[实用新型]有功率方向元件的零序电流电动机保护装置

说明书

本实用新型涉及紧急保护电路装置，尤其涉及专用于电动机的保护装置。

在工矿企业和扬水站等用电大户中，运行着总数多达几百万台的大型高、低压电动机。由于电动机过载、短路、缺相、接地等故障，常引起电动机被烧毁的事故，造成巨大的经济损失；所以，“电动机保护”就成了电业领域的重要课题之一。在目前已经以商品面市的电动机保护装置中，有专门针对过负载、电机堵转等对称性故障的正序反时限保护装置；也有专门针对断相、短路等不称故障的负序反时限装置电路及专门针对接地故障的零序电流保护装置。此外，还有将以上两种或叁种保护电路组合的综合性保护。由于三种保护电路的保护范围不同，且不可相互替代；因接地故障造成的电机烧毁事故甚多，故零序电流保护电路及装置的研究与生产仍占有重要的位置。

目前，用于电动机的保护装置，大多是包括有正序和负序反时限保护电路及零序电流保护电路的综合型保护装置。这种综合型保护装置(参见图1)，其外形为一个有2-4个抽屉的长方形箱体，在前端敞口的空腔壳体1中，装有四个可抽插的抽屉2、3、4、5。抽屉5的面板上装有四个指示灯53、电源开关52、复位按钮51，其抽屉底板上设有中间变流器、继电器和插头等；抽屉4，其板面上装的指示灯46、调节起动电流的拨码开关45、I₁速断电流调节开关44、K值调节器43、信号和跳闸压板42、试验按钮41，其抽屉底板上设有正序反时限保护电路和插头；抽屉3，其面板上装有指示灯36、调节起动电流的拨码开关35、I₂速断电流调节器34、K值调节器33、信号和跳闸压板32、试验按钮31，其抽屉底板上设有负序反时限保护电路和插头；抽屉2，板面上装有指示灯25、调节起动电流的拨码开关24、延时调节器23、信号和跳闸压板22、试验按钮21，其抽屉底板上设有零序电流保护电路和插头；壳体1内腔底部还设有装有四个插座的布线板。壳体1上面后部装有联接内、外线的接线端子6，壳体后侧设有安装耳环11。这种综合型电动机保护装置中采用的零序电流保护电路，其电路原理框图如图2所示。按这种原理框图制作的零序电流保护装置早已面市并有众多用户，故其相应的电路亦早已成为公知技术。这种零序电流保护装置，有较高的灵敏性，能有效的保护电机；但是，当区外故障时它们极易产生误动作而影响电动机正常运行造成不应有的经济损失。因此，保证保护装置原有的灵敏性、避免误动作、提高保护装置的可靠性，是提高零序电流保护装置的重要课题。

本实用新型的目的在于：提供一种能够区别区内故障和区外故障的有功率方向元件的零序电流电动机保护电路的保护装置，该保护电路在区外故障时能使继电器不跳闸，而在区内故障时高灵敏跳闸，以使电机动得到有效保护而且不产生误动作，进一步提高保护装置动作的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：(参见图3、图4)

本实用新型在零序保护电路中增设了功率方向元件，该功率方向元件包括移相电路、零序电流元件、延时50ms电路电压方波电路、电流方波电路、比相电路和逻辑电路。

本实用新型设计的理论依据是：对于电动机的零序电流保护，不论电网的中性点是否接地或是否经过电阻接地，当区外故障时，其零序电流I₀和零序电压U₀的关系为I₀超前U₀90°；而当内部故障时，则变为I₀滞后U₀90～180°；另外，为了躲开故障瞬间过渡过程的影响，延时50ms开放是必要的。故本实用新型的设计方案是：在零序电压50HZ滤波器前增设一个移相电路，把输出相位比输入相位提前90°；在零序电压和零序电流的50HZ带通滤波电路后各设一个方波电路，把正弦波变为便于比较的方波，该两方波同时经过一个异或门比相后，将结果信号送至设有与门的逻辑电路并作为逻辑电路的控制信号之一，而且该逻辑电路同时受控于零序电流50HZ带通滤波电路后的零序电流元件电路，该元件电路的输出经50ms延时电路后输到设有与门的逻辑电路并作为其控制信号之二，逻辑电路的输出经1～9.9S延时整定电路后将信号输给接地跳闸或/和接地信号电路。

为使描述更加清楚明了，兹结合最佳实施例(参见图3)中借用的现有技术如零序电压和零序电流的50HZ带通滤波电路、延时整定1～9.9S电路和其后的接地信号及接地跳闸电路作一简单说明，并对本实用新型特征技术详述如下：