Шунтирующее действие асинхронных электродвигателей при коротких замыканиях в электроустановках напряжением до 1000 вольт

• Автор: Чо Гван Чун
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 228 с. : ил.

Введение
1. Современные представления о математическом описании асинхронной машины и электрической дуги.

1.1. Схемы замещения асинхронной машины. Параметры схемы замещения .

1.2. Система координат для описания переходных процессов в электроустановке

1.3. Математическая модель асинхронной машины

1.3.1. Введение

1.3.2. Система уравнений асинхронной машины в фазных координатах.

1.3.3. Индуктивности асинхронной машины.

1.3.4. Линейные преобразования переменных

1.3.5. Перевод системы дифференциальных уравнений к ортогональным осям

1.3.6. Уравнение двиэсения ротора машины

1.4. Влияние асинхронного двигателя на ток короткого замыкания. Методы
исследования.
1.5.в Термическое действие тока короткого замыкания.
1.6. Чувствительность защитных аппаратов.
1.7. Математическое описание электрической дуги переменного тока.
Выводы.
2. Математическая модель в ортогональной системе координат.
2.1. Формирование математической модели электроустановки в ортогональной системе координат.
2.2. Параметризация математической модели
2.2.1. Параметризация математической модели асинхронного двигателя
2.2.2. Параметризация схемы замещения электроустановки.
2.3. Метод численного интегрирования и программная реализация математической модели
2.4. Верификация математической модели
2.4.1. Верификация математической модели асинхронного двигателя.
2.2.3. Верификация математической модели электроустановки.
3. Математическая модель электроустановки в фазной системе координат
3.1. Введение.
3.2. Формирование математической модели электроустановки
3.3. Параметризация математической модели электроустановки в фазных координатах .
3.4. Верификация математической модели электроустановки в фазных координатах
4. Исследование шунтирующего эффекта при коротких замыканиях
4.1. Введение.
4.2. Расчтнотеоретическое исследование шунтирующего эффекта АД
4.2.1. Расчт тока КЗ по эталонной методике.
4.2.2. Влияние шунтирующего эффекта на требования к термической стойкости кабелей
4.2.3. Влияние шунтирующего эффекта на чувствительность защитных аппаратов
4.3. Экспериментальное исследование шунтирующего эффекта
4.3.1. Введение.1Б
4.3.1. Описание экспериментальной электроустановки
4.3.2. Корректировка параметров электроустановки
4.3.3. Результаты эксперимента
4.4. Рекомендации по учету шунтирующего эффекта в низковольтных электроустановках с
асинхронными двигателями
Заключение.
Список литературы


Анализ осциллограмм пуска двигателей различной мощности [] показал, что по параметрам нельзя определить оптимальные характеристики машины, Изменение одного из параметров также не может привести к оптимизации режимов работы двигателя. Можно говорить только о некотором соотношении всех параметров одной машины, которое определяет наилучшие динамические характеристики. В значительной степени точность параметризации возрастает при учёте геометрических размеров и материала стержней роторной обмотки. Он производится при определении коэффициентов, которые и являются функциями скольжения ротора машины. Эти коэффициенты показывают во сколько раз увеличивается активное сопротивление или уменьшается индуктивное сопротивление рассеяния части обмотки ротора, лежащей в стали при скольжении, отличном от нуля, по сравнению со значением при нулевом скольжении. В общем случае, зависимости параметров машины от скольжения представлены в полиномиальной форме. Применение данного подхода в проведённом исследовании могло бы существенно повысить точность расчётов. Однако, точный учёт геометрии элементов ротора значительно усложняет методику. Объём исходных технических данных, необходимых для её параметризации выходит за пределы каталожной информации, поставляемой заводом-изготовителем. Применение такой методики связано с проведением дополнительных экспериментов или расчётов для определения коэффициентов полинома, входящего в выражение для параметров эквивалентной схемы замещения машины. В работах [, ] рассматривается другой вариант изменения параметров роторного контура асинхронной машины. Этот способ представления зависимости параметров контура более удобен в применений к поставленной задаче. В [] приведены выражения для определения индуктивного сопротивления рассеяния двигателя и активного сопротивления роторного контура в двух опорных точках. На всём рабочем диапазоне скольжений машины, различаются два участка. Кп и максимального момента Кт. Опорному значению скольжения соответствует 0,1 о. Примерный вид зависимости приведён на Рис. Упрощение зависимости приводит к снижению точности методики. Однако, в рамках задачи, решаемой в данной исследовании, такое упрощение вполне допустимо. Линеаризация сложной полиномиальной зависимости позволяет значительно сократить объём необходимой исходной информации. Достоинством этого подхода является то, что все необходимые для расчёта исходные данные являются каталожной информацией. Доступность каталожных параметров двигателей позволяет производить серии расчетов с применением машин разной мощности и разных серий с целью более широкого изучения поставленного вопроса. Рис. В [] электрическая машина описана системой обыкновенных дифференциальных уравнений в форме Горева [9]. Учтены активные составляющие статорной обмотки. Активное сопротивление роторной обмотки представлено в уравнениях декрементом затухания роторного контура р. Система уравнений составлены по эквивалентной схеме замещения асинхронной машины Рис. Приведены выражения для определения параметров схемы замещения. Х"„ = ^ (1. Кт - кратность максимального момента, o. К[ - кратность пускового тока, o. HOM) - номинальный коэффициент мощности АД. S(^. Kp - критическое скольжение двигателя в o. Sw - начальное скольжение двигателя в o. H0M - номинальное скольжение двигателя в o. Кз - коэффициент загрузки двигателя, о. В [] зависимость параметров машины от скольжения в области номинального скольжения имеет линейный характер, а при превышении номинального скольжения зависимость представлена полиномиальной формой. В [] параметры роторного контура также зависят от скольжения и зависимость представлена кусочно-линейной аппроксимацией. В отличие от методики [] кривая изменения индуктивного сопротивления содержит три участка на рабочем диапазоне скольжений. При этом сопротивление ветви намагничивания Хи остаётся постоянным, а изменяется только суммарное индуктивное сопротивления рассеяния ЛД, см. Рис. Для определения параметров машины в опорных точках достаточно каталожных данных. Наряду с простотой параметризации модели такой подход хорошо описывает эффект вытеснения тока в роторной обмотке при частоте вращения ротора, отличной от номинальной.