Цифровая защита асинхронных электродвигателей от внутренних повреждений

• Автор: Вяткина, Ольга Сергеевна
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Вологда
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1 .АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ЗАЩИТ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ОТ ВНУТРЕННИХ ЗАМЫКАНИЙ

1.1. Виды повреждений обмоток асинхронных электродвигателей

1.2. Анализ работы электромеханических защит в переходных режимах.

1.3. Методы контроля параметров асинхронных электродвигателей

1.4. Анализ известных алгоритмов защит от внутренних замыканий в обмотках асинхронных электродвигателей

1.4.1. Токовые защиты

1.4.2. Защита от витковых замыканий, основанная на сравнении фазных токов и напряжений
1.4.3. Защита от внутренних замыканий, основанная на контроле токов обратной последовательности.
1.4.4. Защита от витковых замыканий, основанная на контроле магнитного потока с помощью кольцевого преобразователя
1.4.5. Защита от витковых замыканий, основанная на контроле намагничивающей силы с помощью индуктивных датчиков.
1.5. Сравнительный анализ значений параметров схем замещения асинхронных электродвигателей в различных режимах работы
1.5.1. Математическое описание асинхронных электродвигателей для построения защиты.
1.5.2. Параметры асинхронных электродвигателей в нормальных режимах работы
1.5.3. Параметры асинхронных электродвигателей при внутренних замыканиях
1.6. Требования к защитам электродвигателей от внутренних замыканий в обмотках
Выводы
2.РАЗРАБОТКА НОВОГО МЕТОДА ВЫЯВЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ЗАМЫКАНИЙ В ОБМОТКАХ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
2.1. Общие принципы построения защиты
2.2. Определение параметров контролируемого электродвигателя методами решения обратных задач динамики
2.3. Выбор критерия близости объекта и модели и процедура настройки математической модели
2.4. Алгоритм работы устройства защиты.
Выводы
3.ПРАКТИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММЫ ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТЫ.
3.1. Требования к аппаратной базе защиты.
3.2. Разработка управляющей программы
3.3. Пользовательский интерфейс
3.4. Оценка параметров исходной схемы замещения
3.5. Алгоритм определения момента возникновения переходного режима и начальной фазы тока
3.6. Оценка основных эксплуатационных параметров управляющей программы
Выводы
4.ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИТЫ НА ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ КОНТРОЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.
4.1. Общие принципы физического моделирования повреждений в обмотках электродвигателей.
4.2. Программа исследований
4.3. Преобразователи сигналов в установке для физического моделирования
4.4. Лабораторная установка.
4.5. Анализ результатов физического моделирования
4.5.1. Представление результатов физического моделирования.
4.5.2. Сравнительный анализ результатов физического и математического моделирования
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Их выполняют путем заливки пазов алюминием или его сплавами, причем одновременно отливают стержни обмоток, замыкающие кольца и вентиляционные лопатки. Форма пазов роторов выбирается в зависимости от требований к пусковым характеристикам двигателя. Для получения улучшенных пусковых характеристик пазы выполняют глубокими больше глубины проникновения магнитного поля, которую обычно принимают равной мм с сечением в виде фигур с уменьшенной площадью в верхней части рис. Роторы двигателей для тяжелых условий пуска выполняют с двойной беличьей клеткой рис. Здесь эффект вытеснения тока проявляется в еще большей степени. Рис. Фазные роторы асинхронных машин имеют более сложную конструкцию. В пазах роторов укладывается обмотка со специальной корпусной и витковой изоляцией с тем же числом полюсов, что и обмотка статора. Обмотка ротора соединяется в звезду и имеет три вывода, которые подключены к трем контактным кольцам, расположенным на выступающем конце вала и изолированным друг от друга. Через неподвижные прилегающие к контактным кольцам щетки в цепь обмотки ротора можно включать добавочные сопротивления или замыкать обмотку накоротко. Это позволяет получить большой пусковой момент и ограничить пусковой ток двигателя, а также обеспечить плавный пуск двигателя и регулировать частоту вращения ротора. Конструкции обмоток статоров асинхронных машин весьма разнообразны и имеют определенные особенности в зависимости от мощности машин. Здесь в каждом пазу находятся проводники только одной фазы обмотки. Расположение проводников в пазу произвольно рис. Отсюда произошло и название конструкции обмотки всыпная. Изоляция между отдельными витками обеспечивается здесь за счет изоляционного покрытия проводников лак, эмаль и т. Все проводники изолированы от сердечника прокладкой, которая является корпусной изоляцией. Проводники закрепляются в пазу с помощью специального деревянного или пластмассового клина. В лобовых частях катушки разных фаз могут соприкасаться и их дополнительно изолируют специальными прокладками различной формы. Эти прокладки выполняют роль междуфазной изоляции. Обмотки статоров машин мощностью от кВт до 0 кВт, как правило, двухслойные и изготавливаются из круглого провода. В машинах большей мощности для двухслойных обмоток используют прямоугольные проводники, которые укладывают в полуоткрытые пазы рис. Эти обмотки могут выполняться как с диаметральным, так и с укороченным шагом, что способствует их широкому применению. При диаметральном шаге в каждом из пазов расположены верхние и нижние стороны катушек одной фазы. В обмотках с укороченным шагом имеются пазы, в которых размещаются стороны катушек, принадлежащие разным фазам. Поэтому в двухслойных обмотках между нижней и верхней сторонами катушек обязательно устанавливается изолирующая прокладка, которая должна выдерживать полное номинальное напряжение машины. Рис. Асинхронные двигатели большой мощности машины с номинальной мощностью более 0 кВт и номинальным напряжением выше В выпускаются небольшими сериями, имеют те же основные узлы, что и низковольтные машины, но отличаются размерами и некоторыми деталями. Так, электродвигатели широко распространенной серии АТД2 выпускаются мощностью от 5 кВт до кВт с номинальным напряжением 6 кВ. Электродвигатели мощностью до 0 кВт имеют щитовые подшипники рис. Рис. Обмотка статора в основном стержневая. Стержни имеют непрерывную изоляцию, выполненную на термореактивных связующих типа монолит2 . Короткозамкнутая обмотка ротора выполнена из медных стержней, концы которых замкнуты медными кольцами. У двигателей мощностью меньше 0 кВт для обмотки ротора применяют алюминий. В большинстве случаев именно повреждения обмоток являются причинами выхода из строя электрических машин. Повреждениями обмоток могут быть обрывы распайки, окисления обмоток или их параллельных ветвей, короткие замыкания на корпус, междуфазные короткие замыкания и межвитковые, или витковые, замыкания. Причинами повреждения обмоток могут быть некачественное изготовление, ремонт обмоток, их подвижность, которые следует рассматривать совместно с увлажнением обмоток, т.