Неповнофазні режими роботи і захист асинхронних двигунів власних потреб електростанцій - Автореферат

У системах електропостачання власних потреб (в.п.) електричних станцій і промислових підприємств широко застосовуються асинхронні двигуни (АД) із короткозамкненим ротором одиничною потужністю 200 - 8000 КВТ на напрузі 6 - 10 КВ і до 200 КВТ на напрузі 380 - 500 В. Найбільшу небезпеку для АД представляють неповнофазні режими при цілком обірваній одній із фаз напруги живлення. Тривала робота АД в цьому режимі не допускається через додаткове нагрівання обмоток статора і ротора і можливого ушкодження АД. Крім того, відсутність захисту від цих режимів на пуско-резервних трансформаторах може призвести до затяжного самозапуску двигунів у випадку автоматичного переключення живлення на трансформатор із неповнофазним живленням. Відомі розрахункові методи аналізу неповнофазних режимів (Чернін А.Б., Авербух А. М., Лосєв С. Б., Адонц Г. Т., Лугинський Я. Н., Сиромятніков І.А. і ін.) засновані на ряді допущень і не дозволяють із достатньою точністю визначити втрати і нагрів обмоток статора і ротора, особливо для глибокопазних АД, параметри яких через витиснення струму в роторі залежать від частоти струму у роторі і рівня напруги.У роботі показано, що неврахування цього явища при неповнофазних режимах в існуючих роботах призводить до значних похибок при оцінці втрат у роторі і визначенні допустимої тривалості цих режимів. Методам визначення параметрів заступних схем по каталожним даним присвячена велика кількість робіт, однак у них, як правило, не враховуються ефект витиснення струму в роторі і втрати в сталі. Втрати в статорі , роторі і в сталі кожного АД в неповнофазних режимах знаходимо, вирахувавши падіння напруги на роторі , , із використанням вхідних опорів АД , для струмів прямої і зворотної послідовностей. Для кожного з АД отримані втрати в статорі, роторі, сталі, сумарні втрати, струм і напруги прямої і зворотної послідовностей і ковзання до обриву однієї фази трансформатора живлення і після обриву для двох випадків: коли нейтраль трансформатора заземлена і розземлена. У третьому розділі (Динамічні характеристики пуску і самозапуску асинхронних двигунів при несиметричній живлячій напрузі) виконан аналіз режимів пуску і самозапуску АД при обриві фази в ланцюзі трансформатора або окремих двигунів, який робився з використанням математичної моделі, заснованої на повних диференційних рівняннях АД, записаних для струмів і напруг прямої і зворотної послідовностей, а також із використанням диференційних рівнянь для кількості тепла, що виділяється в статорі і роторі: , , , , , , , , , неповнофазні режими асинхронний двигунУ дисертаційній роботі дане нове рішення актуальної наукової задачі встановлення закономірностей поведінки асинхронних двигунів (АД) власних потреб (в.п.) електростанцій при обриві фаз у живлючій мережі і розробки захисту від цих режимів, що дозволить підвищити надійність експлуатації електричних станцій. Розроблено спосіб визначення параметрів заступних схем глибокопазних АД власних потреб для аналізу неповнофазних режимів, що відрізняється урахуванням втрат у сталі й ефекту витиснення струмів у роторі, у якому параметри знаходяться по каталожним або експериментальним даним з умови найкращого збігу вихідних і розрахункових характеристик двигуна. Розроблено алгоритм і програму розрахунку на Mathcad PLUS 7.0 математичної моделі багатомашинної системи електропостачання в.п. електростанцій для розрахунку неповнофазних режимів і визначення напруг і струмів прямої, зворотної і нульової послідовностей у будь-якій точці мережі і трансформаторах живлення, а також втрат потужності, що відрізняється використанням у ній заступних схем АД, синтезованих по частотним характеристикам вхідних провідностей. Встановлено залежності втрат у міді і сталі статора і ротора АД, а також струмів і напруг зворотної і нульової послідовностей у функції коефіцієнтів навантаження двигунів і параметрів живлючої мережі, що дозволяє визначати допустиму тривалість роботи електроустаткування в несиметричних режимах.

Основний зміст роботи