Визначення напруги зміщення нейтралі як диагностичного параметра режиму роботи асинхронного двигуна

Abstract

UK: В статті на основі аналізу несиметрії напруги мережі у розподільчих колах 0,38/0,22 кВ, що викликана великою довжиною ліній електропередачі, змішаним підключенням споживачів, визначено, що несиметричний режим є звичайним режимом мереж. Несиметрія напруг мережі проявляється у різкому погіршенню техніко-економічних характеристик АД (збільшення втрат електроенергії, підвищення нагріву їх складових частин), зниженню їх експлуатаційної надійності і скороченню терміну служби. В роботі аналітично досліджено можливість використання напруги зміщення нейтралі як діагностичного параметра роботи АД при несиметрії напруг мережі при різному ступені завантаження робочих машин. При дослідженні використаний метод симетричних складових трифазної системи величин, символічний метод аналізу електричних кіл і методи дослідження лінійних електричних кіл для розрахунку напруг АД, при несиметрії напруг в мережі через їх симетричні складові струмів і напруг прямої, зворотної та нульової послідовностей. Використані параметри спрощеної Г-подібної схеми заміщення для визначення комплексів повних опорів струмам прямої й зворотної послідовностей. Наведене аналітичне дослідження дозволяє провести розрахунок напруги зміщення нейтралі АД при несиметрії напруг мережі, фазних напруг і струмів, враховуючи механічну характеристику робочої машини, коефіцієнт несиметрії напруги по зворотній послідовності та коефіцієнт завантаження робочої машини. EN: The asymmetry of network voltages in rural distribution circuits 0.38 / 0.22 kV is caused by the long length of power lines and mixed connection of single-phase and three-phase consumers, so the asymmetric mode is the usual mode of these rural networks. The asymmetry of mains voltages is manifested in a sharp deterioration of the technical and economic characteristics of the BP (increased electricity losses, increased heating of their components), reduced operational reliability and reduced service life. In the vast majority of cases, the failure of induction motors occurs due to damage to the stator winding due to increased phase currents, which leads to a significant increase in the rate of thermal wear of their insulation. The possibility of using the neutral bias voltage as a diagnostic parameter of BP operation with a short-circuited rotor with asymmetry of rural network voltages at different degrees of loading of working machines is analytically investigated. The method of symmetric components of three-phase system of quantities, symbolic method of analysis of electric circuits and methods of research of linear electric circuits for calculation of BP voltages, at asymmetry of voltages in a network through their symmetrical components of currents and voltages of direct, return and zero sequences are used. The above analytical study allows to calculate the bias voltage of the neutral BP in the asymmetry of mains voltages, phase voltages and currents, taking into account the mechanical characteristics of the working machine, the coefficient of voltage asymmetry in reverse order and the load factor of the working machine. RU: В статье на основе анализа несимметрии напряжений в распределительных сетях 0,38 / 0,22 кВ, вызванной большой длиной линий электропередачи, смешанным подключением потребителей, установлено, что несимметричный режим является обычным режимом указанных сетей. Несимметрия напряжений сети проявляется в резком ухудшении технико-экономических характеристик АД, снижении их эксплуатационной надежности и сокращении срока службы. В большинстве случаев выход из строя АД происходит из-за повреждения обмотки статора из-за повышения фазных токов, что приводит к увеличению скорости теплового износа их изоляции. В работе аналитически исследована возможность использования напряжения смещения нейтрали в качестве диагностического параметра работы АД при несимметрии напряжений сельской сети при различной степени загрузки рабочих машин. Использованы параметры упрощенной Г-образной схемы замещения для определения комплексов полных сопротивлений токам прямой и обратной последовательностей. Приведенное аналитическое исследование позволяет провести расчет напряжения смещения нейтрали АД при несимметрии напряжений сети, фазных напряжений и токов, учитывая механическую характеристику рабочей машины, коэффициент несимметрии напряжения по обратной последовательности и коэффициент загрузки рабочей машины.