Научная статья на тему 'Коммутационные перенапряжения в узле нагрузки сети с высоковольтными асинхронными двигателями'

Коммутационные перенапряжения в узле нагрузки сети с высоковольтными асинхронными двигателями Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
42
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — В. Г. Сальников, М. Н. Иванов, Т. Ж. Токомбаев, Е. В. Иванова

Получено математическое выражение, которое позволяет определить коэффициент перенапряжений в зависимости от факторов, на которые можно воздействовать при проектировании системы электроснабжения или ее эксплуатации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — В. Г. Сальников, М. Н. Иванов, Т. Ж. Токомбаев, Е. В. Иванова

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

The mathematikal egyation has been gotten by them It gives everybohy the possibility to define the coefficient of supeilension dependiny on the factors onwhich they can influence pmjectiny the electrical systems or their exploitation.

Текст научной работы на тему «Коммутационные перенапряжения в узле нагрузки сети с высоковольтными асинхронными двигателями»

1 4 6

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

УДК 669.2/8:621.311

КОММУТАЦИОННЫЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ В УЗЛЕ НАГРУЗКИ СЕТИ С ВЫСОКОВОЛЬТНЫМИ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

В.Г. Сальников, М.Н. Иванов

Павлодарский государственный университет

им. С.Торайгырова

Т.Ж. Токомбаев, Е.В. Иванова

Павлодарское представительство РГП "Госэнергоэкспертиза"

Электр энергиясымен щмтамасыз ету немесе оны пайдалану жуйесЫ жоспарлауда факторларга суйене отырып к,уат артуыныц» коэффициента! аныэтауга болатын математикальщ аньщтама алынды.

Получено математическое выражение, которое позволяет определить коэффициент перенапряжений в зависимости от факторов, на которые можно воздействовать при проектировании системы электроснабжения или ее эксплуатации.

The mathematikal egyation has been gotten by them It gives everyboby the possibility to define the coefficient of supertension depeiidiny on the factors onwhich they can influence projectiny the electrical systems or their exploitation.

Электрические двигатели напряжением 6-10 кВ занимают особое место среди систем электроснабжения насосных станций, дробильных и размольных отделений промышленных предприятий как наиболее важные и дорогие элементы. Изоляция этих двигателей является наиболее слабым звеном в изоляции

присоединений РУ 6-10 кВ. Минимальная допустимая кратность перенапряжений на изоляции по отношению к номинальному фазному рабочему напряжению составляет всего 2,8 [1].

Наиболее низкую надежность работы изоляции РУ 6,3 кВ имеют присоединения с высоковольтными

№1, 2002г.

147

электродвигателями, имеющими постоянный момент сопротивления на валу (электроприводы дробилок, мельниц и т.д.). При отключении пусковых токов таких электродвигателей возникают значительные коммутационные перенапряжения, которые вызывают пробой изоляции питающих кабелей, их концевых заделок, выводов обмоток или самих обмоток электродвигателей.

В связи с этим были проведены экспериментальные исследования коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении

На основании физической модели явления перенапряжений при отключении индуктивностей были определены основные влияющие факторы: емкостной ток замыкания фазы на землю присоединения РУ 6,3 кВ с высоковольтным двигателем (1с, А) и величина отклонения напряжения от номинального рабочего напряжения (V, %). Откликом или выходной величиной является кратность (коэффициент) перенап-

заторможенного асинхронного электродвигателя серии АЗ (Р =400 кВт, ин=6кВ, 1н=48 А, со5(рн =0,87, п=985 об/мин, 1пуск/1ном =6,2). Целью этих исследований является определение зависимости между параметрами процесса перенапряжения (влияющие факторы) и величиной коэффициента перенапряжений.

Такая постановка задачи позволяет представить ее как экстремальную, решение которой возможно методом планирования эксперимента. На рис. 1 представлена схема эксперимента.

V

ряжения на изоляции по отношению к номинальному рабочему, фазному напряжению.

Отклик удовлетворяет следующим основным требованиям:

- является количественной величиной, доступной непосредственному измерению;

- имеет простой физический смысл;

- обладает однозначностью.

Характеристика влияющих

факторов приведена в табл. 1.

Присоединение РУ 6,3 кВ

кп

т

Рис.]

1 48

НАУКА И ТЕХНИКА КАЗАХСТАНА

Таблица 1

Фактор Основной Интервал Верхний Нижний

уровень, х,0 варьирования, уровень, уровень,

пю ^¡макс Х]мин

х,? Ц А 0,65 0,55 1,2 0,1

х2? У,% 0 5 5 -5

Использование схемы полного факторного эксперимента 22 теории планирования эксперимента позволило установить величину влияющих факгоров при эксперименте устанавливалась в со-о гвставни с матрицей планирования эксперимента. Количество плановых опытов определялось по формуле

и = И*„)/а(*Х 0)

где у [кп], у [кп] - соответственно среднеквадратичные отклонения измерения коэффициента перенапряжений и выборочного среднего значения.

Каждый плановый опыт повторялся три раза.

Схемное метрологическое обеспечение опытов по осцишюграфированию фазных напряжений и тока двигателя при отключении масляным выключателем типа ВМП-10 осуществлялось в соответствии с действующими правилами и инструкциями. Коммутация осуществлялась в цикле «В-Ю» при 1=0,64 - 0,72 с. Осцютаографирование переменных величин осуществлялось осциллографом типа Н023. Электродвигатель отключался релейной защитой при 1=270 А. На рис.2 приведена схема измерения перенапряжений тока двигателя.

3 кВ

с,

С:

Т

Рис.2

Математическая обработка тистики. При этом произведена

данных эксперимента производи- оценка математических ожиданий и

лась методами математической ста- дисперсий коэффициента перенап-

№ 1,2002г.

149

ряжений. Доказана однородность и равноточность полученных данных, а также то, что информативность экспериментальных данных не вызывает сомнений[2].

Получена математическая модель зависимости коэффициента перенапряжений на присоединении РУ 6,3 кВ от интегрального параметра цепи присоединения 1с и уровня напряжения в узле нагрузки V.

*к„

Кп=3,77 - 0,73Ic + 0,06V (2)

Геометрическая интерпретация этого математического выражения, полученная на основе применения ЭВМ (рис.3), наглядно представляет величину коэффициента коммутационных перенапряжений lia изоляции РУ-6,3 кВ при отключении высоковольтного асинхронного двигателя с заторможенным ротором.

I, А

Рис.3

Доказано, что с вероятностью 0,95 значение коэффициента находится в пределах:

(/<•„ ±0,12)+ 0,157 > К„ >{К„ ±0,12)-0,157 (3)

Относительная ошибка расче- дель (2) адекватна.

гов по формуле составляет менее 7%. Проверку адекватности математической модели (2) данному статистическому материалу проводили на основании данных, полученных при дополнительном опыте в точке внутри области эксперимента (рис.3). Доказано, что математическая мо-

Таким образом, получено математическое выражение, которое позволяет определить коэффициент перенапряжений в зависимости от факторов, на которые можно воздействовать при проектировании системы электроснабжения или ее эксплуатации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сальников В.Г. Руководство по выбору структуры и параметров системы электроснабжения пред-

приятия с мощными сериями электролизеров цветных металлов. - М.: МЦМСССР, 1985.-77с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.