Управління, релейний захист та сигналізація асинхронного двигуна напругою 6 кВ. Фізична модель
Автор: Чукась Дмитро Аркадійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системи управління виробництвом і розподілом електроенергії
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Цифрові пристрої мають істотні переваги порівняно з традиційними електромеханічними та напівпровідниковими пристроями релейного захисту, їх застосування в енергосистемах сьогодні практично безальтернативне [1]. В енергосистемах на даний час є значна кількість підстанцій з пристроями релейного захисту й автоматики, які виконані на застарілій електромеханічній релейній апаратурі. Дана апаратура фізично зношена, її характеристики значно відстають від сучасних вимог до енергоспоживання, точності, можливості працювати в екстремальних аварійних умовах [2]. Використання сучасних потужних мікропроцесорних захистів дає змогу збільшити швидкодію і закласти в реле функції, які повністю недоступні електромеханічним і частково недоступні мікроелектронним пристроям [3]. В останнє десятиліття відбулися якісні зміни в релейному захисті, що викликані широким використанням цифрових мікропроцесорних та мікроконтролерних захистів. Вищесказане обумовлено в першу чергу значними перевагами релейного захисту на мікроконтролерній та мікропроцесорній основі порівняно з електронним та електромеханічним релейним захистом. Алгоритми та принципи побудови, застосовувані в цифрових релейних захистах, надто відрізняються від використаних в електронних і електромеханічних релейних захистах через значні відмінності способів обробки інформації та технічної основи. Можливість цифрової обробки сигналів і обміну інформацією створює можливість для реалізації цілого ряду захисних функцій, які раніше неможливо було здійснити [4]. Велика кількість параметрів цифрових захистів, задання яких проводиться користувачем, велика кількість повідомлень різного виду вимагає наявності кваліфікованого персоналу й ускладнює обслуговування [5]. Об’єкт дослідження ? асинхронний двигун, його режими роботи; цифровий пристрій захисту та його конфігурування. Предмет дослідження ? управління, релейний захист та сигналізація потужного високовольтного двигуна; створення конфігурації цифрового пристрою захисту та її особливості. Мета дослідження: дослідження особливостей режимів роботи та захисту потужного асинхронного двигуна, створення та особливості конфігурування цифрового пристрою релейного захисту й автоматики REF 630 фірми ABB з використанням спеціалізованого програмного забезпечення PCM600. Конфігурування цифрового терміналу для захисту електродвигуна від режимів однофазних замикань на землю, коротких замикань та перевантаження. На основі лабораторного стенду створено фізичну модель мережі високої напруги, від якої живиться потужний двигун – підібрано відповідне обладнання, здійснено його монтаж на стенді в лабораторії кафедри. Здійснений розрахунок коефіцієнтів моделювання за струмом, напругою, опором та на основі них здійснений розрахунок параметрів обладнання для фізичної моделі. Релейний захист двигуна виконаний в двох варіантах – на основі електромеханічних реле та на основі сучасного обладнання, виконаного на основі цифрового терміналу REF 630 фірми ABB. Для перемикання комплектів релейного захистів в схемі передбачений спеціальний перемикач. У проекті реалізовані наступні захисти електродвигуна: струмова відсічка без витримки часу від струмів міжфазних коротких замикань, захист від перевантаження та захист від однофазних замикань на землю в обмотці статора. Всі захисти діють на вимкнення електродвигуна – струмова відсічка діє без витримки часу, а захисти від перевантаження та захист від однофазних замикань на землю діють з витримкою часу. Крім релейного захисту на стенді реалізовані схеми управління та сигналізації двигуна. Для цифрового терміналу здійснений розрахунок параметрів спрацювання релейного захисту та здійснене конфігурування цифрового терміналу REF 630. Для конфігурування цифрового терміналу REF 630 використані засоби спеціалізованого програмного забезпечення PCM600, створеного концерном АВВ. За допомогою засобів PCM600 створені проект захисту асинхронного двигуна, блоки логіки, визначені функціональні блоки проекту, реалізовані бінарні входи/виходи пристрою та входи аналогових каналів. На сторінці вимірів створений блок, який активує запис післяаварійного процесу та сформовані функціональні блоки, якими реалізовано вимірювання аналогових величин: напругу кожної фази, струм двох фаз та струм нульової послідовності. Сконфігуровані світлодіоди, що розміщені на лицевій панелі пристрою, які використовуються для отримання інформації про стан цифрового терміналу, вказують, який захист спрацював на вимкнення вимикача. Також здійснено програмування функціональних кнопок терміналу. Ключові слова ? цифровий захист, релейний захист, захисні функції, створення конфігурації, мікропроцесорний захист, цифровий пристрій, термінал захисту, асинхронний двигун. Перелік використаних літературних джерел 1. Кідиба В.П. (2013). Релейний захист електроенергетичних систем. Підручник. – Львів, 533, 43-44. 2. Гловацкий В.Г., Пономарев И.В. (2003). Современные средства релейной защиты и автоматики электросетей. Энергомашвин, 534, 1(6) 3. Яндульський О.С., Дмитренко О.О. (2016). Релейний захист. Цифрові пристрої релейного захисту, автоматики та управління електроенергетичних систем. НТУУ «КПІ», 102, 22-25. 4. Шнеерсон Э.М., (2007). Цифровая релейная защита. Энергоатомиздат, 549, 3(34-39) 5. Тишечкин А.А., Сапожникова А.Г. (2016). Микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики. БНТУ, 87, 4-10. Chukas D.A., Kidyba V.P. (supervisor). Control, relay protection and signaling of a 6 kV induction motor. Physical model. - Lviv Polytechnic National University, Lviv, 2020.