ОБГРУНТУВАННЯ РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧОГО РЕЖИМУ ТРИФАЗНОГО СИМЕТРИЧНОГО ДИНАМІЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ ПРИ ОБРИВІ ОДНІЄЇ ФАЗИ
Ключові слова:
трифазний асинхронний двигун з короткозамкненим ротором, глибока несиметрія напруг, фазний струм, симетричні складові.
Анотація
Анотація. Розроблено метод і алгоритм розрахунку усталеного несиметричного режиму роботи при глибокій несиметрії напруг трифазного симетричного динамічного навантаження , як електромеханічного перетворювача, яким є трифазний асинхронний двигун з короткозамкненим ротором. Наведено методику визначення фазних струмів та фазних напруг та швидкості зносу фазної ізоляції трифазного симетричного динамічного навантаження, який використано як об’єктивний параметр, що характеризує роботу асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором при несиметрії напруги (обриві однієї фази) в усталеному режимі, оскільки експлуатаційну надійність СДН в значній мірі визначає стан фазної ізоляції СДН, яка в процесі експлуатації СДН зазнає експлуатаційних впливів режимного та кліматичного характеру, тому що аварійність СДН, що пов’язана з роботою при обриві фази, досягає 45 % від загальної кількості тих, що виходять з ладу. Для аналізу явищ в асинхронному двигуні при несиметричних режимах використано метод симетричних складових, символічний метод аналізу електричних кіл і методи дослідження лінійних електричних кіл. При визначенні залежності фазних струмів досліджуваної СДН при обриві фази і з’єднанні нейтралей джерела живлення і обмоток статора проаналізовано електричне коло, яке складається з несиметричного джерела трифазної електрорушійної сили, несиметричної лінії електропередачі (ЛЕП), нейтральним проводу ZN та симетричними опорами фаз трифазного СДН. Обґрунтовано можливість полегшення режиму роботи аварійного двигуна технологічної лінії при з’єднанні нейтралей джерела живлення і обмоток статора двигуна на час завершення технологічного процесу.
Посилання
1. Arad S., Pana L., Popescu F., Improving the energetic efficiency at electric drives compressors of EM Lonea. International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM: Surveying Geology & mining Ecology Management. 2013. P. 153–160
2. Malyar V. S., Hamola O. Ye., Maday V. S, Vasylchyshyn I. I. Mathematical Simulation of Modes and Characteristics of Asynchronous Motors under Asymmetrical Power Supply. Problemele energeticii regionale: Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine 1-1 (40) 2019. https://doi.org/10.5281/zenodo.3239128.
3.Arad S., Pana L., Popescu F., Improving the energetic efficiency at electric drives compressors of EM Lonea. International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM: Surveying Geology & mining Ecology Management. 2013. P. 153–160.
4. K. Ma, L. Fang and W. Kong. Review of distribution network phase unbalance: Scale, causes, consequences, solutions, and future research directions. Journal of Power and Energy Systems. 2020. Vol. 6(3). Р. 479–488. https://doi.org/10.17775/CSEEJPES.2019.03280.
5. Kang Ma., Lurui Fang, Wangwei Kong . Review of Distribution Network Phase Unbalance: Scale, Causes, Consequences, Solutions, and Future Research Direction. TechRxiv. February 10, 2020. https://doi.org/10.36227/techrxiv.11401056.v2.
6. Romanova V., Khromov S. Effect of asymmetry of supply voltages on asynchronous motor operation modes. E3S Web of Conferences. 2018. Vol. 58. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20185803013.
7. Peter A. A., Okakwu I. K., Oluwasogo E. S., Alayande A. S., Airoboman A. E. Influence of Power Quality Problem on the Performance of an Induction Motor. American Journal of Electrical Power and Energy Systems. 2015. Vol.4, no. 4. P. 39–44.
8. Sandhu K. S., Chaudhary V. Steady State Modelling of Induction Motor Operating with Unbalanced Supply System. WSEAS Transactions on Circuits and Systems. 2009. Vol.8, no. 2. P. 197–206.
9. Quisque E. C., Lopez-Fernandez X. M., Mendes A. M. S, Marques A. J., Palacios J. A. Experimental study of the effect of positive sequence voltage on the derating of induction motors under voltage unbalance. Proceedings of the IEEE International Electric Machines and Drives Conference: IEEE Xplore Press, Niagara Falls, Canada, May 2011, 15–18, 2011. P. 908–912.
10. Temiz I., Akuner C., Calik H. Analysis of Balanced Three-Phase Induction Motor Performance under Unbalanced Supply using Simulation and Experimental Results. Electronics and Electrical Engineering. 2011. No. 3(109). P. 31–45.
11. Milykh I. I., Polyakova N. V. Determination of electromagnetic parameters of electric machines based on numerical calculations of magnetic field. Electrical engineering & electromechanics. 2006. No. 2. P. 40–46. https://doi.org/10.2098/2074– 272X.2016.05.
12. Faiz J., Ebrahimpour H, Pillay P. Influence of unbalanced voltage on efficiency of three phase squirrel cage induction motor and economic analysis. IEEE Trans EC. 2006. Vol.47. P. 289–302.
13. Sandhu K. S., Chaudhary V. Simulations of Three-Phase Induction Motor Operating with Voltage Unbalance. Proc. of the 8th WSEAS International Conference on Electric Power Systems, High Voltages, Electric Machines (POWER '08). Venice, Italy, November 21–23. 2008. P. 273-279.
14. Benamiral N., Rachedi M.F., Bouras S., Kerfali S., Bouraiou A. Numerical simulation of three phase asynchronous motor to diagnose precisely the stator unbalanced voltage anomaly. Rev. Sci. Technol. 2017. No. 34. P.134–150.
15. Gaydenko Yu. A., Tsivinskiy S. S. Opredelenie integralnyih harakteristik elektricheskih mashin metodami teorii elektromagnitnogo polya Determination of integrated characteristics of electric machines by methods of electromagnetic field theory. ElektrotehnIka i elektromehanIka. 2006. No. 1.P. 28–32 (in Russian).
15. G. Garg and A. Sinha. An improved method for protection of three phase induction motor using microcontroller. International Conference on Power, Control and Embedded Systems (ICPCES), Allahabad, India. 2014. Р. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICPCES.2014.7062804.
17. A. Dianov. A Novel Phase Loss Detection Method for Low-Cost Motor Drives. IEEE Transactions on Power Electronics. 2022. Vol. 37(6). P. 6660-6668. https://doi.org/10.1109/TPEL.2022.3143822.
18. Вовк О. Ю., Квітка С. О., Дідур В. А. Вплив відхилення живлячої напруги на ресурс ізоляції асинхронних електродвигунів потокових технологічних ліній. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. 2019. Вип. 9, т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2019-1-25.
19. Квітка С. О., Вовк О. Ю., Стребков О. А., Волошина А. А. Енергозберігаючі режими роботи асинхронних електродвигунів при змінному завантаженні. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Технічні науки. 2019. Вип. 19, т. 3. С. 142–150. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-3-142-150.
20. Chausov S., Sabo A., Popova I., Budko V. The Energy-Saving Control Criterion for Impact Crushing Machines. Problems of the Regional Energetics. 2023. Vol. 4(60). https://doi.org/10.52254/1857-0070.2023.4-60.12.
21. Вовк О. Ю., Квітка С. О., Попова І. О., Діордієв В. Т. Збереження роботоздатності трифазного статичного навантаження за неповнофазного живлення. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2024. Вип. 24, т. 1. С. 136-150. https://doi.org/ 10.32782/2078-0877-2024-24-1-10.
22. A. Jalilian and R. Roshanfekr. Analysis of Three-phase Induction Motor Performance under Different Voltage Unbalance Conditions Using Simulation and Experimental Results. Electric Power Components and Systems. 2009. Vol. 37, no. 3. P. 300-319.
23. Navarro-Espinosa A., Mancarella P. Probabilistic modeling and assessment of the impact of electric heat pumps on low voltage distribution networks. Applied Energy. 2014. Vol. 127. P. 249-266.
24. Попова І. О., Квітка С. О., Вовк О. Ю. Дослідження несиметричного режиму на роботу динамічного індуктивного навантаження. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2023. Вип. 23, т. 1. С. 179-187. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2023-23-1-179-187.
25. Попова І. О., Попрядухін В. С. Параметри контролю несиметричних режимів роботи асинхронних двигунів для розробки ефективного захисту. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. 2019. Вип. 9, т. 1(41). https://doi.org/10.31388/2220-8674-2019-1-41.
26. Попова І. О., Ковальов О. В. Визначення напруги зміщення нейтралі як діагностичного параметра режиму роботи асинхронного двигуна. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. 2021. Вип. 11, т. 2(39). https://doi.org/10.31388/2220-8674-2021-2-39.
2. Malyar V. S., Hamola O. Ye., Maday V. S, Vasylchyshyn I. I. Mathematical Simulation of Modes and Characteristics of Asynchronous Motors under Asymmetrical Power Supply. Problemele energeticii regionale: Lviv Polytechnic National University, Lviv, Ukraine 1-1 (40) 2019. https://doi.org/10.5281/zenodo.3239128.
3.Arad S., Pana L., Popescu F., Improving the energetic efficiency at electric drives compressors of EM Lonea. International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM: Surveying Geology & mining Ecology Management. 2013. P. 153–160.
4. K. Ma, L. Fang and W. Kong. Review of distribution network phase unbalance: Scale, causes, consequences, solutions, and future research directions. Journal of Power and Energy Systems. 2020. Vol. 6(3). Р. 479–488. https://doi.org/10.17775/CSEEJPES.2019.03280.
5. Kang Ma., Lurui Fang, Wangwei Kong . Review of Distribution Network Phase Unbalance: Scale, Causes, Consequences, Solutions, and Future Research Direction. TechRxiv. February 10, 2020. https://doi.org/10.36227/techrxiv.11401056.v2.
6. Romanova V., Khromov S. Effect of asymmetry of supply voltages on asynchronous motor operation modes. E3S Web of Conferences. 2018. Vol. 58. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20185803013.
7. Peter A. A., Okakwu I. K., Oluwasogo E. S., Alayande A. S., Airoboman A. E. Influence of Power Quality Problem on the Performance of an Induction Motor. American Journal of Electrical Power and Energy Systems. 2015. Vol.4, no. 4. P. 39–44.
8. Sandhu K. S., Chaudhary V. Steady State Modelling of Induction Motor Operating with Unbalanced Supply System. WSEAS Transactions on Circuits and Systems. 2009. Vol.8, no. 2. P. 197–206.
9. Quisque E. C., Lopez-Fernandez X. M., Mendes A. M. S, Marques A. J., Palacios J. A. Experimental study of the effect of positive sequence voltage on the derating of induction motors under voltage unbalance. Proceedings of the IEEE International Electric Machines and Drives Conference: IEEE Xplore Press, Niagara Falls, Canada, May 2011, 15–18, 2011. P. 908–912.
10. Temiz I., Akuner C., Calik H. Analysis of Balanced Three-Phase Induction Motor Performance under Unbalanced Supply using Simulation and Experimental Results. Electronics and Electrical Engineering. 2011. No. 3(109). P. 31–45.
11. Milykh I. I., Polyakova N. V. Determination of electromagnetic parameters of electric machines based on numerical calculations of magnetic field. Electrical engineering & electromechanics. 2006. No. 2. P. 40–46. https://doi.org/10.2098/2074– 272X.2016.05.
12. Faiz J., Ebrahimpour H, Pillay P. Influence of unbalanced voltage on efficiency of three phase squirrel cage induction motor and economic analysis. IEEE Trans EC. 2006. Vol.47. P. 289–302.
13. Sandhu K. S., Chaudhary V. Simulations of Three-Phase Induction Motor Operating with Voltage Unbalance. Proc. of the 8th WSEAS International Conference on Electric Power Systems, High Voltages, Electric Machines (POWER '08). Venice, Italy, November 21–23. 2008. P. 273-279.
14. Benamiral N., Rachedi M.F., Bouras S., Kerfali S., Bouraiou A. Numerical simulation of three phase asynchronous motor to diagnose precisely the stator unbalanced voltage anomaly. Rev. Sci. Technol. 2017. No. 34. P.134–150.
15. Gaydenko Yu. A., Tsivinskiy S. S. Opredelenie integralnyih harakteristik elektricheskih mashin metodami teorii elektromagnitnogo polya Determination of integrated characteristics of electric machines by methods of electromagnetic field theory. ElektrotehnIka i elektromehanIka. 2006. No. 1.P. 28–32 (in Russian).
15. G. Garg and A. Sinha. An improved method for protection of three phase induction motor using microcontroller. International Conference on Power, Control and Embedded Systems (ICPCES), Allahabad, India. 2014. Р. 1–6. https://doi.org/10.1109/ICPCES.2014.7062804.
17. A. Dianov. A Novel Phase Loss Detection Method for Low-Cost Motor Drives. IEEE Transactions on Power Electronics. 2022. Vol. 37(6). P. 6660-6668. https://doi.org/10.1109/TPEL.2022.3143822.
18. Вовк О. Ю., Квітка С. О., Дідур В. А. Вплив відхилення живлячої напруги на ресурс ізоляції асинхронних електродвигунів потокових технологічних ліній. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. 2019. Вип. 9, т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2019-1-25.
19. Квітка С. О., Вовк О. Ю., Стребков О. А., Волошина А. А. Енергозберігаючі режими роботи асинхронних електродвигунів при змінному завантаженні. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Технічні науки. 2019. Вип. 19, т. 3. С. 142–150. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-3-142-150.
20. Chausov S., Sabo A., Popova I., Budko V. The Energy-Saving Control Criterion for Impact Crushing Machines. Problems of the Regional Energetics. 2023. Vol. 4(60). https://doi.org/10.52254/1857-0070.2023.4-60.12.
21. Вовк О. Ю., Квітка С. О., Попова І. О., Діордієв В. Т. Збереження роботоздатності трифазного статичного навантаження за неповнофазного живлення. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2024. Вип. 24, т. 1. С. 136-150. https://doi.org/ 10.32782/2078-0877-2024-24-1-10.
22. A. Jalilian and R. Roshanfekr. Analysis of Three-phase Induction Motor Performance under Different Voltage Unbalance Conditions Using Simulation and Experimental Results. Electric Power Components and Systems. 2009. Vol. 37, no. 3. P. 300-319.
23. Navarro-Espinosa A., Mancarella P. Probabilistic modeling and assessment of the impact of electric heat pumps on low voltage distribution networks. Applied Energy. 2014. Vol. 127. P. 249-266.
24. Попова І. О., Квітка С. О., Вовк О. Ю. Дослідження несиметричного режиму на роботу динамічного індуктивного навантаження. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2023. Вип. 23, т. 1. С. 179-187. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2023-23-1-179-187.
25. Попова І. О., Попрядухін В. С. Параметри контролю несиметричних режимів роботи асинхронних двигунів для розробки ефективного захисту. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. 2019. Вип. 9, т. 1(41). https://doi.org/10.31388/2220-8674-2019-1-41.
26. Попова І. О., Ковальов О. В. Визначення напруги зміщення нейтралі як діагностичного параметра режиму роботи асинхронного двигуна. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. 2021. Вип. 11, т. 2(39). https://doi.org/10.31388/2220-8674-2021-2-39.
Опубліковано
2024-11-12
Як цитувати
Попова, І., Чаусов, С., & Вовк, О. (2024). ОБГРУНТУВАННЯ РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧОГО РЕЖИМУ ТРИФАЗНОГО СИМЕТРИЧНОГО ДИНАМІЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ ПРИ ОБРИВІ ОДНІЄЇ ФАЗИ. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету, 14(2). https://doi.org/10.32782/2220-8674-2024-24-2-24
Розділ
Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка
