CC BY
17
УДК 629.73.08
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ (ГЕНЕРАТОРА) ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ
Е. Д. Шемелев, М. А. Трушин, Н. В. Юрковец, Н. А. Титов Научный руководитель - А. В. Кацура
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: pnk-sibsau@mail.ru
Исследованы различные виды систем защиты (продольная, поперечная), рассмотрены их достоинства и недостатки, предложена наиболее выгодная схема - комбинированная схема защиты с внесением в нее дополнительных улучшений.
Ключевые слова: авиационные электрические машины, схемы защиты.
STUDY WORKS SYNCHRONOUS MACHINE (GENERATOR) AT VARIOUS MODES
OF OPERATION
E. D. Shemelev, M. A. Trushin, N. V. Yurkovets, N. A Titov Scientific Supervisor - A. V. Katsura
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation Е-mail: pnk-sibsau@mail.ru
Investigated various types of protection systems (longitudinal, transverse), discussed their strengths and weaknesses, offer the most favorable scheme - protection scheme combined with the introduction of additional improvements in it.
Keywords: aircraft electric car, protection scheme.
Улучшение системы защит от перегрузок и коротких замыканий (к.з.) в электропитании летательного аппарата на сегодняшний день является одной из актуальных тем. Наша работа и заключается в том, чтобы улучшить данную защиту путем добавления в нее различных элементов конструкции, которые бы способствовали ее улучшению.
Данный процесс необходимо проводить еще у истоков создания того или иного электрооборудования для самолета. Так же, как и в любой другой сфере деятельности, улучшение различного рода предметов начинается с изучения его конструкции, обнаружении его слабых и уязвимых мест и принятия решения по их модернизации, либо замене на усовершенствованные прототипы. В авиации процесс улучшения различных приборов, том числе и электрооборудования, происходит точно по такой же схеме.
В данной работе мы коснемся сторон улучшения дифференциальной защиты электрооборудования в самолетах. Проведем анализ различных схем улучшения дифференциальной защиты, выявим достоинства и недостатки каждой из представленных схем, приведем некоторые актуальные примеры модернизированной дифференциальной защиты, подведём итоги о проделанной работе, и конечно же коснемся экономической части данного процесса и выявим что же с точки зрения экономики наиболее выгодно и рентабельно на сегодняшний день.
Так как принцип действия дифференциальной защиты, как продольной, так и поперечной на начальном этапе мы рассмотрели в предыдущей работе: «Исследование работы синхронных машин при различных режимах работы», то сразу же переходим к рассмотрению различных видов улучшений данной защиты и анализу ее достоинств и недостатков.
Проанализировав восемь видов продольной дифференциальной защиты можно сделать вывод, что наиболее хорошая защита в плане срабатывания на перегрузки и к.з. и с точки зрения наиболее
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионики»
надежной является продольная дифференциальная защита линий типа ДЗЛ. Она основана на сравнении величины и фазы токов на концах защищаемой линии. Принцип действия данной защиты прост и надежен. Защита не реагирует на качания и перегрузки и действует без выдержки времени при коротком замыкании в любой точке линии [1].
Но, к сожалению, недостатками данной защиты является высокая стоимость соединительного кабеля и работ по его прокладке, и самое главное-возможность ложной работы при повреждении соединительных проводов. Данную защиту следует применять на коротких линиях в тех случаях, когда требуется мгновенное отключение повреждений в пределах всей линии [1].
Рассмотрев четыре вида поперечной дифференциальной защиты можно сделать вывод, что она наиболее хороша в плане срабатывания на к.з. и с точки зрения наиболее надежной является направленная поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности и направленная поперечная дифференциальная защита с разделительными комплектами от между фазных и однофазных к.з. [1].
Выбирать какая защита из этих двух лучше не целесообразно. Потому как направленная поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности основана на сравнении величины и направления токов нулевой последовательности, протекающих по параллельным линиям при к.з. на землю (корпус) и обладает более высокой чувствительностью при к.з. на землю (корпус), чем защита, реагирующая на фазный ток [1].А направленная поперечная дифференциальная защита с разделительными комплектами от междуфазных и однофазных к.з. срабатывает на любые междуфазные и однофазные к.з., но когда фазная поперечная дифференциальная защита имеет недостаточную чувствительность к однофазным к. з., ее дополняют комплектом дифференциальной защиты нулевой последовательности.
Положительными особенностями направленной поперечной защиты являются простота схемы, меньшая стоимость по сравнению с продольной дифференциальной защитой, отсутствие выдержки времени, не реагирование на качания, простота выбора параметров защиты [1].
К недостаткам защиты нужно отнести:
1. Каскадное действие, вызывающее замедленное отключение к. з. в зоне каскадного действия;
2. Мертвую зону по напряжению;
3. Необходимость вывода из действия защиты при отключении одной линии, в связи с чем требуется дополнительная полноценная защита для оставшейся линии;
4. Неправильную работу защиты при обрыве провода линии с односторонним заземлением [1].
Исходя из вышесказанного рассмотренные виды поперечной дифференциальной защиты будут
наиболее чувствительны к к.з. работая в комплекте друг с другом.
Рассмотренные дифференциальные защиты хорошо работают на малых независимых друг от друга аппаратах защищая выделенные зоны от к.з. Но если мы хотим, чтобы защита выделенных зон была наиболее высока, то работы в отдельности каждой защиты будет недостаточно [1].
В нашей работе мы скомбинировали выделенные продольную и поперечные дифференциальные защиты с целью увеличения улучшения процента реагирования ее на к.з.
Проанализировав скомбинированную защиту с точки зрения реагирования на к.з. видно, что остаются те места, в которых данная защита имеет небольшие «пробелы», в которых процент реагирования на к.з. все равно низкий недостаточный.
Чтобы устранить данные «пробелы» в скомбинированной защите, предлагается усовершенствовать ее путем добавления в продольную защиту для повышения чувствительности - дифференциальное реле на выпрямительном токе, а в поперечную - для повышения чувствительности - блокировку от реле напряжения с дополнением токового пускового реле - реле напряжения [1].
Добавление дифференциального (тормозного) реле на выпрямительном токе позволит защите срабатывать при токе к.з. гораздо меньшим, чем ток к.з. в простом токовом реле. А добавления реле напряжения обусловлено тем, что при больших токах небаланса чувствительность пускового реле может оказаться недостаточной. Для повышения чувствительности токовое пусковое реле дополняется реле напряжения [1].
С нашей точки зрения, установка данных улучшений позволит дифференциальной защите работать более надежно.
Рассмотрев все проблемы, поднятые выше остается еще одна - экономическая сторона вопроса. С экономической точки зрения скомбинированная дифференциальная защита будет экономически накладной. Потому что установка данного большого комплекса потребует достаточно много экономических вложений. Но с другой стороны, если мы говорим о безопасности полетов, то любые финансовые вложения очень быстро окупятся сохранением многочисленных человеческих жизней [1].
Исходя из вышесказанного - после проведенной работы по анализу всех схем, достоинств и недостатков дифференциальной защиты, выработке предложений по улучшению ее работы, считаем целесообразным продолжить работу по реализации предложенной схемы защиты на примере модернизации дифференциальной защиты системы электропитания самолета Ил-96 [2; 3].
Библиографические ссылки
1. Чернобровов Н. В. Релейная защита. М., 1971.
2. Воробьев В. Г. Самолет Ил 96-300 ; Моск. ин-т инженеров ГА (МИГА). М., 1989. 183 с.
3. Брускин Д. Э., Синдеев И. М. Электроснабжение летательных аппаратов. М. : Высшая школа, 1988.
© Шемелев Е. Д., Трушин М. А., Юрковец Н. В., Титов Н. А., 2016
