ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Лекции / Защита двигателей

ЗАЩИТЫ ДВИГАТЕЛЕЙ

СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Признак того, что с двигателем происходит что-то неладное — значительное повышение температуры корпус.

Причины перегрева:

•выход за пределы параметров питающего напряжения

•неправильное подключение схемы питания

•электрическая неисправность двигателя

•механическая неисправность двигателя

•перегрузка электродвигателя со стороны нагрузки

•несоответствие условий окружающей среды

2

ТРЕБОВАНИЯ ПУЭ К ЗАЩИТЕ ОТ ПЕРЕГРУЗОК

Согласно ПУЭ данный вид защиты должен быть предусмотрен для электродвигателей:

•подверженных перегрузке по технологическим причинам;

•с особо тяжелыми условиями пуска и самозапуска (длительность прямого пуска непосредственно от сети 20 с и более);

•перегрузка которых возможна при чрезмерном увеличении длительности пускового периода вследствие понижения напряжения в сети.

Выдержка времени должна быть отстроена от длительности пуска электродвигателя в нормальных условиях и при самозапуске, после действия АВР и АПВ.

Выдержка времени защиты от перегрузки СД, во избежание излишних срабатываний при длительной форсировке возбуждения, должна быть близкой к наибольшей допустимой по тепловой характеристике электродвигателя.

На электродвигателях, подверженных перегрузке по технологическим причинам, защиту, как правило, следует выполнять с действием на сигнал и автоматическую разгрузку механизма.

Действие защиты на отключение электродвигателя допускается для:

•механизмов, у которых отсутствует возможность своевременной разгрузки без останова, или работающих без постоянного дежурства персонала;

•механизмов с тяжелыми условиями пуска или самозапуска.

На электродвигателях, имеющих принудительную вентиляцию, следует устанавливать защиту, действующую на сигнал и отключение электродвигателя при повышении температуры или прекращении действия вентиляции.

3

ПУСКОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Типичная пусковая характеристика асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

4

РАСЧЕТ НОМИНАЛЬНОГО ТОКА ДВИГАТЕЛЯ

В случае, если номинальный ток двигателя ном АД, А, не приведен в паспортных данных, его определяют по формуле:

где ном – номинальная мощность электродвигателя, кВт;ном – номинальное линейное действующее напряжение

двигателя, кВ;– номинальный коэффициент полезного действия (кпд)

электродвигателя;– номинальный коэффициент мощности электродвигателя.

5

РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОГО ТОКА ДВИГАТЕЛЯ

Под максимальным током далее следует подразумевать периодическую составляющую максимально возможного тока двигателя.

В случае прямого пуска двигателя с короткозамкнутым ротором максимальный ток определяют по формуле:

= пуск ∙ ном АД,

где пуск – кратность пускового тока машины (как правило, от пяти до восьми);ном АД – номинальный ток двигателя.

ЗАЩИТА ПРИ ПУСКЕ ДВИГАТЕЛЯ И ОТ ЗАКЛИНИВАНИЯ РОТОРА

Защита двигателя от перегрева, вызванного:

•затянутым пуском при запуске двигателя в условиях перегрузки (например, для транспортера) или при недостаточном напряжении питания.

•блокировкой ротора, вызванной механической нагрузкой двигателя (например, для дробилки):

•в нормальном режиме после нормального пуска;

•непосредственно при запуске, до обнаружения превышения продолжительности пуска, когда блокировка ротора определяется либо с помощью детектора нулевой скорости, подключенного к логическому входу, либо функцией минимальной частоты вращения.

Основные проблемы, которым подвержен асинхронный двигатель – механическая перегрузка на валу и пропадание (перекос) фаз.

7

ВЫБОР УСТАВОК ЗАЩИТЫ ОТ ЗАТЯНУТОГО ПУСКА

Защита реализует принцип « 2 ». В принципе « 2 » контролируется выделяемое в двигателе тепло от прохождения пускового тока. Защита срабатывает, если выполняется условие:

где – интегральное значение максимального из фазных токов, от начала пуска до момента ;

– время от начала пуска;уст – уставка по току;уст – уставка по времени.

Уставку по току защиты от затянутого пуска и блокировки ротора выбирают меньше пускового тока электродвигателя, но больше максимально допустимого тока перегрузки двигателя:

доп ≤ уст ≤ пуск.

Уставка по времени защиты от затянутого пуска уст должна быть отстроена от максимального времени

где пуск – пусковой ток электродвигателя при номинальном напряжении питающей сети;

пуск – время пуска при номинальном пусковом токе.

9

ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

Требования ПУЭ к защитам от ОЗЗ. Защита электродвигателей мощностью до 2 МВт от однофазных замыканий на землю при отсутствии компенсации должна предусматриваться при токах замыкания на землю 10 А и более, а при наличии компенсации – если остаточный ток в нормальных условиях превышает это значение. Такая защита для электродвигателей мощностью более 2 МВт должна предусматриваться при токах 5 А и более.

Ток срабатывания защит электродвигателей от замыканий на землю должен быть не более: для электродвигателей мощностью до 2 МВт – 10 А и для электродвигателей мощностью более 2 МВт – 5 А. Рекомендуются меньшие токи срабатывания, если это не усложняет выполнения защиты.

Защиту следует выполнять без выдержки времени (за исключением электродвигателей, для которых требуется замедление защиты по условию отстройки от переходных процессов) с использованием трансформаторов тока нулевой последовательности, установленных, как правило, в РУ. В тех случаях, когда установка трансформаторов тока нулевой последовательности в РУ невозможна или может вызвать увеличение выдержки времени защиты, допускается устанавливать их у выводов электродвигателя в фундаментной яме.

Если защита по условию отстройки от переходных процессов должна иметь выдержку времени, то для обеспечения быстродействующего отключения двойных замыканий на землю в различных точках должно устанавливаться дополнительное токовое реле с первичным током срабатывания около 50–100 А.

Защита должна действовать на отключение электродвигателя, а у синхронных электродвигателей – также на устройство АГП, если оно предусмотрено.

Дополнительные защиты предназначены для фиксации особых режимов работы двигателя, которые не являются опасными, а действие защит ограничивается сигнализацией и в редких случаях отключением.

10