Асинхронный двигатель работа с перегрузкой - Авто Сфера №76
Avtosfera76.ru

Авто Сфера №76
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Асинхронный двигатель работа с перегрузкой

Мотор-редукторы SIMOGEAR

Точные и мощные приводные системы для гибкости производства

Широкий ассортимент мотор-редукторов позволяет подобрать оптимальный продукт для ваших потребностей. Новые редукторы SIMOGEAR обладают важным преимуществом – максимальной гибкостью за счет большого ассортимента редукторов, возможности полной адаптации и компактной конструкции. Также мы поставляем серво-мотор-редукторы для задач управления перемещением.

Выберите конфигурацию онлайн

Как заказать наши продукты, решения и услуги

Исследование работы группы асинхронных двигателей при кратковременных провалах напряжения для условий нефтяной промышленности

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Провалы напряжения достаточно частое и опасное явление, которое может привести к нарушению технологического процесса производства. Обеспечение сохранения устойчивости асинхронных двигателей при провалах напряжения является важной задачей обеспечения непрерывности технологического процесса, а также снижения материальных убытков. ЦЕЛЬ. Привести основные причины провалов напряжения. Разработать имитационную модель, соответствующую типовой схеме электроснабжения нефтеперекачивающей насосной станции с группой асинхронных двигателей в качестве нагрузки. Выполнить две серии расчетов по определению параметров электрического режима при провалах напряжения и последующем восстановлении напряжения на шинах питающей подстанции. МЕТОДЫ. При решении поставленной задачи применялся программный комплекс PSCAD. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье описана актуальность темы, приведены основные причины провалов напряжения. Выполнено моделирование провалов напряжения, возникающих в результате короткого замыкания на оборудовании подстанции. Выполнены серии расчетов, отличающиеся друг от друга измененными исходными данными: место возникновения короткого замыкания (далее – КЗ), выдержка времени автоматического ввода резерва (далее – АВР). Выполнен анализ полученных результатов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. По результатам проведения испытаний видно, что снижение напряжения на шинах низшего напряжения подстанций после работы АВР тем ниже, чем больше выдержка времени АВР. В настоящей работе максимальная выдержка времени составляла 7 секунд, при этом, нарушения устойчивости асинхронных двигателей не возникло. Также определена необходимость исследования работы группы асинхронных двигателей при авариях во внешней электрич еской сети.

Ключевые слова

Об авторах

Саттаров Роберт Радилович – д-р техн. наук, профессор кафедры «Электромеханики»

Гарафутдинов Рустам Разифович – аспирант кафедры «Электромеханики»

Список литературы

1. Исмагилов Ф.Р., Максудов Д.В., Гареев А.Ш. и др. Негативное влияние провалов напряжения на потребителей и способы его уменьшения // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2014. V. 18. № 3 (64).

2. Liao H., Milanovic J., Rodrigues M., et al. Voltage Sag Estimation in Sparsely Monitored Power Systems Based on Deep Learning and System Area Mapping // IEEE Transactions on Power Delivery, 1–1.2018.

3. Felce A., Matas G., Da Silva Y. Voltage sag analysis and solution for an industrial plant with embedded induction motors // Conf. Rec. — IAS Annu. Meet. (IEEE Ind. Appl. Soc). 2004. V. 4. pp. 25732578.

4. Секретарев Ю.А., Меняйкин Д.А. Особенности расчетов последствий отказов электроснабжения в распределительных сетях с монопотребителем электрической энергии // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2020. Т. 22. №2. С. 43-50.

5. Garnica Lopez M. A., Garcia de Vicuna J. L., Miret J., et al. Control Strategy for Grid-Connected Three-Phase Inverters During Voltage Sags to Meet Grid Codes and to Maximize Power Delivery Capability // IEEE Transactions on Power Electronics, V. 33. N11. pp. 9360–9374.2018.

Читать еще:  Гуляют обороты двигателя при прогреве

6. De Santis M., Noce C., Varilone P., et al. Analysis of the origin of measured voltage sags in interconnected networks // Electric Power Systems Research. 2018. V. 154. pp. 391–400.

7. Николаев А.А., Денисевич А.С., Ложкин И.А. и др. Исследование влияния провалов напряжения в системе электроснабжения завода MMK METALURJI на работу главных электроприводов стана горячей прокатки // Электротехнические системы и комплексы. 2015. № 3 (28).

8. Gomez J.C., Morcos M.M. A simple methodology for estimating the effect of voltage sags produced by induction motor starting cycles on sensitive equipment // Conf. Rec. — IAS Annu. Meet. IEEE Ind. Appl. Soc. 2001. Vol. 2, № C. pp. 1196–1199.

9. Золотов И.И., Шевцов А.А. Влияние потребителей электроэнергии на форму питающего напряжения автономных систем электроснабжения // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2019. Т. 21 № 1-2. С. 131-140.

10. Wang Z., Zhu K., Wang X. An analytical method to calculate critical clearance time of symmetrical voltage sags for induction motors // Dianwang Jishu. Power Syst. Technol. 2014. V. 38. № 2. pp. 509–514.

11. Ojaghi M., Faiz J., Shahrouzi H. et al. Induction motors performance study under various voltage sags using simulation // Journal of International Conference on Electrical Machines and Systems. 2012. V.1. N.3. pp.32- 39.

12. Sattarov R. R., Morozov P. V. Physical approach to analysis of induction motor braking under machinery load // Journal of Physics: Conference Series 2020. рр.1-5.

13. Bollen M.H.J., Yalcinkaya G., Hazza G. The use of electromagnetic transient programs for voltage sag analysis // Proc. Int. Conf. Harmon. Qual. Power, ICHQP. 1998. V. 1. P. 598–603.

14. Гарафутдинов Р.Р., Саттаров, Р.Р. Моделирование усовершенствованной автоматики ограничения перегрузки оборудования // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2020. Т. 20. № 1. С. 30–37.

15. Sattarov R.R. et al. Application of PSCAD in Practical Studies of Electrical Power Engineering Students // 2019 International Conference on Electrotechnical Complexes and Systems (ICOECS). IEEE, 2019. P. 1–6.

16. Gomez J.C., Morcos M.M., Reineri C.A. et al. Behavior of induction motor due to voltage sags and short interruptions // IEEE Trans. Power Deliv. 2002. V. 17. № 2. P. 434–440.

17. Файбисович Д.Л. Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д.Л. Файбисовича. 4-е изд., перераб. и доп. М.:ЭНАС. 2012. 376 с.: ил.

18. Petronijevi´c M., Mitrovi´c N., Kosti´c V., Bankovi´c B. An Improved Scheme for Voltage Sag Override in Direct Torque Controlled Induction Motor Drives // Energies. 10(5). С. 663–2017.

19. Галеев Л.М. Исследование напряжения в линейно нагруженной электрической сети, образованного плоской электромагнитной волной // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2020. Т. 22. № 4. С. 54-63.

Читать еще:  Ваз 1111 ока двигатель схема

Для цитирования:

Саттаров Р.Р., Гарафутдинов Р.Р. Исследование работы группы асинхронных двигателей при кратковременных провалах напряжения для условий нефтяной промышленности. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2020;22(6):92-100. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2020-22-6-92-100

For citation:

Sattarov R.R., Garafutdinov R.R. Research of the operation of a group of asynchronous motors at short-term voltage slopes for the conditions of the oil industry. Power engineering: research, equipment, technology. 2020;22(6):92-100. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2020-22-6-92-100


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

УБЗ-301 защищает электродвигатели

В России работают, – т. е. приводят в движение конвейеры, лифты оборудование, насосы, вентиляторы, компрессоры, металлообрабатывающие станки, прокатные станы – 50 млн. трехфазных асинхронных двигателей.

Они рассчитаны на 15–20 лет без капремонта — при условии их эксплуатации в соответствии с номинальными паспортными параметрами двигателя, от которых зачастую в реальной жизни имеют место значительные отступления: низкое качество питающего напряжения и нарушение правил эксплуатации – технологические перегрузки, повышенные влажность и температура, снижение сопротивления изоляции. В результате таких режимов работы двигателей 10 % из них ежегодно выходят из строя (а, например 60 % скважинных электронасосов ломаются ещё чаще). Это приводит к повышенному энергопотреблению из сети, остановке технологических процессов, внеплановым затратам на ремонт самого двигателя (из расчёта $5–6 на киловатт его мощности) и на устранение последствий аварий.

Значит, необходима надежная и эффективная защита от аварийных режимов. От чего именно?

Аварии могут быть по двум основным причинам: механическим и электрическим. Механические — каждая десятая — это деформация или поломка вала ротора, ослабление опрессовки его сердечника и крепления статора к станине, разрушение подшипников, крыльчатки, загрязнение подвижных элементов. Из них 8 % возникают вследствие вибрации из-за асимметрии питающей сети (перекоса фаз), 2 % — от механических перегрузок на валу.

Электрические причины сводятся к авариям по напряжению, из-за аварий в сети, к токовым, связанным с обрывами в статоре или роторе, с межвитковым и междуфазным замыканием обмоток, с нарушением контактов, и к пробою или снижению сопротивления изоляции вследствие её старения, разрушения или увлажнения.

Устройства защиты электродвигателей существуют, но большинство из них предполагают лишь токовую защиту.

Санкт-Петербургское предприятие Новатек-Электро разработало УБЗ-301 — универсальный блок защиты асинхронных электродвигателей от всех видов аварий — и сетевых, и связанных с режимами работы двигателя, и вызванных внутренними повреждениями внутри него или питающего кабеля. Необходимую логику работы блока, ранее не встречавшуюся ни в одном из существующих защитных устройств, обеспечивает встроенный цифровой микропроцессор.

Так, УБЗ-301 защищает от аварий сетевого напряжения: обрыва, слипания, нарушения последовательности, перекоса фаз, скачков и провалов напряжения — причём параметры срабатывания при этих нарушениях задаются пользователем на передней панели.

Напряжение измеряется как до включения двигателя — и при плохом нагрузка не включится — так и после.

Для анализа вида аварии, который диктует соответствующую логику принятия решений, прибор ведёт одновременный контроль токов и напряжений. Например, при сетевых авариях повторный пуск он разрешает, а при повреждениях внутри двигателя — запрещает.

Читать еще:  Yamaha fz 400 что за двигатель

Отметим: работа УБЗ-301 осуществляется по действующим значениям тока и напряжения, а не по усреднённым и не по пиковым.

Принципиально важно точно задать значение номинального тока двигателя — от этого зависит своевременность и правильность принятия микропроцессором УБЗ-301 решения по различного рода перегрузкам и другим токовым авариям. В других системах он выставляется либо приблизительно, либо, как в обычном тепловом реле, в значении максимального тока, который выше номинального — это приводит к перегрузке и медленному, но верному сокращению срока службы — к 10-кратному при превышении нагрузки всего на 5 %. Здесь же лёгким движением соответствующей рукоятки на лицевой панели УБЗ-301 устанавливаются номинальный и рабочий ток, время отключения при двухкратном перегрузе, минимальный ток срабатывания.

Для защиты по тепловому перегрузу микропроцессор блока непрерывно решает уравнение теплового баланса электродвигателя на основе постоянно измеряемых действующих значений тока. Учитывается «история» работы электродвигателя — то есть предварительно нагруженный двигатель при перегрузе будет отключен быстрее, чем предварительно холодный.

УБЗ-301 позволяет ограничить количество пусков в единицу времени — чтобы номинально нагруженный двигатель не перегрелся от частых пусков.

Блок также срабатывает при симметричном/несимметричном перегрузе фазных/линейных токов (механические перегрузки, повреждения внутри двигателя/питающего кабеля), по минимальному рабочему или пусковому току (сухой ход для насосов).

Таким образом, УБЗ-301 сочетает в себе возможности реле напряжения, реле контроля фаз, реле контроля изоляции, реле контроля токов, защиту от токов утечки, защиту от перегруза и недогруза, блок автоматического повторного включения с выдержками времени. При этом он дешевле не только набора этих приборов, но и аналогичных блоков зарубежного производства.

Параметры сети снимаются тороидальными датчиками тока. Два из них, через которые продеваются силовые фазные провода — датчики фазного/линейного тока. Третий — дифференциальный датчик тока (ДТТ), большего диаметра, через него продеты три силовых провода. При срабатывании блока нагрузка отключается путем разрыва цепи питания катушки магнитного пускателя (контактная группа прибора — 1 з+1 р). На наличие сетевого напряжения и включения нагрузки, вид аварии, токовый диапазон, на который настроен блок, указывают светодиодные индикаторы.

В ассортименте МПО Электромонтаж появились три модели блока защиты асинхронных электродвигателей УБЗ-301 (A6120— А6122), рассчитанные на различные диапазоны номинальных токов и соответствующие им диапазоны мощностей электродвигателей: 5–50 А/2,5–25 кВт, 10–100 А/5–50 кВт и 63–630 А/30–315 кВт. Контролируемое напряжение, которое является одновременно напряжением питания — 380 В, 50 Гц. Габаритные размеры: 90х70х65 мм, что соответствует 4 модулям.

Изготовитель прибора — НПП Новатек-Электро — специализируется на разработке и производстве коммутационно-защитных аппаратов нового поколения, приборов учета и контроля, устройств релейной защиты и автоматики, приборов программируемой силовой электроники — интеллектуальных электронных систем. В нашем ассортименте имеются переключатель фаз, реле напряжения и максимального тока, времени, температурное, блок управления щитовой. Вы можете ознакомиться с ними, набрав «Новатек» в поисковой строке нашего сайта «электромонтаж.рф» или обратившись к техническим консультантам в торговых офисах.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector