Разработка релейной защиты погружных электродвигателей

Введение…………………………………………………………………
1 Тенденции разработки и совершенствования релейных защит погружных электродвигателей………………………………………….
1.1 Тенденции развития методов и технических средств защиты погружных электродвигателей………………………………
1.2. Особенности повреждений и ненормальных режимов
работы погружных электродвигателей…………………………………
1.2.1 Работа асинхронного погружного электродвигателя в нормальных режимах…………………………………………….
1.2.2 Повреждения асинхронных погружных электродвигателей………………………………………………
1.2.3 Особенности ненормальных режимов работы асинхронного погружного электродвигателя………………….
1.3 Анализ технических показателей средств защиты
погружных электродвигателей………………………………………
1.3.1 Защиты от внутренних коротких замыканий…………
1.3.2 Тепловые характеристики электрических машин и защита от перегрузок в симметричных режимах работы……..
1.3.3 Защиты от несимметричных режимов работы и витковых замыканий………………………………………………..
1.3.4 Защиты от однофазных замыканий на землю в обмотках статора……………………………………………………
1.3.5 Комплексные системы защиты погружных электродвигателей……………………………………………….
1.3.6 Серийные микропроцессорные защиты………………..
1.4 Общие принципы построения систем контроля параметров и защиты погружных электродвигателей……………………………
Выводы………………………………………………………………………
2 Построение защит с использованием время-импульсного метода определения интегральных параметров сигналов…………
2.1 Время-импульсный метод определения интегральных параметров сигналов……………………………………………………………
2.2 Погрешность измерения временного интервала…………….
2.3 Погрешность определения значения тока…………………….
2.4 Методическая погрешность…………………………………..
2.5 Оценка предельных возможностей метода с учетом условий реализуемости………………………………………………..
Выводы………………………………………………………………………
3 Разработка микропроцессорного устройства защиты погружных электродвигателей………………………………………….
3.1 Алгоритмы работы устройства защиты в ненормальных режимах………………………………………………………………..
3.1.1 Алгоритм действия защиты от внутренних коротких замыканий и неполнофазного режима……………………………..
3.1.2 Алгоритм действия защиты от перегрузки…………….
3.1.3 Алгоритм действия защиты от однофазных замыканий на землю………………………………………………………
3.1.4 Алгоритм дифференциальной защиты…………………
3.2 Разработка структурной схемы устройства…………………….
3.3 Разработка программного обеспечения устройства……………
3.4 Надежность микропроцессорных устройств защиты………
Выводы………………………………………………………………………
4 Разработка принципиальной схемы микропроцессорного устройства защиты асинхронных погружных электродвигателей
4.1 Блок входных преобразователей……………………………..
4.2 Блок фильтров…………………………………………………
4.3 Преобразователь синусоидального сигнала в прямоугольный………………………………………………………
4.4 Делитель частоты……………………………………………
4.5 Блок коммутатора……………………………………………
4.6 Блоки микроконтроллера, управления и индикации………
4.7 Канал защиты от однофазных замыканий на землю
в обмотках статора……………………………………………………
4.8 Блок связи с АСУ ТП…………………………………………
4.9 Принципиальная схема МУЗ…………………………………
Выводы………………………………………………………………..……..
5 Технико-экономический расчет……………………….…………….
Заключение……………………………………………………..…………..
Список литературы……………………………………………….……….

Список литературы
1. Филиппов И.Ф. Теплообмен в электрических машинах: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд – ние. 1986. – 256с.
2. Сипайлов Г.А. и др. Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчеты в электрических машинах: Учеб. для вузов по спец. «Электромехани-ка» / Г.А.Сипайлов, Д.И.Санников, В.А.Жадан. – М.: Высш. шк. 1989. – 239с.
3. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных дви-гателей / Под ред. Л.Г. Мамиконянца. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энерго-атомиздат. 1984. – 240с.
4. Федосеев A.M. Релейная защита электрических систем. – М.: Энергия. 1976. – 560с.
5. Попов В.В., Чернышев Н.Н. Теплопередача и охлаждение в электриче-ских машинах. Л.: Изд. ЛПИ. 1985. – 76с.
6. Шмурьев В.Я. Цифровые реле. Спб.: Изд – во С – Петербургского энер-гетического института повышения квалификации руководящих работников и специалистов Минтопэнерго РФ. 1998. – 80с.
7. Г.Кори, Т.Корн. Справочник по математике. Для научных работников и инженеров. М.: Наука. 1978. – 832с.
8. Ванин В.К., Павлов Г.М. Релейная защита на элементах вычислитель-ной техники. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд -ние. 1991.-336с.
9. Радин В.И. Проблемы развития электродвигателей // Электротехника. 1987.№6.С.52-54.
10. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г.Барыбина и др. – М.: Энергоатомиздат. 1990. – 576с.
11. Зильберман В.А., Эпштейн И.М., Петрищев Л.С., Рождественский
Г.Г. Влияние способа заземления нейтрали сети собственных нужд блока 500 МВт на перенапряжения и работу релейной защиты // Электричество. 1987. №12. С.52 – 58.
12. Гольдберг О.Д. Качество и надежность асинхронных двигателей. М.: Энергия. 1968.
– 13. Курбатова Г.С. Погружные электродвигатели. – М.: Энергоатомиздат. 1983. – 62с
14. Куйбышев А.Б. Надежность асинхронных электродвигателей общепромышленного применения. – М.: Издательство стандартов. 1972. – 104с.
15. Корогодский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. – М.: Энергоатомиздат. 1987. – 248с.
16. Булычев А.В., Ванин В.К. Релейная защита электрических систем. Защита электродвигателей. – Спб.: Изд – во СпбГТУ. 1997. – 88с.
17. Аналоговая и цифровая микроэлектроника для средств релейной за-щиты / А.В.Булычев, В.К.Ванин, Т.И.Кривченко, А.Л.Соловьев, А.В.Терешкин. – Спб.: Изд – во СпбГТУ. 1998. – 80с.
18. Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. – М.: Энергоатомиздат, 1988. -220с.
19. Булычев А.В., Ванин В.К., Меркурьев Г.В. Методы и технические средства контроля параметров и защиты электродвигателей переменного тока. Учеб. пособие. – Спб.: Изд – во РАО «ЕЭС России». Главный вычислительный центр энергетики. Северо – Западный филиал. 1996. – 96с.
20. Микроэлектронные средства для систем контроля и защиты электро-оборудования. Учеб. пособие / А.В.Булычев, В.К.Ванин, Т.И.Кривченко, Г.В.Меркурьев, А.Л.Соловьев, А.В.Терешкин. – Спб.: Изд – во РАО “ЕЭС Рос-сии”. Главный вычислительный центр энергетики. Северо – Западный филиал. 1998.-88с.
21. Булычев А.В., Поздеев Н.Д. Особенности обработки сигналов в микропроцессорных защитах электродвигателей низкого напряжения // Информационные технологии в электротехнике и электроэнергетике. Материалы 2-ой Всероссийской НТК. – Чебоксары: Изд – во Чуваш. Ун – та. 1998. С. 124 – 126.
22. Microchip Data Book. 1997.
23. Важнов А.И. Электрические машины. – Л.: Энергия. 1969. – 768с.
24. Мусин A.M. Аварийные режимы асинхронных электродвигателей и способы их защиты. – М.: Колос. 1979. – 112с.
25. Сырых Н.Н., Калмыков С.А. Техническое обслуживание и ремонт электрооборудования в сельскохозяйственном производстве. – М.: Росагро-промиздат. 1992. – 128с.
26. Правила устройства электроустановок. 6-е издание, перераб. и доп. с изменениями. – М.: Главгосэнергонадзор России. 1998. – 607с.
27. Унифицированная серия асинхронных погружных электродвигателей Интерэлектро / В.И.Радин, Й.Лондин, В.Д.Розенкноп и др.; Под ред. В.И.Радина. – М.: Энергоатомиздат. 1990.-416с.
28.Гутников Г.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд – ние. 1988. – 304с.
29. Горошков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств: Справочник. – М.: Радио и связь. 1989. – 176с.
30. Ефимов Н.С. Разработка и исследование микропроцессорной системы защиты генератора. Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. – Л.: ЛПИ. 1989.-186с.
31.Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учебник для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. -7-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа. 1978.-528с.
32. Сирота И.М. Трансформаторы и фильтры напряжения и тока нулевой последовательности. – Киев: Наукова думка. 1983. – 268с.
33. Романов И. Активные RC – фильтры: схемы и расчет // Радио. 1994. Ж.С.39-40.
34. Гутников B.C. Фильтрация измерительных сигналов. – Л.: Энерго-атомиздат. Ленингр. отд – ние. 1990. – 192с.
35. Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием: Учебник для вузов по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств». – М.: Машиностроение. 1991. – 512с.
36. Петров Л.П. Управление пуском и торможением асинхронных двигателей. – М.: Энергоиздат. 1981. – 184с.
37. Микропроцессорные гибкие системы релейной защиты / В.В.Михайлов, Е.В.Кириевский, Е.М.Ульяницкий и др.; Под ред. В.П.Морозкина. -М.: Энергоатомиздат. 1988. -240с.
38. Климов В.В. Импульсные ключи в цифровых устройствах. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь. 1989. – 112с.
39. Микропроцессорные системы в электроэнергетике / Стогний Б.С., Рогоза В.В., Кириленко А.В. и др. Отв. ред. Годлевский B.C.; АН УССР Ин-т электродинамики. – Киев: Наук. Думка. 1988. – 232с.
40. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. / Новиков Ю.В., Калашников О.А, Гуляев С.Э.; Под ред. Ю.В.Новикова. – М.:ЭКОМ. 1998. – 224с.
41. Булычев А.В., Ванин В.К. анализ входных преобразователей сигналов для устройств релейной защиты на интегральных микросхемах // Электричество. 1985. №9. С.13-18.
42. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. 2-е изд., испр. – Челябинск: Металлургия, Челябинское отд. – ние. 1989. – 352с.
43. Поздеев Н.Д., Булычев А.В. Адаптивная токовая защита асинхронных электродвигателей // Сборник научных трудов института в 2-х томах: Т.1 – Вологда: ВоПИ. 1997. С.72 – 76.
44. Поздеев Н.Д., Булычев А.В. Устройство токовой защиты. Информ. листок №596 – 98, Вологда: ЦНТИ. 1998.
45. Немировский А.Е., Булычев А.В., Поздеев Н.Д. Адаптивное устройство токовой защиты асинхронного электродвигателя // Техника в сельском хозяйстве. 1998. №6. С.21 -22.
46. Булычев А.В., Поздеев Н.Д. Микропроцессорная защита электродвигателей низкого напряжения, совместимая с АСУ ТП // Электромеханика (Изв. высш. учеб. заведений). 1999. №1. С.97.
47. Поздеев Н.Д., Булычев А.В. Особенности определения интегральных параметров сигналов в цифровых устройствах противоаварийной автоматики энергосистем // Перспективные технологии автоматизации. Тезисы докладов международной электронной научно – технической конференции. – Вологда: ВоГТУ. 1999. С.91.
48. Булычев А.В., Поздеев Н.Д., Черепанов И.В. Анализ характеристик защит электродвигателей от симметричных перегрузок // Перспективные технологии автоматизации. Тезисы докладов международной электронной научно -технической конференции. – Вологда: ВоГТУ. 1999. С.87 – 88.
49. Калабеков В.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учеб. пособие для вузов. – М.: Радио и связь. 1988. – 368с.
50. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. – М.: Энергоатомиздат. 1987. – 304с.
51. Гольденберг Л.М., Матюшин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: Справочник. – М.: Радио и связь. 1985. – 312с.
52. Алексеенко А.Г., Галицын А.А., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах: Программирование, типовые решения, методы отладки. – М.: Радио и связь. 1984. – 272с.
53. Фридман М., Ивенс Л. Проектирование систем с микрокомпьютерами: Пер. с англ. – М.: Мир. 1986. – 408с.
54. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике: Учеб. пособие для вузов. – Л.: Энергоатмиздат. Ленингр. отд. – ние. 1990. – 208с.
55. Вальков В.М. Микроэлектронные управляющие вычислительные
комплексы: Системное проектирование и конструирование. -2-е изд., пере-раб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд. – ние. 1990. – 224с.
56. Березюк Н.Т. и др. Живучесть микропроцессорных систем управления / Н.Т.Березюк, А.Я.Гапунин, Н.И.Подлесный. – К.: Тэхника. 1988. – 143с.
57. Новицкий П.В. и др. Динамика погрешностей средств измерений / П.В.Новицкий, И.А.Зограф, В.С.Лабунец. -Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд. -ние. 1990.-192с.
58. Прангишвили И.В. Микропроцессоры и локальные сети микро – ЭВМ в распределенных системах управления. – М.: Энергоатомиздат. 1985. – 272с.
59. Коваленко А.Е., Гула В.В. Отказоустойчивые микропроцессорные системы. – К.: Тэхника. 1986. – 150с.
60. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем. Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Энергия. 1977. – 536с.
61. Асинхронные двигатели: Справочник / А.Э.Кравчик,М.М.Шлаф, В.И.Афонин, Е.А.Соболевская. – М.: Энергоиздат. 1982. – 504с.
62. Хазарадзе Т.О., Гейнце В.В. Система автоматизации процесса производства алюминия // Современные технологии и автоматизация. 1997. №4. С.56-60.
63. Золотухин Е.П., Михальцов Э.Г., Старшинов А.Ф., Стратула В.И., Чейдо Г.П. Модернизация АСУ ТП магистральных нефтепроводов // Современные технологии и автоматизация. 1997. №4. С. 18 – 26.
64. Хронусов Г.С., Кошта А.А., Распутин А.С. Автоматизированная система контроля и учета основных показателей режимов электропотребления промышленных предприятий // Современные технологии и автоматизация. 1998.Ш.С78-82.
65. Асанбаев Ю.А., Ветрова И.А., Горелик Т.Г., Голынко Е.И., Гудилин СВ., Лобанов СВ., Кумец И.Е., Соколов И.А., Филатов В.Г. Программно – технический комплекс автоматизации управления технологическими процессами в электроэнергетике «Венец» // Релейная защита и автоматика энергосистем – 98. Тезисы докладов Всероссийской научно – технической конференции с участием специалистов стран СНГ, Литвы и дальнего зарубежья. – М.: СРЗА ЦДУ ЕЭС России. 1998. С.128-130.
66. Белотелов А.К. Современное состояние и перспективы развития релейной защиты и автоматики // Релейная защита и автоматика энергосистем -98. Тезисы докладов Всероссийской научно – технической конференции с участием специалистов стран СНГ, Литвы и дальнего зарубежья. – М.: СРЗА ЦДУ ЕЭС России. 1998.С.7-10.
67. Костюк Р.И., Биленко В.А., Радин Ю.А. АСУТП Северо – Западной ТЭЦ на базе ПТК Telepert ME // Теплоэнергетика. 1997. №10. С8 – 15.
68. Гельфанд А.М., Шумилов В.Н., Аблин И.Е., Бедрин Б.К., Сережин Л.П. Многофункциональный комплекс программно – аппаратных средств управления МФК «Техноконт» // Приборы и системы управления. 1994. №1. С.2-9.
69. Айзенфелд А.И. Показатели работы устройств релейной защиты и автоматики в энергосистемах// Электрические станции. 1993. №1. С.48 – 52.
70. Жуков А.В., Родин В.В., Русаков СВ., Федотов А.З. Проблемы внедрения микропроцессорных систем РЗА в сетях СВН ОЭС центра // Релейная защита и автоматика энергосистем – 98. Тезисы докладов Всероссийской научно – технической конференции с участием специалистов стран СНГ, Литвы и дальнего зарубежья. – М.: СРЗА ЦДУ ЕЭС России. 1998. С.27 -31.
71. Коновалова Е.В. Об основных результатах эксплуатации устройств РЗА энергосистем Российской Федерации // Релейная защита и автоматика энергосистем – 98. Тезисы докладов Всероссийской научно – технической конференции с участием специалистов стран СНГ, Литвы и дальнего зарубежья. -М.: СРЗА ЦДУ ЕЭС России. 1998. С.94 – 98.
72. Алимов Ю.Н., Сушко В.А. Состояние и перспективы развития устройств релейной защиты и автоматики энергосистем // Электротехника. №8. 1985. С.З-5.
73. Козлов В.Н., Ефимов Н.С., Шевцов В.М. Специализированные микропроцессорные системы релейной защиты // Программируемые устройства релейной защиты и автоматики энергосистем. Тезисы докладов НТК. – Рига: РПИ. 1988. С.35-37.
74. Гимоян Г.Г. Релейная защита горных электроустановок. – М.: Наука. 1978. – 349 с.
75. Гуревич Э.И., Рыбак Ю.Л. Переходные тепловые процессы в электрических машинах. – Л.: Энергоатомиздат. 1983.
76. Жерве Г.К. Промышленные испытания электрических машин. – 4-е изд., сокр. и перераб. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд. – ние. 1984. – 408с.
77. Готтер Г. Нагревание и охлаждение электрических машин. – М.-Л.: Госэнергоиздат. 1961.
78. Гуревич Э.И. Тепловые испытания и исследования электрических машин. – Л.: Энергия. 1977. – 294 с.
79. Булычев А.В., Третьяков В.Л. Устройство для защиты электродвигателя от перегрузки. АС. СССР №1374325.
80. Изерманн Р. Перспективные методы контроля, обнаружения и диагностики неисправностей и их применение // Приборы и системы управления. 1998. №4. С. 56-71.
81. Буравлев АН., Доценко Б.И., Казаков И.Е. Управление техническим состоянием динамических систем. – М.: Машиностроение. 1995. – 240 с.
82. Штейнберг Ш.Е. Идентификация в системах управления. – М.: Энер-гоатомиздат. 1987. – 80 с.
83. Евланов Л.Г. Контроль динамических систем. – М.: Наука. 1972. -424с.
84. Скурихин В.И., Шифрин В.Б., Дубровский В.В. Математическое моделирование. – Киев: Техника. 1983. – 270 с.
85. Калявин В.П., Мозгалевский А.В., Галка В.Л. Надежность и техническая диагностика судового электрооборудования и автоматики. – СПб.: Элмор. 1996.-296 с.