WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Защита электродвигателя от несимметричных нагрузок осуществляется на основе контроля тока обратной последовательности и сравнения его по критерию термической стойкости к токам обратной последовательности:

(3)

где – относительная величина тока обратной последовательности.

При этом I2 – среднее квадратическое значение тока обратной последовательности. Постоянная А определяется опытным путем и задается заводом-изготовителем.

Защита ЭД от перегрузки осуществляется на основе косвенного контроля температуры поверхности ЭД:

(4)

где T=cG/F – постоянная времени нагрева; уст= P/ F - установившиеся превышение температуры в случае бесконечно длительного протекания по нему тока I ; нач - исходное превышение температуры проводника в начальный момент времени.

Практическая реализация работы состоит в разработке устройства с элементами адаптивности и стойкости к воздействиям помех. Упрощенная функциональная схема УКЗЭ с элементами адаптивности представлена на рис. 9.

В состав защиты входят следующие функциональные блоки:

  • преобразований, преобразующий входные сигналы в сигналы обратной и прямой последовательностей, а также выполняющий фильтрацию сигнала;
  • генерации критических значений, выполняющий функцию генерации Мmax в зависимости от U1,U2, а также типоразмера ЭД;
  • сравнения, выполняющий сравнение текущего момента ЭД с максимальным.

Принцип действия такой защиты описывается следующими этапами. Входной сигнал после аналого-цифрового преобразования поступает в блок сравнения и блок преобразования. В последнем из сигнала выделяются необходимые характерные параметры (U1,U2), которые, в свою очередь, поступают в блок генерации критических значений или матрицу данных критических значений. Из матрицы данных сигнал (Мmax) поступает в блок сравнения, где происходит его сравнение с входным сигналом. При превышении первого сигнала над вторым из блока сравнения поступает сигнал к исполнительному органу, после чего ЭД отключается от сети либо защита сигнализирует о неисправности. Описанный принцип отличается от известных тем, что уставки срабатывания такой защиты изменяются в зависимости от входного сигнала, а именно от величины напряжения прямой и обратной последовательностей.

Основные блоки выполнены на базе микропроцессора ATmega 325. Помимо основных блоков в состав защиты входят блоки индикации, клавиатуры и питания. Блок индикации выполнен на жидкокристаллическом индикаторе, на котором отображаются действующие напряжение и токи в каждой из фаз, напряжения U1, U2, максимальный и текущий моменты.

Рис. 9. Упрощенная функциональная схема УКЗЭ с элементами адаптивности

Технико-экономический анализ необходимости использования разработанного устройства и его аналогов позволил определить область использования УКЗЭ (рис. 10).

Рис. 10. Экономически обоснованная область использования УКЗЭ

Методика определения разновременности размыкания контактов основана на измерении времени разновременности размыкания контактов при номинальном напряжении питания катушки электромагнита коммутационного аппарата, также на 10 % ниже номинального. В последующем при сравнении полученных результатов с величиной 0,005 с принимается решение о необходимости регулировки контактов.

Заключение

В диссертационной работе дано решение актуальной научной задачи повышения надежности системы электроснабжения с электродвигательной нагрузкой 0,4 кВ путем нормирования разновременности размыкания контактов силовой коммутационной аппаратуры и использования УКЗЭ, способного изменять уровни срабатывания исполнительных органов в зависимости от напряжения прямой и обратной последовательностей.

Основные научные и практические результаты, полученные в работе, заключаются в следующем.

  1. Проведены исследования внешних воздействий в СЭСЭН. Установлено, что среднее значение наиболее вероятных кратностей перенапряжения находится в диапазоне 3,8…4,2; коэффициент несимметрии по обратной последовательности – в диапазоне 1,9…3,9; а коэффициент несинусоидальности – в диапазоне 9,27…15,28.
  2. Разработана математическая модель системы «электрическая сеть-УКЗЭ-АД», позволяющая исследовать различные электромеханические процессы, с учетом несимметрии питающего напряжения, наличия гармонических составляющих, изменения момента на валу ЭД, насыщения ТТ, обрыва фаз, симметричных и несимметричных КЗ, витковых замыканиях обмотки статора.
  3. Получены зависимости влияния времени разновременности размыкания контакта одной из фаз относительно двух других низковольтной коммутационной аппаратуры на уровни перенапряжений при отключении пускового тока АД и при установившемся режиме работы АД различной номинальной мощности и различных длинах питающего кабеля. Рекомендуемый норматив времени разновременности размыкания контактов составляет не более 0,005 с.
  4. Получены зависимости влияния напряжения прямой и обратной последовательностей на максимальный электромагнитный момент АД, положенные в основу способа адаптивной защиты АД.
  5. Разработана адаптивная микропроцессорная защита АД, принцип действия которой основан на автоматическом изменении уставки срабатывания защиты АД по максимальному моменту от напряжений прямой и обратной последовательностей.

Внедрение в практику эксплуатации электроустановок разработанных способа и устройства комплексной адаптивной защиты ЭД позволило в цеховых сетях 380 В ОАО «ТГК-14» повысить надежность системы электроснабжения.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях:

  • В изданиях по списку ВАК
  1. Портнягин, А.В. О нормировании разновременности размыкания контактов низковольтной коммутационной аппаратуры 0,4 кВ [Текст] / А.В. Портнягин // Электробезопасность. 2006. № 1 С. 21-28.
  • В других изданиях
  1. Портнягин, А.В. К вопросу электромагнитной совместимости асинхронных электродвигателей и вакуумных выключателей [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Сборник докладов «Седьмой Российской научно-технической конференции по электромагнитной совместимости (ЭМС-2002)».С-Петербург: ВИТУ, 2002. С. 43-46.
  2. Портнягин, А.В. Моделирование коммутационных перенапряжений при отключении электродвигателя в сети 6 кВ [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Труды второй Всероссийской научно-технической конференции «Ограничение перенапряжений и режимы заземления нейтрали сетей 6-35кВ». – Новосибирск: НГТУ, 2002. С.152-154.
  3. Портнягин, А.В. К вопросу о выборе датчиков тока для устройств защитного отключения электродвигателей [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Материалы III Международной научно-практической конференции «Современные энергетические системы и комплексы и управление ими». Новочеркасск, 2003. Часть 2. С. 56-58.
  4. Портнягин, А.В. Влияние выбега при трехфазном замыкании в сети 0,38 кВ [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Тезисы докладов второй межрегиональной научно-практической конференции "Энергетика в современном мире". Чита: ЧитГУ, 2003. С. 50-52.
  5. Портнягин, А.В. Электромагнитная совместимость устройств защитного отключения электродвигателей и электрической сети [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Материалы Международной начно-технической конференции «Электроэнергетика и будущее цивилизации». Томск, 2004. С. 146-148.
  6. Портнягин, А.В. Влияние коммутационных перенапряжений в сети 0,4 кВ на работу устройств защитного отключения электродвигателей [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Тезисы докладов IV-ой межрегиональной научно-практической конференции «Кулагинские чтения». Чита: ЧитГУ, 2004. С. 196-199.
  7. Портнягин, А.В. Влияние качества электроэнергии на работу фильтров симметричных составляющих [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Сборник трудов V Международной научно-технической конференции «Эффективность и качество электроснабжения промышленных предприятий». Мариуполь, 2005. С. 107-108.
  8. Портнягин, А.В. Влияние несинусоидальности на работу фильтров напряжения обратной последовательности [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Электрика. 2005.№11. С. 22-24.
  9. Портнягин, А.В. Электромагнитная обстановка в сети с электродвигательной нагрузкой 0,4 кВ [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Тезисы докладов V всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения». Чита: ЧитГУ, 2005. С. 159-163.
  10. Портнягин, А.В. Математическое моделирование электромеханических процессов в асинхронном электродвигателе [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Труды международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике» Том 3. Ульяновск, 2006. С.168-171.
  11. Портнягин, А.В. Использование адаптивной защиты электродвигателей для обеспечения ЭМС в сети 0,4 кВ [Текст] / А.В. Портнягин, И.Ф. Суворов // Сборник докладов «Девятой Российской научно-технической конференции по электромагнитной совместимости (ЭМС-2006)». СПетербург: ВИТУ, 2006. С. 162-165.
  12. Суворов, И. Ф. Применение адаптивных защит ответвления «коммутационный аппарат – электродвигатель» с опережающим контролем изоляции [Текст] / И. Ф. Суворов, А.В. Портнягин, В.И. Петуров, В.А. Пономарев // Сборник материалов III всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Безопасность жизнедеятельности в третьем тысячелетии». Челябинск, 2006. С. 59-62.
  13. Пат. 2294586 Российская Федерация, МПК Н02Н 7/08. Устройство для защиты электродвигателя от неполнофазных режимов и перегрузки/ Портнягин А.В., Суворов И.Ф., Коряков Д.В., Матвеев С.В. ; заявитель и патентообладатель ЧитГУ.№ 2005116193/09; заявл. 27.05.05 ;опубл. 27.02.07, Бюл. №6. 7 с.:ил.
  14. Пат. 2302691 Российская Федерация, МПК Н02Н 7/08. Способ защиты асинхронного электродвигателя от аварийных режимов/ Портнягин А.В., Суворов И.Ф., Пономарев В.А. ; заявитель и патентообладатель ЧитГУ.№ 2005138203/09; заявл. 08.12.05 ;опубл. 10.07.07, Бюл. №19.7 с.:ил.

Личный вклад автора. Все основные положения диссертации разработаны автором лично. В работах написанных в соавторстве, автору принадлежат разработка математической модели [1-4,7,8,14,15], расчетная часть [5,6,11,14,15] и обработка результатов исследования [8,12].

Лицензия ЛР № 020525 от 02.06.97 г. Усл. печ. л. 1,1

Сдано в производство 06.09.2007. Заказ №

Уч. – изд. л. 1,1

Тираж 100 экз.

Читинский государственный университет

672039, Чита, ул. Александро-Заводская, 30

Издательство ЧитГУ

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»