CC BY
30
УДК 621.316
В.А. Безик, кандидат технических наук, доцент И.Э. Алексанян,аспирант
ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия»
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ НАСТРОЙКИ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
В статье рассматриваются некоторые зако- In article some laws necessary for on-
номерности необходимые для настройки комби- construction the combined arrangement of protection
нированного устройства защиты электрообору- of an electric equipment are considered, дования.
Вестник БГСХА № 1 (2012)
Инженерно-технологическое обеспечение АПК
Научный подход к решению сложной многоплановой проблемы повышения эффективности защиты асинхронных двигателей должен базироваться па 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 параметра-
ми, на которую влияют наводки от внешних электромагнитных полей.
у[х, а, {уг.ут ),...., а„ (к,..., Ут), <?, }
где у[х, а, (^..л/Д...., а„ (к,..., уя ), ] функция преобразования (ФП)
х - контролируемая величина; я,.....ап- параметры функции преобразования; Уг..Ут- мешающие факторы, оказывающие влияние на параметры ФП; 4 .„4к - наводки от внешних электромагнитных полей.
При отсутствии мешающих факторов функция преобразования имеет вид:
у{х,аг..,а„)
Рисунок 1 - !>лок-схема устройства защиты
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.
Уравнения срабатывания и возврата имеют вид:
Я*,а,(у,..„О:.....,ап{уг..ут),4,....^]=Ус (1)
у[х, а, (V,у„, ),...., а„ (к, ,..мт), ] = у„ (2) у(х,а„...,аг1) = ус (3)
у(х,а,,...,ап) = ув (4)
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.
При сравнении различных устройств защиты, безотносительно к конкретным электроустановкам, на которые они могут быть установлены, нужен показатель чувствительности самих устройств защиты.
Востннк БГСХЛ МЬ 1 (2012)
Инженерно-технологическое обеспечение ЛИК
Определим его как величину, обратную минимальному приращению контролируемой величины. необходимому для срабатывания устройств защиты
N.. = 1 + А .
с С
К = мскг,
(8) (9)
V = — = х°м
тт А,
(5)
где А . =—-
X...
- относительная величина
минимального приращения, необходимого для срабатывания защиты.
Показатели минимальной и максимальной чувствител ьн ости:
V- = ■
1
Д X — X
с шах" с ша.\ еда
V =
шах
А X — X
с гот" £'т'п "
(6)
(7)
Кратность срабатывания и минимальная кратность контролируемой величины определяются по следующим формулам:
где К, - коэффициент чувствительности защиты.
Для предлагаемого комбинированного устройства защиты ФИ преобразовательного устройства можно считать линейной, но появлением дополнительного сигнала (магнитного потока в сердечнике) при небольших утечках тока и из-за погрешности изготовления трансформатора пренебречь нельзя. Эти факторы оказывают все возрастающее влияние при приближении к порогу срабатывания.
Таким образом, чувствительность защиты от несимметрии питающего напряжения оказывается переменной. Оценим пределы изменения ее для УЗО с током срабатывания 10 мА. Фаза потока от дополнительных мешающих факторов является случайной величиной так же, как фаза потока ввиду несимметрии напряжения. Это иллюстрирует рисунок 16. На нем указаны 1А 1в 1с - токи через конденсаторы в фазах. К> - ток стабили фонов, 1у - ток, эквивалентный мешающим факторам. Концы векторов К-, 1у описывают окружности, показанные на рисунке пунктирной линией.
е-
га
УЗО
-о
-о -о -о
о о-о-
н м
С1..СЗ
VI
У2
Ю
А В
С N
Рисунок 1 - Схема комбинированного устройства защиты (а) и векторная диаграмма токов (б)
ЦестнмкКГГХА№1 (2012)
Согласно [3] Iу не будет превышать 10 мА при номинальном токе УЗО. Тогда расчеты уст-ройс!ва из условий [4] показывают отклонение напряжения срабатывания
ди = -1х_ =-^-- = 32 В. (10)
2/Л'С 2-3,14-50 • 1 • 10
Отклонением напряжения стабилизации стабилитронов можно пренебречь, т.к. оно составляет менее 0,2 В при колебаниях тока 10 мА.
С учетом этих вычислений получаются следующие максимальная и минимальная чувствительности комбинированного устройства защиты по несимметрии напряжения, учитывая, что максимальное отклонение напряжения на стабилитроне возникает при изменении напряжения в одной фазе, равное этому напряжению
V = 220 = 1,75, (11)
тш 346-220
'--¿¡ГШ-* ™
Анализируя показатели, можно сделать вывод, что взаимное влияние каналов защит комбинированного устройства приводиг к разбросу
Экономики и организация АПК
параметров срабатывания. В предлагаемом устройстве для сохранения надежной защиты от токов утечки желательно выбирать УЗО на номинальный ток срабатывания 10 или 30 мА. Для канала защиты от несимметрии питающего напряжения увеличения напряжения срабатывания приводит к уменьшению разброса срабатывания, ип ухудшает защитные свойства. Целесообразным является настройка этого канала по допустимым пределам отклонения симметрии питающего напряжения конкретной установки, а не по нормативам качества электроэнергии, что позволит надежно защитить конкретную установку.
Литература. 1. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. -М.: Высш. шк,, 2007. - 639 с.
2. Сомов И.Я. Повышение эффективности защиты асинхронных электродвигателей сельскохозяйственных электроустановок от ненормальных и аварийных режимов работы. Дис. д-ра техн. наук : 05.20.02 : Волгоград. 2004. - 340 с.
3. ГОСТ Р 50807-95. Устройства защитные, управляемые дифференциальным (остаточным) током. Общие требования и методы испытаний.
4. Безик В.А., Алексанян Н.Э. Применение комбинированных устройств защиты // Актуальные проблемы энергетики АПК: Материалы Международной научно-практической конференции. / Под ред. А.В. Павлова. - ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2010 С. 44-47.
