close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

3632 novojilov a. n. kislov a. p. volikova m. p zashita asinhronnogo dvigatelya s faznim rotorom ot vitkovih zamikaniy v obmotke rotora

код для вставкиСкачать
6
Вестник I I I У АМ, 2004
—
■■-
1------~
Ш .Э.Турдалиев
Перспективный способ тепловой обработки б е то н а ........................
90
диагностика дискретных ^тройств автоматики
^
энергосистем..............................................................
—
- г
в обмотке ротора ...................................................
В ьй о р п^инщ ш а отстройки от бит в дифференциальной м щ и те ................. ^
трансформатора.................................................
В.Ф. Говорун, О.В. Говорун
Влияние огклоимия напряж®ия на режимы работы
................. и 4
Б .в !у т е .у л Х Г в ПуТе,улов В.В. Ткаченко Л.В. Сиитко
^
Мембранный фундамагт для опор линии электропередач ...............
п Т Х ”
У » » - —
........ 126
И стчш п п^п тан ия ^ ^ ^ т е х н о д а г т т е к и х ^ т а н о в о к с улучшенными ^
энергетическими характеристиками.....................
Геггоша^пейс .........................................................
утегулов В.В., Захаров И.В., Ижикова А.Д., Гасанова 1 .3.
Моделирование экспериментальных исследовании процессов в
..........^
индукторах с распределенными параметрами...................................
16()
Наши авторы...................................................................
....................^ 2
Правила для авторов....................................................................
Вестник П1 7ГМ 4 ,2004
102
работоспособности ПО АВР без его вы-вода из действующей схемы и
отключения выключателя. Входы Х7, Х 8 связаны с исполнительными
реле обоих каналов устройства, входы Х17, Х18 - с его логиче-ской
частью. Выход Х21 соединяется с блокирующим входом исполни­
тельной части пускового органа. С целью уменьшения общего числа
элементов индикации выходы триггеров совмещены с входами эле­
ментов И-НЕ 0 5 , 0 7 , вьшолняющих также функции контроля уровня
включения входных формирователей импульсов по точкам ХЗ, Х4.
Контроль правильности функционирования устройства осуще-ствляется сравнением индицируемых сигналов с тест-таблицей 1.
Здесь "1" и "О" указывают соответственно на включенное и отключен­
ное состояния светодиодов. Из таблицы видно, что основные состояния
устройства различаются между собой, но крайней мере, состоянием одного
элемента индика-ции; отсутствие индикации нри рабочей совокупности
воздействий однозначно говорит (16 отклонении от нормальною режима
Несоответствие индицируемых сш налов тест-таблице при заданном наборе
входных воздействий указывает на наличие неисправности, а неадекватный
сигнал светодиода позвошег локализо-вать характер неисправности.
В сравнении со средствами широкого применения (универсальными)
стои-мость ДМ существенно ниже за счет меньшей избыточности, отсут­
ствия собст-венных источников питания и тестовых воздействий. Время
контроля практиче-ски эквивалентно затратам доя встроенных средств
диагностики, так как подклю-чение модуля к испьпуемому устройству с
помощью разъема и отключение от него занимают 2-5 с. Кратковремен­
ность сопряжения ДМ с проверяемым устрой-ством снижает влияние не­
исправности самого модуля на общую надежность электроснабжения.
Таблица 1
Индикация
Характер
воздействий
VI
VI
УЗ
У4
Состояние устройства
рабочие
0
0
0
0
отсутствует питание
рабочие
0
1
1
1
нет входного сигнала
рабочие
1
0
1
1
нет входного сигнала
рабочие
1
1
1
1
нормальный режим
51 или (л,0*)д^
1
1
0
1
исправен канал 1
81, 82 или (х,5.х6)
0
1
0
0
срабатывание выхода 1
82 или
1
1
1
0
исправен канал 2
82, 81 или (*,*в)
1
0
0
0
срабатывание выхода 2
_____ _________
серия Энергетическая
ЮЗ
Габариты разработанного блока диагностики 25 х 55 х 85 мм, мас­
са - 0,2 кг. Блок выполнен на интегральных микросхемах серии К155,
как и обслуживае-мое устройство ЛИС-2, он введен в промышленную
эксплуатацию наэиектроус-тановках предприятия химической промыш­
ленности. При соответствии функцио-нирования ПО АВР заданному
логическому выражению процедура тестирования, включая демонтаж
и монтаж кожуха устройства автоматики, длится не более 1,5 минут, по
сложности она доступна персоналу любой квалификации.
ЛИТЕРАТУРА
1 Бороденко В. А. Функциональная диагностика дискретных ус­
тройств противоаварийной автоматики // В кн. "Диагностика неисп­
равностей устройств релейной защиты и автоматики электрических
систем". - г. Жданов, Изд-во ЖдМИ, 1982, с. 90-92.
2 Бороденко В. А., Колфман Ю. А. Обеспечение надежности элекгроснаб-жения химических производств. - М.: НИЙГГЭХИМ, 1984, вып.
10 (228). - 61 с.
УДК 621.313.13; 621.316.925
ЗАЩИТА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
С ФАЗНЫМ РОТОРОМ ОТ ВИТКОВЫХ ЗАМЫКАНИЙ В
ОБМОТКЕ РОТОРА
А.Н. Новожилов, А.П. Кислое, М Л . Воликова
ПГУим. С. Торайгырова
Таси царалган жене асинхрондьщ цозгалпщыш цорганыш цурылгысы туйьщталулардыц ф азам роторымен крса салынган влшеу турленЫргшопе
Рассмотрен способ иустройство защиты асинхронного двигателя
с фазнымротором от витковых замыканий на встроенном измеритель­
ном преобразователе.
ТНе кау аги1 ргоСесЧге зуМет о/ап М исИоп тоюг т1к а рНахемоим{го1сг)гот 1ит с1о.чиге.чоп а ЬиШ-т теазипп§ 1гапж1исеги ге\’1екЫ.
Постановка задачи. В промышленности и электроэнергетике на
электрические повреждения обмотки фазного ротора асинхронных
двигателей (АД) приходится до 10-15% отказов электрооборудова­
ния [1,2]. Значительные повреждения при этом вызваны практически
полным отсутствием защит от витковых замыканий. В результате АД
104
Вестник Л ГУ Лв4, 2004
отключается не в момент возникновения замыкания, а когда размеры
повреждения увеличиваются до междуфазного короткого замыкания
или замыкания на землю. Поэтому проблема разработка защит от витковых замыканий обмотки фазного ротора АД актуальна.
Наиболее чувствительны к витковым замыканиям в обмотках трехфаз­
ных машин переменного тока устройства защиты па встроенных измери­
тельных преобразователях [ 1,3]. Они измеряют магнитную несимметрию
машины по контролю мапштных полей в торцевой зоне и хорошо зареко­
мендовали себя на асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором.
Для защиты асинхронного двигателя с фазным ротором предлагается ис­
пользовать встроенный кольцевой индукционный преобразователь (КИП).
Его работа основана на измерении магнитного потока нулевой последова­
тельности в торцевой зоне. КИП изображен на рисунке 1, где 1 и 2 - корпус и
обмотка КИП; 3 - подшипниковый щит; 4 и 5 - крепежная ппшлька и фикси­
рующая гайка; 6 и 7 - лобовые части обмотки статора и ротора.
Способ защиты АД заключается в следующем. Обмотка статора в
АД неподвижна, а в ее витках протекают токи с частотой сети / с =50
Гц. Поэтому', в обмотке КИП индуцируется основная гармоническая
электродвижущей силы (ЭДС) с частотой /, «■ /,. .
Если допустить, что обмотки фаз статора имеют одинаковое число
витков, их секции точно изготовлены и установлены в сердечник, а сумма
их токов равна нулю, то в эксплуатационных режимах работы АД суммар­
ный магнитный поток через плоскость КИП (магнитный поток нулевой
последовательности обмотки статора в торцевой зоне) равен нулю. В этом
случае ЭДС КИП, индуцированная обмоткой статора, также равна нулю.
6 7
В
7
Рисунок 1. КИП с регулировочными шпильками и его крепление внутри АД
серия Энергетическая
105
При витковом замыкании в обмотке статора возникает дополнитель­
ный контур с током [3], превышающим в десятки раз свое доаварийное
значение. В торцевой зоне АД появляется магнитный поток нулевой пос­
ледовательности обмотки статора, а в КИП - ЭДС с частотой / , .
Обмотка ротора АД вращается и частота токов, индуцирован­
ных в секциях фаз
к
= ‘ /с
где 5 - скольжение ротора.
У читывая, что КИП и обмотка ротора обладают круговой симмет­
рией, обмотку ротора относительно КИП можно считать неподвиж­
ной. Так как конструкция обмоток статора и ротора аналогичны, то
аналогичны и процессы в них. Поэтому в эксплуатационных режимах
работы АД магнитный поток нулевой последовательности с частотой
/ 2 через плоскость КИП и ЭДС КИП от него окажутся равными нулю.
При витковом замыкании в обмотке ротора возникает магнитный поток
нулевой последовательности и ЭДС в КИП с частотой / 2 .
Таким образом, для определения виткового замыкания в обмот­
ках статора и фазного ротора следует измерять напряжение на выхо­
де КИП с частотами / , и / 2 соответственно.
Устройство защиты для реализации этого способа в виде блоксхемы представлено на рисунке 2, где ВЦ - входные цепи; ОН - огра­
ничитель напряжения; ППФ и ПЗФ - нолосно-пропускающий и полосно-задерживающий фильтры; Д1 и Д2 - детекторы; ПЭ1 и ПЭ2 - поро­
говые элементы; ЭИ - элемент индикации; РЭ - реаг ирующий элемент.
Входные цепи ВЦ служат для согласования схемы устройства с
КИП. С их помощью осуществляется также нормирование напряжения
на входе ПЗФ и ППФ. Первый предназначен для подавления основной
гармонической с учетом колебаний частоты в сети, а второй - для ее
выделения. ПЗФ и детектор Д1 образуют первый измерительный орган
устройства, измеряющий величину напряжения с частотой / , . ППФ и
детектор Д2 образуют второй измерительный орган устройства, изме­
ряющий величину напряжения с частотой / 2 . Детекторы выпрямляют
сигналы с фильтров. Ограничитель напряжения ОН на входе Д1 и Д2
обеспечивает величину напряжения в момент пуска АД, не превышаю­
щую его величину в режиме нагрузки. В конце пуска из-за плавности
уменьшения тока в фильтрах устройства не возникает переходных про­
цессов, которые приводят к изменению напряжения на выходе Д1 и Д2.
Элементы ПЭ1 и ПЭ2 определяют порог срабатывания устройства за­
106
Вестник ИГУ №4, 2004
щиты. Реагирующий элемент РЭ в виде электронного или электромеха­
нического реле предназначен для усиления подаваемого на него сигна­
ла и при срабатывании подает выходной сигнал на выключатель на­
грузки ВН. Элемент индикации ЭИ информирует о повреждениях в АД.
П Г Г
А В С
Рисунок 2. Блок схема устройства защиты
Работа устройства. В эксплуатационных режимах работы АД
ЭДС КИП, а следовательно напряжения небаланса
Ин61 и инбз с час­
тотами / , и / 2 на выходе КИП малы и определены неточным изго­
товлением и установкой в АД КИП и секций обмоток статора и ротора
в свои сердечники. В результате, напряжение на выходе детекторов
Д1 и Д2 не превышает порог срабатывания элементов ПЭ1 и ПЭ2.
Сигнал на выходах ПЭ1 и ПЭ2, а также на выходе реагирующего эле­
мента РЭ отсутствует. АД находится в работе.
Вш ковое замыкание в обмотке статора вызывает в ней несимметрию магнитодвижущих сил и появление в торцевой зоне АД магнитно­
го потока нулевой последоват ельности с частотой /, . В КИП величина
ЭДС с частотой
резко возрастает. Это приводит к увеличению на­
пряжения на выходе Д1. Если оно превысит порог срабатывания ПЭ1,
то на его выходе появляется сигнал, который подается на элемент инди­
кации ЭИ и реагирующий элемент РЭ. При этом на ЭИ появится сигнал
о повреждении обмотки статора, а РЭ - сформирует сигнал на отключе­
ние выключателя нагрузки ВН. АД отключится от сети.
серия Энергетическая
107
Аналогично, при замыкании витков в обмотке фазного ротора
ЭДС КИП с частотой / 2 возрастет. В результате возрастет и напряже­
ние на выходе детектора Д2. И если оно превысит порог срабатыва­
ния ПЭ2, то он сработает и на ЭИ появится сигнал о повреждении
обмотки ротора, а реагирующий элемент РЭ с помощью ВН отключит
АД от сети.
Выбор порога срабатывания. Порог срабатывания порогового эле­
V н61 с частотой / ( на
выходе КИП в режиме прямого пуска. Расчет V и61 достаточно сложен.
На практике просто замеряют величину й нб ноя1 непосредственно на
мента ПЭ1 определен величиной напряжения
выходе КИП в режиме номинальной нагрузки. Тогда при пуске
У нб1
где
нб,ном\^кпт\
к кпт1 - коэффициент кратности пускового тока статора АД.
Порог срабатывания порогового элемента ПЭ2 определен величиной
напряжения небаланса
V ибз ротора с частотой / 2 на выходе КИП. Эго
напряжение также максимально в режиме прямого пуска АД, поэтому
Унб2 ~ У нб,ном2^кпт2
где й „е ном2 - напряжение небаланса ротора в режиме номиналь­
ной нагрузки;
- коэффициент кратности пускового тока ротора АД.
С учетом того, что 11нб2 и
IIнб1в режиме пуска при Л'=1 имеют
частоту основной гармонической равную 50 Гц, то максимальная ве­
личина небаланса определится как
V нб = ^нб1 + ^ н б 2
В этом случае величины порогов срабатывания пороговых эле­
ментов П Э 1 и ПЭ2 следует принять равными и по аналогии с отстрой­
кой токовых защит [3] рассчитать как
Vср
где
нб' ^отс
С1)
котс - коэффициент отстройки [3] составляет 1,4-4- 2,5.
Большее значение коэффициент отстройки принимает при вре­
мени срабатывания ПЭ1 и ПЭ2 равном нулю, а меньшее при времени
срабатывания равном времени затухания апериодической составля­
ющей токов в АД при пуске, составляющем порядка 0,04-е- 0,06 с.
1(18
Вестник Ш'УМа4, 2004
ВЫВОДЫ
1. Витковое замыкание в обмотке ротора следует выявлять путем
измерения магнитного нотока нулевой последовательности в торце­
вой зоне АД, частота которого отлична от частоты сети.
2. Для построения защиты от витковых замыканий в обмотке рото­
ра АД можно использовать кольцевой индукционный преобразователь.
ЛИТЕРАТУРА
1. Корогодский В.И., Кужеков С.П., Паперно Л.Б. Релейная защи­
та электродвигателей напряжением выше 1000 В. - М.: Энергоатомиздат, 1987,- 248с.
2. Козырев Н.А. Изоляция электрических машин и методы ее ис­
следования. -М.: Госэнергоиздат, 1962 - 263с.
3. Клецель М,Я., Новожилов А.Н., Поляков В.Е. Защита двигате­
лей от витковых замыканий на кольцевом преобразователе// Изв. ву­
зов. Электромеханика. - 1986. - № 3.- С .118/126.
621.316.925
ВЫБОР ПРИНЦИПА ОТСТРОЙКИ ОТ БНТ
В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЕ ТРАНСФОРМАТОРА
В.
А. Бороденко
ПГУ им. С. Торайгырова
Дабыл эктримумдары арасындагы интервалды берглген тагайыншамамен салыстыру жолымен магниттелу тогы лацтыруынан
трансформатордыц дифференциалдык; цорганысы цурылу цагидасы
усынылган.
Предложен принцип отстройки дифференциальной защиты транс­
форматора от броска тока намагничивания путемсравнения интервала
между экстремумами сигнала с заданной уставкой.
ТНе ргЫс\р1е /о г Ыоскт% о / асИоп с1$'егепИа1 рго1есНоп о / 1ке
Iгат/огтег а§атт а (кгок о /а сиггем о / та^пейгаиоп /л оДегей Ъу
сотрапзоп о/ап Шег\а1 ЪеСкееп ех1гетит о /а ы^па! ш1к зНриШЫ
5епт%.
Совершенствование средств релейной защиты энергосистем пред­
полагает обеспечение заданного уровня устойчивости функционирова­
ния, который при внешних коротких замыканиях (КЗ) и в режимах без КЗ
определяется соответствующей отстроенностью от входных возмущений.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
268 Кб
Теги
kislov, zashita, volikova, 3632, asinhronnogo, novojilov, rotors, dvigatelya, obmotke, rotorom, faznim, vitkovih, zamikaniy
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа