Совершенствование защит асинхронных электродвигателей 0,4 кВ от перегрузки

• Автор: Кимкетов, Мурат Майевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Черкесск
• Количество страниц: 169 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Существующие принципы построения расцепителей

1.1.1. Электромагнитные расцепители

1.1.2. Электродинамические расцепители

щ 1.1.3. Индукционно-динамические расцепители

1.1.4. Полупроводниковые расцепители

1.1.5. Комбинированные (совмещенные) расцепители

1.2. Влияние графика нагрузки и пуска асинхронного двигателя на тепловое старение изоляции
1.3. Мероприятия по повышению срока службы обмоток статора асинхронных двигателей 0,4 кВ
1.4. Транзисторная защита от перегрузки без оперативного питания..
1.5. Выводы к главе

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ
ПОСТРОЕНИЯ ЗАЩИТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
2.1. Автоматический выключатель с жидкостным замедлителем
2.2. Оптимизация защит электродвигателей по постоянной времени
2.2.1. Повышение эффективности защиты от перегрузки мощных
электродвигателей
^ 2.3. Минимизация потерь при функционировании защит от перегрузки
выполненных автоматическими выключателями и тепловыми реле
2.4. Использование трансформаторов тока для повышения

эффективности тепловой защиты электродвигателя
2.5. Расчет измерительного трансформатора тока для тепловой защиты электродвигателя 0,4 кВ
2.6. Выводы к главе II
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ,
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
3.1. Настройка теплового реле
3.2. Пуско-наладочные мероприятия при производстве автоматических выключателей
3.3. Экспериментальное определение параметров тепловой защиты.
3.4. Расширение пределов измерений и контроль погрешности нагрузочного трансформатора комплектного испытательного устройства
3.5. Компьютерное исследование и проектирование эффективной тепловой защиты
3.6. Программа определения первоочередности технических мероприятий, снижающих износ изоляции асинхронного электродвигателя
3.7. Выводы к главе III
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В современных условиях эффективность научно-технического прогресса зависит не только от наращивания выпуска новейшей техники, но и лучшего использования основных фондов, увеличения объема произведенной продукции с каждой единицы электрооборудования. В промышленности и сельском хозяйстве наибольшее применение нашли асинхронные электродвигатели (АД), для эксплуатации которых характерен ускоренный износ и повышенная годовая аварийность. Ежегодно вследствие перегрузки, коротких замыканий, недостаточного качества электрической энергии выходят из строя до 25-40% электродвигателей [2, 6, 11-13, 16].
Ежегодные затраты на ремонт АД достигают сотен миллионов рублей и продолжают увеличиваться по мере накопления числа электрических машин в хозяйствах. Решение этой проблемы возможно, в частности путем расширения функциональных возможностей электродвигателей. Кроме того, разработка и широкое внедрение систем релейной защиты как элемента технической диагностики является одним из важнейших факторов повышения эффективности использования электродвигателей, резкого сокращения расходов на их эксплуатацию.
тепловые реле, автоматические выключатели, встроенную температурную защиту. На параметры срабатывания влияют факторы, действие которых носит случайный характер (трение в механизме, различие чувствительности биметаллических пластин и так далее) [7, 9, 13, 29].
На практике возникают трудности при выполнении чувствительной защиты от перегрузки АД с тяжелым пуском [54]. Действительно, допустимое время нагрева АД определяется известной приближенной формулой

Для защиты АД от работы с длительными перегрузками применяют

(В-1)

термобиметаллической пластины 1 и воздействия ее на механизм свободного расцепления 8. В случае косвенного нагрева (рис. 1.15,6) нагреватель 9 жестко связан с пластиной 1 и является одной из параллельных сторон электродинамической петли.
При токах перегрузки в результате нагрева пластина 1 изгибается в направлении, показанном стрелкой, воздействуя на механизм свободного расцепления. При токах короткого замыкания электродинамическая сила отталкивания пластины 1 от участка б токоотвода достигает величины, достаточной для преодоления создаваемой фиксатором 5 реакции опоры основания 3. Фиксатор перестает удерживать термобиметаллический элемент, в результате чего он поворачивается вокруг оси 2 в указанном стрелкой направлении и воздействует на механизм свободного расцепления. Температурная компенсация влияния изменения температуры окружающей среды на изгибные деформации термобиметаллической пластины осуществляется подобно компенсации на рис. 1.14. Комбинированный расцепитель с использованием электромагнитных сил может быть выполнен в виде изогнутой термобиметаллической пластины, один конец которой жестко закреплен, а другой размещен с зазором по отношению к первому концу и связан с механизмом свободного расцепления. Указанный расцепитель может быть снабжен короткозамкнутой обмоткой, размещенной на термобиметаллической магнитной пластине. Изогнутая в форме вытянутого кольца термобиметаллическая магнитная (т.е. с ферромагнитным компонентом) пластина 1 (рис. 1.16), являющаяся якорем, намагничивается обмоткой 2, в которой протекает ток защищаемой цепи. Конец 3 пластины жестко закреплен. Второй (свободный) конец 5 воздействует на механизм свободного расцепления
4. На пластине 1 расположена короткозамкнутая обмотка 6. При токах перегрузки термобиметаллическая пластина I нагревается обмоткой 2 и ее свободный конец 5 изгибается в направлении, указанном стрелкой, воздействуя на механизм свободного расцепления 4. Значительная суммарная длина пластины обусловливает ее высокую чувствительность к нагреву, поэтому