Вопросы защиты трехфазных электродвигателей. Защита однофазных двигателей


Защита электродвигателей | Предназначение, принцип действия, модели, характеристики и нормы – на промышленном портале Myfta.Ru

При работе электродвигателя могут возникать короткие замыкания, большие токи проходят через изоляцию, медь обмоток, через ротор и статор, разрушая их. Защита электродвигателей нужна для продления срока их службы. Защитой от многофазных коротких замыканий является токовая отсечка или дифференциальная защита, которая срабатывает на отключение устройства.

Однофазные замыкания на землю агрегатов, имеющих напряжение от 3 до 10 кВт, не такие опасные по сравнению с короткими замыканиями. На модели, мощность которых составляет менее 2000 кВт, защита от замыканий на землю ставят при прохождении тока более 10А, а на те, мощность которых превышает 2000 кВт, при токе более 5А защита срабатывает и отключает механизм.

Защиту от витковых замыканий не устанавливают, потому что такие замыкания происходят одновременно с замыканием на землю или преобразовываются в многофазное короткое замыкание.

Защитой электродвигателей, имеющих напряжение до 660В, являются плавкие предохранители или электромагнитные расцепители автоматических выключателей. Перегрузки устройств возникают из-за перегрузок механизма или его неисправности.

При самозапуске или пуске агрегата проходят токи, мощность которых выше номинальной. Это является последствием уменьшения сопротивления при снижении частоты вращения. Когда ротор остановлен, пусковой ток имеет максимальное значение. Защита от перегрузки электродвигателя срабатывает на отключение, разгрузку механизма.

Частота вращения электродвигателя увеличивается и восстанавливается напряжение на выводах после отключения короткого замыкания. В это время по обмоткам проходят большие токи. Сопротивление устройства уменьшается до значения минимума, которое соответствует по своему значению пусковому току и происходит при незначительном снижении частоты вращения от 10 до 25%. Режим, в котором работает агрегат, после отключения  коротких замыканий является самозапуском.

Для защиты спаренных моделей, присоединенных к одному выключателю, применяют токовую защиту нулевой последовательности, которая работает при помощи токовых реле, подключенных к каждому кабелю.

Защитой приборов мощностью до 5000 кВт от многофазных коротких замыканий является максимальная токовая отсечка, которую производят с помощью реле прямого или косвенного действия.

Для оборудования, мощностью свыше 5000 кВт, применяют продольную дифференциальную защиту, благодаря которой обеспечивается более высокая чувствительность к коротким замыканиям в его обмотках и на его выводах. Такая защита бывает двухфазная или трехфазная в комплекте с реле типа РНТ-565, дополнительно ставится защита от двойных замыканий.

Для моделей, которые подвергаются технологическим перегрузкам, устанавливается защита для подачи сигнала или разгрузки механизма. Такая защита отключает их для устранения причины, вызвавшей перегрузку. Применяется индукционный элемент реле типа ИТ-82 или РТ-82. Данный тип защиты применяют на оборудовании, которое работает без обслуживающего персонала.

Автоматические выключатели имеют несколько функций: рубильник, предохранитель и тепловое реле. В случае возникновения аварийной ситуации одновременно отключаются все три фазы электромагнитным или тепловым расцепителем. Происходит это автоматически. Расцепитель является важной составляющей автоматов. Он контролирует параметры сети и воздействует на устройство, которое отключает автомат.

Тепловой защита электродвигателя состоит из биметаллической пластины, которая последовательно соединяется с контактом. При прохождении через пластину токов перенагрузки, она нагревается и изгибается, тем самым воздействуя на рейку отключения расцепителя.

По характеристикам отключения согласно европейским нормам выключатели делят на три типа: В, С, D.

  • Тип В применяют в быту, где токи нагрузок сравнительно невысокие и токи короткого замыкания попадают в зону работы теплового расцепителя.
  • Тип С – бытовое и промышленное применение: для устройств с малыми индуктивными токами и с временем пуска до 1 секунды.
  • Тип D –применяется для мощных агрегатов с затяжным временем пуска.

Автоматические выключатели, оснащенные дополнительными устройствами:

  • При снижении напряжения ниже 0,35 Uн, (показатель ниже является недопустимым, а Uн — номинальное напряжение в сети) применяется расцепитель номинального напряжения, который отключает автомат.
  • Для дистанционного отключения автомата применяют независимый расцепитель.
  • Для обеспечения контроля за состоянием изоляции, защиты от возгорания или взрыва применяют расцепитель токов утечки на землю.

Тепловые реле нужны для защиты от недопустимо длительных перегрузок, а также при обрыве одной из фаз. Реле устроены так, что при прохождении токов через биметаллические пластины (по одной на каждую фазу) происходит их нагревание. Под воздействием тепла пластины изгибаются, приводя в действие механизм расцепления. Реле оснащено температурным компенсатором для того, чтобы компенсировать зависимость от окружающей среды, имеет калиброванную в амперах шкалу, которая соответствует значению номинального тока.

Расчет тока при самозапуске необходим для выбора максимальной токовой защиты трансформатора, который питает это устройство.

Блок защиты асинхронных электродвигателей применяют для защиты моделей, имеющих две обмотки. Он позволяет контролировать сетевое напряжение, значение сопротивления изоляции, показатели линейных токов.

Блок защиты обеспечивает защиту при:
  • Обрыве фаз, прекосе линейных и фазных напряжений, скачках напряжения с недопустимой мощностью, при нарушении слипания и чередования фаз.
  • Механических перегрузках (симметричный перегруз по линейным и фазным токам)
  • В случаях превышения порога тока обратной последовательности.
  • При обнаружении нарушения изоляции внутри кабеля или двигателя.
  • При исчезновении момента на валу.
  • В случае возникновения блокировки ротора или затянутом пуске.
  • При обнаружении низкого уровня изоляции между корпусом устройства и статором.
  • При тепловой перегрузке.
  •  В случае перегрева обмоток.

Блок обеспечивает защиту посредством управления катушкой магнитного контактора.

Ток срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от номинального тока электродвигателя. Расчет защиты тока срабатывания максимальной токовой защиты от перегруза производится от максимального (номинального) рабочего тока.

myfta.ru

Устройство для защиты однофазного асинхронного двигателя от понижения напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 691996 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.09.77 (21) 2526245/24-07 (51) М. Кл. е с присоединением заявки №вЂ”

Н 02 H 7/08

Госудврствонньй комитет

СССР оо делам нзооретвннй и открытки (23) Приоритет—

Опубликовано 15.10.79. Бюллетень № 38 (53) УДК 621.316..925 (088.8) Дата опубликования описания 25 10.79 рс

В. И. Шафранский, Б. В. Боровой и B. В. Кривцов :."! -. «о ( -.; 1ч. т,> .,," ) а

Белорусский ордена Трудового Краси, го Знамени. политехнический институт= (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОДНОФАЗНОГО

АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ОТ ПОНИЖЕНИЯ

НАП РЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике.

Известны устройства защиты однофазного асинхронного двигателя от пониженйя напряжения (1(и (2j, содержащие задатчик минимального уровня напряжения, связанный с управляющим элементом, который подключен к цепи включения нагрузки. Управляющий элемент выполнен в виде трайзистора или управляемого выпрямителя, а цепь включения нагрузки представляет "собой электромагнитный коммутатор для подключения двигателя к источнику питания.

Напряжения открывания и закрывания управляющего элемента очень близки и практически имеют одно и то же значение, равное пороговому или напряжению задатчика. "

Прн кратковременных колебаниях напряжения источника питания относительно допустимого минимального напряжения в режиме запуска электродвигателя равенство напряжений открывания и закрывания управляющего элемента приводит к периодическому включению и .отключению двигатеЛя ,в соответствии с имеющими место кратковременными колебаниями без учета того, способен ли двигатель работать при данных. отклонениях ниже минимального напряжения или нет, другими словами, без учета превышения токовой перегрузки двигателя.

11оэтому такие устройства защиты двигателя от понижейия напряжения питания малонадежны и находят ограниченное применение.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для защиты однофазного асинхронного двигателя от- понижения ната пряжения, содержащее реле нагряжения, параллельно обмотке которого включен конденсатор, и подключенное к одному из выво.дов цепи включения двигателя с пусковым реле тепловое реле, один из выводов обмотки которого через контакт подключен к первому полюсу источника питания, при этом вывод цепи вклточения "асинхронного однофазного двигателя.с пусковым реле через замыкающий контакт реле напряжения соединен с вторым полюсом источника -питания (3).

Недостатком известного устройства является низкая надежность защиты двигатетя из-за ручного управления работой защитного устройства и отсутствия автоматизации

691990

=кбйьтроля«уровня напряжения источника питания.

1!елььо изобретения- является повышение ь«ьаде>кььости защиты путем автоматизации контроля уровня питания напряжения.

Это достигается тем, что в устройстве для защиты однофаэного асинхронного двигателя от пониЖения напряжения, содержащем реле напряжения, параллельно обмотке кот«орого включен конденсатор, и йо«дкл«ючен «"«"ььое "к" одйо«м« у из выводов цепи включения одььофазного асинхронного двигателя с пусковйм реле тепловое р еле, о дин" >1з вй водов обмотки которого через контакт" йодк«лючен к первому полюсу источника пйтания, при этом другой вывод-цепи включения двига теля через замыкаюьцнй контакт реле напря - жения соединен с вторым полюсом источника питания, контакт меЖду первым полях!бм источника н одним из вЬьводов обмотки теп «ловоь "Ь ьеле выполнен в виде размыкающего коььтакта теплового реле, другой вывод обмозки Которого соединен с одним из выводов обмотки рече Мапря«>кения, другим" выводом через последовательно включенные резистор и диод соединенной с вторым полюсом источника питания.

Схема устройство представлена на чер- теже.

Устройство содержит реле контроля уров- ня напряжения, параллельно обмотке 1 крторого включен конденсатор 2. Одйй"йз выводов обмотки 1 через тепловое реле 3 инго размыкающий контакт 4 соедине«н "с пЪлюсом 5 источника питания. Другой вывод обмотки 1 через резистор 6 и диод 7 сое)Яйен с полюсом 8 источника питания. Цепь 9 включения двигателя с пусковым реле "через замыкающий контакт 10 реле контроля уровня напряжения с одной стороны и обмотк теплового реле 3 и размыкающий контакт.4 теплового реле с другой стороны подключен к полюсам источника питания.

Устройство работает следующим образом, При подключении устройства к источнику питания, если напряжение источника больше напряжения срабат«ыва*ььия« реле« кбйтроля уровня напряжения, контакт 10 замыкается и тем самым подготавливает цепь 9 включения двигателя. Отпускание реле контроля уровня напряжения происходит только при напряжения источника питаиия порядка 20 В.

Поэтому это реле, в основном, отклкьчается лишь при срабатывании теплового реле 3.

Это значит, что двигатель работает до тех пор, пока не сработает тепловое реле от перегрузки двигателя по току.

ПОС>ге остывания теплового реле его контакт 4 замыкается и замыкает цепь питания

4 обмотки I реле контроля уровня напряжения подготавливая таким образом повторное включение двигателя. При этом. двигатель запускается лишь при условии, что величина напряжения источника питания больше или

5 равна установленному минимальному уровню.

Таким образом, устройство защиты согласно изобретению обеспечивает автомати— чески контроль уровня напряжения и защиту двигателя от понижения напряжения, если

15 режим работы двигателя в случае возникновения мгновенных отклонений напряжения ниЖе минимального уровня, не вызывающих тепловую перегрузку двигателя.

Формула изобретения

Источники информации, "" "принлтьье во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 2228648, кл. Н 02 Н I/08, 1975.

5о 2. Патент США № 3718839, кл. Н 02 Н 3/24, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР № 421086, кл. Н 02 Й 7/08, 1972.

Устройство для защиты однофаэного асинхронного двигателя от понижения наи пряжения, содержащее реле напряжения, параллельно обмотке. которого включен кон" денсатор, и подключенное к одному из выводов цепи включения однофаэного асин- ""хронного двигателя с пусковым реле тепло: вое реле, один из выводов обмотки которого зо через койтакт подключен к первому полюсу источника питания, при этом другой вывод цепи включения двигателя через замыкаю- щий контакт реле напряжения соединен с вторым полюсом источника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты путем автоматизации конт.

" "роля уровня питания напряжения, контакт между первым полюсом истОчника питания и одним из выводов обмотки теплового реле выполнен B виде размыкающего контакта

4о теплового реле, другой вывод обмотки которого соединен с одним из выводов обмотки реле напряжения, другой вывод которой через последовательно включенные резистор

Й диод соединен с вторым полюсом источниКа питания, 69!990

Составитель T. еголькова

Редактор Т. Юрчикова Техреду О. Лугооая КорректорМ. Шарова

Заказ 6233/47 Тираж 867 Подписное

ЦНИИ ПИ Государстяеннога. комитета СССР по делам изобретений н открытий!! 3036, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская иаб., д. 4/6

Эилиал ППП к Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

   

www.findpatent.ru

Вопросы защиты трехфазных электродвигателей » Портал инженера

В журнале уже рассматривались вопросы защиты асинхронных трехфазных электродвигателей, но в основном это защита от пропадания фазы [1, 2]. Реже можно встретить защиту электродвигателя от так называемого перекоса фаз, т.е. когда напряжение в одной или сразу в двух фазах по какой-либо причине уменьшается (или увеличивается) до недопустимого значения. В таких случаях защита от пропадания фазы обычно не срабатывает, так как напряжение в фазе остается, но на двигатель понижение напряжения в фазе до 150...160 В оказывает плачевный результат: через некоторое время двигатель перегревается и сгорает. То же

самое можно сказать и о повышении напряжения. Обмотка, рассчитанная на 220 В, не очень хорошо переносит повышение напряжения свыше 250 В. Эта проблема особенно актуальна в тех случаях, когда двигатели работают в отсутствии человека (например, водяные насосы, лифты и др.), а так же в сельской местности, где качество электрических сетей оставляет желать лучшего. Еще актуальным является вопрос контроля за температурой самого электродвигателя, так как существует много причин, вследствие

которых двигатель может перегреться. Например, возрастание нагрузки на валу или заклинивание. В конце концов, в наше сложное время, приходится сталкиваться со случаями установки двигателя, мощность которого недостаточна для данного оборудования, ввиду отсутствия электродвигателя необходимой мощности. В этих случаях защита от перегрева оказывает положительный результат.

Биметаллические тепловые реле, установленные в пускателях, часто не срабатывают тогда, когда это необходимо. Поэтому, учитывая вышеизложенное, предлагаю еще раз рассмотреть некоторые способы защиты электродвигателей.

Самый простой способ - это установка двух реле с обмотками на 220 В (рис.1).

Такая защита знакома многим электрикам и помогает защитить двигатель от пропадания фазы. Обмотка пускателя включается через нормально разомкнутые контакты реле К1 и К2. Таким образом, при отсутствии любой из фаз пускатель размыкается. В [1] описывается устройство, на мой взгляд, слишком сложное для той функции, которую оно выполняет. Схема, показанная на рис.1, вполне способна почти полностью заменить его. Если используется пускатель с обмоткой на 380 В, то нужно верхний по схеме контакт реле К1 отсоединить от земляного провода и подсоединить к фазе А или фазе В.

При отсутствии реле с обмотками на 220 В можно воспользоваться реле на 12...24 В, а также добавить в схему индикацию пропадания фазы. Такая схема показана на рис.2.

Индикаторы в ряде случаев позволяют быстрее заметить обрыв фазы и облегчить устранение неисправности. Эта схема позволяет использовать широкий выбор реле. Достаточно только подобрать конденсаторы С2, С4 с таким расчетом, чтобы получить на обмотке используемого реле необходимое напряжение. Обычно емкость конденсаторов выбирается в пределах 0,47.1,5 мкФ. На схеме, показанной на рис.2, указана емкость конденсаторов С2, С4 при использовании реле К1 и К2 типа РСЧ-52, паспорт РС4.52 3.205 с сопротивлением обмотки 220 Ом. Светодиоды в схеме можно взять типа АЛ307 или любые другие, нормально светящиеся при токе 5.10 мА. Диодный мост VD1, VD2 можно использовать любой на напряжение выше 200 В и допустимым током, требуемым для примененного типа реле. Конденсаторы типа К73- 17, резисторы типа МЛТ-0,125.

Вышеприведенные схемы защиты от обрыва фаз просты и надежны в работе, для их сборки не требуется высокая квалификация, однако они не защищают электродвигатели от перекоса фаз.

На рис.3 показана схема устройства защиты трехфазных двигателей от перекоса фазы, обрыва фазы, включает в себя контроль за температурой двигателя при помощи термодатчика, закрепленного на корпусе двигателя. Устройство состоит из трех каналов, каждый из которых контролирует напряжение в соответствующей ему фазе, и канала контроля за температурой на корпусе двигателя. Выходы всех каналов объединяются при помощи схемы "И-НЕ" и поступают на исполнительное устройство. Все три канала контроля за уровнем напряжения фаз аналогичны и состоят из цепи формирования контролируемого напряжения, двух компараторов и элемента объединения "ИЛИ-НЕ".

Рассмотрим работу одного из каналов, контролирующего напряжение в фазе А. Напряжение фазы понижается и выпрямляется до 3,5.4 В цепью R15, R16, VD2, R1, R2, С2. В итоге на положительном выводе конденсатора С2 получается напряжение, прямо пропорциональное напряжению в контролируемой фазе. Это напряжение поступает на входы компараторов DA1, выполненных на сдвоенном ОУ КР140УД20, причем один из входов инвертирующий, а второй неинвертирующий. На соответствующие вторые входы ОУ подано образцовое напряжение, снимаемое с резисторов КР1 и КР2. При этом на неинвертирующий вход DA1 (вывод 2) подается образцовое напряжение, которое соответствует минимальному напряжению на конденсаторе С2, а на инвертирующий вход ОА1 (вывод 7) подано образцовое напряжение, соответствующее максимальному напряжению на конденсаторе С2. В результате на выводах 10 и 12 ОУ DA1 будет низкий уровень, если напряжение на конденсаторе С2 находится в пределах, установленных потенциометрами КР1, КР2, а на выходе ячейки "ИЛИ-НЕ" DD1.1 будет соответственно высокий уровень. Как только напряжение выйдет за эти пределы, один из компараторов переключится и на его выходе установится уровень единицы, что приведет к изменению уровня на выходе DD1.1 на низкий. Все три выхода каналов контроля напряжения поступают на объединяющую ячейку DD2.1. Сюда же поступает уровень единицы с компаратора, выполненного на ОУ DА6, который контролирует температуру датчика кТ1.

При нагревании терморезистора RТ1 его сопротивление уменьшается и соответственно уменьшается напряжение на выводе 3 DА6. Это приводит к изменению уровня на выходе DА6 на уровень нуля при достижении входным напряжением на неинвертирующем входе ОУ уровня, выставленного потенциометром RР2 на инвертирующем входе DА6. Конденсатор С5 сглаживает помехи, которые могут возникать на проводе, идущем от термодатчика, так как его длина обычно 2.3 м. Сопротивление терморезистора может отличаться от указанного в схеме. Необходимо только проконтролировать, чтобы напряжение в точке соединения кТ1, R9 при нагретом терморезисторе было выше 2 В, так как компаратор на ОУ при однополярном питании и входном напряжении ниже 1,5 В работает нестабильно.

Это же касается и напряжений на конденсаторах С2-С4, которые поступают на ОУ DА1-DА3, а также образцового напряжения на движке резистора кР1. Минимальное их значение не должно устанавливаться ниже 2 В.

Изменение состояния любого из компараторов, контролирующих напряжение, или компаратора, контролирующего температуру, индицируют соответственно светодиоды HL1 и HL2. С выхода ячейки DD1.1 через сглаживающую цепочку С7, R21 и DD2.3, инвертирующую его, сигнал поступает на транзистор VT1, нагруженный на реле К1. Сглаживающая цепочка устраняет возможное дребезжание реле при коротких бросках в одной из фаз, неопасных для двигателя, а также дает задержку срабатывания защиты около 2...4 секунд. При необходимости это время можно увеличить, увеличив соответственно емкость конденсатора С7. Контакты реле, замыкаясь, подают напряжение на пускатель. Схема позволяет использовать пускатель любой величины и с напряжением обмотки не только 380 В, но и 220 В. Для этого достаточно верхний по схеме вывод обмотки пускателя подсоединить не к фазному проводу, а к земляному.

Питается устройство стабилизированным напряжением 9 В, полученным при помощи стабилизатора DA5. Образцовое напряжение, которое подается на потенциометры RP1, RP2 и резисторы R9, R10, снимается со стабилизатора DA4. Максимальный ток, потребляемый схемой при разомкнутом реле К1, не превышает 30 мА, поэтому радиатор для стабилизатора DA5 не требуется. В качестве трансформатора TR1 можно использовать практически любой трансформатор с вторичной обмоткой на напряжение 18...20 В и способный обеспечить ток для питания используемого реле.

На рис.4 показана печатная плата устройства. Она выполнена на двустороннем фольгированном стеклотекстолите. На плате расположены все элементы с рис.3, кроме трансформатора ТК1, реле К1, диода VD5 (подпаивается непосредственно к выводам реле) и, конечно же, пускателя К2.

Детали. Резисторы, примененные в схеме, могут быть типа С2-23 или МЛТ-0,125, кроме Р15, М7, М9. Последние должны быть мощностью 0,5 Вт. Желательно подобрать резисторы R1-R6, R15-R20 в каждый канал с минимальным разбросом по каналам. Так как образцовое напряжение поступает параллельно на все три канала, то при большом разбросе этих сопротивлений будет и большой разброс в уровнях срабатывания компараторов. Примененные подстроечные резисторы типа СПЗ-19АВ можно заменить резисторами типов СП5- 16ВВ, СП5-16ВА. Электролитические конденсаторы, используемые в схеме, типа К50-35, но лучше использовать импортные конденсаторы типа К10-17. Транзистор 2SD1111 можно заменить отечественным КТ972 с любым буквенным индексом. ОУ КР140УД20 можно заменить LМ358N, КР574УД2А или одинарными КР140УД6, УД7 (при условии изменения печатной платы). Терморезистор можно использовать практически любого типа, например ММТ-4, СТ1, ТР-4. В качестве ВА5 можно использовать стабилизатор КР142ЕН8А, Б, Г, Д. Реле К1 я использовал импортное (ЕІевІа КR8S), но можно использовать любое другое с обмоткой на 24 В и контактами, способными коммутировать напряжение 380 В.

Налаживание устройства несложное и заключается в основном в установке пределов срабатывания компараторов. Для этого можно временно соединить все три входа устройства и через автотрансформатор относительно "земли" подать на них напряжение. Вначале на автотрансформаторе устанавливают напряжение 180 В и при помощи вольтметра с входным сопротивлением не менее 1 МОм замеряют напряжение на положительных выводах конденсаторов С2-С4. Оно должно быть практически одинаковым. Если оно отличается более чем на 0,1 В, то необходимо при помощи незначительного изменения сопротивления резисто-

ров, например, R4, R6 приравнять напряжения на конденсаторах СЗ, С4 к напряжению на конденсаторе С2. Далее подключают вольтметр к движку потенциометра RP1 и устанавливают на нем такое же напряжение, как на конденсаторах С2-С4. Затем на автотрансформаторе устанавливают напряжение 250 В, замеряют напряжение на конденсаторах С2-С4 и устанавливают на движке RP2 такое же. После этого устанавливают на автотрансформаторе напряжение 220 В, при этом должен засветиться светодиод НИ. Далее нужно настроить термодатчик. Для этого движок потенциометра RP2 устанавливают в верхнее по схеме положение, нагревают терморезистор до необходимой температуры и, вращая движок потенциометра, добиваются погасания светодиода Н2. Как только терморезистор немного остынет, Н2 вновь должен засветиться. При свечении обоих светодиодов должно срабатывать реле К1. В конце настройки проверяют срабатывание защиты по каждому каналу в отдельности. Для этого подсоединяют устройство к трехфазной сети в соответствии со схемой и включают автотрансформатор поочередно в цепь каждого канала. Уменьшая и увеличивая напряжение на автотрансформаторе, контролируют погасание светодиода Ш при достижении входным напряжением выставленных границ. На этом настройка закончена.

При отсутствии автотрансформатора настройку каналов контроля напряжения можно выполнить, используя таблицу, при условии, что номиналы резисторов R1-R6, R15-R20 соответствуют номина-

лам, указанным в схеме на рис.3. Для этого на движках потенциометров 1Р1, RP2 устанавливают напряжения минимального и максимального уровней срабатывания компараторов, выбранных из данной таблице.

Если в использовании датчика термозащиты нет необходимости, то можно не подсоединять к схеме терморезистор. При этом на выходе DA6 все время будет высокий уровень, и устройство будет полностью работоспособно.

Литература

  1. Коломойцев К.В. и др. Устройство защиты трехфазного двигателя от обрыва фазы//Электрик. - 2002. - №11. - С.2-4.
  2. Коротков ИА Индикатор наличия фаз//Электрик. - 2002. - №11. - С. 12-13.
Обсудить на форуме

ingeneryi.info

Защита электродвигателей

Количество просмотров публикации Защита электродвигателей - 343

ЗАЩИТА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Защита электродвигателœей

Наибольшее распространение как в промышленности, так и особенно на собственных нуждах электрических станций имеют асинхронные электродвигатели. По этой причине их защите уделяют особое внимание.

Релœейная защита электродвигателœей так же как и защита генераторов и трансформаторов, должна реагировать на внутренние повреждения и ненормальные режимы.

К наиболее частым и опасным видом повреждений возникающим в обмотках двигателœей переменного тока, относятся многофазные КЗ на выводах и в обмотках статора, сопровождающиеся прохождением больших токов, что приводит к значительным разрушениям обмоток и стали электродвигателя. Многофазные КЗ, так же приводит к снижению напряжения в питающей сети, что негативно влияет на работу других токоприемников системы электроснабжения. Такие КЗ должны отключаться без выдержки времени.

Другим видом повреждения менее опасным чем многофазные КЗ, является однофазное замыкание обмотки статора на землю, так как сети, от которых питаются электродвигатели, как правило выполняются с изолированными нейтралями. В таких сетях напряжение 3-10 кВ, токи однофазного замыкания на землю не велики ( обычно не превосходят 20-30 А). В результате специальная защита от замыканий на землю устанавливается лишь в случаях, когда ток превышает 10 А (для двигателœей мощностью до 2000 кВт) или 5 А (для двигателя мощностью более 2000 кВт). При меньших токах замыкания, допустимо действие защиты только на сигнал (при условиях соблюдения требований техники безопасности).

Тяжелым видом повреждения является замыкание витков в одной фазе обмотки статора, так как значение тока в месте повреждения должна быть соизмеримо со значениями тока при многофазных КЗ. Специальных защит от витковых замыканий в одной фазе статора не предусматривается.

В случае если в изоляции обмоток статора имеются ослабленные места͵ то в режиме однофазного замыкания в сети, когда напряжение на неповрежденных фазах возрастает до значения линœейного, возможны пробои изоляции статорной обмотки и возникновение двойного замыкания на землю (одна точка замыкания – в сети, а другая – в одной из фаз статорной обмотки). Чаще всœего функции защиты от двойных замыканий на землю выполняет защита от однофазных замыканий.

Важно заметить, что для синхронных двигателœей кроме указанных возможны также повреждения цепи возбуждения: обрыв и замыкания на землю в одной или двух точках. При обрыве цепи возбуждения синхронный двигатель переходит в асинхронный режим, продолжительное существование которого недопустимо, для защиты от этого режима применяется защита от обрыва цепи возбуждения. Замыкание на землю в одной точке цепи возбуждения может привести (при возникновении замыкания во второй точке) к КЗ, способному вызвать большие разрушения, а так же вибрацию ротора.

Основным видом ненормального режима электродвигателœей является прохождение в статоре токов, превышающих номинальный. Допустимое время перегрузки ориентировочно можно оценить следующим выражением:

,

где К – кратность тока перегрузки к его номинальному значению, А - коэффициент зависящий от типа и исполнения двигателя.

Так ориентировочно для двигателœей с большим весом и размерами закрытого исполнения, А=250, открытого исполнения А=180. По этой причине защита от перегрузки имеет выдержку времени и может действовать на автоматическую разгрузку механизма, на сигнал или на отключения двигателя. Причинами токовых перегрузок являются: технологические перегрузки приводимых во вращение механизмов; понижение напряжения при КЗ в питающей сети и последующее его восстановление; обрыв одной фазы статора.

· Технологические перегрузки, которые могут устраняться автоматически или обслуживающим персоналом без остановки механизма (перегрузка вентилятора) или только после его остановки (к примеру, завал угля в дробилке).

· Понижение питающего напряжения, приводит к повышению тока двигателя и к снижению его вращающего момента (при определœенном значении которого двигатель может остановиться). Последующее восстановление напряжения приводит к самозапуску электродвигателœей. К одновременному самозапуску многих двигателœей, подключенных к одной сети, это может вызвать снижение напряжения сети, что затруднит восстановление их нормальной работы. По этой причине для обеспечения самозапуска двигателœей наиболее ответственных механизмов, и запрета самозапуска двигателœей не подлежащих самозапуску по условиям технологичности или безопасности персонала, а так же предотвращения несинхронного включения синхронных двигателœей, применяется защита от потери питания, в качестве которой используется минимальная защита напряжения, действующая на отключение.

· Перегрузки вызываемые обрывом фазы, наиболее часто возникают при защите электродвигателя плавкими предохранителями, а так же вследствии потери контакта в одном полюсе коммутационного аппарата. Такой режим работы двигателя сопровождается уменьшением его вращающего момента и увеличением токов неповрежденных фаз. Защита от обрыва фазы установливается редко (в тех случаях когда это оправдано, к примеру долговременная работа дорогостоящего электродвигателя, без наблюдения персонала).

Ненормальным режимом синхронного двигателя (помимо перечисленных выше) является также асинхронный ход, который появляется вследствие выпадения синхронного двигателя из синхронизма. Такой режим может возникнуть при снижении тока возбуждения или питающего напряжения, а так же при большом увеличении нагрузки. При асинхронном ходе ток статора возрастает, а ротор двигателя и приводимый в движение механизм подвергаются действию знакопеременного момента͵ что приводит к их повреждению. Асинхронный режим синхронный двигатель до 1000В устраняется защитой от перегрузки по току статора. Важно заметить, что для синхронного двигателя напряжением выше 1000В, необходима специальная защита от такого режима, которая действует: на автоматическую разгрузку механизма; его отключение с последующим АПВ; схему ресинхронизации (восстановление синхронизма).

referatwork.ru