Научная статья на тему 'Development of methodology for energy assessment of operational modes of work of power equipment'

Development of methodology for energy assessment of operational modes of work of power equipment Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
62
39
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ / ПОТЕРИ / УДЕЛЬНЫЕ / ЗАГРУЗКА / ТЕМПЕРАТУРА / ОПТИМУМ / ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / СКОЛЬЖЕНИЕ / ДИАГРАММА / РЕСУРС / ЕЛЕКТРОДВИГУН / ВТРАТИ / ПИТОМі / ЗАВАНТАЖЕННЯ / ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ / КОВЗАННЯ / ДіАГРАМА / MOTOR / LOSSES / SPECIFIC / LOAD / TEMPERATURE / OPTIMUM / ENERGY-SAVING / SLIP / CHART / RESOURCE

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Ovcharov S., Strebkov A.

Development of scientific and technical proposals in the field of energy conservation, and increase the operational reliability of electrical power is continued in the article. One of the main indicators for assessing technical solutions is, as you know, the annual economic benefit of the development, expressed in national currency. However, due to the instability of the national currency, such estimate can’t be objective. It is considered that the weakest element of the design of power equipment is its electrical insulation. The main negative impact on its operating parameter is the temperature of heating, which in turn is a function of electric power losses in it. Evaluation of electric power losses in the power electrical equipment performed in units of electrical energy, and resource consumption of insulating structure in units of insulation depreciation. As a result, it is difficult to assess the overall operational modes of electrical power equipment. Therefore, it is developed the technique of the energy assessment of operational modes of power equipment. In this paper we addressed the scientific and technical problem of estimating the economy of resources in the electrical power equipment by one indicator for which it is conducted research of the loss of electricity, together with the process of thermal deterioration of its isolation, and then their joint assessment. This task is performed by the example of induction motor with squirrel-cage rotor as the most widespread object of the power equipment.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Ovcharov S., Strebkov A.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Development of methodology for energy assessment of operational modes of work of power equipment»

10. Barbato, L. Combined 1D and 3D CFD Approach for GT Ventilation System Analysis [Electronic resource] / L. Barbato, M. Blarasin, S. Rosin // Newsletter. — 2008. — № 1. — Р. 15-18. — Available at: \www/URL: http://www.enginsoft.it/ applications/oilgas/geoilgas.html. — 15.05.2015.

11. Santon, R. C. A New Gas Turbine Enclosure Ventilation Design Criterion [Text] / R. C. Santon, M. J. Ivings, D. K. Pritchard // Volume 5: Turbo Expo 2005. — ASME, 2005. — Paper No. GT2005-68725. — P. 445-452. doi:10.1115/gt2005-68725

12. Костюк, В. Е. Обобщенная математическая модель теплового состояния укрытий газотурбинных установок [Текст] / В. Е. Костюк, Е. И. Кирилаш, А. Л. Кравчук // Интегрированные технологии и энергосбережение. — 2013. — № 1. — С. 22-26.

13. Костюк, В. Е. Тепловая модель корпуса газотурбинного двигателя [Текст] / В. Е. Костюк, Е. И. Кирилаш // 1нтегроваш технологи та енергозбереження. — 2015. — № 2.

14. Launder, B. E. Lectures in Mathematical Models of Turbulence [Text] / B. E. Launder, D. B. Spalding. — London: Academic Press, 1972. — 169 p.

15. Эрих, В. Н. Химия и технология нефти и газа [Текст] / В. Н. Эрих, М. Г. Расина, М. Г. Рудин. — Л.: Химия, 1977. — 424 с.

16. Ефремов, С. В. Производственная безопасность. Часть 1. Опасные производственные факторы [Текст]: учеб. пособие / под ред. С. В. Ефремова; Политехн. ун-т. — СПб.: Политехн. ун-т, 2012. — 223 с.

17. Теплоизоляционные изделия ROTYS [Электронный ресурс]. — Режим доступа: \www/URL: http://rotys.com/produkciya. — 15.05.2015.

за6езпечення теплового режиму облддндння ТУРбОКОМПРЕСОРНОГО агрегату TEПЛ0iЗ0ЛЯЦiEЮ ГАЗОТУРбШНОГО ДВИГУНА

Чисельно дослщжено тепловий стан обладнання силового блока за наявност та вщсутносл зовшшньо! теплово!' ¡золяци

корпусу конвертованого газотурбшного двигуна. Покриття корпусу двигуна iзолящею призведе до значного зниження температур його зовшшньо! поверхш i малороз1шрнош обладнання силового блока при невеликому зменшенш коефь щента корисно! дй турбши та потужност двигуна внаслщок додаткового теплового розширення корпусу.

Kлючовi слова: турбокомпресорний агрегат, газотурбшний двигун, пожежовибухобезпека, тепловий стан, теплова iзоляцiя, моделювання.

Кирилаш Елена Ивановна, младший научный сотрудник, кафедра конструкции авиационных двигателей, Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Украина, e-mail: kirilash-elena@rambler.ru. Костюк Владимир Евгеньевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, кафедра конструкции авиационных двигателей, Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского «Харьковский авиационный институт», Украина, e-mail: aedlab@ic.kharkov.ua.

Кирилаш Олена 1ватвна, молодший науковий ствробтник, кафедра конструкцп авiацiйних двигутв, Нащональний аеро-KOCMÎUHrn утверситет 1м. М. G. Жуковського «Хартвський авiацiйний тститут», Украта.

Костюк Володимир Свгенович, кандидат техтчних наук, старший науковий ствробтник, кафедра конструкцп авiацiйних двигутв, Нащональний аерокосмiчний утверситет 1м. М. G. Жуковського «Хартвський авiацiйний iнститут», Украта.

Kyrylash Olena, National Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute», Ukraine, e-mail: kirilash-elena@rambler.ru. Kostyuk Vladimir, National Aerospace University «Kharkiv Aviation Institute», Ukraine, e-mail: aedlab@ic.kharkov.ua

УДК: 621.313.37.004.17 001: 10.15587/2312-8372.2015.44328

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

В данной статье на базе исследования потерь активной мощности в асинхронном электродвигателе с короткозамкнутым ротором в функции загрузки на валу и температуры окружающей среды и теплового износа его изоляции разработана методика единой оценки процессов потерь электрической энергии и расхода ресурса изоляционной конструкции в электродвигателе в единицах энергии.

Ключевые слова: электродвигатель, потери, удельные, загрузка, температура, оптимум, энергосбережение, скольжение, диаграмма, ресурс.

Овчаров С. В., Стребков А. А.

1. Введение

В Украине существует народно-хозяйственная проблема ресурсоэнергосбережения в силовом электрооборудовании (силовых трансформаторах, электродвигателях, силовых кабелях), используемом в агропромышленном комплексе. Суть проблемы состоит в том, что Украина только до 40 % обеспечена собственными энергетически-

ми ресурсами, а эксплуатационная надежность силового электрооборудования, работающего в агропромышленном комплексе, остается низкой [1].

Поэтому необходимы научно-технические решения, как в сфере энергосбережения, так и повышения эксплуатационной надежности силового электрооборудования.

Разрабатываемые технические решения должны быть технически и экономически обоснованы. Одним из

основных показателей оценки технических решении является, как известно, годовой экономический эффект от реализации разработок, выражаемый в национальной валюте. Однако из-за неустойчивости курса национальной валюты такая оценка не может быть объективной.

Потери электрической энергии в силовом электрооборудовании и расход его ресурса тесно связаны. Самым слабым элементом силового электрооборудования является его изоляционная конструкция. Основным негативно воздействующим на нее эксплуатационным параметром является ее температура нагрева, которая в свою очередь является функцией потерь электрической энергии в нем [2].

Оценка потерь электрической энергии в силовом электрооборудовании осуществляется в единицах электрической энергии, а расход ресурса изоляционной конструкции — в единицах износа изоляции. В результате трудно оценить в целом эксплуатационные режимы работы силового электрооборудования.

Поэтому разработка методики энергетической оценки эксплуатационных режимов работы силового оборудования является актуальной.

2. Анализ литературных данных и постановка проблемы

Как показано выше, потери электрической энергии в силовом электрооборудовании оценивают в единицах энергии, а расход ресурса изоляции, в основном определяющий расход ресурса силового электрооборудования — в единицах теплового износа изоляции [1].

В работах [3-10] указанные два процесса рассматриваются, но, как правило, раздельно, хотя они и являются единым процессом.

В данной работе поставлена научно-техническая задача оценки ресурсоэнергосбе-режения в силовом электрооборудовании единым показателем, для чего необходимо исследование процесса потерь электрической энергии совместно с процессом теплового износа его изоляции, а затем их совместная оценка.

Выполняется эта задача на примере асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором как самым широко распространенным представителем силового оборудования.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Исследование закономерностей потерь активной мощности в асинхронном электродвигателе с корот-козамкнутым ротором в функции эксплуатационных воздействий на него.

2. Исследование закономерностей теплового износа изоляционной конструкции в электродвигателе в функции параметров режимного характера работы последнего.

3. Разработка единой оценки процессов потерь электрической энергии и расхода ресурса изоляционной конструкции в электродвигателе.

4. Исследование закономерностей потерь активной мощности в асинхронном электродвигателе с короткозамкнутым ротором в функции эксплуатационных воздействий на него

В [2] введено понятие коэффициента потерь активной мощности в электродвигателе, под которым понимается отношение потерь активной мощности в электродвигателе к активной мощности на его валу:

DP

(1)

Проведены расчеты потерь активной мощности в электродвигателе типоразмера 4А100S2У3 с учетом нагрева электродвигателя и температуры окружающей среды, результаты расчета показаны графически (рис. 1).

3. Объект, цель и задачи исследования

0,3

0,29 0.2S 0.27 0.26 0.25 0.24 0,23 0,22 0,21 0.2 0,19 0.18 0,17 0,16 0.16

Кп

10°С

20 "С

30 "С

40 "С

50 "С \Ч /У

Рз,Вт

Объект исследования — процесс потерь электрической энергии в асинхронном электродвигателе и теплового износа его изоляции.

Целью работы является исследование и разработка единого показателя оценки потерь электрической энергии и расхода ресурса изоляции в асинхронном электродвигателе в эксплуатационных условиях.

Рис. 1. Зависимости коэффициента потерь активной мощности кп в функции активной мощности на валу Р2 при температурах окружающей среды: 10 °С, 20 °С, 30 °С, 40 °С, 50 °С

Построена круговая диаграмма комплекса полной мощности, потребляемой электродвигателем (рис. 2).

Предложенная круговая диаграмма позволяет находить потери активной мощности в функции скольжения электродвигателя.

п

£ = £не

1

1

®н Ту + -»„

DP

ДРн

р2н

ДРн =--Р2н,

hH

(5)

где тн — номинальное превышение температуры изоляции данного класса, °С; ДРн — номинальные потери активной мощности в электродвигателе, Вт; Р2н — номинальная мощность электродвигателя, Вт; — номинальный коэффициент полезного действия электродвигателя.

Из выражения (4) находим выражение теплоотдачи электродвигателя:

Л = -

ДРн

(6)

Рис. 2. Круговая диаграмма комплекса полной мощности, потребляемой асинхронным электродвигателем

5. Исследование закономерностей теплового износа изоляционной конструкции в электродвигателе в функции параметров режимного характера работы последнего

Таким образом, при работе асинхронного электродвигателя, включая режим перегрузки, в электродвигателе теряется часть электрической энергии, которая идет на нагрев последнего и отдается в окружающую среду. При нагреве электродвигателя его изоляционная конструкция расходует определенную часть своего базового ресурса [1], который при длительно допустимой температуре изоляции данного класса составляет 20 тысяч базовых часов. В [1] получено выражение скорости теплового износа изоляции в функции ее температуры:

В результате полученных выражений (2)-(6) можем рассчитать скорость теплового износа изоляционной конструкции обмоток асинхронного электродвигателя в функции потерь активной мощности в электродвигателе, которые в свою очередь могут быть найдены следующим образом:

ДР = ДРн + к2ДРм,

(7)

(2)

где е — текущая скорость теплового износа изоляции, бч/ч; ен — номинальная скорость теплового износа изоляции, бч/ч; В — параметр класса изоляции, К; 0н — абсолютная номинальная температура изоляции, К; ту — установившееся превышение температуры изоляции над температурой окружающей среды, °С; Фср — температура окружающей среды, °С.

Установившееся превышение температуры изоляции над температурой окружающей среды может быть найдено следующим образом:

(3)

где ДР — потери активной мощности в электродвигателе, Вт; Л — теплоотдача электродвигателя, Вт/°С.

Запишем выражение (3) в номинальном режиме работы:

Тн =-

Л

(4)

где к — кратность действующего значения силы электрического тока, потребляемого электродвигателем, к номинальному значению.

6. Разработка единой оценки процессов потерь электрической энергии и расхода ресурса изоляционной конструкции в электродвигателе

При изготовлении обмоток статора асинхронного электродвигателя расходуется значительное количество электрической энергии. Расход ресурса обмоток электродвигателя может быть эквивалентно выражен в количестве затраченной электрической энергии на изготовление и монтаж обмоток, отнесенной к одному базовому часу расходуемого ресурса изоляционной конструкции, то есть — Дж/бч. В реальных эксплуатационных условиях расходуется ресурс изоляционной конструкции, выраженный в базовых часах, что эквивалентно может быть выражено в количестве энергии в джоулях, которая затрачена при изготовлении и монтаже обмоток или может быть затрачена при ремонте.

Оценивая эксплуатационный режим работы электродвигателя, можна эквивалентно выразить его в расходе электрической энергии, который состоит из потерь электрической энергии в электродвигателе и эквивалентном расходе электрической энергии за счет теплового износа изоляционной конструкции.

Опыт электромашиностроительных предприятий свидетельствует, что в стоимости обмоточного материала, из которого изготовляются обмотки, заложена стоимость электрической энергии, расходуемой на добычу меде-содержащей руды, ее транспортировку до металлургических предприятий, на выплавку меди, на ее калибровку, на изготовление изоляционных лаков, на изготовление обмоточного провода.

По данным [1] доля стоимости электрической энергии в цене на обмоточный провод составляет до 80 %,

Т

н

B

у

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

такой же является и доля стоимости электрической энергии в стоимости обмоток.

Стоимость обмоток асинхронного электродвигателя может быть найдена следующим образом:

Co = тЦоКн

2. Мощность электрической энергии, расходуемая на тепловой износ изоляционной конструкции в течение одного астрономического часа работы электродвигателя:

(8)

P = ^у.э е.

(13)

где т — масса трех обмоток статора асинхронного электродвигателя, кг; цо — цена обмоточного провода, грн/кг; кн.р. — коэффициент накладных расходов на изготовление обмоток статора асинхронного электродвигателя; ки — коэффициент изготовления обмоток статора асинхронного электродвигателя.

Коэффициент накладных расходов на изготовление обмоток статора асинхронного электродвигателя показывает относительную величину увеличения стоимости обмоток статора от затрат на отопление производственных помещений, на бытовые нужды, на освещение, на вентиляцию и другое.

Коэффициент изготовления обмоток статора асинхронного электродвигателя показывает относительную величину увеличения стоимости обмоток статора от затрат на их изготовление.

Указанные коэффициенты больше единицы. Например, коэффициент изготовления обмоток находится в пределах 1,3-1,5 [1].

Количество электрической энергии, затраченной на получение обмоточного провода и изготовление обмоток, может быть найдено следующим образом:

3. Удельные затраты электрической энергии на единицу расхода ресурса изоляционной конструкции обмоток статора асинхронного электродвигателя:

W =-—

уэ 20000'

(14)

4. Количество электрической энергии, затраченной на получение обмоточного провода и изготовление обмоток, может быть найдено следующим образом:

Wэ =

0,8 Co

(15)

5. Скорость теплового износа изоляционной конструкции:

1

0„ ту +-0ср + 273

(16)

Co Wэ = —, Цэ

(9)

6. Установившееся превышение температуры изоляции электродвигателя:

где цэ — цена электрической энергии, грн/кВтч.

Удельные з атраты электрической энергии на единицу расхода ресурса изоляционной конструкции обмоток статора асинхронного электродвигателя (кВтч/бч) равны:

DP

ту=X.

(17)

7. Теплоотдача электродвигателя:

W =-—

уэ 20000'

DP„

(10) Л = —.

(18)

Ц

э

в

Зная скорость теплового износа изоляции, найденную по (1), можем рассчитать мощность электрической энергии, расходуемую на тепловой износ изоляционной конструкции:

P = Wy.B е.

P

:Р/

8. Номинальные потери активной мощности в электродвигателе:

(11)

,„ P2„ п

DP„ =--P>„.

h„

(19)

Исследуем коэффициент потерь активной мощности, расходуемой на тепловой износ изоляционной конструкции электродвигателя типоразмера 4А100S2У3 в функции активной мощности электродвигателя на валу, для чего составим алгоритм расчета.

1. Коэффициент потерь активной мощности электрической энергии, расходуемой на тепловой износ изоляционной конструкции за один астрономический час работы электродвигателя:

Запишем каталожные данные исследуемого электродвигателя и изоляционной конструкции: тн = 90 °С, ен = 1 бч/ч, В = 10200 К, 0н = 403 К, С0 = 846 грн, цэ = = 0,25 грн/кВтч, ДРн = 624 Вт, Л = 6,93 Дж/с°С.

Находим зависимость потерь активной мощности в электродвигателе в функции мощности на валу.

DP = КПР2.

(20)

(12)

Для этого воспользуемся зависимостью кп = /(Р2), приведенной на рис. 1 при температуре окружающей среды, равной +40 °С. Результаты заносим в табл. 1.

пи

J

Таблица 1

Зависимость потерь активной мощности в электродвигателе в функции мощности на валу

Р2 Вт 2500 3000 3500 4000 4500 5000

Кп 0,14 0,14 0,15 0,16 0,17 0,2

DP, Вт 360 427 510 624 786 975

Ту, °С 52 62 74 90 113 141

£, бч/ч 0,07 0,15 0,37 1 4,06 16,44

Р, Вт 12 26 63 170 690 2795

DP + Р, Вт 372 453 573 794 1476 3770

кпр 0,14 0,15 0,16 0,2 0,33 0,75

В результате расчетов найдена зависимость коэффициента потерь активной мощности в электродвигателе и активной мощности, потребленной на изготовление, монтаж обмоточной конструкции электродвигателя, который выражается следующим образом:

DP + P

: P '

(21)

Представим графически эту зависимость (рис. 3).

0,7

0,5

0,1

Результаты исследования полезны для объективного анализа эксплуатационных режимов работы, в частности, электродвигателей в эксплуатационных условиях, отличных от проектных.

Исследования являются продолжением работ [1, 2], которые приняты в основу разработки методики энергетической оценки эксплуатационных режимов работы силового электрооборудования.

8. Выводы

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Введено понятие коэффициента потерь активной мощности в электродвигателе как отношение потерь активной мощности в электродвигателе к активной мощности на его валу.

2. Найдено выражение потерь активной мощности в обмотках электродвигателя с учетом нагревания обмоток и температуры окружающей среды.

3. Исследованы закономерности теплового износа изоляции асинхронного электродвигателя в функции потерь активной мощности в нем.

4. Разработана методика единой оценки процессов потерь электрической энергии и расхода ресурса изоляционной конструкции в электродвигателе в единицах

энергии.

"п? Кцр Кпр j

/

к„

Р.

3500 3750 4000 4250

4750 5000 Вт

Рис. 3. Зависимость коэффициентов потерь активной мощности в электродвигателе в функции мощности на валу

Как видно из рис. 3 эквивалентный коэффициент потерь кпр существенно возрастает по мере нагрузки электродвигателя и учитывает как потери активной мощности в электродвигателе, так и эквивалентные потери активной мощности на тепловой износ изоляции электродвигателя.

7. Обсуждение результатов разработки методики энергетической оценки эксплуатационных режимов работы силового электрооборудования

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Исследование имеет целью разработать методику объективной оценки эксплуатационных режимов работы силового электрооборудования.

Литература

1. Овчаров, В. В. Эксплуатационные режимы работы и непрерывная диагностика электрических машин в сельскохозяйственном производстве [Текст] /

B. В. Овчаров. — Киев: УСХА, 1990. — 168 с.

2. Овчаров, С. В. Исследование потерь активной энергии в асинхронном электродвигателе в эксплуатационных условиях [Текст] / С. В. Овчаров, А. А. Стребков // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. — 2015. — № 2/8(74). —

C. 22-28. doi:10.15587/1729-4061.2015.39026

3. Sun, D. S. Research on Voltage-Chopping and Energy-Saving Controlling Technology for Three-Phase AC Asynchronous Motor [Text] / D. S. Sun // Advanced Materials Research. — 2012. — Vol. 433-440. — Р 10331037. doi:10.4028/www.scientific.net/amr.433-440.1033

4. Hung, N. T. Optimization of Electric Energy in Three-Phase Induction Motor by Balancing of Torque and Flux Dependent Losses [Text] / N. T. Hung, N. C. Thien, T. P. Nguyen, V. S. Le, D. A. Tuan // Lecture Notes in Electrical Engineering. — 2014. — Р. 497-507. doi:10.1007/978-3-642-41968-3_50

5. Grouni, S. Novel Loss Optimization in Induction Machines with Optimum Rotor Flux Control [Text] / S. Grouni, R. Ibtiouen, M. Kidouche, O. Touhami // International Journal of Systems Control. — 2010. — Vol. 1, № 4. — Р. 163-169.

6. Dhaoui, M. A New Method for Losses Minimization in IFOC Induction Motor Drives [Text] / M. Dhaoui, L. Sbita // International Journal of Systems Control. — 2010. — Vol. 1, № 2. — Р. 93-99.

7. Alssa, K. Vector Control Using Series Iron Loss Model of Induction Motors and Power Loss Minimization [Text] / K. Alssa, K. D. Eddine // World Academy of Science, Engineering and Technology. — 2009. — Vol. 52. — Р. 142-148.

8. Kosmodamianskii, A. S. Induction motor drives with minimal power losses [Text] / A. S. Kosmodamianskii, V. I. Vorob'ev, A. A. Pugachev // Russian Electrical Engineering. — 2012. — Vol. 83, № 12. — Р. 667-671. doi:10.3103/s1068371212120073

9. Yang, Y. Improvement of Electric Submersible Pump in High Temperature [Text] / Y. Yang // China Science and Technology Fortune. — 2010.

10. Островский, А. В. Безитерационная методика определения параметров схемы замещения асинхронного электродвигателя [Текст] / А. В. Островський // Пращ Тавршського державного агротехнолопчного ушверситету. — 2012. — Вип. 12, Т. 2. — С. 66-72.

РОЗРОБКА МЕТОДИКИ ЕНЕРГЕТИЧНО! ОЦШКИ ЕКСПЛУАТАЦШНИХ РЕЖИМiВ РОБОТИ СИЛОВОГО ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ

В данш статтi на базi дослщження втрат активно! по-тужностi в асинхронному електродвигуш з короткозамкненим ротором в залежносп вiд завантаження на валу i температу-ри навколишнього середовища та теплового зношення його iзоляци розроблена методика едино! оцшки процесiв втрат електрично! енергй i ресурсу iзоляцiйно! конструкцп в електродвигуш в одиницях енергй.

Ключовi слова: електродвигун, втрати, питомi, заванта-ження, температура, оптимум, енергозбереження, ковзання, дiаграма, ресурс.

Овчаров Сергей Владимирович, кандидат технических наук, доцент, кафедра теоретической и общей электротехники, Таврический государственный агротехнологический университет, Мелитополь, Украина.

Стребков Александр Андреевич, аспирант, кафедра теоретической и общей электротехники, Таврический государственный агротехнологический университет, Мелитополь, Украина, e-mail: sashko@yandex.ru.

Овчаров Сергт Володимирович, кандидат техтчних наук, доцент, кафедра теоретичног та загальног електротехтки, Тавртський державний агротехнологiчний утверситет, Мелi-тополь, Украгна.

Стребков Олександр Андртович, астрант, кафедра теоре-тичног та загальног електротехнжи, Тавртський державний агротехнологiчний утверситет, Мелтополь, Украгна.

Ovcharov Sergey, Tavria State Agrotechnological University, Melitopol, Ukraine.

Strebkov Alexandr, Tavria State Agrotechnological University, Melitopol, Ukraine, e-mail: sashko@yandex.ru

УДК 621.311.42 001: 10.15587/2312-8372.2015.44331

Бунько В. я. АНАЛ1З МЕТОД1В ТА ЗАСОБ1В

П1ДВИЩЕННЯ НАД1ЙНОСТ1 ЕЛЕМЕНТ1В РЕЛЕйНОГО ЗАХИСТУ

В роботг проведено аналгз методики вибору кшькостг комплектгв релейного захисту I автоматики (РЗА) та схем резервування для розглянутого об'екту, який захищаеться. Приведено методику розрахунку показнитв надшностг систем РЗА для трьох титв захищаючих об'ектгв, що дозволило обгрунтувати схеми резервування систем РЗА та забезпечило необхгдний ргвень надшностг об'ектгв системи електропостачання.

Ключов1 слова: релейний захист I автоматика, мгкропроцесорнг термтали, силовий трансформатор, лтп електропередач.

1. Вступ

У процеа експлуатацп електрично! системи можлив1 р1зш порушення нормального режиму — спади напруги, перевантаження, коротю замикання, як можуть призвес-ти до пошкодження 1 навггь руйнування електрично! апаратури та струмопровод1в. Безпосередшми причинами аварш можуть бути пошкодження 1золяцп або помилков1 дГ! обслуговуючого персоналу у раз1 оперативних пере-микань (наприклад, вимикання роз'еднувачем значних струм1в навантаження, вмикання лши п1д напругу за залишеного тсля ремонту заземлення та ш.).

Щоб зменшити збитки, спричинет короткими за-миканнями, пошкоджений елемент сл1д вимкнути за можливост скор1ше. Тому захист електроустановок вщ авар1й або порушень нормального режиму здшснюе спец1альний автоматичний пристр1й — релейний захист.

Релейний захист (РЗ) — частина електрично! автоматики, яка призначена для виявлення 1 автоматичного вимкнення пошкодженого електроустаткування.

Звичайно в електричнш частиш енергосистеми тер-мши «пошкодження» 1 «коротке замикання» е синошма-ми, хоча, це не зовам так. Коротке замикання завжди

е пошкодженням, а пошкодження не завжди е коротким замиканням. Наприклад, обрив фази — це пошкодження, але не коротке замикання.

Як виключення до пристро!в РЗ ввдносяться деяк пристро!, призначен1 не для виявлення 1 вимикання пошкодженого електроустаткування, а для виявлення ненормальних режим1в роботи електроустаткування (наприклад, захист в1д перевантаження трансформатора).

Кр1м того, у деяких випадках, що не вимагають швидкого автоматичного ввдключення пошкодженого устаткування, пристро! РЗ можуть д1яти не на вимикання, а на сигнал (наприклад, захист в1д замикань на землю в мережах з 1зольовано! нейтраллю).

Шдвищення над1йност1 системи РЗА е ефективним заходом запоб1гання аваршних насл1дк1в, як1 викликан1 вщмовами в !! функц1онуванн1.

Б1льш1сть ф1рм виробник1в устаткування РЗА при-пиняють випуск електромехан1чних реле 1 пристро!в 1 переходять на цифрову елементну базу. Перехвд на нову елементну базу не приводить до змши принцитв релейного захисту 1 електроавтоматики, а пльки розши-рюе !! функц1ональн1 можливост1, спрощуе експлуатац1ю 1 знижуе !! варт1сть [1].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.