Обоснование структуры модели короткого замыкания с учетом влияния обратных ЭДС двигателей
Защита от коротких замыканий шахтной участковой низковольтной электросети. Обоснование структуры модели аварийного процесса с учетом такого фактора, как обратная электродвижущая сила асинхронного двигателя при электропитании точки короткого замыкания.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.07.2018 |
| Размер файла | 119,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Донецкий национальный технический университет
Обоснование структуры модели короткого замыкания с учетом влияния обратных ЭДС двигателей
Брянцева И.В., магистрант,
Маренич К.Н., Ph.D.,(к.т.н.), доцент
Существующие средства максимальной токовой защиты не способны полностью обесточить точку короткого замыкания (к.з.) в участковой низковольтной электросети, а, следовательно, не могут обеспечить безопасность эксплуатации электрооборудования. Это обусловлено особенностями потребителей участка шахты - преимущественно асинхронные двигатели (АД). После защитного отключения автоматическим выключателем (АВ) сети со стороны трансформаторной подстанции (ТП) роторы электродвигателей продолжают вращаться, что является следствием накопленной кинетической энергии. Происходит реверс энергетических потоков от статоров АД. В результате электродвигатели потребителей сами становятся электроэнергетическими установками, генерирующими обратные ЭДС в сеть. Величина этих ЭДС позволяет поддерживать во включенном состоянии контакторы пускателей и подпитывать точку короткого замыкания, что весьма опасно в условиях угольной шахты [1].
Актуальность исследования воздействия обратных ЭДС асинхронных двигателей на точку к. з. обусловлена снижением токоограничивающих свойств электросети (повышение мощности технологических установок приводит к росту мощности их двигателей, разветвление участковой электросети, применение гибких кабелей большего сечения, перевод электросети на повышенные уровни напряжения), а, следовательно, и увеличением продолжительности подпитки точки короткого замыкания со стороны статоров АД. Таким образом, необходимо обосновать эффективное техническое решение в области ограничения параметров аварийного процесса короткого замыкания после защитного отключения электросети.
Защита от коротких замыканий шахтной участковой низковольтной электросети осуществляются средствами максимальной токовой защиты, установленными в рудничном автоматическом выключателе, в распределительном устройстве низшего напряжения участковой трансформаторной подстанции и в рудничных магнитных пускателях (МП). Поэтому в случае возникновения к.з. в гибком кабеле присоединения, в зависимости от быстродействия срабатывания защит, возможны следующие варианты:
-срабатывает АВ, контактор МП остается включенным;
-защитное отключение производится автоматическим выключателем и магнитным пускателем;
-отключается магнитный пускатель, АВ остается включенным.
Рассмотрим шахтную разветвленную участковую электросеть в случае возникновения короткого замыкания в гибком кабеле присоединения. Введем допущение, что все АД потребителей были включены, в сети действовало номинальное напряжение Un.
В первом случае процесс возникновения и протекания короткого замыкания можно представить совокупностью сменяющих друг друга состояний [2]:
-возникновение короткого замыкания и протекание тока к точке замыкания от трансформатора;
-продолжение подпитки точки к.з. от трансформатора и от статора АД аварийного присоединения (до момента отключения питания автоматическим выключателем);
-появление уравнительных токов, обусловленных обратными ЭДС АД потребителей участка после защитного отключения сети;
-подпитка точки к.з. только от АД аварийного присоединения после отключения контакторов МП смежных потребителей (или собственного).
Во втором случае третье состояние не учитывается, т.к. уравнительные токи смежных потребителей (в состоянии свободного выбега) возникают, но, в связи с отключением контактора МП аварийного присоединения, не подпитывают точку к.з.
В третьем случае смежные потребители участка остаются в рабочем состоянии, а ток короткого замыкания зависит только от параметров АД аварийного присоединения.
Четвертое состояние является общим для всех вариантов защитного отключения и представляет собой процесс одиночного выбега асинхронного электродвигателя.
Практический интерес представляет рассмотрение процесса изменения обратной ЭДС двигателя, генерирующего энергию на короткозамкнутую сеть.
Характер экспоненты снижения ЭДС выбега АД обусловлен постоянной времени, которая зависит от собственных параметров электродвигателя и сопротивления гибкого кабеля присоединения. Этот процесс можно представить следующей схемой замещения цепи j-го потребителя для одной фазы (рис.1):
Рисунок 1 - Схема замещения цепи j-го потребителя
На этой схеме введены следующие обозначения: Lкj, Rкj соответственно индуктивное и активное сопротивление фазы гибкого кабеля ГКj длиной lкj, обратная ЭДС асинхронного двигателя потребителя. Остальные обозначения являются общепринятыми для Т-образной схемы замещения асинхронного двигателя.
Для полученной схемы замещения асинхронной машины запишем известные уравнения [3]:
|
(1) |
Обратная ЭДС двигателя при электропитании точки короткого замыкания гасится значительно быстрее, что обусловлено активно-индуктивными параметрами гибкого кабеля от АД до точки к.з.
Таким образом, в обосновании структуры модели аварийного процесса учтен такой влияющий фактор как обратная ЭДС асинхронного двигателя.
Полученная составляющая процесса короткого замыкания позволяет получить диаграммы изменения тока в режиме свободного выбега АД потребителя аварийного присоединения, что является предметом дальнейшего исследования с использованием параметров практически применяемых АД и гибких кабелей в системе электроснабжения технологического участка щахты.
замыкание электропитание сила
Библиографические ссылки
Василец С.В., Маренич К.Н. Об особенностях компьютерного моделирования процессов короткого замыкания в низковольтной шахтной участковой сети/ Автоматизація технологічних об'єктів та процесів. Пошук молодих. Зб. наук. праць IV Міжнар. науково-техн. конф. м. Донецьку 11--14 травня 2004 р. -- Донецьк: ДонНТУ, 2004. -- С.50-55.
Маренич К.Н., Ковалева И.В. Обоснование структуры модели процесса короткого замыкания в электротехническом комплексе участка шахты/ Наукові праці Донецького національного технічного університету. Випуск 12 (113), серія гірничо-електромеханічна. - Донецьк: ДонНТУ, 2006. - 344 с.
Ковач К.П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока. - Л.: Госэнергоиздат, 1963.- 744 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания для целей релейной защиты. Функции защиты от асинхронного режима. Защита электродвигателей от многофазных коротких замыканий. Схема защиты синхронного электродвигателя.
курсовая работа [101,6 K], добавлен 08.11.2012Изучение переходных процессов в системах электроснабжения, причин их возникновения. Расчет коротких замыканий, включающий в себя нахождение тока короткого замыкания, ударного тока, мощности короткого замыкания и прочих параметров электрооборудования.
курсовая работа [879,7 K], добавлен 20.09.2014Определение начального сверхпереходного тока и тока установившегося короткого замыкания. Определение токов трехфазного короткого замыкания методом типовых кривых. Расчет и составление схем всех несимметричных коротких замыканий методом типовых кривых.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 21.05.2012Основные допущения при расчетах коротких замыканий. Система относительных единиц, используемая при составлении схем замещения. Влияние электродвигателей и нагрузок в начальный момент короткого замыкания. Проектирование расчетной схемы электроустановки.
дипломная работа [3,6 M], добавлен 25.06.2014Расчет электромагнитного переходного процесса в современной электрической системе с учетом всех имеющих место условий и факторов. Активные и индуктивные сопротивления кабелей. Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания.
курсовая работа [214,8 K], добавлен 29.06.2015Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности в именованных единицах для сверхпереходного и установившегося режима короткого замыкания. Расчет начального значения периодической составляющей токов трехфазного короткого замыкания в точках.
дипломная работа [970,6 K], добавлен 04.03.2014Расчет тока короткого замыкания в точках К1, К2, К3, К4, К5. Проверка кабелей на термическую стойкость. Выбор и проверка аппаратуры по предельным точкам короткого замыкания. Расчет провала напряжения генератора при прямом пуске асинхронного двигателя.
курсовая работа [938,1 K], добавлен 09.01.2015Определение значения сверхпереходного и ударного тока в точке короткого замыкания, а также наибольшего значения полного тока симметричного трехфазного и несимметричного двухфазного замыкания. Зависимость изменения тока короткого замыкания для генератора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.01.2014Описание применяемой релейной защиты и автоматики. Выбор и обоснование контрольных точек расчёта и вида тока короткого замыкания. Расчет токов короткого замыкания на отходящих линиях. Выбор микропроцессорных терминалов защит системы электроснабжения.
дипломная работа [325,6 K], добавлен 16.01.2014Расчет токов трехфазного короткого замыкания. Составление схем прямой, обратной и нулевой последовательностей. Определение замыкания в установках напряжением до 1000 В. Построение векторных диаграмм токов и напряжений для точки короткого замыкания.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 08.01.2014Построение схемы замещения и определение ее параметров в относительных базисных единицах. Расчет ударного тока трехфазного короткого замыкания. Векторные диаграммы токов и напряжений для несимметричных коротких замыканий. Выбор заземляющих устройств.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 14.02.2013Определение тока короткого замыкания и приведение величин различными методами. Определение сверхпереходных электродвижущих сил тока короткого замыкания, а также ударного тока с учетом нагрузки. Допустимое напряжение на высокой стороне трансформатора.
контрольная работа [558,2 K], добавлен 21.01.2014Расчет аналитическим способом сверхпереходного и ударного токов трехфазного короткого замыкания, используя точное и приближенное приведение элементов схемы замещения в именованных единицах. Определение периодической составляющей короткого замыкания.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 21.08.2012Расчет основных параметров трехфазного короткого замыкания, составление схемы замещения. Расчет несимметричного короткого замыкания на стороне 110 кВ, а также простого короткого замыкания на стороне 35 кВ и 10кВ. Определение главных критериев обрыва.
курсовая работа [954,6 K], добавлен 26.01.2014Расчет тока короткого замыкания. Защита трансформатора электродуговой печи, кабельных линий от замыканий на землю, высоковольтных асинхронных и синхронных двигателей от перегрузки, низковольтных двигателей. Устройство автоматического повторного включения.
курсовая работа [514,6 K], добавлен 25.02.2015Расчет короткого замыкания и его параметров в электроустановках напряжением до 1 кВ. Определение действующего значения периодической слагающей тока короткого замыкания в произвольный момент времени. Построение векторных диаграмм токов и напряжений.
курсовая работа [431,9 K], добавлен 21.08.2012Параметры двигателей, реакторов и трансформаторов в цепи. Определение однофазного и трехфазного тока короткого замыкания по заданным параметрам. Расчет электрической удаленности источников и симметричных режимов. Электромеханические переходные процессы.
контрольная работа [35,8 K], добавлен 03.01.2011Построения развернутой и радиальной схем обмоток статора, определение вектора тока короткого замыкания. Построение круговой диаграммы асинхронного двигателя. Аналитический расчет по схеме замещения. Построение рабочих характеристик асинхронного двигателя.
контрольная работа [921,2 K], добавлен 20.05.2014Выбор параметров элементов электрической системы. Расчет симметричного и несимметричного короткого замыкания в заданной точке. Определение параметров схем замещения: значение ударного тока короткого замыкания, периодическая и апериодическая составляющие.
курсовая работа [736,3 K], добавлен 17.02.2013Расчет трехфазного короткого замыкания, параметров и преобразования схемы замещения. Определение долевого участия источников в суммарном начальном токе короткого замыкания и расчет взаимных сопротивлений. Составление схемы нулевой последовательности.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.03.2015
