Непрямий температурний захист асинхронного генератора шляхом вимірювання опору обмотки статора з накладенням високочастотних імпульсних сигналів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.302872Ключові слова:
асинхронний генератор, непрямий тепловий захист, імітаційна модель, опір статора, постійні складові струмуАнотація
У статті розглянуто непрямі методи температурного розрахунку асинхронних генераторів із введенням імпульсної складової в ланцюг живлення обмоток статора асинхронних генераторів з короткозамкненим ротором. Актуальність даного питання визначається необхідністю вдосконалення асинхронних перетворювачів енергії з метою підвищення їх надійності та безпеки.
Об’єктом дослідження є асинхронні генератори з короткозамкненим ротором, які споживають 40 % загальної виробленої електроенергії та є найбільш доступними за ціною. Одним з небезпечних режимів роботи асинхронних генераторів є їх перегрів в результаті підвищення струмів і температур.
Тепловий захист обмотки статора асинхронних генераторів базується в основному на вимірюванні або визначенні температури обмотки.
Запропоновано непрямий метод визначення температури на основі вимірювання опору статора асинхронного генератора з короткозамкненим ротором. Метод заснований на накладенні імпульсних сигналів малої амплітуди і високої частоти 600 Гц на змінну синусоїдну напругу частотою 50 Гц. Розроблено імітаційну модель асинхронного генератора потужністю 3 кВт. Наведено результати моделювання. Розрахункові значення активних опорів статора можуть бути використані для опосередкованого визначення температури обмоток в пристроях теплового захисту асинхронних генераторів, а також для контролю, моніторингу та діагностики технічного стану. Результати досліджень підтверджують можливість непрямого визначення температури та створення системи теплового захисту асинхронних перетворювачів енергії на основі використання методів оцінки.
Посилання
- Huaao, X. (2012). Pat. CN102487191A. Motor overheating protection relay. Application filed: 05.12.2010. Priority: 06.12.2010; Publication: 06.06.2012.
- Fish, M. W., Alexander, D. F. (1949). Pat. US2463935A. Thermal motor protector. Application filed: 19.07.1945; Priority: 09.07.1945; Publication: 08.03.1949.
- Geravandi, M., Moradi CheshmehBeigi, H. (2023). Stator Windings Resistance Estimation Methods of In-Service Induction Motors-A Review. 2023 31st International Conference on Electrical Engineering (ICEE). Tehran, 356–361. https://doi.org/10.1109/icee59167.2023.10334685
- Hassan, A. Y., Elzalik, M. (2022). Signal Injection Based Sensorless Online Monitoring of Induction Motor Temperature. 2022 23rd International Middle East Power Systems Conference (MEPCON). https://doi.org/10.1109/mepcon55441.2022.10021694
- Singh, G., Saleh, A., Amos, J., Sundaram, K., Kapat, J. (2018). IC6A1A6 vs. IC3A1 Squirrel Cage Induction Generator Cooling Configuration Challenges and Advantages for Wind Turbine Application. ASME 2018 Power Conference collocated with the ASME 2018 12th International Conference on Energy Sustainability and the ASME 2018 Nuclear Forum. https://doi.org/10.1115/power2018-7159
- Singh, G. (2020). Wind Turbine Generator Overheating Solution. [Doctoral Dissertation; College of Engineering and Computer Science]. Available at: https://stars.library.ucf.edu/etd2020/133
- Shipurkar, U., Ma, K., Polinder, H., Blaabjerg, F., Ferreira, J. A. (2015). A review of failure mechanisms in wind turbine generator systems. 2015 17th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE’15 ECCE-Europe). https://doi.org/10.1109/epe.2015.7311669
- Danikas, M. G., Sarathi, R. (2014). Electrical machine insulation: Traditional insulating materials, nanocomposite polymers and the question of electrical trees. Funktechnikplus# Journal, 5.
- Jeong, Y.-S., Lee, J.-Y. (2011). Parameter Identification of an Induction Motor Drive with Magnetic Saturation for Electric Vehicle. Journal of Power Electronics, 11 (4), 418–423. https://doi.org/10.6113/jpe.2011.11.4.418
- Kopylov, I. P. (2019). Proektirovanie elektricheskikh mashin. Moscow: Iurait, 828.
- Nurmaganbetova, G., Issenov, S., Kaverin, V., Issenov, Z. (2023). Development of a virtual hardware temperature observer for frequency-controlled asynchronous electric motors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (1 (123)), 68–75. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.280357
- Breido, I. V., Semykina, I. Yu., Nurmaganbetova, G. S. (2018). Method of indirect overheating protection for electric drives of mining installations. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, Geo Assets Engineering, 329 (2), 65–71. Available at: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85043512914&origin=resultslist&sort=plf-f&src=s&sid=251776237e9a5415cb8d392ab523e260&sot=b&sdt=b&s=FIRSTAUTH%28breido%29&sl=234&sessionSearchId=251776237e9a5415cb8d392ab523e260&relpos=14
- Ishchenko, O. Iu., Remenev, V. Z. (2016). Universalnyi metod kontrolia prevysheniia temperatury elektrodvigatelia. Elektroenergetika i informatcionnye tekhnologii, 9, 39–42.
- Fesenko, O. V., Tereshin, V. N., Ratnikov, A. I., Chernov, V. A., Frolov, Yu. A. (1999). Pat. No. RU2130224C1. Ustroistvo temperaturnoi zashchity asinkhronnykh elektrodvigatelei. MPK7: H02H7/085, H02H6, H02H5/04. declareted: 18.10.1995; published: 10.05.1999.
- Chandra, A., Singh, G. K., Pant, V. (2021). Protection of AC microgrid integrated with renewable energy sources – A research review and future trends. Electric Power Systems Research, 193, 107036. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2021.107036
- Zakladnyi, O. (2019). Algorithms of protection of electric motors by means of modern systems of diagnostic of their states. Power Engineering: Economics, Technique, Ecology, 2, 75–84. https://doi.org/10.20535/1813-5420.2.2019.190027
- Kosmodamianskii, A. S. (2005). Avtomaticheskoe regulirovanie temperatury obmotok tiagovykh elektricheskikh mashin lokomotivov. Moscow: Marshrut, 256.
- Pugachev, A. A. (2014). Identifikatciia soprotivleniia i temperatury obmotki rotora asinkhronnogo dvigatelia. Avtomatizirovannyi elektroprivod i promyshlennaia elektronika. Novokuznetck: Izd-vo SibGIU, 192–198.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Gulim Nurmaganbetova, Sultanbek Issenov, Vladimir Kaverin, Gennady Em, Gibrat Asainov, Zhanara Nurmaganbetova, Yuliya Bulatbayeva, Ruslan Kassym
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
