CC BY
42
УДК 621.316
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ НАСТРОЙКИ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
В.А. Безик, И.Э. Алексанян ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
В статье рассматриваются некоторые закономерности необходимые для настройки устройств защиты электрооборудования.
Научный подход к решению сложной многоплановой проблемы повышения эффективности защиты асинхронных двигателей должен базироваться на научных знаниях об асинхронном двигателе, как объекте защиты, об устройствах защиты, о технической системе асинхронный двигатель - устройство защитного отключения -комбинированное устройство защиты.
Каждое устройство защиты, независимо от принципа работы и схемы, условно можно представить в виде трёх основных частей: преобразовательной цепи, реагирующего органа и вспомогательных устройств. Преобразовательная цепь (ПЦ) и реагирующий орган (РО) образуют главную часть устройств защиты. Свойства преобразовательной цепи описываются её функцией преобразования (ФП), свойства реагирующего органа (РО) - его параметрами, свойства главной части - уравнениями срабатывания и возврата. ФП - это функция с изменяющимися параметрами, на которую влияют наводки от внешних электромагнитных полей.
УIЧ • ут 1>->ап Х-• -4
где у^а^..ут ^.,,ап .Ут .4к ^ функция преобразования (ФП) х- контролируемая величина; ах....ап- параметры функции преобразования; У1...Ут-мешающие факторы, оказывающие влияние на параметры ФП; наводки от
внешних электромагнитных полей
При отсутствии мешающих факторов функция преобразования имеет вид:
а1...,а^
При математическом описании устройств защиты, свойства преобразовательных цепей определяются их функциями преобразования, свойства реагирующих органов - их уставками, свойства главных частей - их уравнениями срабатывания и возврата.
Рис. 1. Блок-схема устройства защиты
Уравнения срабатывания и возврата имеют вид:
у4(,а1,...,апУус у4(,а1,...,а„Уув
На малом отрезке времени, после ввода новых устройств в эксплуатацию, величинами изменения параметров элементов ПЦ и РО, за счёт старения материалов и других факторов можно пренебречь и учитывать разброс и влияние текущих мешающих факторов (температура, давление, влажность).
Граничные реализации ФП и уставки РО соответствуют граничным значениям разброса и показателей мешающих факторов. Номинальным условиям ставятся соответственно номинальная ФП и номинальная уставка РО.
Свойства главной части устройства защиты при номинальных и граничных условиях описываются тремя уравнениями срабатывания и возврата.
Первыми записываются уравнения, соответствующие номинальной ФП и номинальной уставке РО; вторыми - соответствующие минимальной реализации ФП и максимальной реализации уставки РО; третьими - соответствующие максимальной реализации ФП и минимальной реализации уставки РО.
Уравнения срабатывания:
у^а^.^Уус,
Утт \>а\ ' _г>' -ап >'' т V • '^к ^ Устах
Утях Ы- ех^ЧСХХ-^^п
Уравнения возврата:
Утт I а\ ■ • К ^ К <'[, . .VI . 4'и 3= Лтах
^■шх К- 3=^,
где а^.м' а",.,.а",-значения параметров и мешающих
факторов, относящиеся, соответственно, к минимальной и максимальной реализации функции преобразования;
Ус, У™п, Ус™* — номинальная уставка РО и её минимальная и максимальная реализация;
У , У , У номинальная уставка возврата РО и её минимальная и
максимальная реализация
Данные уравнения срабатывания позволяют определить чувствительность устройств защиты. При сравнении различных устройств защиты, безотносительно к конкретным электроустановкам, на которые они могут быть установлены, нужен показатель чувствительности самих устройств защиты. Определим его как величину, обратную минимальному приращению контролируемой величины, необходимому для срабатывания устройств защиты
1 X
У — . — от
А , X - X.
с от
А X — X
где Д , = —--— - относительная величина минимального приращения,
^от
необходимого для срабатывания защиты.
Показатели минимальной и максимальной чувствительности:
1 X
~у ____от
ст ах от
=
А • Хот**-*-'
с шах 6 шах
1 Х„
шах Д X - X
' * с тт от
с шш
Кратность срабатывания и минимальная кратность контролируемой величины определяются по следующим формулам:
где Кг - коэффициент чувствительности защиты
С
Применим полученные уравнения к устройствам защитного отключения (УЗО). Так как УЗО контролирует ток нагрузки и ток утечки, то использование нелинейных функций позволяет контролировать две независимые величины одним реагирующим органом.
Предположим, в преобразовательной цепи одна величина (ток нагрузки) возводится в квадрат, а другая (ток утечки) преобразуется линейно:
ах2 + Ьу = г, -2 • Ъу = Щах2от+Ъуот
ax
где H - показатель отстройки
У =
х =
4 2 >
НЩха + Ъу1д -ах
Н4*1 +Ъуа J by
a
2
b
Данная функция позволяет определить повышенную чувствительность к одной из величин, например к току утечки и определить координаты точки срабатывания.
Данные соотношения позволяют произвести необходимую настройку комбинированных устройств защиты с учетом взаимного влияния цепей и воздействия мешающих факторов, что позволит повысить надежность и точность срабатывания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высш. шк., 2007.
2. Копылов, И.П. Электрические машины. - М.: Логос, 2000.
3. Костенко, Г.Н. Электрические машины / Г.Н. Костенко, Л.М. Пиотровский. - Л.: Энергия, 1973.
4. Сомов, И.Я. Повышение эффективности защиты асинхронных электродвигателей сельскохозяйственных электроустановок от ненормальных и аварийных режимов работы. - Волгоград, 2004.
5. Федосеев, А.М. Релейная защита электроэнергетических систем. Релейная защита сетей. - М.: Энергоатомиздат, 1984.
SOME QUESTIONS OF ELECTRIC EQUIPMENTS PROTECTIVE SYSTEM
TUNING
V.A. BEZIK, I.E. ALEKSANYAN The Bryansk State Agricultural Academy SUMMARY
Some conformities to law, necessary for tuning devices defence of electrical equipment, are examined in the article.
