Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование защит электродвигателей Поздеев, Николай Дмитриевич

Совершенствование защит электродвигателей
<
Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей Совершенствование защит электродвигателей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Поздеев, Николай Дмитриевич. Совершенствование защит электродвигателей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.14.02.- Вологда, 2000.- 152 с.: ил. РГБ ОД, 61 00-5/2967-8

Содержание к диссертации

Введение

1. Концепция совершенствования защит электродвигателей 10

1.1. Тенденции развития методов и технических средств защиты электродвигателей 10

1.2. Особенности повреждений и ненормальных режимов работы электродвигателей 14

1.2.1. Работа асинхронного электродвигателя в нормальных режимах 14

1.2.2. Повреждения асинхронных электродвигателей 20

1.2.3. Особенности ненормальных режимов работы асинхронного электродвигателя 23

1.3. Анализ технических показателей средств защиты электродвигателей 28

1.3.1. Защиты от внутренних коротких замыканий 30

1.3.2. Тепловые характеристики электрических машин и защита от перегрузок в симметричных режимах работы 34

1.3.3. Защиты от несимметричных режимов работы и витковых замыканий 46

1.3.4. Защиты от однофазных замыканий на землю в обмотках статора 50

1.3.5. Комплексные системы защиты электродвигателей 53

1.3.6. Серийные микропроцессорные защиты 58

1.4. Общие принципы построения систем контроля параметров и защиты электродвигателей з

Выводы 66

2. Построение защит с использованием время-импульсного метода определения интегральных параметров сигналов 67

2.1. Время - импульсный метод определения интегральных параметров сигналов 68

2.2. Погрешность измерения временного интервала 69

2.3. Погрешность определения значения тока 71

2.4. Методическая погрешность 74

2.5. Оценка предельных возможностей метода с учетом условий реализуемости 78

Выводы 82

3. Разработка микропроцессорного устройства защиты электродвигателей 83

3.1. Алгоритмы работы устройства защиты в ненормальных режимах 84

3.1.1. Алгоритм действия защиты от внутренних коротких замыканий и неиолнофазного режима 84

3.1.2. Алгоритм действия защиты от перегрузки 87

3.1.3. Алгоритм действия защиты от однофазных замыканий на землю 95

3.1.4. Алгоритм дифференциальной защиты 96

3.2. Разработка структурной схемы устройства 97

3.3. Разработка программного обеспечения устройства 100

3.4. Надежность микропроцессорных устройств защиты 105

Выводы 108

4. Разработка и исследование опытных образцов микропроцессорного устройства защиты электродвигателей 109

4.1. Разработка принципиальной схемы микропроцессорного устройства защиты асинхронных электродвигателей 109

4.1.1. Блок входных преобразователей

4.1.2. Блок фильтров 113

4.1.3. Преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный 115

4.1.4. Делитель частоты 115

4.1.5. Блок коммутатора 116

4.1.6. Блоки микроконтроллера, управления и индикации 117

4.1.7. Канал защиты от однофазных замыканий на землю в обмотках статора 120

4.1.8. Блок связи с АСУ ТП 121

4.1.9. Принципиальная схема МУЗ 127

4.2. Лабораторные испытания МУЗ 130

Выводы 135

Заключение 136

Список литературы

Введение к работе

Актуальность темы. Аварии в энергосистемах в современных условиях, когда надежность электроснабжения во многом определяет уязвимость жизнеобеспечения общества, могут приводить не только к глобальным техническим нарушениям электроснабжения, но и к недопустимым социально - экономическим потрясениям. Ежегодно в отечественных энергосистемах выходит из строя от 10 до 25% общего парка наиболее массовых преобразователей электроэнергии - электродвигателей. Практически, каждый день в энерго* системах происходит несколько тысяч аварийных отключений электродвигателей. Это не только огромные материальные убытки, но и высокий риск потери управления процессами.

В этих условиях средства релейной защиты играют важную ' роль а обеспечении надежности электроснабжения, и требования к ним, в части предотвращения развития аварий, точности и достоверности контроля режимов защищаемых объектов, значительно повышаются.

Соэданио высокоэффективной защиты электродвигателей, удовлетворяющей современным требованиям по техническим и экономическим показателям, способной эффективно работать как автономно, так и в составе компьютерных автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП), представляет собой крупную и актуальную научно - техническую задачу.

Исследования по теме диссертации, направленные на соэданио высокоэффективной защиты электродвигателей, выполнялись в соответствии с целевой научно - технической программой «Повышение надежности, экономичности и экологичности энергетической системы России».

Цель ргботы заключается а разработке и реализации новой высокоэффективной защиты электродвигателей с улучшенными техиико - экономическими показателями,, обладающей свойствами предупредительного действия, повышенной точностью и достоверностью контроля защищаемых объектов.

Осноояыо научны результаты и ид новизна:

1. Осущосталена разработка новой микропроцессорной защиты электродвигателей широкого ряда мощностей, обладающей улучшенными технике - экономическими показателями, повышенной точностью и избирательностью контроля перегрузок, предназначенная для работы как в состава интегрированных систем контроля, и защиты, так и автономно.

  1. Созданы научно - методические основы построения микропроцессорных защит электродвигателей на базе предложенного время - импульсного метода преобразования сигналов релейной защиты, что позволило разработать защиту электродвигателей с улучшенными показателями по точности и избирательности контроля перегрузок, а также - расширить сферу применения вновь разрабатываемых защит для широкого ряда мощностей электродвигателей.

  2. Исследованы метрологические свойства время - импульсного метода преобразования сигналов в применении к сигналам релейной защиты. Показано, что предельная погрешность всего тракта преобразования сигналов во всем реальном диапазоне их изменения не превышает принятого в релейной защите значения ТО%. С учетом метрологических характеристик метода сформулированы основные требования к аппаратным средствам и программному, обеспечению устройств защиты электродвигателей, реализующих время - импульсный метод преобразования сигналов.

  3. Предложен новый принцип действия и разработана высокоэффективная защита электродвигателя от симметричных перегрузок на* основе более точной математической модели нагрева и охлаждения электрической машины, что позволило улучшить упреждающие свойства защиты и более полно использовать нагрузочные возможности электродвигателя.

5. Разработано программное обеспечение, реализующее
предложенные алгоритмы действия защиты при всех регламентиро
ванных видах повреждений и ненормальных режимах работы защи
щаемого объекта: внутренних коротких замыканиях, неполнофазных
режимах, перегрузках и однофазных замыканиях на землю при рабо
те в сети с иэолирозаниой нейтралью.

Практическая ценность и реализация результатов работы:

  1. Разработаны, изготовлены и внедрены о электрических сетях промышленных предприятий вологодской области («Вологодский машиностроительный завод» и «Облпромавтоматика») новые высокоэффективные устройства защиты электродвигателей, обеспечивающие повышение надежности работы электрических сетей и снижение ремонтно - эксплуатационных расходов. Натурные испытания и опытная эксплуатация подтвердили основные теоретические положения диссертации и позволили выбрать наиболее оптимальные варианты построения защиты.

  2. Основные положения диссертации использованы при создании опытных образцов защиты электродвигателей. Разработаны структурные и принципиальные схемы микропроцессорного устрой-

ствэ защиты, разработаны и отлажены программы работы защиты при всех реальных видах повреждений и ненормальных режимах работы. Решена задача сопряжения разработанного устройства защиты со средствами верхних уровней АСУ ТП.

3. Материалы теоретических, методических и практических разработок нашли применение в учебном процессе в Вологодском государственном техническом университете.

Апробация работы. Основные результаты работы доклады
вались и обсуждались на 2 Всероссийской НТК в г.Чебоксары, на XX
сессии семинара «Кибернетика электрических систем» в
г.Новочеркасск, на международной электронной НТК «Перспектив
ные технологаи автоматизации» в г.Вологда и на заседаниях кафедр
. «Электрические станции и автоматизация, электрических систем»
СПбГТУ и «Электроснабжения» ВоГТУ.
. Публикации. По темз диссертации опубликовано 7 печатных

работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит: введение, 4 главы, заключение, список литературы и приложения. Общий объем работы 152 страницы. Основной материал изложен на 133 страницах текста с рисунками. Список литературы содержит 87 наименований.

Работа асинхронного электродвигателя в нормальных режимах

Основу традиционных систем релейной защиты сегодня составляют электромеханические реле с контактными выходами. Эти реле развивались исторически параллельно с механизмами электромеханических измерительных приборов на базе общей теории применительно к стационарным входным сигналам. В связи с этим, большинство алгоритмов действия злектромеханичесішх защит основаны на контроле интегральных (действующих или средних) значений токов и напряжений и требуют длительного наблюдения за процессами в аварийных ситуациях для принятия правильного решения о состоянии защищаемого объекта.

По данным ОРГРЭС в энергосистемах России установлено более 2 миллионов устройств защиты и автоматики. Из них около 1,6 миллиона устройств защиты и, примерно, 400 тысяч комплектов устройств автоматики (автоматическое повторное включение, автоматическое включение резервного питания, автоматическая частотная разгрузка и др.). На микроэлектронной элементной базе (аналоговых и цифровых микросхемах) выполнено только около 1 тысячи устройств, что составляет 0,04% общего числа устройств [69].

Парк технических средств релейной защиты стареет. От 25 до 60% устройств релейной защиты энергосистем находятся в эксплуатации более 25 лет, т.е. больше предельного срока морального и физического износа [70,71]. В связи с этим растет численность персонала служб релейной защиты энергосистем и электротехнических лабораторий электрических станций, занятых эксплуатацией устройств релейной защиты. В 1996 году в энергосистемах России она составила около 12 тысяч человек [71].

В этих условиях физический и моральный износ электромеханических устройств, высокие требования (часто трудновыполнимые) к качеству изготовления механических узлов реле, низкая технологичность, ограниченная и нестабильная точность работы, большие затраты па обслуживание и ремонт, необходимость содержания многочисленного персонала стимулировали развитие разработок средств релейной защиты на более прогрессивной микроэлектронной элементной базе [8].

Интенсивное развитие аналоговой элементной базы и методов обработки аналоговых сигналов в 70-х и 80-х годах открыло хорошие перспективы для улучшения основных эксплуатационных характеристик средств релейной защиты. Наибольшие успехи были достигнуты в развитии быстродействующих методов обработки сигналов релейной защиты в нестационарных режимах [8]. Применение аналоговых интегральных микросхем в устройствах защиты позволило повысить точность и быстродействие некоторых основных защит, реализовать более совершенные алгоритмы действия, улучшить массо - габаритные показатели и упростить процесс изготовления [72].

Использование достигнутых теоретических результатов позволило создать многофункциональные аналоговые комплексные системы защиты отдельных объектов энергосистем [19,72].

Однако темпы развития методов построения защиты все же были ниже, чем требовалось для быстроразвивающегося первичного оборудования.

Появление доступных и достаточно надежных микропроцессоров в начале 80-х годов дало материальную основу для создания цифровых средств релейной защиты с принципиально новыми возможностями в части обработки сигналов.

В эти годы были предприняты попытки применения мини- и микроЭВМ для выполнения функций отдельных защит и комплексных устройств защиты как за рубежом, так и отечественными разработчиками, которые позволили определить основные пути развития цифровых систем защиты [37,39,73].

Сегодня микропроцессорные системы защиты выпускают и предлагают на Российском рынке несколько известных электротехнических фирм: ABB, SIEMENS, GEC ALSTHOM.

Стремление изготовителей этих систем защиты максимально использовать унифицированные узлы и хорошо проверенные (часто ординарные) алгоритмы действия защит привело к тому, что устройства разных фирм мало отличаются по внутренней структуре. Устройства построены на основе высокопроизводительных микропроцессоров, поэтому практически все задачи обработки сигналов (измерение, фильтрация, контроль, математические операции и др.) выполняются в цифровом виде. Все устройства обладают развитыми сервисными функциями, позволяющими осуществлять управление электрооборудованием (включение и отключение выключателей, блокировка действия защит, автоматическое повторной включение, автоматическое включение резервного питания и др.), измерение текущих значений токов и напряжений, регистрацию процессов для последующего анализа, оценивание ресурсов оборудования и др.

Классический асинхронный электродвигатель (АД) содержит два основных узла: неподвижный статор с трехфазной обмоткой, размещенной в пазах сердечника и вращающийся ротор со своей трехфазной обмоткой. Обмотка ротора постоянно замкнута накоротко или имеет выводы для подключения внешних цепей через скользящие контакты.

Физические процессы в АД во многом сходны с процессами, происходящими в трансформаторе. Поэтому уравнения напряжений обмоток АД при неподвижном роторе не отличаются от уравнений трансформатора при коротко-замкнутой вторичной обмотке [23] и имеют вид:

Погрешность измерения временного интервала

Нагрев изоляции вызывает изменение химического состава органических веществ (старение), входящих в ее состав. Неорганические компоненты изоляции машин высокого напряжения - слюда, слюдинит, стеклоткань при нормальных рабочих температурах, практически, не претерпевают каких-либо химических изменений.

В микалентной компаундированной изоляции старятся бумажная подложка, лаки и компаунды. При этом теряется гибкость, происходит выкрашивание и, в результате, изоляция расслаивается, снижается ее теплопроводность, усиливаются внутренние частичные разряды, и процесс старения приобретает лавинообразный характер. Такие условия могут возникать как при длительном общем перегреве изоляции, так и при кратковременном локальном.

Контроль теплового состояния защищаемого электродвигателя можно осуществлять прямыми и косвенными методами.

Прямые методы предполагают непосредственный контроль температуры, предполагающий установку в обмотках статора датчиков температуры, которые преобразуют значение температуры в электрическую величину. Эта величина в дальнейшем сравнивается с уставкой. По результатам сравнения делается вывод о возможности дальнейшей работы ЭД или о необходимости его остановки.

Использование температурных датчиков, встраиваемых непосредственно в статорную обмотку, обеспечивает надежную защиту электродвигателей. Термодатчик реагирует на изменение температуры места установки и его действие не зависит от причины возникновения опасного нагрева: перегрузки; работы в неполнофазном режиме; превышения допустимого числа включений в час; ухудшения условий охлаждения и т.д.

Условие надежной работы температурной защиты заключается в следующем: температура обмотки при срабатывании защиты должна несколько превышать допустимое значение, что обеспечит работу электродвигателя в номинальном режиме и при допустимых длительных и кратковременных церегрузках, но это превышение не должно привести к преждевременному старению изоляции [27].

В соответствии с требованиями, предъявляемыми к встроенной температурной защите [27], определены два значения температуры срабатывания защиты, соответствующие медленному (при перегрузках) и быстрому (при пуске) нагреванию. Предел по температуре при медленном нагревании ниже, чем при быстром. Это объясняется тем, что в первом случае температура датчика практически совпадает с температурой места его установки. При быстром нагревании рост температуры термодатчика отстает от роста температуры защищаемой обмотіси. Кроме этого, при медленном нагреве изоляция дольше подвергается действию температуры, чем при быстром.

При выборе типа датчиков температурной защиты и места их встраивания в обмотку нужно учитывать следующее: 1. Температура обмотки при срабатывании защиты не должна превышать предельно допустимого значения; 2. Температура обмотки не постоянна по ее объему, поэтому различают распределение температуры в продольном направлении и по поперечному сечению [27]; 3. Датчик отводит теплоту от места установки, поэтому температура последнего отличается от средней температуры обмотки; 4. Датчик не может реагировать непосредственно на температуру места установки, поэтому разность их температур может оказаться значительной (особенно при быстром нагревании); 5. Температура срабатывания схемы защиты задается с определенным допуском (±6 С) [27]. С учетом этого, место, способ установки и температуру срабатывания термодатчика выбирается таким образом, чтобы защита сработала еще до дос 37 гижения предельных значений температур.

Таким образом, правильный выбор параметров защиты нельзя осуществить только по рабочей температуре, соответствующей классу нагревостойкости изоляции электродвигателя. Необходимо знать тепловые характеристики двигателя в месте встраивания термодатчика в установившемся и в нестационарном режимах.

Большое влияние на точность срабатывания защиты оказывает тепловая связь обмотки и термодатчика. На качество этой связи влияют форма и размещение проводов обмотки относительно датчика. При круглых проводах влияют также диаметр, тип провода и изоляционного материала, его толщина, метод пропитки, пропиточный лак и т.д. В результате многочисленных испытаний по встраиванию термодатчиков в АД и в модели обмоток установлен относительно большой разброс значений постоянной времени тепловой связи даже тогда, когда установка термодатчиков производилась по одной и той же технологии [27].

Методы прямого контроля температуры используются в защитах электродвигателей с номинальным напряжением до 1000 В. Для электродвигателей с более высоким номинальным напряжением эти методы, как правило, не применяются из-за недостаточной точности и высокой инерционности контроля, обусловленных необходимостью обеспечения надежной электрической изоляции датчиков от обмоток.

Косвенные методы контроля температуры основаны на физическом и математическом моделировании процессов нагрева электрических машин.

Физическое моделирование процесса нагрева используется в тепловом реле, алгоритм действия которого хорошо известен. Основа этого реле - тепловой аналог защищаемого объекта, на вход которого подается сигнал, пропорциональный току статора. Путем физическою моделирования процессов нагрева и охлаждения определяется температура электродвигателя. Полученное таким образом значение температуры сравнивается с установленным допустимым значением, и, в случае превышения им допустимого уровня, формируется сигнал на отключение и разгрузку машины.

Точность моделирования процессов нагрева и охлаждения двигателя этим тепловым аналогом очень низка, так как многие критерии подобия электромеханической модели нагрева и защищаемого объекта реализовать очень трудно, а зачастую и невозможно. Поэтому тепловые реле пригодны только для выявления грубых отклонений состояния защищаемого объекта от нормального, причем тех, которые сопровождаются значительным повышением тока.

Более совершенными алгоритмами защиты от перегрузки в настоящее время являются защиты, время срабатывания которых зависит от величины токов, вызывающих нагрев. В основу построения подобных защит положены критерии, полученные из уравнения нагрева [8,15].

Алгоритм действия защиты от перегрузки

Для определения интегральных характеристик контролируемых сигналов без прямого аналоге - цифрового преобразования разработан время - импульсный метод, в основу которого положено представление гармонического сигнала временными интервалами. Измерение этих интервалов в цифровых устройствах реализуется с высокой точностью и достаточно просто.

Об амплитудном или действующем значении гармонического сигнала можно однозначно судить по интервалу времени между точками пересечения полуволны сигнала и прямой, соответствующей определенному значению пороговой величины (рис.2.1).

Измерение временного интервала А/в микропроцессорных устройствах осуществляется посредством наполнения этого интервала импульсами, следующими с постоянной частотой. Поэтому измеренный интервал времени А/ШЛ4 имеет значение: Ыиз = пТи, (2.2) где п - количество импульсов, уместившихся в интервале времени А/; Ти- период импульсов.

Точное значение интервала времени At определяется из выражения (2.1): пер Т 2 (LS\ At = arcsin 2 СО (2.3) Количество импульсов, необходимых для заполнения интервала At: ДЛ п- int С учетом этого выражение (2.2) преобразуется к виду: дЛ т,. изм Аґ,„„ = int Ути) (2.4) Абсолютная погрешность измерения временного интервала определяется выражением At = Аішм - At, которое с учетом (2.4) принимает вид: А/ = int

Очевидно, что абсолютная погрешность измерения временного интервала At всегда находится в интервале [0;Т„[.

Относительная погрешность определения временного интервала At определяется выражением:

Из представленных зависимостей следует, что измеренное значение временного интервала Д/ всегда меньше или равно действительному значению At. С ростом величины А/ относительная погрешность уменьшается. Скачкообразный характер кривых объясняется цикличным изменением абсолютной погрешности в пределах периода импульсов наполнения.

Погрешность измерения временного интервала оказывает значительное влияние на точность определения значений токов. В соответствии с (2.1) измеренное значение тока 1т тм определяется из выражения:

На рис.2.3 представлены зависимости абсолютной погрешности Д7 от значения временного интервала при 1 =3 А (а) и при 1 =5А (б) (период импульсов наполнения Ти для обеих зависимостей одинаков и составляет 9 мкс), из которых следует, что абсолютная погрешность стремительно возрастает при

Существенное влияние на погрешность определения тока оказывает частота импульсов заполнения. Так, уменьшение периода Ти от 9 мкс до 4 мкс приводит к практически двукратному уменьшению погрешности (рис.2.4), Іщ бА.

Графики зависимостей относительной погрешности Sj от значения временного интервала А/ представлены на рис.2.5 при Ти мкс (а) и при Ти=4 мкс (б). Анализ графиков и выражения (2.6) показал, что относительная погрешность Sj не зависит от значения опорной величины 1пор , но на нее сильное влияние оказывает частота импульсов заполнения. С росі ом значения А/ погрешность увеличивается.

Определение параметров сигналов требует вычисления тригонометрических функций. Вычисление этих функций организовать достаточно сложно, так как требуются либо специализированные вычислительные устройства, либо значительный объем памяти для хранения программы вычисления таких функций, либо то и другое. В итоге устройство защиты значительно усложняется. Наибольшая точность определения амплитуды фазного тока требуется в ненормальных режимах работы электродвигателя, когда ток значительно превышает

Можно сделать вывод о том, что абсолютная погрешность увеличивается при уменьшении значения временного интервала А/, причем при меньших значениях пороговой величины Inop точность определения тока выше. Зависимость относительной погрешности дст представлена на рис.2.7. С увеличением А/ погрешность уменьшается, причем зависимость одинакова для любых значений Ти. A Методическая погрешность время - импульсного метода определения интегральных параметров сигналов обусловлена погрешностями измерения временного интервала, вычисления амплитудного значения и замены значения синусоидальной функции ее аргументом. В общем виде абсолютная погрешность метода определяется через выражения (2.1) и (2.7) м тизм т

На рис.2.8 изображены зависимости абсолютной методической погрешности от А/ при 1пор =ЗА, Ти=9мкс (а) и при /w/, =ЗА, Ти=4мкс (б). Графики зависимости относительной методической погрешности 8М от значения временного интервала А/ представлены на рис.2.9 при Ти=:9мкс (а) и при Ти=4мкс (б).

Блок входных преобразователей

Электродвигатели являются наиболее массовыми приемниками электроэнергии. Более 60% вырабатываемой электрической энергии преобразуется ими в механическую [9]. Вместе с тем электродвигатели являются и наиболее распространенными источниками возмущений для энергосистем. Во-первых, пусковые режимы асинхронных электродвигателей в нормальных условиях создают ощутимое снижение качества электроэнергии для смежных электроприемников, которое необходимо учитывать при выборе параметров срабатывания средств релейной защиты [4,10]. Во-вторых, высокая аварийность электродвигателей (по различным оценкам ежегодно выходит из строя от 7-13% электродвигателей на электрических станциях [11] до 25-30% общего парка электродвигателей в некоторых отраслях [12-14]) создает опасность развития отдельных аварий локального характера в более тяжелые аварии с катастрофическими последствиями [15].

В сложившихся условиях требования к средствам защиты электродвигателей повышаются и традиционные решения часто оказываются не достаточно эффективными. Требуются новые подходы на основе представления защищаемых объектов более точными математическими моделями [16], разработка новых аппаратных средств на базе современной микроэлектроники [17] и расширение функциональных возможностей защит в части непрерывного текущего контроля состояния электродвигателей.

Учитывая то, что 80-90% аварий электродвигателей связаны с нарушением изоляции вследствие перегрева, а около 10% аварий вызваны механическими дефектами [12], главные усилия направлены на совершенствование защит от перегрузок, которые играют важную роль в обеспечении предупреждения аварий. Как конечный эффект перегрузки - перегрев обмотки, так и многие механические дефекты в электродвигателе и его нагрузке, являющиеся исходной причиной внезапных перегрузок, могут быть выявлены непосредственно перед аварией. Для этого предложены и разработаны новые методы и алгоритмы защиты, обеспечивающие повышение точности контроля тепловых и механических характеристик машин [19].

В зависимости от значимости электродвигателя в технологическом процессе, особенностей его характеристик, стоимости и других факторов задачи контроля параметров и защиты могут быть распределены и решаться на разных уровнях иерархической системы управления элекгроснабжением.

Использовать отдельное высокопроизводительное устройство, имеющее значительную стоимость, на нижнем уровне для каждого электродвигателя массового применения небольшой мощности не целесообразно по экономическим причинам. Для этой цели можно использовать устройства, выполняющие функции терминалов, на основе менее производительного, а значит менее дорогого, процессора. Это позволит сократить аппаратную часть и использовать на нижнем уровне методы контроля параметров, не требующие привлечения больших вычислительных ресурсов, а решение части задач передать на более высокий уровень [21].

Токи при междуфазных (трехфазных и двухфазных) коротких замыканиях в обмотках электродвигателей, как правило, очень велики. Даже кратковременная задержка отключения электродвигателя может привести к неиоправи мому его разрушению и создать недопустимое возмущение питающей сети. Поэтому в защитах от коротких замыканий используются быстродействующие алгоритмы. Наиболее распространенный алгоритм предполагает сравнение текущих значений токов фаз статора 1А, 1В, 1С с уставкой 1У - расчетным значением тока срабатывания, и при / = max(lA,IB,Ic} I электродвигатель отключается от питающей сети. Уставка вычисляется по формуле Iy=kJm (3.1) где кн = 1,2 - 1,8 - коэффициент надежности; 1п - интегральное значение пускового тока. Вычисление уставки по время - импульсному методу производится следующим образом (рис.3.1). По пробному пуску определяется пусковой ток, амплитудное значение которого в соответствии с выражением (2.7)

Похожие диссертации на Совершенствование защит электродвигателей