Повышение надежности систем электроснабжения с электродвигательной нагрузкой 0,4 кВ при внешних воздействиях

• Автор: Портнягин, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Чита
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Анализ устройств комплексной защиты электродвигателей.

Анализ электромагнитной обстановки в СЭСЭН

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Метод исследований основанный на математическом моделировании

2.2 Методы исследований основанные на физическом моделировании и экспериментальных исследованиях
2.3 Выводы

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ РАБОТЫ

УКЗЭ И СЭСЭН

3.1 Влияние несинусоидальности напряжения на работу
фильтров обратной последовательности
3.2 Влияние состояния поверхности контактной группы коммутационных аппаратов на работу АД
3.3 Исследование коммутационных перенапряжений в СЭСЭН
3.4 Влияние разновременности размыкания контактов
на уровни коммутационных перенапряжений.
3.5 Влияние работы ТТ на функционирование УКЗЭ
3.6 Влияние несимметрии напряжения на работу АД.
3.7 Выводы.
4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ
ПОЛОЖЕНИЙ
4.1 .Исходные положения
4.2. Разработка способа и устройства защиты АД с
элементами адаптивности.
4.2.1 Определение адаптивной защиты
4.2.2 Микропроцессорная техника для средств релейной защиты
4.2.3 Принцип действия и структура адаптивной защиты.
4.2.4 Реализация отдельных видов защит в УКЗЭ
4.2.5 Элементная база, структурная и принципиальная
схемы УКЗЭ
4.3 Лабораторные испытания
4.4 Область использования разработанного УКЗЭ.
4.5 Разработка методики определения разновременности
размыкания контактов низковольтной коммутационной аппаратуры.
4.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Релейная защита ЭД может быть выполнена в виде устройства, которое бы защищало ЭД от одного вида повреждения, либо от нескольких сразу. ЭД (УКЗЭ). Условно релейную защиту ЭД можно разделить на устройства, выполненные на электромеханических реле и на устройства, выполненные на полупроводниковых элементах. Основное достоинство защит, выполненных на электромеханических реле, является их простота и высокая надежность. ЭД и повысить качество электроэнергии. Согласно [6], ЭД могут защищаться плавкими предохранителями или тепловыми реле типа ТРН или ТРП. Однако плавкие предохранители защищают электрические цепи от коротких замыканий (КЗ), электродвигатели они фактически не защищают. Предохранители не защищают ЭД даже в том случае, если они выбраны правильно, поскольку характеристики предохранителей имеют значительный разброс, а их тепловая характеристика не соответствует тепловой характеристике ЭД. Необходимо также отметить, что во время эксплуатации предохранители стареют и их характеристики меняются. Предохранители сами зачастую могут являться причиной возникновения аварийного режима - обрыва фазы или пожара, если не перегорят при КЗ защищаемой электрической сети. Тепловые реле также не обеспечивают надежную защиту ЭД, т. ЭД, т. Для защиты ЭД также применяются автоматические выключатели серии АП, А, АЕ и др. В них совмещен выключатель, защита от перегрузок и защита от коротких замыканий. Защита от перегрузок осуществляется тепловыми расцепителями. Они имеют те же недостатки что и тепловые реле [7]. Согласно [6], ЭД переменного тока напряжением до 1 кВ должны защищаться от многофазных КЗ, а в сетях с глухозаземленной нейтралью - также от однофазных замыканий. В определенных случаях, когда возможна перегрузка механизма по технологическим причинам, а также при особо тяжелых условиях пуска или самозапуска должна предусматриваться защита от перегрузки. Защита минимального напряжения должна устанавливаться для ЭД механизмов, са-мозапуск которых после останова недопустим по условиям технологического процесса или по условиям безопасности, а также для облегчения условий восстановления напряжения после отключения КЗ и обеспечения самозапуска электродвигателей ответственных механизмов. Анализ способов и устройств защиты АД позволил разработать классификацию средств защит, которая приведена на рисунке 2. Рассмотрим более подробно каждый вид неисправности и возможную защиту от него, которая может входить в состав комплексной защиты электродвигателей. Перегрузка. Увеличение тока в обмотках ЭД вызывает перегрев - дополнительное превышение температуры элементов конструкции ЭД по сравнению с нормальным, соответствующим рабочему режиму. Срок службы изоляции зависит от ее температуры. Считается, что срок службы, например, микалентной компаундированной изоляции и приравненной к ней по этому показателю термореактивной изоляции изменяется в 2-2,5 раза с изменением температуры на каждые °С [2]. Реакция на превышение тока в обмотках ЭД определяется тепловой инерцией деталей конструкции. Наибольшие значения постоянных времени имеют сердечники статора и ротора. Различают перегрузку кратковременную и длительную. Кратковременная перегрузка может возникать, например, при заклинивании ротора или пуске с пониженным напряжением, а длительная при несоответствии механической нагрузки ЭД его номинальным параметрам. Принцип действия таких защит основан на непосредственном тепловом контроле в характерных точках ЭД или на анализе тока протекающего по обмоткам статора. Первый тип защит содержит в себе полупроводниковые датчики, реагирующие на изменение температуры, которые встраиваются в обмотки фаз электродвигателя [7]. В качестве термодатчиков используются терморезисторы и пазисторы. Такие датчики, как правило, встраиваются в каждую из трех фаз ЭД и соединяются последовательно или параллельно. Часть ЭД в этом случае в обозначении двигателей серии 4А со встроенной температурной защитой добавлена буква Б [7,9]. Исполнительный орган такой защиты реагирует на изменение температуры датчика.