Реферат: Особенности коммутаций отключения электродвигателей вакуумными выключателями - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Особенности коммутаций отключения электродвигателей вакуумными выключателями

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 1257 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Особенности коммутаций отключения электродвигателей вакуумными выключателями В большинстве публикаций, посвященных анализу перенапряжений, создаваемых вакуумными выключателями, указываются следующие причины: • срез тока до его нулевого значения и освобождение энергии, запасенной в индуктивных элементах схемы; • недостаточная диэлектрическая прочность межконтактного промежутка в начальный интервал времени после прерывания тока дуги, который не может выдержать переходного восстанавливающегося напряжения, что приводит к повторным зажиганиям дуги; • виртуальный срез тока (доходящий до сотен ампер) в соседних фазах, вызванный повторными зажиганиями дуги (ПЗ) в первой отключаемой фазе; • возможность многократных пробоев (предпробоев), сопровождающихся гашениями переходного тока, при уменьшающемся межконтактном промежутке в процессе коммутации включения. В зависимости от вида коммутируемого оборудования (электродвигатель, трансформатор, кабель и т.д.) может быть определяющей какая-либо одна из этих причин. Например, учет среза тока более важен для определения максимальных перенапряжений при отключении ненагруженного трансформатора, в то же время, учет недостаточной д иэлектрической прочности в начальный период важен при Рис.1 -Графики тока и напряжения при отключении двигателя вакуумным выключателем рассмотрении перенапряжений при отключениях заторможенного электродвигателя и т.д. Одновременно , даже без учета основных из выше перечисленных причин (т.е., например, без среза тока и повторных зажиганий дуги в выключателе, т.е. при использовании "идеального выключателя") можно получить весьма высокие кратности перенапряжений при коммутации электродвигателей. Рассмотрим более обстоятельно процесс отключения заторможенного электродвигателя вакуумным выключателем. После прерывания тока (вне зависимости от величины тока среза), если переходное восстанавливающе еся напряжение ( u в ) растет быстрее, чем диэлектрическая прочность между контактами выключателя, возникает условие для многократных повторных зажиганий дуги (ПЗ). Возникновению ПЗ благоприятствует момент начала движения контактов (t откл. ), если он попадает в зону примерно t откл. <0,5...1 мсек до "естественного" нуля тока (или момента среза тока, рис. 1 ). Так как за это малое время движения контактов величина межконтактного промежутка, а следовательно и величина диэлектрической прочности промежутка часто оказывается недостаточной, чтобы успешно противостоять росту восстанавливающегося напряжения (несмотря на то, что предполагается, что диэлектрическая прочность в момент прерывания тока практически мгновенно принимает значение, отвечающее текущей длине промежутка, см. скачок U ДЭ на рис. 1 ), возникают условия для пробоя межконтактного промежутка. Таким образом, ч ем больше случайная величина t откл , тем более вероятно отключение без повторных зажиганий. Если первый пробой межконтактного промежутка ВВ после прерывания тока может иметь место из-за недостаточной его диэлектрической прочности, то последующие многократные повторные пробои происходят из-за высокой дугогасящей способности ВВ, позволяющей гасить дугу в первый же нуль высокочастотного переходного тока (частотой 100...200 кГц), со провождающего каждый пробой . Ниже, при рассмотрении проблемы перенапряжений основное внимание будет уделяться явлениям среза тока и многократных повторных зажиганий при отключениях первой фазы выключателя. Не будут рассматриваться перенапряжения, возникающие из-за виртуального среза, так как эти перенапряжения могут быть ликвидированы конструктивно заводом-изготовителем, или подавлены с помощью устройств, предназначенных для снижения перенапряжений при отключении первой фазы. Н а рис. 2 ,а представлена одна из экспериментальных осциллограмм, полученных при отключении пускового тока заторможенного электродвигателя напряжением 6 кВ мощностью 200 кВт в натурном эксперименте, проведенном ОРГРЭС на одной из ТЭЦ г. Уфы. Для сравнения на рис. 2 ,6 показана расчетная осциллограмма, выполненная с помощью программы "Triada" (разработка СПбГТУ) для условий этого эксперимента. Ток среза принят равным i ср =5 А, скорость восстановления диэлектрической прочности d U дэ / dt=15 кВ/мсек, начало движения контактов t откл. = 0,85 мсек. Как видно, процесс отключения сопровождается пятью повторными зажиганиями дуги в выключателе с последующим отключением этой фазы. Кратность максимальных пере напряжений, отнесенных к а мплитуде фазного напряжения кВ составляет 2,1. Отключение последующих фаз (при отсутствии виртуального среза) дает меньшие кратности перенапряжений, чем при отключени и первой. Из сравнения рис. 2 ,а,б видно, что математическое моделирование дает неплохое соответствие экспериментальных и расчетных данных. Покажем основные факторы, влияющие на возможное, число повторных зажиганий дуги в выключателе и кратность возникающих при э том перенапряжений. На рис. 3 ,а,б показаны аналогичные рис. 2. переходные процессы отключения пускового тока асинхронного электродвигателя с номинальной м ощностью 250 кВт (пусковой ток I П m =0,3 к А) при питании через трансформатор м ощностью 25 МВА и длине кабеля l к =100 м (рис. 3,а) и l к =300 м (рис. 3,б), dU дэ /dt= , ток среза i ср =5 А. На рис. 3 приведены все три фазы соответствующих напряжен ий и токов. Как видно (рис. 3 ,а), отключение первой фазы вызывает появление на зажимах электродвигателя перенапряжений кратностью U =2,0...2,1 и меньших — при отключении двух других. На контактах выключателя через время примерно равное 0,2 мсек после прерывания тока наступает максимум переходной составляющей перенапряжений кратностью 3,4 (17,2 кВ). Частота этих свободных колебаний приближенно может быть определена по формуле напряжения (рис . 3 ,б ) и при прочих равных условиях увеличивает вероятность отключения без повторных зажиганий (или при меньшем их числе). Увеличение мощности электродви гателя, как следует из рис. 2 ,а, (при той же длине кабеля) увеличивает частоту свободных колебаний процесса и скорость восстановления напряжения на контактах ВВ. Существенно меньшая интенсивность переходного процесса имеет место при нормальном отключении вращающегося электродвигателя вне зависимости от его загрузки. Это можно видеть на рис. 3 ,в, где показано, что в процессе отключения номинального тока на расходящихся контактах ВВ создается столь малое переходное восстанавливающееся напряжение, что отсутствуют условия для пробоя промежутка практически вне зависимости от момента начала движения контактов. С помощью рис. 3 ,а можно убедиться, что если, например, начало движения контактов t откл. попадает в зону t откл. =0...0,5 мсек, то скорость восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка, меньшая dU ДЭ /dt<25 кВ/мсек, оказывается недостаточно высокой, и вблизи максимума напряжения свободных колебаний на контактах выключателя может произойти электрический пробой его межконтактного промежутка. Воспользуемся для этого следующими, приведенными выше при описании рис. 3 ,а, данными: время наступления максимума напряжения на контактах выключателя =0,2 мсек после среза тока, а сам максимум равен 17,2 кВ. Таким образом, с момента начала движения контактов t откл. = 0,5 мсек до максимума межконтактного напряжения проходит время t=0,5+0,2=0,7 мсек и только в том случае, если скорость роста диэлектрической прочности межконтактного промежутка будет превышать значение dU ДЭ /dt =25 кВ/мсек повторное зажигание дуги не случится (т.к. U ДЭ =25 * 0,7=17,5 кВ> U В =17,2 кВ). Таким образом, при фиксированной и конечной скорости восстановления диэлектрической прочности условия для первого и последующих пробоев определяются моментом начала движения контактов t откл . На рис. 4 ,а показан процесс отключения пускового тока, рассчитанный для тех же условий, что и рис. 3 ,а, но при t откл =0,17 мсек (одно деление по оси времени составляет 0,15 мсек) и dU ДЭ /dt =3 0 кВ/мсек. Здесь после среза тока при его мгновенном значении i ср = 5 А, прочность промежутка ВВ спустя время t откл =0,17 мсек после начала движения контактов оказывается недостаточной, и происходит первый, а затем и ряд последующих пробоев промежутка (всего 22) с гашением дуги каждый раз после прохождения через выключатель одной-трех (в зависимости от скорости подхода тока к нулю, принятой здесь равной di/dt=50 А/мксек) высокочастотных п олуволн тока. Видно, что максимальное перенапряжение на электродвигателе дости гает высокой кратности U m 1 =5,04 о.е., то есть намного выше, чем на рис. 3 ,а, где отсутствует явление многократных ПЗ. При увеличении случайного момента в ремени t откл число ПЗ сн ижается и уже для t откл =0,5 мсек при dU ДЭ /dt =30 кВ/мсек отключение происходит без ПЗ, то есть так, как показано на рис. 3 ,а. Наоборот, при уменьшении времени t откл число ПЗ увеличивается, и при некотором малом t откл после серии ПЗ происходит негашение дуги высокочастотного тока (рис. 4 ,6), после чего возобновляется протекание тока частоты 50 Гц с последующим его гашением спустя время ~10 мсек без каких-либо повторных зажиганий; так как диэлектрическая прочность межконтактного промежутка к этому моменту будет очень велика (полное время движения контактов 6...8 мсек, диэлектрическая прочность п олного межконтактного промежутка больше 30 кВ/мм). Фрагмент процесса многократных повторных зажиганий и гашений дуги в ВВ при больш ой развертке во времени показан на рис. 4 ,в. Возникающий при этом относительно низкочастотный максимум перенапряжений U m 1 определяет с пособность корпусной изоляции электрической машины выдерживат ь перенапряжения. Как видно из рис. 4 ,в, после очередного пробоя межконтактного промежутка в вакуумной камере, на изоляции., электродвигателя возникает высокочастотный пик перенапряжений с амплитудой равной U m 2 . В результате образуется импульс напряжения U (напряжение среза) с кр утым фронтом : (порядка микросекунды), равный разности мгновенных значений напряжений относительно земли перед зажиганием дуги и после первого перехода выс окочастотного тока через нуль: . Этот максимум напряжения является определяющим для оценки возможности выдерживать перенапряжения для витковой изоляции электрической машины . Варьирование времени начала движения контактов и скорости восстановления диэлектрической прочности позволяют определи ть максимальную величину перенапряжений, которые можно о жидать при данной коммутации в схеме сети с заданными параметрами. Естественно, с ростом скорости восс тановления диэлектрической прочности значение времени t откл , при котором возникает серия повторных зажиганий, уменьшается. Рис.5 - Условные статистиче ские функции распределения Р(К пер ) максимальных перенапряжений ( K пер = U max / U ф.н.р. max ) на зажимах электродвигателя мощностью 250 кВт при отключении пускового тока и длине кабеля =100 м в зав исимости от скорости изменения тока в момент гашения di/dt: а) скорость восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка dU ДЭ /dt = 5 кВ/мсек, б) dU ДЭ /dt = 30 к B/мсек . Ниже приведены некоторые результаты большого числа расчетов переходных процессов отключения пусковых токов электродвигателей различной мощности при различной длине питающих кабелей, скорости восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка dU ДЭ /dt, максимальной ско рости подхода тока к нулю di/dt, при которой имеет место гашение высокочастотного тока. В каждой серии расчетов оставались неизменными указанные выше параметры и варьировался момент начала отключения t откл . В предположениии о равнозначности любого значения t откл в интервале полуволны синус оиды тока промышленной частоты строились вероятностные характеристики максимальных перенапряжений относительно земли (U ml или U m2 ), определенные в каждом из расчетов. Разброс t откл значений момента начала отключения t откл , приводящих к значи тельным перенапряжениям, очень невелик (он составляет вели чину порядка t откл = 0,05...0,1 t откл ) , что требует очень малого шага варьирования вну три этого диапазона, составляющего величину примерно 1 мкс ек. Вне диапазона t откл у ровень перенапряжении резко снижается. На рис.5 представлены условные статистические функции распределения максимальных перенапряжений P(K пер ), возникающие в процессе повторных зажиганий дуги в выключателе при отключении им пускового тока электродвигателя мощностью 250 кВт при длине кабеля =100 м для различных скоростей восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка dU ДЭ /dt = 5 и 30 кВ/мсек. Как уже указывалось, каждая функция распределения получена путем многократных расчетов (100... 1000) процесса отключения при изменении времени отключения t откл c шагом 1 мксек. Вдоль вертикальной оси отложена вероятность непревышения заданного по горизонтальной оси значения K nep =U max /U ф.н.р. max (см. рис. 5), причем фиксировались только кратности К пер , превышающие величину К пер =2,5 п о отношению к амплитуде фазного наибольшего рабочего напряжения на электродвигателе U ф.н.р. max .Из рис.5 видно, что в данной коммутации и при данных параметрах сети и выключателя перенапряжения высоких кратностей в процессе многократных повторных зажиганий дуги в выключателе возникают исключительно редко. Так из рис.5 ,а, видно, например, что кратность перенапряжений выше чем К пер =3,5 имеет место лишь в 4 коммутациях из 1000. Кроме того, большая скорость роста диэлектрической прочности межкон - тактного промежутка ( в данном случае приведены две скорости dU ДЭ /dt = 5 кВ/мсек, рис.5,а и 30 кВ/мсек, рис.5 ,б) может создать условия для получения больших кратностей перенапряжений (так в приведенных зависимостях максимальная кратность возрастает с 3,9 о.е. до 5,7 о.е.). Однако, как уже указывалось ранее, дальнейший рост параметра dU ДЭ /dt до значений 50 кВ/мсек и выше при данных параметрах сети исключает возможность даже единичного повторного зажигания, кратность максимальных перенапряжений будет невелика, вид переходного процесса в этом случае ''идеального" выключателя показан на Рис.7 - Условные статистические функции распределения P(K пер ) максимальных перенапряжений ( K пер = U max / U ф.н.р. max ) на зажимах электродвигателя мощностью 630 кВт при отключении пускового тока и длине кабеля = 300 м в зависимости от скорости изменения тока в мом ент гашения di/dt: а) скорость восстановления диэлектрической прочности межконтактного промежутка dU ДЭ / dt = 5 кВ/мсек, б) dU ДЭ / dt = 30 кВ/мсек . рис. 3 . Что кас ается влияния на перенапряжения различных скоростей подхода тока к нулю, при которых имеет место гашение дуги, то, как видно из рис.5, это влияние неоднозначно. С увеличением длины кабеля l k =300 м, при прочих равных условиях, кратность максимальных перенапряжений, как правило, возрастает. Так при скорости dU ДЭ /dt = 5 кВ/ мсек максимальная кратность у же составляет 6,5 о.е. (рис.6,а). Перенапряжения высокой кратности могут иметь место при различной способности гашения дуги в выключателе ( как для малых di/dt =5 А/мксек, так и для больших di/dt =50 А/мксек ). При большей скорости нарастания диэлектрической прочности dU ДЭ /dt = 30 кВ/мсек роста перенапряжений как в предыдущем случае нет ( рис.6,б ). Увеличение мощности электродвигателя ( Р дв = 630 кВт) при прежней длине кабеля l k =300 м показывает, что при таких параметрах сети малая скорость восстановления диэлектрической прочности dU ДЭ /dt=5 кВ/мсек (рис.7 ,а) в сочетании с малыми значениями производных тока di/dt=5 А/мксе к, при которых гасится ток дуги, дает низкие кратности перенапряжений, но более быстрый рос т диэлектрической прочности dU ДЭ /dt=30 кВ/мсек (рис.7 ,6) уже и при малых di/dt может дать большие кратности перенапряжений . Как видно из всех приведенных зависимостей, бытующее во многих публикациях мнение, что способность вакуумных выключателей гасить высокочастотный ток - основная причина, объясняющая возможную эскалацию перенапряжений при отключении пусковых токов электродвигателей , не полностью подтверждается приведенными расчетами. Более правильный вывод можно сформулировать следующим образом. Одновременно малые значения скорости восстановления диэлектрической прочности промежутка dU ДЭ /dt и способность гашения тока только при малых значениях di/dt может снизить вероятность значительных перенапряжений, а не исключит ь их. Так, например, на рис.8, а,б показано, что в определенных условиях примерно одинаковые перенапряжения возникают как при одновременно малых значениях параметров dU ДЭ /dt и di/dt , так и при большой скорости di/dt. Первый расчет на рис.8, а относится скорее к элегазовым выключателям, второй на рис.8, 6 - к вакуумным. Хотя, как было отмечено выше, вероятность получения высоких кратностей перенапряжений для вакуумных выключателей в данной коммутации очень мала. Следует отметить, что вероятность получения таких же кратностей для элегазовых выключателей должна быть еще ниже. Оценить эту вероятность для сравнения элегазовых и вакуумных выключателей в настоящее время не представляется возможным, т.к. экспериментальных данных по характеристикам di/dt и dU ДЭ /dt (а также временных характеристик задержки в нарастании диэлектрической прочности) элегазовых выключателей в режимах отключения ими относительно малых индуктивных токов недостаточно и они не могут быть положены в основу сравнения.

1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Маша, я тебя хочу! Я не могу! Я тебя сейчас изнасилую! Я тебе впарю по самые почки!
- Ну давай уже - парь!
- Не могу - стесняюсь...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru