Расчет фильтра напряжения обратной последовательности Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Information about the authors Voronin Sergey Michailovich - Doctor of Technical Sciences, professor of the department of energetic, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd).

Phone: 8(86359) 42-4-00.

Taran Andrey Alexandrovich - Candidate of Technical Sciences, assistant professor of the department of agricultural power engineering and electric supply theoretical basis, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8(86359) 35-6-55.

УДК 621.316.925

РАСЧЕТ ФИЛЬТРА НАПРЯЖЕНИЯ ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

© 2010 г. М.А. Иваница

Предложен расчет фильтра напряжения обратной последовательности (ФНОП). Шунтирование одного из резисторов ФНОП можно осуществить с помощью герконового или токового реле РТ-40. Если произойдет обрыв фазы питающей сети за местом присоединения ФНОП, то увеличится ток в обмотке двигателя и сработает токовое реле, вызывающее срабатывание устройства защиты.

Ключевые слова: защита, несимметричное питающее напряжение, фильтр напряжения обратной последовательности, конденсатор, реле.

It is suggested a calculation of filter voltage of negative sequence (FVNS). Bypass of one of the resistors FVNS can be realized with the help of reed or current relay PT-40. If mains supply fails at a place of FVNS connection, current in engine winding will increase and current relay will be put into operation, which will switch on protection device.

Keywords: protection, unbalanced supply voltage, filter voltage of negative sequence, capacitor, relay.

Перегрузка и несимметричное питающее напряжение [1] являются основными причинами выхода из строя электродвигателей в сельском хозяйстве, поэтому целесообразно совместить в одном устройстве защиту от этих причин.

Существуют токовые защиты (например: Каскад, СУЗ-10, СУЗ-40), реагирующие на среднее значение тока, поэтому при несимметрии питающего напряжения защита может не сработать.

В тепловых реле серии ТТЛ нагревательные элементы установлены во всех трёх фазах, однако, для двигателей работающих в повторно кратковременном режиме (например: электродвигатель по-

гружного насоса) возможно несрабатывание защиты, так как тепловой элемент не успеет нагреться до температуры срабатывания (согласно ГОСТ 16308-84 тепловое

реле должно сработать за 20 минут при

I = 1,2 Ь).

Фазочувствительная защита (ФУЗ-М) выпускается индивидуально для двигателя определённой мощности, поэтому при замене электродвигателя необходимо заменять и защиту.

Для того чтобы совместить в одном устройстве токовую защиту и защиту от несимметрии питающих напряжений, выберем фильтр обратной последовательности (ФНОП) [2, 3].

Обычно фильтры напряжений обратной последовательности изготавливают активно-ёмкостными с тремя входами А, В, С, и двумя выходными зажимами m и п (рис. 1), а фильтры напряжений нулевой последовательности - ёмкостными с входными зажимами А, В, С, и выходными -N N1.

Вестник аграрной науки Дона

№ 4 2010

А

В

С

/1

И Я1

С2 Я2

2

т п

Рис. 1. Схема ФНОП

Рассмотрим работу ФНОП, если к нему подведено напряжение прямой последовательности А, В, С. Под действием напряжения иАВ через цепь СЖ1 протекает ток її, опережающий напряжение иАВ на угол ф1. Этот ток создаёт падение напряжения на конденсаторе С1 и резисторе R1, определяя положение точки т на топографической диаграмме (рис. 2).

Под действием напряжения иВС протекает ток ї2, создавая падение напряжения на резисторе R2 и конденсаторе С2, которые определяют положение точки п на топографической диаграмме. Параметры элементов фильтра напряжений обратной последовательности выбирают таким образом, чтобы точки т и п совпадали на топографической диаграмме.

Рис. 2. Топографическая диаграмма напряжений

[4]:

Это происходит в том случае, если

С 2

и

К 2

Я

= л/3;

С1

^ л/3 ’

К =л/э • хс

"С1-

(1)

(2)

(3)

При обрыве фазы в питающей сети до места подключения фильтра напряжения обратной последовательности остается только линейное напряжение иАС. В результате между точками т и п появляется напряжение (рис. 3). Задавшись емкостью конденсатора С1, например, 0,1 мкФ по соотношениям (1), (2), (3) определяют значения резисторов R1, R2 и их мощность рассеивания.

Рис. 3. Топографическая диаграмма напряжений при обрыве фазы В

Если резисторы Ю или Я2 выполнить в виде двух последовательно соединенных резисторов, то при шунтировании одного из них произойдет разбаланс ФНОП и на его выходе появится напряжение, вызывающее срабатывание реагирующего органа [5]. Шунтирование резистора ФНОП можно осуществить, например, с помощью герконового или токового реле РТ-40. В этом случае в одном устройстве можно совместить защиту от несимметрии питающего напряжения (в том числе и обрыва фазы) и перегрузки по току. Если произойдет обрыв фазы питающей сети за местом присоединения ФНОП, то увеличится ток в обмотке двигателя и сработает токовое реле, вызывающее срабатывание устройства защиты.

Выводы

1. Все современные защиты от перегрузки и обрыва фазы питающей сети стараются выполнить с использованием устройств, реагирующих на среднее значение тока нагрузки, незаслуженно забывая фильтровые защиты, которые обладают более высоким быстродействием, минимальным числом элементов и, следовательно, более высокой надежностью.

2. Если плечи ФНОП выполнить в виде двух резисторов, то при перегрузке и срабатывании токовых реле произойдет шунтирование одного из них, что приведет к разбалансу ФНОП и срабатыванию устройства защиты. Это позволяет совместить в одном устройстве защиту от перегрузки и несимметрии питающих напряжений.

Литература

1. Мусин, А.М. Аварийные режимы асинхронных электродвигателей и способы их защиты / А.М. Мусин. - Москва: Колос, 1979. - 112 с.

2. Фабрикант, В.Л. Фильтры симметричных составляющих / В.Л. Фабрикант. -Москва. - Ленинград: Госэнергоиздат, 1950. - 276 с.

3. Коковин, В.Е. Фильтры симметричных составляющих в релейной защите / В.Е. Коковин. - Москва: Энергия, 1968. - 88 с.

4. Чернобровов, Н.В. Релейная защита / Н.В. Чернобровов. - Москва: Энергия, 1974. - 680 с.

5. А.с. 1053209 Российская Федерация, МПК Н 02 Н 7/ 08. Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от неполнофазного режима / Н.М. Попов, В.М. Гетманенко, Н.В. Тынянов, Ю.Н. Ничипорук; заявитель и патентообладатель Азово-Черномор. гос. аг-роинж. акад. - № 3405622; заявл. 12.03.82; опубл. 07.11.83, Бюл. № 41.

Сведения об авторах

Иваница Михаил Александрович - аспирант Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерноград). Тел. 8-988-533-33-31.

E-mail: ivanitsa_m@mail.ru

Information about the authors Ivanitsa Mikhail Alexandrovich - post-graduate student, Azov-Blacksea State Agroengineering Academy (Zernograd). Phone: 8-988-533-33-31. E-mail: ivanitsa_m@mail.ru