Защита мощных асинхронных электродвигателей от коротких замыканий

• Автор: Воронич, Иван Александрович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 180 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ.

1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

1.1. Анализ параметров обмотки статора электродвигателей, эксплуатируемых на мощных тепловых электростанциях. .
1.2. Сравнение эффективности функционирования существующих защит электродвигателей при междуфазных замыканиях в обмотке статора.

1.2.1. Токовая отсечка

1.2.2. Дифференциальная токовая защита на реле РНТ

1.2.3. Дифференциальная токовая защита на реле ДЗТ

1.2.4. Другие защиты

1.3. Сравнительный анализ существующих средств релейной защиты при витковых замыканиях в обмотке статора. .

1.4. Выводы.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ТОКОВ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ В ОБМОТКЕ СТАТОРА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ.
2.1. Предварительные замечания и допущения
2.2. Разработка способа анализа трехфазной системы токов. .
на основе метода симметричных составляющих
2.3. Исследование величин и фаз токов обмотки статора. .
2.3.1. Установка для экспериментальных исследований.
2.3.2. Величины и фазы токов при междуфазных замыканиях.
2.3.3. Величины и фазы токов при витковых замыканиях. .
2.3.4. Анализ токов при междуфазных коротких замыканиях с помощью теории планирования эксперимента
2.4. Выводы.
3 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПРИ
МВДШЗНЫХ ЗАМЫКАНИЯХ В ОШОТКЕ СТАТОРА
3.1. Дифференциальнофазная токовая защита двигателя.
3.1.1. Выбор принципа выполнения и построения схемы реле
3.1.2. Разработка фазовых характеристик реле.
3.2. Токовая защита с фазным торможением.
3.2.1. Построение схемы реле.
3.2.2. Тормозные характеристики реле.
3.3. Испытание защит в переходных режимах пуска электродвигателя и при междуфазных замыканиях в обмотке статора.
3.3.1. Установка для испытаний.
3.3.2. Испытание дифференциальнофазной токовой защиты
3.3.3. Испытание токовой защиты с фазным торможением.
3.4. Выводы. ИЗ
4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПРИ
ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЯХ В ОШОТКЕ СТАТОРА.
4.1. Защита при витковых замыканиях с использованием фильтров тока и напряжения обратной последовательности
4.1.1. Разработка принципа выявления межвитковых замыканий в обмотке статора.
4.1.2. Фильтр тока обратной последовательности с малым
током небаланса
4.1.3. Построение схемы токовой фильтровой защиты с независимой выдержкой времени.
4.2. Защита при витковых замыканиях с использованием
ферромагнитных преобразователей тока и напряжения
4.2.1. Применение ферромагнитных преобразователей тока для
выявления малых несимметрий токов
4.2.2. Разработка схемы селективной защиты двигателя
при витковых замыканиях с использованием ФПТ и ВДН
4.3. Испытание разработанных устройств в переходных режимах пуска двигателя при внешних и внутренних несимметричных КЗ.
4.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Вероятно, повреждение изоляции обмотки статора может произойти в любом месте в лобовой части, в пазу и при выходе ее из паза. Однако опыт эксплуатации и данные ремонтных организаций свидетельствуют о наиболее частых случаях повреждения изоляции в местах выхода ее из паза , так как в этом месте возникают наибольшие механические напряжения в изоляции при нагрузках на лобовые части пуск, самозапуск и внешнее КЗ. Нарушение межвитковой изоляции витковое замыкание может произойти в одной секции или в нескольких если секции одной фазы располагаются в одном пазу. Межслойнал изоляция обмоток выполняется на ступень выше межвитковой и поэтому повреждение межвитковой изоляции наиболее вероятно в одной секции. На основе анализа обмоточных данных двигателей, приведенных в таблице . В процентах к числу витков фазы это составляет соответственно 8 и 5. У самого мощного электродвигателя АВ в секции всего два витка, но это уже 6 от витков фазы. Обмотка двигателя АВ двухслойная. Межвитковая изоляция может повреждаться еще и между различными секциями одной фазы, которые уложены в одном пазу. Для каждой из фаз этого двигателя имеется по два таких паза, где могут замыкаться витки одной секции с другой. Учитывая точное расположение витков по пазам, определено,что в этом случае могут замыкаться от до витков это от числа витков фазы. Для электродвигателя АВ установлено, что, считая от нулевых выводов, минимальное число замкнувшихся витков при двухфазном КЗ составит в одной фазе 3, а в другой . Максимальное число замкнувшихся витков в одной фазе и в другой. Следовательно, междуфазные замыкания могут происходить в любой части обмотки статора. Сравнение эффективности функционирования существующих защит электродвигателей при междуфазных замыканиях в обмотке статора. Л. Токовая отсечка. Согласно требованиям , для защиты электродвигателей мощностью до кВт от многофазных коротких замыканий применяется токовая отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов. Однако эффективность этой защиты мала. Токовая отсечка, как правило, обеспечивает селективное отключение двигателя при многофазных замыканиях в обмотке статора, но в большинстве случаев отключение происходит только после значительного развития повреждения обмотки, что приводит к увеличению объема работ б . Происходит это потому, что фазные токи при повреждениях, удаленных от выводов, изменяются незначительно по сравнению с токами нормального режима двигателя. Так, например, при междуфазном замыкании в обмотке статора на глубине витков, считая от входных зажимов обмотки, ток в поврежденных витках увеличивается в 8Ю раз, а полный ток поврежденных фаз всего на , . Отсечка двигателя при таких повреждениях оказывается нечувствительной , , , а максимальная токовая защита МТЗ от перегруза работает с выдержкой времени и согласно , устанавливается не на всех двигателях. Ток срабатывания токовой отсечки выбирается по условию отстройки от пускового тока электродвигателя Коэффициент отстройки принимается равным для реле РТ I, а для реле РТ1,8 4, , , . В практике эксплуатации известны частые случаи ложной работы отсечки при пусках двигателей, что вызывает необходимость повышения коэффициента отстройки 6 . Применяемые в большом количестве мощные АД и СД имеют при выбеге значительное остаточное напряжение при самозапуске ток двигателя может быть намного больше тока прямого пуска. Неучет этого фактора и приводит в ряде случаев к ложным отключениям ответственных механизмов на электростанциях . На мощных тепловых электростанциях электродвигатели получают питание с шин б кВ распредустройств собственных нужд СН . Сопротивление участка сети до обмотки электродвигателя незначительно. Мощность трансформаторов СН достаточно велика по сравнению с мощностью двигателей, и поэтому, ввиду малого значения сопротивления участка сети до двигателя Хс им можно пренебречь. С учетом такого допущения определим зону действия отсечки высоковольтного двигателя, например, мощностью 0 кВт. Для определенности считаем, что отсечка двухфазного, двухрелейного исполнения. Кп кратность пускового тока.