Разработка цифровых защитно-диагностирующих устройств трехфазных асинхронных электродвигателей

Обеспечение бесперебойной работы электрооборудования электрических станций и электроэнергетических систем является основной задачей конструкторов, проектировщиков и обслуживающего персонала. Определение технического состояния оборудования, выявление дефекта, его идентификация и оценка степени опасности достигается методами и средствами диагностики электрооборудования. Современные электрические станции и электроэнергетические системы, в своем арсенале имеют множество асинхронных электроприводов. Распространенность этих электродвигателей объясняется простотой конструкции, а, следовательно, и дешевизной. В связи с широким распространением, в том числе и в ответственных производственных циклах, вопрос надежности использования АД стоит очень остро. Внезапный выход из строя АД электрических станций может привести к простою оборудования, снижению качества электроэнергии, нанести экологический урон, подвергнуть опасности жизни людей, нарушить нормальное функционирование населенных пунктов, привести к техногенной катастрофе. С целью предотвращения внезапной поломки и остановки АД необходимо заблаговременно получать информацию о возникающих дефектах, чтобы успеть предпринять соответствующие меры и минимизировать ущерб (подготовка к остановке и сушке АД, переключение на другой агрегат, подготовка запасного АД). При эксплуатации асинхронных электродвигателей в элементах, подверженных неблагоприятным факторам (влажность, повышенная температура, механические нагрузки, сильные электрические поля) протекают процессы, ведущие к изменению свойств материалов из которых состоят эти элементы. В совокупности эти процессы приводят к ухудшению характеристик всей машины, вплоть до выхода из строя. Однако, зачастую выход машины из строя сопровождается периодом, в котором по характеристикам АД можно сделать вывод о наличии дефекта. Одним из наиболее распространенных типов повреждений АД является электрическое замыкание в обмотке статора. В этом случае причиной является ухудшение свойств изоляции обмотки статора. Нарушение изоляции между обмоткой статора АД и корпусом ведет к появлению потенциала на корпусе АД, что подвергает опасности обслуживающий персонал и может привести к возникновению короткого замыкания. Межвитковые замыкания обмотки статора приводят к снижению момента, увеличению потребляемой мощности, перегреву, дополнительной вибрации и шуму АД. В конечном счете, при отсутствии должного внимания к преждевременной, ускоряющейся деградации изоляции статора неизбежен выход из строя с сопутствующим ущербом. Известен ряд способов диагностики АД, имеющих различные недостатки, к которым можно отнести необходимость разборки АД, низкую чувствительность, отсутствие возможности идентификации некоторых повреждений или их типов. Цлью данного исследования является разработка способа и устройства диагностирования развивающихся дефектов изоляции статорной обмотки асинхронных электродвигателей 380 В.