Спосіб захисту електродвигунів від струмів перевантаження

Реферат: Винахід належить до електричних апаратів і може бути використаний в пристроях (як спосіб) теплового захисту трифазних електричних двигунів (ЕД) від теплових впливів надструмів, зокрема асинхронних електродвигунів, що працюють в шахтних електричних мережах з ізольованою нейтраллю, з нелінійними видами навантажень, і як наслідок, зі спотворенням синусоїдальної форми зміни фазних струмів. Розроблено такий спосіб струмового захисту електричних двигунів, який враховує додаткове нагрівання обмоток внаслідок наявності вищих гармонійних складових у фазних струмах і, тим самим, підвищена надійність теплового захисту. UA 106030 C2 (12) UA 106030 C2 В ковзному режимі через часовий інтервал t j виробляють безперервний моніторинг суми T1 S5   i2 квадратів дискретних значень струмів i2 за період T1 зміни струму 1-ої гармоніки. j5 j5 0 Значення i2 відповідають дискретизації вихідної аналогової залежності iph  ƒt  фазного j5 струму iph в часі t з частотою дискретизації ƒd5 , в 2 рази більшою за частоту ƒ 5 зміни струму 5-ої гармоніки. За мінімальним значенням S5 min залежності S5 в часі визначають середньоквадратичні значення I1 струму 1-ої та I5 струму 5-ої гармоніки. За відношенням I5 / I1 визначають коефіцієнт додаткових втрат k d5 , який враховує теплову дію струму 5-ої гармоніки та дозволяє скорегувати час спрацьовування захисту t L і підвищити надійність захисту електричних двигунів за рахунок врахування вищих гармонійних складових у фазних струмах, а саме 5-ої гармоніки струму, яка призводить до додаткових втрат і нагріванню обмоток електродвигунів. UA 106030 C2 5 Винахід належить до електричних апаратів і може бути використаний в пристроях (як спосіб) теплового захисту трифазних електричних двигунів (ЕД) від теплових впливів надструмів, зокрема асинхронних електродвигунів, що працюють в шахтних електричних мережах з ізольованою нейтраллю, з нелінійними видами навантажень, і як наслідок, зі спотворенням синусоїдальної форми зміни фазних струмів. Відомі [1] способи теплового захисту ЕД від струмів перевантаження IL, в яких формується захисна часострумова характеристика, що забезпечує зворотну залежність часу спрацьовування захисного пристрою tL від величини фазного струму Iph :   tL  ƒ Iph (1) 10 15 20 де Iph - середньоквадратичне (діюче) значення фазного струму, t L - час спрацьовування захисту при струмовому перевантаженні. Оптимальним способом теплового захисту ЕД від перегріву обмоток і феромагнітних елементів при протіканні електричного струму та створюваних ним електромагнітних полів є формування такої характеристики (1), яка б повторювала перевантажувальну часострумову характеристику ЕД та при поданні її в координатах струму Iph й часу t проходила б дещо нижче перевантажувальної характеристики ЕД [1]. Одним із захисних пристроїв, що застосовують в рудникових вибухозахищених трансформаторних підстанціях з комплектними розподільними пристроями та реалізують наведений спосіб формування необхідної захисної часострумової характеристики, є реле максимального струму LH86AC виробництва Чеської фірми "Hansen Electric" [2, 3]. Часострумова характеристика tL  ƒ Iph реле LH86AC має дві зони, в яких характер залежності   часу спрацьовування захисту t L від величини Iph істотно відрізняється. Перша зона L (зона перевантаження) - діапазон зміни струму від величини Iph  11I г , де I г - номінальний струм ЕД, , 25 до величини Isd  3  12I г уставки струму короткого замикання (КЗ). У цій зоні залежність часу спрацьовування t L від струму Iph повторює перевантажувальну характеристику ЕД. При цьому   "інтегральна" уставка 30 35 40 2 QL  IphtL  const забезпечує зворотну залежність tL  ƒ Iph часу спрацьовування захисту t L від величини фазного струму Iph . Недоліком розглянутого способу захисту ЕД від струмових перевантажень є той факт, що надійний захист гарантується лише за відсутності нелінійних спотворень синусоїдальної форми зміни фазних струмів. Тобто, відсутні гармоніки струму крім 1-ої основної. У нормативнотехнічній документації на реле LH86AC зазначено, що реле призначене для захисту трифазних ЕД від теплових впливів синусоїдальних струмів, що не містять вищих гармонійних складових. У той же час в шахтних електромережах все більш широке поширення набувають системи плавного пуску й регулювання швидкості обертання асинхронних ЕД за допомогою тиристорних перетворювачів. Також присутні й інші нелінійні навантаження, що спотворюють синусоїдальний характер зміни фазних струмів: люмінесцентні енергозберігаючі лампи, феромагнітні матеріали. Тому нехтування впливом на нагрівання ЕД вищих гармонік струму знижує надійність захисту [4]. Використовуваний в реле LH86AC спосіб захисту ЕД від струмових перевантажень є загальновідомим і широко застосовуваним. Цей спосіб, в якому визначають діючі значення Ipha,b,c  фазних струмів усіх трьох фаз а, b, с методом інтегрування квадратів миттєвих значень I2a,b,c  струмів усіх трьох фаз а, b, с і формують час спрацьовування захисту t L у відповідність j   45 50 із заданою залежністю tL  ƒ Iph часу t L , від діючого значення Iph синусоїдального струму, є найбільш близьким (прототипом) по суті до способу захисту ЕД, що заявляється. В основу винаходу поставлена задача розробити такий спосіб струмового захисту ЕД, який враховував би додаткове нагрівання ЕД внаслідок наявності вищих гармонійних складових у фазних струмах і, тим самим, підвищити надійність теплового захисту. При цьому необхідно використовувати максимально простий і широко застосовуваний в релейно-струмових захистах математичний апарат визначення середньоквадратичних (діючих) значень струмів найбільш значущих для побудови захисту вищих гармонік. 1 UA 106030 C2 Поставлена задача реалізується в способі захисту електродвигунів від струмів перевантаження, в якому визначають діючі значення Ipha,b,c  фазних струмів усіх трьох фаз а, b, с методом інтегрування квадратів миттєвих значень I2 струмів усіх трьох фаз а, b, с і j a,b,c    5 формують час спрацьовування захисту t L у відповідність із заданою залежністю tL  ƒ Iph часу t L від діючого значення Iph синусоїдального струму, за рахунок того, що враховують нелінійні спотворення синусоїдальної форми зміни фазних струмів, для чого додатково в ковзному режимі через часовий інтервал t j , в 10 і більше разів менший за період Т1 зміни струму 1-ої гармоніки: t j  0,1T1 шляхом заміни використаного миттєвого значення i j струму новим 10 виробляють безперервний моніторинг суми S5 квадратів дискретних значень струмів i 2 , що j5 відповідають дискретизації вихідної аналогової залежності iph  ƒt  фазного струму iph в часі t з частотою дискретизації ƒd5 , в 2 рази більшою за частоту ƒ 5 зміни струму 5-ої гармоніки: ƒd5  2ƒ5 , при цьому суму S5 квадратів дискретних значень струмів i 2 визначають за період j5 T1 Т1 зміни струму 1-ої гармоніки: S5   i2 , після чого формують залежність S5  ƒt  суми S5 j5 0 від часу t , потім визначають мінімальне значення S5min залежності S5  ƒt  після чого 15 визначають середньоквадратичне значення I1 струму 1-ої гармоніки з виразу I1  S5 min  t / T1 5 2 та I5 струму 5-ої гармоніки з виразу I5  Iph  I1 , потім визначають коефіцієнт додаткових втрат з виразу k d5  1,74 I5 / I1 2 , після чого визначають підвищувальний коефіцієнт k 5 , з наступної табличної залежності: k d5 0,017 0,039 0,07 0,109 0,157 0,213 0,278 0,352 0,435 k5 1,0085 1,019 1,034 1,053 1,076 1,101 1,13 1,163 1,2, 20 на який необхідно помножити величину Iph , щоб отримане в результаті множення значення / Iph  Iph  k5 , що містить в собі струм 5-ої гармоніки, за своєю тепловою дією на електродвигун було еквівалентним дії струму 1-ої гармоніки, потім визначають час спрацьовування захисту t L у відповідність з потрібною залежністю tL  ƒ Iph часу t L від величини Iph , з підставленням   25 / замість величини Iph знайденого значення Iph . Саме за рахунок того, що враховують нелінійні спотворення синусоїдальної форми зміни фазних струмів, для чого додатково в ковзному режимі через часовий інтервал t j , в 10 і більше разів менший за період Т1 зміни струму 1-ої гармоніки: t j  0,1T1 , шляхом заміни використаного миттєвого значення i j струму новим виробляють безперервний моніторинг суми 30 S5 квадратів дискретних значень струмів i 2 , що відповідають дискретизації вихідної аналогової j5 залежності iph  ƒt  фазного струму iph в часі t з частотою дискретизації ƒd5 , в 2 рази більшою за частоту ƒ 5 зміни струму 5-ої гармоніки ƒd5  2ƒ5 , при цьому суму S5 квадратів T1 дискретних значень струмів i 2 визначають за період Т1 зміни струму 1-ої гармоніки: S5   i2 j5 j5 0 35 після чого формують залежність S5  ƒt  суми S5 від часу t , потім визначають мінімальне значення S5min залежності S5  ƒt  , після чого визначають середньоквадратичне значення І1 струму 1-ої гармоніки з виразу I1  S5 min  t / T1 та I5 струму 5-ої гармоніки з виразу 2 5 2 I5  Iph  I1 , потім визначають коефіцієнт додаткових втрат з виразу k d5  1,74 I5 / I1  , після чого визначають підвищувальний коефіцієнт k5, з наступної табличної залежності: 2 UA 106030 C2 k d5 0,017 0,039 0,07 0,109 0,157 0,213 0,278 0,352 0,435 k5 1,0085 1,019 1,034 1,053 1,076 1,101 1,13 1,163 1,2 на який необхідно помножити величину Iph , щоб отримане в результаті множення значення 5 10 15 20 25 30 35 / Iph  Iph  k5 , що містить в собі струм 5-ої гармоніки, за своєю тепловою дією на електродвигун було еквівалентним дії струму 1-ої гармоніки, потім визначають час спрацьовування захисту t L у відповідність з потрібною залежністю tL  ƒ Iph часу t L від величини Iph , з підставленням   / замість величини Iph знайденого значення Iph , і забезпечується підвищення надійності захисту ЕД за рахунок врахування вищих гармонійних складових у фазних струмах, а саме 5-ої гармоніки струму, яка призводить до додаткових втрат і нагріванню обмоток електричних двигунів. Перевага способу, що заявляється, полягає в тому, що для визначення величини 5-ої гармоніки струму використовують традиційно застосовуваний при побудові струмових захистів математичний апарат інтегрування квадратів дискретних значень струму. Відмінна особливість застосовуваного математичного апарату полягає у використанні додаткової частоти дискретизації вихідної аналогової залежності iph  ƒt  фазного струму в часі. Відомо [4-9], що застосування в трифазних електричних мережах тиристорних перетворювачів частоти та інших нелінійних навантажень призводить до виникнення вищих гармонійних складових струму. При частотному регулюванні швидкості обертання асинхронного ЕД найбільш значущою за величиною буде 5-а гармоніка струму. При цьому обертання вектора 5-ої гармоніки струму при тих спотвореннях синусоїди фазних струмів, які мають місце в реальних електричних мережах, відбувається в напрямку, протилежному обертанню вектора 1ої гармоніки. Це означає, що в мережах з робочою частотою 50 Гц магнітне поле, що створюється 5-ою гармонікою, обертається відносно до ротора ЕД з підвищеною частотою 250 Гц. В силу цієї особливості 5-а гармоніка струму має найбільший вплив на додаткове нагрівання ЕД. Зростають втрати в обмотках за рахунок поверхневого ефекту й ефекту близькості [4]. Хоч і меншою мірою, виникає додаткове нагрівання від додаткових втрат в сталі. У трифазних електричних мережах без нейтрального провідника, до яких належать шахтні електромережі, у фазних струмах немає 3-ої гармоніки. Немає 3-ої гармоніки і в фазних струмах трифазних ЕД. Тому визначення нижнього спектра гармонік, необхідного для побудови захисту ЕД від струмових перевантажень може бути обмежене двома 1-ою та 5-ою найбільш значущими за величиною гармоніками струму. Фіг. 1-4 ілюструють суть способу захисту електродвигунів від струмів перевантаження з урахуванням нелінійних спотворень фазних струмів. Принцип визначення середньоквадратичних (діючих) значень струмів 1-ої та 5-ої гармонік з аналізу суми T1 S5   i 2 j5 квадратів дискретних значень струмів i 2 , що відповідають j5 0 дискретизації вихідної аналогової залежності зміни фазного струму в часі iph  ƒt  з частотою в 2 рази більшою за частоту зміни струму 5-ої гармоніки ƒ 5 , пояснюється діаграмами, наведеними на фіг. 1. На фіг. 1 показані залежності iph  ƒt  і першої i1  ƒt  та п'ятої i5  ƒt  40 45 гармонік, що входять до складу iph . Також на фіг. 1 наведена залежність S5  ƒt  суми S5 від часу t . Величину S5 розраховують за дискретними значеннями струму i j5 , що відповідають частоті дискретизації ƒd5=500 Гц, в два рази більшої за частоту 5-ої гармоніки ƒ5=250 Гц, що в 10 разів більша за частоту 1-ої основної гармоніки струму ƒ1=50 Гц. Частота ƒd5 перевищує значення, регламентовані теоремою Котельникова [10] та Держстандартом [11] для точного відновлення за дискретними значеннями вихідної аналогової залежності в часі 1-ої гармоніки струму. Згідно з теоремою Котельникова частота дискретизації повинна бути строго більшою за двократну частоту найбільш високої гармоніки у вихідному аналоговому сигналі. Згідно з [11] мінімальною частотою дискретизації ƒ d повинна дорівнювати або бути більшою за трикратну частоту найвищої гармоніки струму. Діюче значення 1-ої гармоніки струму І1, розраховане за дискретними значеннями струму, що відповідають частоті дискретизації ƒd5=500 Гц, буде 3 UA 106030 C2 правильним і не залежатиме від моменту часу початку інтегрування. При кожному черговому кроці ковзання t j діюче значення 1-ої гармоніки струму буде величиною постійною I1  const . 5 В той же час частота ƒd5=500 Гц не забезпечує точного розрахунку діючого значення I5 струму 5-ої гармоніки. Згідно з [11] мінімальною частотою дискретизації повинна дорівнювати 750 Гц. Тому значення I5, розраховане шляхом інтегрування квадратів дискретних значень, що відповідають частоті ƒd5 , не може бути визначене правильно, а сума квадратів дискретних значень струму i 2 і розрахована за цим значенням величина I5 буде залежати від моменту часу j5 початку інтегрування. Це означає, що при кожному черговому кроці ковзання t j , врахування 10 струму 5-ої гармоніки при підрахунку величини S5 буде неоднаковим. Наприклад, в моменти часу, коли залежність i5  ƒt  проходить через нуль, розраховане значення S5 прийматиме своє мінімальне значення S5min (фіг. 1). Вочевидь, що в зазначені моменти часу сума квадратів дискретних значень струму i 2 , тобто значення S5min не містить дискретні значення 5-ої j5 гармоніки струму. Це означає, що в діючому значенні фазного струму Iph5 , визначеному за 15 величиною S5min, не врахований струм 5-ої гармоніки. Отже, величину 1-ої гармоніки струму І1 визначають з виразу: I1  S5 min  t / T1 (2) Значення 5-ої гармоніки струму визначають з виразу: 5 2 I5  Iph  I1 (3) 20 25 30 З метою врахування впливу 5-ої гармоніки струму на додаткове нагрівання ЕД необхідне корегування вихідної захисної часострумової характеристики (1), яка відповідає синусоїдальному фазному струму і не враховує додаткових втрат і нагрівання ЕД від струмів вищих гармонік, зокрема струму 5-ої гармоніки. Обґрунтуємо необхідність зазначеного корегування вихідної захисної характеристики tL  ƒ Iph .   При роботі асинхронних електродвигунів в умовах несинусоїдальної напруги виникають додаткові втрати потужності в обмотках статора і ротора, зумовлені вищими гармоніками струму. З'являються також додаткові втрати в сталі статора і ротора, однак ці втрати малі і ними можна знехтувати [4]. Якщо виразити струм n-ої гармоніки через номінальний струм ЕД та кратність k st пускового струму, то формула для визначення потужності сумарних втрат P k від вищих гармонік виглядає так [4]: k  U  2 P k  Pr k st   n    n2 nU1  35 40 2  n  k 2 n  1  Pr k st  k dn . (4) n2 де Pr - номінальні втрати в обмотках статора при синусоїдальному фазному струмі; k порядок (номер) останньої з врахованих вищих гармонік; U1 - напруга першої (основної) гармоніки; Un - напруга n-ої гармоніки; k dn - коефіцієнт, що враховує зростання втрат в обмотках від n-ої гармоніки. Величина n  1 дозволяє враховувати напрямок обертання вектора n-ої гармоніки напруги в порівнянні з напрямом обертання вектора 1-ої основної гармоніки напруги. Знак «-» відповідає однаковому напрямку обертання, знак «+» - протилежному. Для розглянутого випадку, коли враховуються додаткові втрати лише від 5-ої гармоніки струму, вектор якої обертається в протилежному напрямку відносно до обертання вектора 1-ої гармоніки, вираз для додаткових втрат в обмотках ЕД буде мати вигляд: P5  Pr  k d5 U   Pr  5  U   1 2 2  U  Pr 5  5 1 .  0,1874  Pr  5  U  25  1 45 4 (6) UA 106030 C2 5 10 15 При побудові струмового захисту ЕД, що працюють в шахтних електромережах, величини напруг використовувати важко внаслідок відсутності нейтрального проводу. Тому рівняння (6) доцільно перетворити таким чином, щоб у ньому використовувалися значення струмів. Для такого перетворення приймають наступні припущення: - Коефіцієнт потужності (cosφ) електричних кіл навантажених асинхронними електродвигунами з нормальним коефіцієнтом корисної дії дорівнює 0,8 (cosφ = 0,8) [12]. - Збільшення індуктивного опору X обмотки ЕД на частоті 5-ї гармоніки струму становить 500 %: X5 5L , де  - кутова частота 1-ої основної гармоніки струму; L - індуктивність обмотки. Збільшення активного опору R обмотки ЕД від впливу поверхневого ефекту на частоті 5-ої гармоніки струму становить близько 20 %. Тому збільшення повного опору Z обмотки ЕД на частоті 5-ої гармоніки визначають реактивною складовою, а збільшенням R за рахунок поверхневого ефекту та ефекту близькості можна знехтувати. З урахуванням прийнятих припущень визначають залежність підвищувального коефіцієнта k d5 залежно від величини струму 5-ої гармоніки, тобто у функції співвідношення I5 / I1 . Рівняння (5) перетворюють наступним чином: U1  I1  Z1  I1 R2  L2 ; (7) U5  I5  Z5  I5 R2  5L2 ; (8) 2 2 U   I  R 2  252L2 ; k d5  0,1874   5   0,1874   5   U  I  R 2  2L2  1  1 (10) L  R  tg  ; 2 k d5 (9) 2  I  R 2  25R 2 tg2  I  1 25tg2 ,  0,1874   5    0,1874   5   I  I  R 2  R 2 tg2 1 tg2  1  1 (11) де Z1 та Z 5 - опори обмотки ЕД на частоті 1-ої та 5-ої гармонік відповідно. При cosφ = 0,8 отримують: 20 2 k d5 cos0,8 I   174  5  . ,    I1  (12) Додаткові втрати P5 , зумовлені наявністю 5-ої гармоніки струму, визначають підвищувальним коефіцієнтом k d5 (6), на який слід помножити номінальні втрати Pr (6). Якщо 25 / знайдено підвищувальний коефіцієнт k d5 , то еквівалентний фазний струм Iph , що враховує додаткове нагрівання ЕД від впливу 5-ої гармоніки струму, визначають з виразу: / Iph  Iph 1 kd5 . (13) / З використанням наведеного алгоритму визначення величини Iph , були розраховані 30 35 залежності k d5  ƒ5  значень підвищувального коефіцієнта k d5 від коефіцієнта 5  I5 / I1 (фіг. 2). Величина  5 характеризує співвідношення струмів 5-ої та 1-ої гармонік. Залежність k d5  ƒ5  використовують для корегування часу t L спрацьовування захисту з урахуванням додаткового нагрівання ЕД при нелінійних спотвореннях синусоїди фазних струмів. Суть корегування часу t L з урахуванням додаткового нагрівання ЕД від впливу 5-ої гармоніки струму пояснюється графіком (фіг. 3), на якому наведена часострумова захисна характеристика, що ілюструє, яким чином визначають час t L з урахуванням додаткового нагрівання ЕД від впливу 5-ої гармоніки струму I5. Згідно з вихідною залежністю tL  ƒ Iph , заданої для реле LH86AC та справедливої при   відсутності нелінійних спотворень (вищих гармонік струму), деякому значенню струму Iph1 5 UA 106030 C2 відповідає час спрацьовування захисту tL1 . Якщо фазний струм несинусоїдальний, то значення Iph1 необхідно помножити на підвищувальний коефіцієнт 1 k d5 . В результаті отримують / еквівалентне значення фазного струму Iph1 . У цьому випадку час спрацьовування захисту 5 10 15 20 / необхідно зменшити до значення t L1 , як показано на фіг. 3. Аналогічне корегування часу спрацьовування t L здійснюють при інших значеннях струму Iph . Описаний спосіб захисту електродвигунів від струмів перевантаження з урахуванням нелінійних спотворень фазних струмів реалізовано у вигляді алгоритму функціонування мікропроцесорного розчіплювача автоматичного вимикача або іншого апарата захисту. Блоксхема алгоритму, що ілюструє функціонування мікропроцесорного пристрою захисту (МПЗ) при реалізації розробленого способу захисту ЕД наведена на фіг. 4. Окремі арифметичні й логічні операції, які виробляє мікропроцесор, на фіг. 4 умовно подані у вигляді модулів. Фізично вказаних модулів не існує, їх зображення необхідне для зручності викладення функціонування МПЗ. Функціонує мікропроцесорний пристрій у такий спосіб: 1. У модулі 1 вихідну залежність фазного струму в часі iph  ƒt  перетворюють у дві дискретні залежності з різною частотою дискретизації i j t  і i j5 t  . Залежність i j t  отримують з частотою дискретизації ƒd=1000 Гц, більшою за потрійну частоту 5-ої гармоніки [11]. Залежність i j5 t  отримують з частотою дискретизації ƒd5=500 Гц, що дорівнює подвійний частоті 5-ої гармоніки. 2. У модулі 2 методом чисельного інтегрування квадратів дискретних значень i j залежності i j t  визначають діюче значення фазного струму Iph за формулою: p  i2 t j j Iph  j1 T1 , (14) де p  T1 t j ; T1  20 мс - період зміни 1-ої основної гармоніки струму для робочої частоти 25 мережі 50 Гц; t j  1/ ƒ d . 3. У модулі 3 за дискретними значеннями залежності i j5 t  визначають залежність S5  ƒt  суми квадратів дискретних значень струмів i 2 , як: j5 T1 S5   i 2 . j5 (15) 0 30 35 4. У модулі 4 визначають мінімальне значення S5min залежності S5  ƒt  . 5. У модулі 5 визначають діюче значення I1 1-ої гармоніки фазного струму за формулою (2). 6. У модулі 6 визначають діюче значення I5 5-ої гармоніки фазного струму за формулою (3). 7. У модулі 7 визначають значення  5 як відношення діючих значень 5-ої та 1-ої гармонік фазного струму: 5  I5 / I1 . 8. У модулі 8 з табличної залежності k5  ƒ5  : 5 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 k5 1,0085 1,019 1,034 1,053 1,076 1,101 1,13 1,163 1,2 визначають значення коефіцієнта k 5 , що враховує збільшення нагрівання ЕД від впливу струму 5-ої гармоніки. 40 / 9. У модулі 9 визначають еквівалентне значення струму Iph , що враховує додаткове нагрівання ЕД від впливу 5-ої гармоніки струму, як 6 UA 106030 C2 / Iph  Iph  k5 , 5 10 15 20 25 30 35 40 (16) / / 10. У модулі 10 за значенням Iph визначають скорегований час спрацьовування захисту t L1 . Запропонований алгоритм роботи мікропроцесорного пристрою захисту ЕД від струмових перевантажень враховує додаткове нагрівання, зумовлене наявністю у фазному струмі, крім 1ої основної, більш високою 5-ої гармоніки струму. Таким чином, поставлена в основу винаходу задача врахування впливу вищих гармонік на струмові перевантаження електродвигунів вирішена. При цьому використано максимально простий математичний апарат, який широко застосовують при реалізації струмових захистів. Джерела інформації: 1. Чернобровое Н.А. Релейная защита энергетических систем: Учеб. пособие для техникумов / Н.А. Чернобровое, В.А. Семенов - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 800 с. 2. Басов Н.М. Новое направление в создании рудничных взрывозащищенных трансформаторных подстанций на низшее напряжение до 3300 В / Н.М. Басов, B.C. Дзюбан, В.В. Кардаш, В.Е. Кошкин, Т.В. Швецова // Взрывозащищенное электрооборудование: сб. научных трудов. - Донецк: ООО "АИР", 2010. - С. 61-71. 3. Реле электронное максимального тока Lh86 [Електронний ресурс] // Hansen Electric. Режим доступу: http://www.hansen-electric.cz/ru/ovladaci-a-jistici-pristroje, вільний. - Загл. с екрану. - Текст на екрані російський. (Дата звернення 20.09.2013). 4. Жежеленко И.В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. - 4е изд., перераб. и доп. / И.В. Жежеленко - М.: Энергоатомиздат, 2000. - 331 с. 5. Климов В.П. Проблемы высших гармоник в современных системах электропитания [Електронний ресурс] / В.П. Климов, А.Д. Москалев // Тэнси Плюс. - Режим доступу: http://www.tensy.ru/article01.html, вільний. - Загл. с екрану. - Текст на екрані російський. (Дата звернення 20.09.2013). 6. Барутсков И.Б. Гармонические искажения при работе преобразователей частоты / И.Б. Барутсков, С.А. Вдовенко, Е.В. Цыганков // Главный энергетик. - 2011. - № 06. - С. 5-15. 7. Григорьев О.А. Компьютерные нечистоты. Статья не для всех [Електронний ресурс] / О.А. Григорьев, B.C. Петухов, В.А. Соколов, И.А. Красилов // Ferra.ru. Центр электромагнитной безопасности. - Режим доступу: http://www.ferra.ru/online/casecool/s22319, вільний. - Загл. с екрану. - Текст на екрані російський. (Дата звернення 20.09.2013). 8. Гармоники тока и напряжения в электросетях [Електронний ресурс] / Матик-Электро. Режим доступу: http://www.matic.ru/index.php?pages=735, вільний. - Загл. с екрану. - Текст на екрані російський. (Дата звернення 20.09.2013). 9. Collombet С. Harmonic disturbances in networks, and their treatment / C. Collombet, J.M. Lupin, J. Schonek // Schneider Electric Technical collection. - 2000. - Cahier technique no. 152. - 29 p. 10. Басараб М.А., Зелкин Е.Г., Кравченко В.Ф., Яковлев В.П. Цифровая обработка сигналов на основе теоремы Уиттекера-Котельникова-Шеннона. - М.: Радиотехника, 2004. - 72 с. 11. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. 12. ГОСТ Р 51677-2000. Машины электрические асинхронные мощностью от 1 до 400 кВт включительно. Двигатели. Показатели энергоэффективности. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 Спосіб захисту електродвигунів від струмів перевантаження, в якому визначають діючі значення Ipha,b,c  фазних струмів усіх трьох фаз а, b, с методом інтегрування квадратів миттєвих значень I2a,b,c  струмів усіх трьох фаз а, b, с і формують час спрацьовування захисту t L у відповідності j 50   із заданою залежністю tL  ƒ Iph часу t L , від діючого значення Iph синусоїдального струму, який відрізняється тим, що враховують нелінійні спотворення синусоїдальної форми зміни фазних струмів, для чого додатково в ковзному режимі через часовий інтервал t j , в 10 і більше разів менший за період Т1 зміни струму 1-ої гармоніки: t j  0,1T1 , шляхом заміни використаного миттєвого значення i j струму новим виробляють безперервний моніторинг суми 7 UA 106030 C2 S5 i 2 , що відповідають дискретизації вихідної j5 квадратів дискретних значень струмів аналогової залежності iph  ƒt  фазного струму iph в часі t з частотою дискретизації ƒd5 , в 2 рази більшою за частоту ƒ 5 зміни струму 5-ої гармоніки: ƒd5  2ƒ5 , при цьому суму S5 квадратів дискретних значень струмів i 2 визначають за період Т1 зміни струму 1-ої гармоніки: j5 T1 5 S5   i2 , після чого формують залежність S5  ƒt  суми S5 від часу t , потім визначають j5 0 мінімальне значення S5 min залежності S5  ƒt  після чого визначають середньоквадратичне значення I1 струму 1-ої гармоніки з виразу I1  S5 min  t / T1 та I5 струму 5-ої гармоніки з 5 2 виразу I5  Iph  I1 , потім визначають коефіцієнт додаткових втрат з виразу k d5  1,74 I5 / I1 2 , після чого визначають підвищувальний коефіцієнт k 5 , з наступної табличної залежності: 10 k d5 0,017 0,039 0,07 0,109 0,157 0,213 0,278 0,352 0,435 k5 1,0085 1,019 1,034 1,053 1,076 1,101 1,13 1,163 1,2 на який необхідно помножити величину Iph , щоб отримане в результаті множення значення ' Iph  Iph  k5 , що містить в собі струм 5-ої гармоніки, за своєю тепловою дією на електродвигун було еквівалентним дії струму 1-ої гармоніки, потім визначають час спрацьовування захисту t L у відповідність з потрібною залежністю t L  ƒ Iph часу t L від величини Iph , з підставленням   15 ' замість величини Iph знайденого значення Iph . 8 UA 106030 C2 9 UA 106030 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10