Цифровая защита асинхронных электродвигателей от внутренних повреждений
Диссертация
Проведены исследования защиты путем математического и физического моделирования процессов работы. Для этого создана лабораторная установка, позволяющая на физической модели контролируемого электродвигателя имитировать нормальные режимы электродвигателя, витковые и междуфазные короткие замыкания с различным числом замкнувшихся витков, регистрировать данные о предаварийных и аварийных процессах… Читать ещё >
Содержание
- 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
Список литературы
- Корогодский В.И., Кужеков С. Л., Паперно Л. Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1кВ. М.: Энергоатомиздат. -1987.
- Теоретические основы построения реле: учеб. Пособие / Г. М. Павлов- Санкт-Петербург, гос. техн. ун-т. СПб. 1993. — 44 с.
- Электрические измерения: Учебник для вузов / Под ред. А. В. Фремке. -Л.: Энергия. 1973. — 424 с.
- Евтихиев Н.Н. Измерение электрических и неэлектрических величин: учеб. пособие для вузов / Н. Н. Евтихиев, Я. А. Купершмидт, В. Ф. Папуловский, В.Н. Скугоров- под общ. ред. Н. Н. Евтихиева. М.: Энергоатомиздат. — 1990. — 352 с.
- Гольдберг О.Д., Абдуллаев И. М., Абиев А. Н. Автоматизация контроля параметров и диагностика асинхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат. — 1991. — 160 с.
- Ванин В.К., Косенко Н. Ю. Устройство для защиты генераторов от витковых коротких замыканий // Электроэнергетика. 1992. — С 110−116.
- Мозгалевский А.В. Автоматический поиск неисправностей. Л.: Машиностроение. — 1967. — 264 с.
- Пат. № 2 896 407/24−07. Н 02 Н 3/40 G 01 R 27/16. Устройство для контроля сопротивления электрической системы / Ванин В. К., Халикулов И. Б., Егонский А. А.: заявлено 19.03.80, опубликовано 07.03.81.
- Эйкхофф П. Основы идентификации систем управления/Пер. с англ.- Под ред. Н. С. Райбмана. М.: Мир. — 1975.
- Пивняк Г. Г., Бешта А. С. Иденификация динамических параметров электропривода // Электричество. -№ 11.- 2002.
- П.Булычев А. В., Несговоров Е. В., Вяткина О. С., Сошенин Н. А. Выявление витковых замыканий в обмотках статора электродвигателяна основе методов идентификации параметров // Вестник ВоГТУ. Научный журнал. Вологда: ВоГТУ. — 2004. — № 4. — С. 31 — 37.
- Растригин JI.A., Маджаров Н. Е. Введение в идентификацию объектов управления. М.: Энергия. — 1977. — 216 с.
- Дейч A.M. Методы идентификации динамических объектов. М.: Энергия. — 1979.-240 с.
- Булычев А.В., Вяткина О. С. Оценка качества процесса идентификации // Материалы первой общероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука региону». — Вологда: ВоГТУ, 2003. -778 е., С. 204−207.
- Пивняк Г. Г., Бешта А. С. Иденификация динамических параметров электропривода // Электричество. 2002. -№ 11.
- Ванин В.К., Павлов Г. Н. Релейная защита на элементах вычислительной техники. Д.: Энергоатомиздат. — 1991. — 335 е.: ил.
- Бахман У., Ванин В. К., Гинковер A.M., Павлов Г. М., Печковский А. В. Синтез измерительных органов защиты, как градиентной самонастраивающейся системы // Электричество. 1987. — № 4.
- Вольдек А.И. Электрические машины. JL, «Энергия». 1974. — 840 е., ил.
- Правила устройства электроустановок. 6-е изд., с изм., испр. И доп., принятыми Главгосэнергонадзором РФ в период с 01.01.92 по 01.01.99 г. — СПб: Деан. — 2001. — 926 с.
- Чернобровое Н.В. Релейная защита. М.: «Энергия», 1971. 624 е.: ил.
- Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. М.: Энергия. — 1976.-560 с.
- Гимоян Г. Г. Фильтровые токовые защиты трехфазных электродвигателей // Электричество. -1972. № 5.
- Пат. 2 912 071/24−07, МКИ Н 02 Н 7/08. Устройство для защиты электродвигателя от витковых замыканий / C. J1. Кужеков, Е. П. Варфоломеев, B.JI. Рубан: заявлено 17.04.80- опубликовано 15.01.82.
- Булычев А.В., Ванин В. К., Меркурьев Г. В. Методы и технические средства контроля параметров и защиты электродвигателей переменного тока СПб.: РАО «ЕЭС РОССИИ», ГВЦ энергетики, Северо-Западный филиал. — 1996. — 96 с.
- Гимоян Г. Г. Релейная защита горных электроустановок. М. — 1978. -349 с.
- Пат. № 2 158 760/24−07, Н 02 Н 7/08. Устройство для защиты трехфазного электродвигателя от внешних, внутренних коротких замыканий и анормальных режимов / Г. Г. Гимоян, Ш. А. Ароян, С. А. Шахбазян, К. А. Мирзоян: заявлено 05.06.75, опубликовано 25.04.80.
- Калявин, В.П. Надежность и техническая диагностика судового электрооборудования и автоматики / В. П. Калявин, А. В. Мозгалевский, В. Л. Галка. СПб.: Элмор. — 1996. — 296 с.
- Новожилов А.Н. Моделирование процессов в системе защиты асинхронных двигателей от витковых замыканий // Электричество. -1998. -№ 1. -С 56−59.
- Клецель М.Я., Новожилов А. Н., Поляков В. Е. Защита двигателей от витковых замыканий на кольцевом преобразователе // Известия ВУЗов. Электромеханика 1986. — № 3.
- Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины: Учебник для вузов. -М.: Энергия. 1980. — 928 с.
- Коротков Б.А., Попков Е. Н. Алгоритм имитационного моделирования переходных процессов в электрических системах. Л.: Издательство ленинградского университета. — 1987. — 280 с.
- Беляков Ю.С. Расчет взаимоиндукции длинных линий электропередачи / Электричество. 1997. — № 11. — С.29−31.
- Данилевич Я.Б., Домбровский В. В., Казовский Е. Я. Параметры электрических машин переменного тока. М., JL: Наука. 1965. — 340 с.
- Сыромятников, И. А. Режимы работы асинхронных электродвигателей/И. А. Сыромятников. М.Л.: Госэнергоиздат. — 1963.- 528 с.
- Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока.- M-JI: Госэнергоиздат. 1963. — 744 с.
- Казовский Е.Я. Переходные процессы в электрических машинах переменного тока.- M-JL: Изд-во Академии наук СССР. 1962. — 624 с.
- Сивокобыленко В.Ф., Гармаш B.C. Исследование переходных процессов в асинхронных машинах с вытеснением токов в роторе методами математического моделирования. // Известия ВУЗов. 1981. -№ 6.
- Костенко М.П., Пиотровский JI.M. Электрические машины. -Госэнергоиздат. 1958. — 652 с.
- Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН. 2000. — 654 с.
- Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа. -1967.
- Денисов A.M. Введение в теорию обратных задач. М.: Изд-во Моск. унта. 1994.
- Иванов В.К., Васин В. В., Танана В. П. Теория линейных некорректных задач и ее приложения. М.: Наука, 1978. Кантарович А. В., Крылов В. И. Приближенные методы высшего анализа. Ленинград — Москва.
- Самарский А.А., Вабищевич П. Н. Численные методы решения обратных задач математической физики. М.: Едиториал УРСС. — 2004. -480 с.
- Крутько П.Д. Обратные задачи динамики в теории автоматического управления. М.: Машиностроение. — 2004. — 576 с.
- Галиулин А.С. Методы решения обратных задач динамики. М.: Наука.-1986.-244 с.
- Кобзистый С.Ю., Кононенко К. Е., Тонн Д. А. Учет изменения индуктивных параметров схемы замещения при пуске асинхронного двигателя. / / Известия вузов. Электромеханика 2004. — № 3.
- Атабеков Г. И. Основы теории цепей. М.: Энергия. — 1969. — 424 с.
- Самарский А. А, Андреев В. Б. Разностные методы для элиптических уравнений. М.: Наука. 1976.
- Вайникко Г. М., Веретенников А. Ю. Итерационные процедуры в некорректных задачах. М.: Наука, 1986.
- Ванин В.К., Павлов Г. Н. Релейная защита на элементах вычислительной техники. JI.: Энергоатомиздат. — 1991. — 335 е.: ил.
- Элементы автоматических устройств. Аналоговая и цифровая микроэлектроника для средств релейной защиты / А. В. Булычев, В. К. Ванин, Т. И. Кривченко и др.- Санкт-Петербург, гос. техн. ун-т. СПб. -2002. -72 с.
- Потемкин В.Г., Рудаков И.П. MATLAB 5. М.: Диалог Мифи. — 1999. -450 с.
- Дьяконов В. П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. М.: Солон-Пресс. 2005. — 576с.
- Дьяконов В. П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6. Обработка сигналов и проектирование фильтров. М.: Солон-Пресс. 2005. — 576с.
- Потемкин В.Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x. М.: Диалог Мифи. — 1999.
- Герман-Галкин С. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. Корона принт. 2001.
- Гутников B.C. Фильтрация измерительных сигналов. Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение. — 1990. — 192 с.
- Рудаков П.И. Обработка сигналов и изображений. MATLAB 5. x / П. И. Рудаков, И.В. Сафронов- Под общ. Ред. В. Г. Потемкина. М.: ДИАЛОГ -МИФИ.-2000.-416 с.
- Важнов, А.И. Электрические машины / А. И. Важнов. Л.: Энергия. -1969.-768 с.
- Чечет Ю. С., Номографический метод определения рабочих характеристик однофазных асинхронных микродвигателей с расщепленной фазой // Электричество. 1948. — № 7.
- Айзенфельд А.И., Шалыт Г. М. Определение мест короткого замыкания на линиях с ответвлениями. М.: Энергоатомиздат. — 1988. — 160 с.
- Шалыт Г. М., Айзенфельд А. И., Малый А. С. Определение мест повреждения линий электропередачи по параметрам аварийного режима. М.: Энергоатомиздат. — 1988. — 208 с.
- Игнатьева А.В. Курс высшей математики / А. В. Игнатьева, Т. И. Краснощекова, В. Ф. Смирнов. М.: Высшая школа. — 1964. — 682 с.
- Куприянов М.С., Матюшкин Б. Д. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования. СПб.: Политехника. — 1999. — 592 с.
- Веников В.А. Теория подобия и моделирования. (Применительно к задачам электроэнергетики). Учеб. Пособие для электроэнергетических спец. вузов. Изд. 2-е. М.: Высшая школа. 1976. — 479 с.
- Булычев А.В., Ванин В. К. Анализ входных преобразователей сигналов для устройств релейной защиты на интегральных микросхемах // Электричество. 1985. — № 9. — С. 13−18.
- Бальян Р.Х. Трансформаторы для радиоэлектроники. М.: Советское радио. -1971.
- Булычев А.В., Вяткина О. С. Физическое моделирование витковых замыканий в асинхронном двигателе // Материалы четвертой всероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука -региону». В 2-х томах.-Вологда: ВоГТУ. 2006. -Т1.-543 е., С. 187 — 194.
- Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник/ Кравчик А. Э., Шлаф М. М., Афонин В. И., Соболенская Е. А. М.: Энергоиздат. — 1982. — 504с.
- Справочник по электрическим машинам. В 2 т. / Под общ.ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова, Т.1. М.: Энергоатомиздат. 1988.-456с.
- Справочник по электрическим машинам. В 2 т. / Под общ.ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова, Т. 1. М.: Энергоатомиздат. 1988.-456с.
- Земельман М.А. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств. Изд-во стандартов. 1972.
- Чечет Ю. С. Управляемый асинхронный двигатель с полым ротором. -М.: Госэнергоиздат. 1955.
- Краус М., Вошни Э. Измерительные информационные системы. М.: Изд-во «Мир». — 1975. — 300 с.
- Вашны Е. Динамика измерительных цепей. М.: Энергия-1969. -282 с.
- Соловьев A.JI. Защита асинхронных электрических двигателей напряжением 0,4 кВ. С.-Петербург. — 2005. — 72 с.
- Соловьев A.JI. Методические указания по выбору характеристик и уставок защиты электрооборудования с использованием микропроцессорных терминалов серии SEP AM производства фирмы Шнейдер Электрик. С.-Петербург. — 2006.4.1 — 48 с.
- Соловьев A.JI. Методические указания по выбору характеристик и уставок защиты электрооборудования с использованием микропроцессорных терминалов серии SEP AM производства фирмы Шнейдер Электрик. С.-Петербург. — 2006.4.2 — 44 с.
- Патент РФ № 2 297 167. МПК Н02Н7/08. Способ защиты асинхронного двигателя от витковых замыканий / А. В. Булычев, К. А. Воеводин, О. С. Вяткина, Е. В. Несговоров. Опубл. в БИ, 2007, № 11.