，并通过三个螺柱固定在继电器底座上。 调整。 当断路器AB断开时，双向可控硅VS26的控制极与电阻R1断开，双向可控硅本身通过跳线并联。 然后，打开AB，切换SA1与触点1-2，打开网络中的设备。 万用表测量电源输出端的电压，该电压应在 9 ... 13 V 范围内，具体取决于所使用的齐纳二极管的类型。 S2 按钮启动 IM 电机并检查电流传感器输出端是否存在电压，在 IM 标称负载下该电压应为 1 ... 1,5 V。 如果电压超出规定限值，则通过改变电流传感器初级绕组的匝数来校正，然后各通道晶体管（VT1、VT4；VT2、VT5；VT3、检查“OR”元件输出端是否存在信号。 在这种情况下，晶体管VT6和VT8必须打开。 之后，HELL和AV被关闭，通过从双向可控硅VS1上拆下跳线来恢复保护电路的运行，在供电线路的每相中安装单极断路器，并且HELL被关闭。开始使用 S2 按钮。 此时，启动按钮S2应通过打开双向可控硅VS1并闭合磁力启动器的触点K1.1来分流。 如果没有发生分流（松开S2按钮时BP停止），则需要选择适当的电阻R26值。 到达S2按钮的旁路后，当使用单带断路器依次关闭供电线路的各相时，检查设备的操作。 同时，应记住，保护关闭 BP 不会在断路器关闭后立即发生，而是延迟 0,5 ... 1 s。 该装置在实验室条件下使用功率为4kW、电压为1,1/220V、市电电压为380V的380A系列电机进行了测试。在不同IM下发生断相时，该装置表现出了可靠的IM保护。负载。 在生产中引入该设备将可以显着减少由于相故障而导致的 IM 故障的数量，根据最新数据，例如在农业中，这种情况达到 40-50%。 参考文献：
作者：K.V. 科洛莫伊采夫，I.V. 表面，Yu.F. 罗曼纽克
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