izpis_h1_title_alt

Vpliv asinhronskih motorjev na izračun kratkostičnih tokov po standardu IEC 60909
ID LIPOVEC, FILIP (Avtor), ID Ažbe, Valentin (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (3,41 MB)
MD5: C0268C8B0C5D34306EE089847D2526AC

Izvleček
Pri diplomskem delu sem raziskoval, kako ob nastanku kratkega stika v omrežju asinhronski motor prispeva svoj delež k toku kratkega stika. V uvodu sem opisal osnovno delovanje asinhronskega motorja, nastanek kratkega stika in vrste kratkih stikov. Pri prispevku motorjev h kratkemu stiku nas najbolj zanima udarni tok. To je najvišja trenutna vrednost toka po nastanku okvare. To je vrednost, v skladu s katero morajo biti naprave v omrežju mehansko dimenzionirane. Zaradi tega je pomembno upoštevati tudi prispevek motorjev, saj ta vpliva na velikost toka kratkega stika, posledično na velikost udarnega toka v omrežju in s tem na mehansko dimenzioniranje naprav. Nato sem se posvetil raziskovanju vpliva asinhronskega motorja na kratek stik. Ob nastanku kratkega stika v omrežju vrtilno magnetno polje v rotorju poskuša podpreti stanje zmanjšanja napetosti, tako da postane vir energije. Takrat motor nekaj časa proizvaja dodatni tok v okvarjeno električno omrežje. V diplomskem delu sem se osredotočil na način izračuna velikosti prispevka asinhronskih motorjev po standardu IEC 60909. Standard določa, da ob nastanku kratkega stika v omrežju tako nizkonapetostni kot srednjenapetostni motorji prispevajo k udarnemu toku (ip), k začetnemu simetričnemu toku (Ik''), simetričnemu prekinitvenemu toku (Ib), nesimetričnemu kratkemu stiku ter trajnemu toku kratkega stika. Standard pojasnjuje, da prispevek asinhronskih motorjev k toku kratkega stika (Ik'') v nizkonapetosnih sistemih lahko zanemarimo, če njihov prispevek ne presega 5 % začetnega toka kratkega stika, izračunanega brez upoštevanja motorjev. Pri izračunu začetnega toka kratkega stika, asinhronske motorje zamenjamo z njihovimi impedancami ZM, tako v pozitivnem, kot v negativnem zaporedju sistema. Način upoštevanja in velikost nične impedance asinhronskega motorja (Z(0)M) pa mora podati proizvajalec. Poleg načina izračuna prispevka motorjev po omenjenem standardu, sem se osredotočil tudi na združitev vseh prispevkov asinhronskih motorjev ter njihovih priključnih kablov v en ekvivalentni motor, ki omogoča poenostavitev podrobnega modela elektroenergetskega sistema. Nato sem se lotil raziskovanja, kakšen je prispevek asinhronskih motorjev z različnimi nazivnimi močmi na samo omrežje. Ugotovil sem, da kratkostični tok, ki ga prispeva srednjenapetostni motor, upada počasi in traja dolgo, medtem ko kratkostični tok, ki ga prispeva nizkonapetostni motor, hitro upada in kratko traja. Ugotovil sem, da je z ekvivalentnim modelom v programu PSCAD mogoče dobiti natančen potek udarnega toka, ki nas zanima. Nato sem analiziral, kako lahko zmanjšamo prispevek asinhronskega motorja h kratkemu stiku. Ugotovil sem, da lahko z uporabo frekvenčnega pretvornika zmanjšamo ali celo izničimo prispevek asinhronskih motorjev h kratkemu stiku. To se večinoma splača uporabiti pri velikih motorjih, ki prispevajo večji tok h kratkemu stiku. Poleg tega sem opisal še druge ključne prednosti zaradi katerih se danes vse bolj pogosto uporablja frekvenčni pretvornik in frekvenčni pretvornik z AFE (aktivnim sprednjim delom). Na koncu sem se lotil še raziskovanja zaščite asinhronskega motorja proti kratkemu stiku. Ugotovil sem, da se lahko uporabljajo različne vrste zaščit, vse od navadnih varovalk do odklopnikov ter različnih relejev, ki so vedno bolj napredni. Podrobno sem opisal zaščito z navadnimi varovalkami, pri čemer sem ugotovil, da je njihova izbira pri zaščiti asinhronskega motorja zelo pomembna, saj mora delovati zakasnjeno (zakasnjen izklop v primeru kratkega stika), tako da asinhronskemu motorju omogoči ustrezen zagon.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:asinhronski motor, nastanek kratkega stika, vrste kratkih stikov, udarni tok, prispevek motorja, standard IEC 60909, frekvenčni pretvornik, kratkostična zaščita
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2023
PID:20.500.12556/RUL-149344 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:164334595 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:06.09.2023
Število ogledov:872
Število prenosov:56
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:The effect of asynchronous machines on short circuit currents calculation according to standard IEC 60909
Izvleček:
In my dissertation I analysed how the induction motor contributes to the short-circuit current, when a short circuit occurs in the electric grid. In the introduction, I described the basic operation of an induction motor, the occurrence of a short circuit and the types of short circuits. When it comes to the contribution of motors to short-circuits, we are most interested in the peak short circuit current. This is the maximum instantaneous current value, after the occurrence of a fault. This is also the value to which devices in the network must be mechanically dimensioned. For this reason, it is important to consider the contribution of the motors, which influences the magnitude of the short-circuit current and consequently the magnitude of the peak short circuit current in the network and, thus the mechanical dimensioning of the equipment. Then I studied the effect of induction motors on short-circuits. When a short circuit occurs in the electric grid, the rotating magnetic field in the rotor will attempt to support the reduced voltage condition, by becoming a power source. The motor will provide additional current into the faulted electrical system. In my dessertation I focused on how to calculate the magnitude of the contribution of induction motors, according to IEC 60909. According to the standard, when a short-circuit occurs in the network, both low- and medium-voltage motors contribute to the peak short circuit current ip, the initial symmetrical current I''k, the symmetrical short circuit breaking current Ib, the unbalanced short-circuit current and the steady-state short-circuit current. The standard clarifies that the contribution of induction motors to the short-circuit current I''k in low-voltage systems can be neglected, if their contribution does not exceed 5 % of the initial short-circuit current calculated, without taking the motors into account. When calculating the initial short-circuit current, the asynchronous motors are replaced by their impedances ZM, in both the positive and negative sequence of the system. However, the method and size of zero impedance of induction motor Z(0) must be specified by the seller. Furthermore, I also focused on the combination of all the contributions of induction motors and their connecting cables into one equivalent motor, which allows the simplification of detailed model of electrical energy system. Later, I investigated the contribution of induction motors of different power ratings to the electric grid itself. I found that the short-circuit current contributed by a medium-voltage decays slowly and lasts long, while the short-circuit current contributed by a low-voltage motor decays fast and lasts short. I found that with the PASCAD program, it is possible to get exact course of the peak short circuit current with the equivalent model. I then analysed how we could reduce the contribution of the induction motor to the short circuit. I found that by using a variable speed drive, we can reduce or even eliminate the contribution of induction motors to the short circuit. This is usually worthwhile for large motors, which contribute more current to the short circuit. In addition, I described other key benefits that make the variable speed drive and variable speed drive with the AFE (Active Front End), more widely used today. Finally, I researched the short-circuit protection of the induction motor. I found that different types of protection can be used, from simple fuses to circuit breakers and various relays, which are the most advanced today. I described in detail the protection provided by ordinary fuses and found that their choice is very important when protecting an induction motor, as they must operate in a delayed manner (delayed tripping in the event of a short circuit), to allow the induction motor to start properly.

Ključne besede:induction motor, short circuit occurrence, types of short circuits, peak short circuit current, motor contribution, standard IEC 60909, variable speed drive, short circuit protection

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj