Suprasarcina motorului apare în următoarele cazuri:

• în timpul unei porniri prelungite sau auto-pornire;
• din motive tehnologice în mecanisme cu sarcini fluctuante (ascensoare, laminoare etc.);
• când mecanismul este supraîncărcat, ceea ce apare în mori de cărbune și concasoare când cărbunele brut intră în ele și în alte mecanisme de tip similar;
• ca urmare a unei pauze într-o fază;
• dacă partea mecanică a motorului sau mecanismului electric este deteriorată, provocând o creștere a cuplului Domnișoară si franarea motorului electric.

Supraîncărcările pot fi stabile sau pe termen scurt.

Numai suprasarcinile susținute sunt periculoase pentru un motor electric.

Supracurenții cauzați de pornirea sau autopornirea unui motor electric sunt de scurtă durată și se autodistrug atunci când se atinge viteza normală de rotație. Acești curenți pot reprezenta un pericol numai dacă procesul de declanșare a motorului electric este întârziat sau dacă, în timpul autopornirii, se dovedește că M. pornește.< М с. нач. . В acest din urmă caz motorul electric nu se va putea întoarce și va curge în jurul curentului de pornire pentru o lungă perioadă de timp.

O creștere semnificativă a curentului motorului electric se obține și atunci când se pierde o fază, ceea ce are loc doar la motoarele electrice protejate de siguranțe atunci când una dintre ele se arde. La sarcina nominală, în funcție de parametrii motorului electric, creșterea curentului statoric în timpul defectării de fază va fi de aproximativ (1,6÷2,5) I nom. Această supraîncărcare este durabilă. De asemenea, supracurenții cauzați de deteriorarea mecanică a motorului electric sau a mecanismului pe care acesta se rotește și supraîncărcarea mecanismului sunt de natură stabilă.

Principalul pericol de supracurență pentru un motor electric este creșterea însoțitoare a temperaturii pieselor individuale și, în primul rând, a înfășurărilor.

O creștere a temperaturii accelerează uzura izolației înfășurării și, prin urmare, reduce durata de viață a motorului electric.

Capacitatea de suprasarcină a unui motor electric este determinată de caracteristica relației dintre mărimea supracurentului și timpul permis pentru curgerea acestuia:

t=T a-1/k2-1

Unde t –durata de suprasarcină admisă, sec;

T– constantă de timp de încălzire, sec;

o– coeficient în funcție de tipul izolației motorului, precum și de frecvența și natura supracurenților; pentru motoarele electrice asincrone în medie a = 1,3;

k– factor de supracurent – ​​raportul dintre un curent dat și curent nominal motor, adica k=I/I nom

Anterior, protecția la suprasarcină a fost instalată cu efect de oprire asupra tuturor motoarelor electrice, ceea ce a dus în unele cazuri la opriri incorecte ale motoarelor electrice.

În prezent, atunci când decideți dacă să instalați protecție la suprasarcină pe un motor electric, aceștia sunt ghidați de condițiile sale de funcționare:

• La motoarele electrice ale mecanismelor care nu sunt deteriorate de suprasarcinile tehnologice (de exemplu, motoare electrice ale pompelor de circulație, pompelor de alimentare etc.) și nu au condiții dificile de pornire sau autopornire, protecția la suprasarcină nu este instalată.
• la motoarele electrice supuse suprasarcinilor tehnologice (de exemplu, motoare electrice de mori, concasoare, pompe de sacoare etc.), precum si la motoarele electrice a caror autopornire nu este asigurata trebuie instalata protectie la suprasarcina.
• Protecția la suprasarcină se realizează cu o acțiune de oprire în cazul în care autopornirea motorului electric nu este asigurată sau suprasarcina tehnologică nu poate fi îndepărtată din mecanism fără oprirea motorului electric.
• protectia impotriva suprasarcinii motorului electric se realizeaza cu efect asupra descarcarii mecanismului sau semnalului, in cazul in care suprasarcina tehnologica poate fi indepartata din mecanism automat sau manual de catre personal fara oprirea mecanismului si motoarele electrice sunt sub supravegherea personalului.
• la motoarele electrice ale mecanismelor care pot avea atât o suprasarcină care poate fi eliminată în timpul funcționării mecanismului, cât și o suprasarcină care nu poate fi eliminată fără oprirea mecanismului, se recomandă asigurarea protecției la supracurent cu o întârziere mai scurtă pentru descărcarea mecanismului ( dacă este posibil) și o întârziere mai mare pentru oprirea motorului electric . Motoare electrice auxiliare critice centrale electrice sunt sub supravegherea constantă a personalului de serviciu, prin urmare protecția lor împotriva suprasarcinii se realizează în principal prin acționarea asupra semnalului.

Este de dorit să existe o protecție pentru motoarele electrice supuse suprasarcinii tehnologice astfel încât, pe de o parte, să protejeze împotriva supraîncărcărilor inacceptabile și, pe de altă parte, să facă posibilă utilizarea cât mai completă a caracteristicii de suprasarcină a motorul electric, ținând cont de sarcina anterioară și de temperatura ambiantă.

Funcționarea fiabilă și neîntreruptă a motorului este asigurată, în primul rând, de alegerea corectă a puterii sale nominale și de conformitatea cu cerințele de proiectare necesare schema electrica, instalarea și funcționarea acționării electrice. Cu toate acestea, chiar și în cazul acționărilor electrice proiectate și operate corespunzător, există întotdeauna pericolul de apariție a unor moduri de urgență și anormale pentru motor. În acest caz, trebuie prevăzute mijloace pentru limitarea dezvoltării accidentelor și prevenirea defecțiunii premature a echipamentelor.

Principalul și cel mai mult mijloace eficiente este protecția electrică a motoarelor, realizată în conformitate cu Regulile de instalare electrică.

În funcție de natura posibilelor daune și de condițiile anormale de funcționare, există mai multe tipuri principale, cele mai comune de protecție electrică motoare asincrone.

Protecție la supracurent, denumită în continuare protecție maximă pentru concizie. Dispozitivele care oferă protecție maximă (siguranțe, întreruptoare cu declanșatoare electromagnetice) aproape instantaneu, adică fără întârziere, deconectează motorul de la rețea atunci când în circuitul principal sau circuitul de control apar curenți de scurtcircuit sau supratensiuni anormal de mari.

Protecția la suprasarcină sau protecția termică protejează motorul de supraîncălzirea inacceptabilă în timpul supraîncărcărilor relativ mici, dar prelungite. Dispozitive de protectie termica (, întreruptoare de circuit cu o eliberare termică) când apare o suprasarcină, motorul este oprit cu o anumită întârziere, cu cât este mai lungă, cu atât suprasarcina este mai mică.

Protecția în două faze protejează motorul de supraîncălzirea inacceptabilă, care poate apărea din cauza unui fir rupt sau a unei siguranțe arsuri într-una dintre fazele circuitului principal. Protecția acționează pentru a opri motorul. Sunt utilizate atât relee termice, cât și relee electromagnetice. În acest din urmă caz, protecția poate să nu aibă o întârziere.

Protecția la tensiune minimă (protecția zero) se realizează folosind unul sau mai multe dispozitive, acesta acționează pentru a opri motorul atunci când tensiunea de rețea scade sub o valoare stabilită, prevenind posibila supraîncălzire a motorului și pericolul „răsturnării” acestuia; oprirea din cauza scăderii cuplului electric. Protecția zero protejează și motorul de pornirea spontană după o pană de curent.

În plus, există și alte tipuri de protecție mai puțin obișnuite (împotriva tensiunii crescute, defecțiunile la pământ monofazate în rețelele cu un neutru izolat, viteza crescută de rotație a unității etc.).

Dispozitivele de protecție electrică pot asigura unul sau mai multe tipuri de protecție simultan. Astfel, unele întreruptoare automate cu declanșare combinată asigură protecție maximă, protecție împotriva suprasarcinii și împotriva funcționării în două faze.

Unele dispozitive de protecție, cum ar fi siguranțele, sunt dispozitive cu acțiune simplă și necesită înlocuire după fiecare operațiune. Altele, cum ar fi releele electromagnetice și termice, sunt dispozitive cu acțiuni multiple. Acestea din urmă diferă prin metoda de revenire la starea de pregătire pentru dispozitivele cu întoarcere automată și cu întoarcere manuală.

Alegerea unuia sau altuia tip de protecție sau mai multor în același timp se face în fiecare caz specific, ținând cont de gradul de responsabilitate al unității, puterea acestuia și condițiile de funcționare. De mare beneficiu poate fi analiza datelor privind rata accidentelor echipamentelor electrice într-un atelier, pe un șantier, într-un atelier etc. și determinarea celor mai frecvente încălcări recurente ale funcționării normale a motoarelor și echipamentelor de proces. .

Selectarea și configurarea corectă a dispozitivelor de protecție este esențială. De exemplu, uneori există o defecțiune crescută a motoarelor din cauza funcționării în două faze din cauza arderii unei siguranțe într-o singură fază. Dar, în multe cazuri, arderea unei inserții nu are loc ca urmare a unui scurtcircuit monofazat (defecțiune la carcasă), ci este cauzată de o alegere incorectă a inserțiilor, instalarea siguranțelor găsite aleatoriu în diferite faze cu diferite curenţii de topire ai inserţiilor.

Experienţa multor întreprinderi arată că atunci când calitate superioară reparații motoare, instalare atentă, îngrijire corespunzătoareîn spatele contactelor demaroarelor şi contactoarelor şi făcând alegerea corectă siguranțe, funcționarea motoarelor pe două faze este practic eliminată și nu este necesară instalarea de protecție specială.

Probabil că toată lumea știe că diverse dispozitive funcționează pe baza motoarelor electrice. Dar doar o mică parte din utilizatori înțeleg de ce este necesară protecția motoarelor electrice. Se dovedește că se pot rupe ca urmare a diverselor situații neprevăzute.

Pentru a evita problemele cu costuri ridicate de reparație, timp neplăcut și pierderi suplimentare de materiale, se folosesc dispozitive de protecție de înaltă calitate. În continuare, ne vom uita la structura și capacitățile lor.

Cum se creează protecția pentru un motor electric?

Vom lua în considerare treptat principalele dispozitive de protecție pentru motoarele electrice și caracteristicile funcționării acestora. Dar acum vom vorbi despre trei niveluri de protecție:

• Versiune cu protecție externă pentru protecție la scurtcircuit. De obicei se referă la diferite tipuri sau prezentate sub forma unui releu. Au statut oficial și trebuie să fie instalate în conformitate cu standardele de siguranță pe teritoriul Federației Ruse.
• O versiune externă a protecției la suprasarcină a motorului ajută la prevenirea daunelor periculoase sau a defecțiunilor critice în timpul funcționării.
• Tipul de protecție încorporat vă va salva în cazul unei supraîncălziri vizibile. Și acest lucru va proteja împotriva daunelor critice sau a defecțiunilor în timpul funcționării. În acest caz, sunt necesare comutatoare de tip extern, uneori se folosește un releu pentru repornire.

Ce cauzează defectarea unui motor electric?

În timpul funcționării, uneori apar situații neprevăzute care opresc motorul. Din acest motiv, se recomandă să se asigure în prealabil o protecție fiabilă a motorului electric.

Puteți vedea fotografia cu protecția motorului diverse tipuri pentru a vă face o idee despre cum arată.

Să luăm în considerare cazurile de defecțiune a motorului electric în care, cu ajutorul protecției, pot fi evitate daune grave:

• Nivel insuficient de alimentare cu energie electrică;
• Alimentare de înaltă tensiune;
• Schimbarea rapidă a frecvenței de alimentare cu curent;
• Instalarea incorectă a motorului electric sau depozitarea elementelor sale principale;
• Creșterea temperaturii și depășirea valorii admisibile;
• Furnizare insuficientă de răcire;
• Creșterea temperaturii mediului ambiant;
• Nivel redus presiunea atmosferică, dacă motorul funcționează la o altitudine crescută în funcție de nivelul mării;
• Creșterea temperaturii fluidului de lucru;
• Vâscozitate inacceptabilă a fluidului de lucru;
• Motorul se oprește și pornește adesea;
• Blocarea rotorului;
• Pierdere de fază neașteptată.

Pentru a proteja motoarele electrice de suprasarcină pentru a face față problemelor enumerate și pentru a putea proteja principalele elemente ale dispozitivului, este necesar să folosiți o opțiune bazată pe oprire automată.

O versiune de siguranță este adesea folosită pentru aceasta, deoarece este simplă și poate îndeplini multe funcții:

Versiunea întrerupător de siguranță fuzibil are un întrerupător de urgență și o siguranță conectată la o carcasă comună. Comutatorul vă permite să deschideți sau să închideți rețeaua folosind metoda mecanica, iar siguranța creează o protecție de înaltă calitate pentru motorul electric în funcție de impact curent electric. Cu toate acestea, comutatorul este utilizat în principal pentru proces serviciu când este necesară oprirea fluxului de curent.

Siguranțele cu ardere rapidă sunt considerate excelente protecție la scurtcircuit. Dar suprasarcinile scurte pot duce la ruperea siguranțelor de acest tip. Din acest motiv, se recomandă utilizarea lor pe baza expunerii la tensiuni tranzitorii minore.

Siguranțele bazate pe întârziere pot proteja împotriva suprasarcinii sau a diferitelor scurtcircuite. De obicei, sunt capabili să reziste la o creștere de 5 ori a tensiunii timp de 10-15 secunde.

Important: Versiunile automate ale comutatoarelor diferă în ceea ce privește nivelul actual de funcționare. Din acest motiv, este mai bine să utilizați un întrerupător care poate rezista la curentul maxim în timpul unui scurtcircuit care are loc pe baza acestui sistem.

Releu termic

Diverse dispozitive folosesc un releu termic pentru a proteja motorul de suprasarcinile cauzate de curent sau supraîncălzirea elementelor de lucru. Este creat folosind plăci metalice care au coeficienți de dilatare diferiți sub influența căldurii. Este oferit de obicei împreună cu demaroare magnetice și protecție automată.

Protectie automata a motorului

Dispozitivele automate de protecție a motorului ajută la protejarea înfășurării de scurtcircuite, protejează împotriva sarcinii sau ruperii oricărei faze. Ele sunt întotdeauna utilizate ca primă linie de protecție în rețeaua de alimentare cu energie a motorului. Apoi se folosește un demaror magnetic, dacă este necesar este completat cu un releu termic.

Care sunt criteriile pentru alegerea unei mașini potrivite:

• Este necesar să se țină cont de curentul de funcționare al motorului electric;
• Numărul de înfășurări utilizate;
• Capacitatea mașinii de a face față curentului rezultat dintr-un scurtcircuit. Versiunile obișnuite funcționează la niveluri de până la 6 kA, iar cele mai bune până la 50 kA. De asemenea, merită să țineți cont de viteza de răspuns a celor selective - mai puțin de 1 secundă, a celor normale - mai puțin de 0,1 secunde, de mare viteză - aproximativ 0,005 secunde;
• Dimensiuni, deoarece majoritatea mașinilor pot fi conectate folosind o magistrală bazată pe un tip fix;
• Tipul de declanșare a circuitului - de obicei se utilizează metoda termică sau electromagnetică.

Blocuri universale de protecție

Diverse unități universale de protecție a motorului ajută la protejarea motorului prin deconectarea acestuia de la tensiune sau blocând capacitatea de pornire.

Aceștia funcționează în următoarele cazuri:

• Probleme cu tensiunea, caracterizate prin supratensiuni în rețea, întreruperi de fază, întrerupere a rotației sau aderenței fazelor, dezechilibrul tensiunii de fază sau linie;
• suprasarcină mecanică;
• Lipsa cuplului pentru arborele ED;
• Periculos caracteristici operaționale izolarea carcasei;
• Dacă există o eroare la pământ.

Deși protecția la subtensiune poate fi organizată în alte moduri, le-am luat în considerare pe cele principale. Acum aveți o idee despre motivul pentru care este necesar să protejați un motor electric și cum se face acest lucru folosind diferite metode.

Fotografie cu protectia motorului

Protecția motoarelor electrice.

Tipuri de deteriorare și moduri de funcționare anormale ale ED.

Deteriorări ale motoarelor electrice.În înfășurările motoarelor electrice pot apărea defecțiuni la pământ ale unei faze a statorului, scurtcircuite între spire și scurtcircuite multifazate. Defecțiunile la pământ și scurtcircuitele multifazate pot apărea și la bornele motorului, cabluri, cuplaje și pâlnii. Scurtcircuitele la motoarele electrice sunt însoțite de trecerea unor curenți mari care distrug izolația și cuprul înfășurărilor, oțelul rotorului și al statorului. Pentru a proteja motoarele electrice de scurtcircuite multifazate, se utilizează întreruperea curentului sau protecția diferențială longitudinală, care acționează la oprire.

Defecțiunile la pământ monofazate în înfășurările statorice ale motoarelor electrice cu o tensiune de 3-10 kV sunt mai puțin periculoase în comparație cu scurtcircuitele, deoarece sunt însoțite de trecerea curenților de 5-20 A, determinate de curentul capacitiv al reţea. Având în vedere costul relativ scăzut al motoarelor electrice cu o putere mai mică de 2000 kW, protecția împotriva defecțiunilor la pământ este instalată pe acestea cu un curent de eroare la pământ mai mare de 10 A, iar pe motoarele electrice cu o putere mai mare de 2000 kW - cu un curent de eroare la pământ mai mare de 5 A, protecția acționează ca o oprire.

Protecția împotriva defecțiunilor de viraj nu este instalată pe motoarele electrice. Eliminarea daunelor de acest tip se realizează prin altă protecție a motoarelor electrice, deoarece defecțiunile de rotație în majoritatea cazurilor sunt însoțite de o eroare la pământ sau se transformă într-un scurtcircuit multifazic.

Motoarele electrice cu tensiuni de până la 600 V sunt protejate de scurtcircuite de toate tipurile (inclusiv monofazate) folosind siguranțe sau declanșatoare electromagnetice de mare viteză ale întrerupătoarelor automate.

Condiții de funcționare anormale. Principalul tip de funcționare anormală pentru motoarele electrice este suprasarcina acestora cu curenți mai mari decât cel nominal. Timp de suprasarcină permis pentru motoarele electrice, Cu, este determinată de următoarea expresie:

Orez. 6.1. Dependența curentului motorului electric de viteza rotorului.

Unde k - multiplicitatea curentului motorului electric în raport cu cel nominal; A - coeficient în funcție de tipul și designul motorului electric: O == 250 - pentru motoare electrice închise cu masă și dimensiuni mari, A = 150 - pentru motoare electrice deschise.

Supraîncărcarea motoarelor electrice poate apărea din cauza supraîncărcării mecanismului (de exemplu, moara sau concasorul este blocat cu cărbune, ventilatorul este înfundat cu praf sau bucăți de zgură ale pompei de îndepărtare a cenușii etc.) și defecțiunea acestuia (de exemplu , deteriorarea rulmenților etc.). Curenții care depășesc semnificativ curenții nominali curg în timpul pornirii și autopornirii motoarelor electrice. Acest lucru se întâmplă din cauza scăderii rezistenței motorului electric pe măsură ce viteza de rotație a acestuia scade. Dependenta de curentul motorului eu de la viteza de rotatie n la tensiune constantă la bornele sale este prezentată în Fig. 6.1. Curentul este cel mai mare atunci când rotorul motorului este oprit; acest curent, numit curent de pornire, este de câteva ori mai mare decât curentul nominal al motorului electric. Protectia la suprasarcina poate actiona asupra unui semnal, descarca mecanismul sau poate opri motorul electric. După ce scurtcircuitul este deconectat, tensiunea la bornele motorului este restabilită și viteza de rotație a acestuia începe să crească. În acest caz, prin înfășurările motorului electric trec curenți mari, ale căror valori sunt determinate de viteza de rotație a motorului electric și de tensiunea la bornele acestuia. Reducerea vitezei de rotație cu doar 10-25% duce la o scădere a rezistenței motorului electric la o valoare minimă corespunzătoare curentului de pornire. Restabilirea funcționării normale a motorului electric după deconectarea scurtcircuitului se numește autopornire, iar curenții care trec în timpul acesteia se numesc curenți de autopornire.

La toate motoarele electrice asincrone, pornirea automată poate fi efectuată fără pericolul de a le deteriora și, prin urmare, protecția acestora trebuie construită din modul de pornire automată. Funcționarea neîntreruptă a centralelor termice depinde de posibilitatea și durata de autopornire a motoarelor electrice asincrone a principalelor mecanisme pentru nevoile proprii. Dacă, din cauza unei căderi mari de tensiune, autopornirea tuturor motoarelor electrice în funcțiune nu poate fi asigurată, unele dintre ele trebuie oprite. În acest scop, se utilizează o protecție specială la tensiune minimă, care oprește motoarele electrice necritice atunci când tensiunea la bornele acestora scade la 60-70% din valoarea nominală. În cazul unei întreruperi a uneia dintre fazele înfășurării statorului, motorul electric continuă să funcționeze. În acest caz, viteza de rotație a rotorului scade ușor, iar înfășurările a două faze nedeteriorate sunt supraîncărcate cu un curent de 1,5-2 ori mai mare decât cel nominal. Protecția motorului împotriva funcționării în două faze este utilizată numai la motoarele electrice protejate cu siguranțe, dacă funcționarea în două faze ar putea duce la deteriorarea motorului electric.

La centralele termice puternice, motoarele electrice asincrone cu două trepte, cu o tensiune de 6 kV, sunt utilizate pe scară largă ca antrenare pentru aspiratoarele de fum, ventilatoarele și pompele de circulație. Aceste motoare electrice sunt realizate cu două înfășurări statorice independente, fiecare dintre ele conectată printr-un comutator separat, iar ambele înfășurări ale statorului nu pot fi pornite în același timp, pentru care este prevăzut un interblocare special în circuitele de control. Utilizarea unor astfel de motoare electrice vă permite să economisiți energie prin modificarea vitezei de rotație a acestora în funcție de sarcina unității. Pe astfel de motoare electrice sunt instalate două seturi de protecție cu relee.

În funcționare, se folosesc și circuite de antrenare electrice, care asigură rotirea unui mecanism (de exemplu, o moară cu bile) cu două motoare electrice pereche, care sunt conectate la un comutator. În acest caz, toate protecțiile sunt comune ambelor motoare electrice, cu excepția protecției la curent cu secvență zero, care este prevăzută pentru fiecare motor electric și se realizează cu ajutorul releelor ​​de curent conectate la TC cu secvență zero instalat pe fiecare cablu.

Protecția motoarelor asincrone de scurtcircuite fază la fază, suprasarcini și defecțiuni la pământ.

Pentru a proteja împotriva scurtcircuitelor multifazate ale motoarelor electrice cu putere de până la 5000 kW, se utilizează de obicei întreruperea maximă a curentului. Cel mai simplu mod de a efectua întreruperea curentului este cu un releu acțiune directă, încorporat în unitatea comutatorului. În cazul releelor ​​cu acțiune indirectă, se utilizează una dintre cele două diagrame de conectare pentru CT și releu prezentate în Fig. 6.2 și 6.3. Oprirea se realizează cu relee de curent independente. Utilizarea releelor ​​de curent cu o caracteristică dependentă (Fig. 6 3) face posibilă asigurarea protecției la scurtcircuit și suprasarcină folosind aceleași relee. Curentul de întrerupere este selectat folosind următoarea expresie:

Unde k сх - coeficientul circuitului egal cu 1 pentru circuitul din Fig. 6.3 și v3 pentru circuitul din Fig. 6,2; eu pornire - curent de pornire al motorului electric.

Dacă curentul de funcționare al releului este dezacordat de curentul de pornire, întreruperea, de regulă, este ajustată în mod fiabil și din. curent pe care motorul electric îl trimite în secțiunea transversală în timpul unui scurtcircuit extern.

Cunoașterea curentului nominal al motorului electric eu nominal și multiplicitatea curentului de pornire k n indicat în cataloage, curentul de pornire poate fi calculat folosind următoarea expresie:

Orez. 6.2 Circuit de protecție a motorului de întrerupere a curentului cu un releu de curent instantaneu: O- circuite de curent, b- circuite de curent continuu operaționale

După cum se poate observa din oscilograma prezentată în fig. 6.4, care arată curentul de pornire al motorului electric al pompei de alimentare, în primul moment al pornirii apare un vârf de scurtă durată al curentului de magnetizare, depășind curentul de pornire al motorului electric. Pentru a detona de la acest vârf, curentul de întrerupere este selectat luând în considerare factorul de fiabilitate: k n =1,8 pentru relee de tip RT-40 care funcționează printr-un releu intermediar; k n = 2 pentru releele de tip IT-82, IT-84 (RT-82, RT-84), precum și pentru releele cu acțiune directă.

Orez. 6.3. Circuit de protecție a motorului electric împotriva scurtcircuitelor și suprasarcinilor cu două relee de tip RT-84: O- circuite de curent, b- circuite de curent continuu operaționale.

T

Orez. 6 4. Oscilograma curentului de pornire al motorului electric.

Întreruperea curentului motoarelor electrice cu o putere de până la 2000 kW ar trebui efectuată, de regulă, folosind cel mai simplu și mai ieftin circuit cu un singur releu (vezi Fig. 6.2). Cu toate acestea, dezavantajul acestui circuit este sensibilitatea sa mai mică în comparație cu cutoff-ul efectuat conform circuitului din Fig. 6.3, la scurtcircuite bifazate între una dintre fazele pe care este instalat un TC și o fază fără TC. Aceasta are loc deoarece curentul de funcționare al întreruperii efectuate conform unui circuit cu un singur releu, conform (6.1), este de v3 ori mai mare decât într-un circuit cu releu dublu. Prin urmare, la motoarele electrice cu o putere de 2000-5000 kW, întreruperea curentului se realizează folosind două relee pentru a crește sensibilitatea. Un circuit de întrerupere cu două relee ar trebui utilizat și la motoarele electrice cu o putere de până la 2000 kW, dacă coeficientul de sensibilitate al unui circuit cu un singur releu pentru un scurtcircuit bifazat la bornele motorului este mai mic de două.

La motoarele electrice cu o putere de 5000 kW sau mai mult, este instalată protecție diferențială longitudinală, care asigură o sensibilitate mai mare la scurtcircuite la bornele și în înfășurarile motoarelor electrice. Această protecție se realizează într-o versiune bifazată sau trifazată cu un releu de tip RNT-565 (similar cu protecția generatoarelor). Se recomandă ca curentul de funcționare să fie de 2 eu nom.

Deoarece protecția în două faze nu răspunde la defecțiuni duble la pământ, dintre care una apare în înfășurarea motorului pe fază ÎN , în care nu există CT, este instalată suplimentar protecție specială împotriva circuitelor duble fără întârziere.

PROTECȚIE LA SUPRAÎNCĂRCARE

Protecția la suprasarcină se instalează numai la motoarele electrice supuse supraîncărcărilor tehnologice (ventilatoare de moară, aspiratoare de fum, mori, concasoare, pompe de bagger etc.), de regulă, cu efect asupra semnalului sau descarcării mecanismului. Deci, de exemplu, la motoarele electrice ale morilor de mine, protecția poate acționa pentru a opri motorul electric al mecanismului de alimentare cu cărbune, prevenind astfel înfundarea morii cu cărbune.

Protecția la suprasarcină ar trebui să oprească motorul electric pe care este instalat numai dacă cauza suprasarcinii nu poate fi eliminată fără oprirea motorului electric. Utilizarea protecției la suprasarcină cu acțiune de oprire este, de asemenea, recomandabilă în instalațiile fără echipaj.

Se presupune că curentul de declanșare a protecției la suprasarcină este egal cu:

Unde k n = 1,1-1,2.

În acest caz, releele de protecție la suprasarcină vor putea funcționa din curentul de pornire, astfel încât întârzierea timpului de protecție este considerată a fi de 10-20 s în funcție de condiția detonării de la timpul de pornire a motorului. Protecția la suprasarcină se realizează folosind un element releu inductiv tip IT-80 (RT-80) (vezi Figura 6.3). Dacă motorul electric trebuie oprit în timpul suprasarcinilor, în circuitul de protecție se folosesc relee de tip IT-82 (RT-82). La motoarele electrice a caror protectie la suprasarcina nu trebuie sa actioneze ca o oprire, se recomanda folosirea unui releu cu doua perechi de contacte de tip IT-84 (RT-84), care asigura actiunea separata a intreruperii si a elementului de inductie.

Pentru o serie de motoare electrice (aspiratoare de fum, ventilatoare, mori), al căror timp de rotire este de 30-35 s, circuitul de protecție la suprasarcină cu releul RT-84 este completat cu un releu de timp de tip EV-144, care intră în funcţiune după ce contactul releului curent este închis. În acest caz, întârzierea de protecție poate fi mărită la 36 s. ÎN în ultima vreme Pentru a proteja împotriva supraîncărcării motoarelor electrice pentru nevoi proprii, se utilizează un circuit de protecție cu un releu de curent de tip RT-40 și un releu de timp de tip EV-144, iar pentru motoarele electrice cu un timp de pornire mai mare de 20 s - a releu de timp de tip VL-34 (cu o scară de 1-100 s ).

Protecție la tensiune minimă.

După ce scurtcircuitul este oprit, motoarele electrice conectate la secțiunea sau sistemul de magistrală, la care a existat o scădere a tensiunii în timpul scurtcircuitului, pornesc automat. Curenții de autopornire, de câteva ori mai mari decât cei nominali, trec prin liniile de alimentare (sau transformatoare) pentru propriile nevoi. Ca urmare, tensiunea de pe magistralele auxiliare, și, în consecință, de pe motoarele electrice, scade atât de mult încât cuplul pe arborele motorului electric poate fi insuficient pentru a-l roti. Autopornirea motoarelor electrice poate să nu aibă loc dacă tensiunea magistralei este sub 55-65% eu nom. Pentru a asigura pornirea automată a celor mai critice motoare electrice, este instalată protecție la tensiune minimă, oprirea motoarelor electrice necritice, a căror absență pentru o perioadă de timp nu va afecta procesul de productie. În același timp, curentul total de autopornire scade și tensiunea pe magistralele auxiliare crește, asigurând astfel autopornirea motoarelor electrice critice.

În unele cazuri, în timpul unei absențe prelungite a tensiunii, protecția la tensiune minimă oprește și motoarele electrice critice. Acest lucru este necesar, în special, pentru pornirea circuitului ATS al motoarelor electrice, precum și pentru tehnologia de producție. Deci, de exemplu, dacă toate aspiratoarele de fum se opresc, este necesar să opriți moara și ventilatoarele și alimentatoarele de praf; în cazul opririi ventilatoarelor - ventilatoare morii și alimentatoare de praf. Motoarele electrice critice sunt de asemenea oprite folosind protecția la tensiune minimă în cazurile în care pornirea lor automată este interzisă din cauza condițiilor de siguranță sau din cauza riscului de deteriorare a mecanismelor antrenate.

Cel mai simplu mod de a efectua protecția la subtensiune este cu un releu de tensiune conectat la tensiune fază-la-fază. Cu toate acestea, o astfel de protecție este nesigură, deoarece dacă există întreruperi în circuitele de tensiune, este posibilă oprirea falsă a motoarelor electrice. Prin urmare, un circuit de protecție cu un singur releu este utilizat numai atunci când se utilizează un releu cu acțiune directă. Unul dintre aceste circuite pentru patru motoare electrice, dezvoltat la Tyazhpromelektroproekt, este prezentat în Fig. 6.5. Releu de subtensiune cu acțiune directă KVT1-KVT4 incluse pe tensiunile fază la fază abŞi bc. Pentru a crește fiabilitatea protecției, aceste relee sunt alimentate separat de dispozitive și contoare, care sunt conectate la circuitele de tensiune printr-un întrerupător trifazat. SF3 cu declanșare electromagnetică instantanee (se folosesc două faze ale întreruptorului).

Fază ÎN circuitele de tensiune nu sunt împământate solid, ci printr-o siguranță de defecțiune FV, Acest lucru elimină posibilitatea scurtcircuitelor monofazate în circuitele de tensiune și, de asemenea, crește fiabilitatea protecției. În fază O protecţie instalată întrerupător de circuit monofazat SFI cu o eliberare electromagnetică instantanee și în fază CU -întrerupător automat cu declanșare termică întârziată. Între faze OŞi CU este inclus un condensator C cu o capacitate de aproximativ 30 μF, al cărui scop este indicat mai jos.

Orez. 6 5. Circuit de protecţie la tensiune minimă cu releu cu acţiune directă tip RNV

În cazul deteriorării circuitelor de tensiune, protecția în cauză se va comporta după cum urmează. Un scurtcircuit al uneia dintre fazele la masă, așa cum s-a menționat mai sus, nu duce la declanșarea întrerupătoarelor, deoarece circuitele de tensiune nu sunt solid împământate. Pentru scurtcircuit bifazat ÎNŞi CU doar întrerupătorul se va opri SF2 faze CU. releu de tensiune KVT1Şi KVT2 rămâne conectat la tensiune normală și, prin urmare, nu pornește. Releu KVT3Şi KVT4, pornit în timpul unui scurtcircuit în circuitele de tensiune, după oprirea întreruptorului SF2 vor fi trase din nou în sus, deoarece li se va aplica tensiune din fază O printr-un condensator CU.În timpul scurtcircuitului de fază AB sau ACîntrerupătorul se va opri SF1, instalat în fază O. După deconectarea releului de scurtcircuit KVT1Şi KVT2 va fi tras din nou în sus sub influența tensiunii din fază CU, intrând prin condensatorul C. Releu KVT3Şi KVT4 nu va începe. Releele se vor comporta similar în cazul unei defecțiuni de fază OŞi CU. Astfel, circuitul de protecție luat în considerare nu funcționează fals în cea mai probabilă deteriorare a circuitelor de tensiune. Funcționarea falsă a protecției este posibilă numai în cazul deteriorării improbabile a circuitelor de tensiune - scurtcircuit trifazat sau atunci când întreruptoarele de circuit sunt oprite SF1Şi SF2. Semnalizarea defecțiunilor circuitului de tensiune se realizează prin contactele releului KV1.1, KV2.1, KV3.1și contactele întrerupătoarelor SF1.1, SF2.1, SF3.1.

În instalațiile cu curent de funcționare constant, protecția la tensiune minimă se realizează pentru fiecare secțiune a barelor auxiliare conform diagramei prezentate în Fig. 6.6. În circuitul releului de timp KT1, acționând pentru a opri motoarele electrice necritice, contactele a trei relee de tensiune minimă sunt conectate în serie KV1. Datorită acestei includeri a releului, este împiedicată funcționarea falsă a protecției atunci când se ard orice siguranță din circuitele transformatorului de tensiune. Tensiunea releului KV1 aproximativ 70% acceptat U nom.

Orez. 6.6. Circuit de protecție la tensiunea minimă pentru curent continuu de funcționare: O- circuite de tensiune AC; b- circuite operaţionale eu - pentru a opri motoarele necritice; II- pentru a opri motoarele critice.

Timpul de întârziere de protecție pentru oprirea motoarelor electrice necritice este reglat de la întreruperea motorului și este setat egal cu 0,5-1,5 s. Timpul de întârziere pentru oprirea motoarelor electrice critice este considerat a fi de 10-15 s, astfel încât protecția să nu acționeze asupra opririi acestora în timpul căderilor de tensiune cauzate de scurtcircuite și autopornirea motoarelor electrice. După cum arată experiența de funcționare, în unele cazuri, pornirea automată a motoarelor electrice continuă timp de 20-25 s când tensiunea pe magistralele auxiliare scade la 60-70% U nom . În acest caz, dacă nu se iau măsuri suplimentare, protecția la tensiune minimă (releu KV1), având un punct de referință de răspuns (0,6-0,7) U nom , ar putea modifica și opri motoarele electrice critice. Pentru a preveni acest lucru în circuitul de înfășurare a releului de timp KT2, acționând pentru a opri motoarele electrice critice, contactul este activat KV2.1 al patrulea releu de tensiune KV2. Acest releu de tensiune minimă are o valoare de declanșare de ordinul (0,4-0,5) U nom și revine în mod fiabil în timpul auto-pornirii. Releu KV2își va menține contactul închis pentru o perioadă lungă de timp numai atunci când tensiunea de la magistralele propriilor nevoi este complet eliminată. În cazurile în care durata de pornire automată este mai mică decât întârzierea releului KT2, releu KV2 neinstalat.

Recent, în centralele electrice a fost utilizată o altă schemă de protecție, prezentată în Fig. 6.7. Acest circuit folosește trei relee de pornire: releu de tensiune cu secvență negativă KV1 tip RNF-1M și releu de tensiune minimă KV2Şi KV3 tip RN-54/160.

Orez. 6.7. Circuit de protecție la subtensiune cu releu de tensiune secvență pozitivă: O- circuite de tensiune; b- circuite operaţionale

În modul normal, când tensiunile fază la fază sunt simetrice, contactul de întrerupere KV1.1în circuitul înfăşurărilor releului de protecţie a timpului KT1Şi KT2 este închis, iar cel de închidere KV1.2în circuitul de alarmă este deschis. Contacte rupe releu K.V2.1Şi KV3.1în timp ce este deschis. Când tensiunea scade în toate fazele, contactați KV1.1 va rămâne închis și va acționa alternativ: prima etapă de protecție la subtensiune, care se realizează cu ajutorul unui releu KV2(setarea de funcționare 0,7 U nom) și KT1; al doilea - folosind un releu KV3(setarea de funcționare 0,5 U nom) și KT2.În cazul defectării uneia sau a două faze ale circuitelor de tensiune, releul este activat KV1, al cărui contact de închidere KV1.2 este dat un semnal despre o defecțiune în circuitele de tensiune. Când fiecare treaptă de protecție este declanșată, barele colectoare sunt furnizate un plus ShMN1Şi ShMN2în consecință, de unde provine pe circuitele de oprire a motorului electric. Acțiunea de protecție este semnalată prin relee de semnalizare KN1Şi KN2, având înfăşurări paralele.

FRAGMEHT BOOKS (...) FACTORI TEHNICI ȘI ECONOMICI CARE AFECTEAZĂ ALEGEREA MIJLOCURILOR DE PROTECȚIE
O analiză a modurilor de funcționare ale unui motor asincron arată că în condiții de producție pot exista o varietate de situații de urgență care implică consecințe diferite pentru motor. Mijloacele de protecție nu au o versatilitate suficientă pentru a se asigura că în toate cazurile, indiferent de cauza și natura modului de urgență, motorul este oprit în cazul oricărei situații periculoase. Fiecare mod de urgență are propriile sale caracteristici. Dispozitivele de protectie folosite in prezent au avantaje si dezavantaje care apar in anumite conditii. Ar trebui să se țină seama și de partea economică a problemei. Alegerea echipamentului de protecție ar trebui să se bazeze pe un calcul tehnic și economic, în care este necesar să se ia în considerare costul dispozitivului de protecție în sine, costurile funcționării acestuia și valoarea daunelor cauzate de o defecțiune a motorului. Trebuie avut în vedere faptul că fiabilitatea protecției depinde și de caracteristicile mașinii de lucru și de modul său de funcționare. Protecția la temperatură are cea mai mare versatilitate. Dar costă mai mult decât alte mijloace de protecție și este mai complex în design. Prin urmare, utilizarea sa este justificată în cazurile în care alte tipuri de protecție fie nu pot asigura o funcționare fiabilă, fie instalația protejată prezintă cerințe crescute la fiabilitatea protecției, de exemplu din cauza daunelor mari în cazul unui accident de motor.
Tipul de dispozitiv de protecție trebuie selectat atunci când se proiectează o instalație de proces, ținând cont de toate caracteristicile funcționării acesteia. Personalul de exploatare trebuie să primească un echipament complet echipamentul necesar. Cu toate acestea, în unele cazuri, la reechiparea sau reconstruirea unei linii de producție
Personalul de exploatare trebuie să decidă singur ce tip de protecție este adecvat să aplice într-un anumit caz. Pentru a face acest lucru, este necesar să analizați posibilele moduri de urgență ale instalației și să selectați dispozitivul de protecție necesar. În această broșură nu vom lua în considerare în detaliu metodologia de selectare a protecției la suprasarcină a motorului. Ne vom limita doar la cateva recomandari generale care pot fi utile personalului de exploatare al instalatiilor electrice rurale.
În primul rând, este necesar să se stabilească modurile de urgență caracteristice acestei instalații. Unele dintre ele sunt posibile în toate instalațiile, în timp ce altele sunt posibile doar în unele instalații. Supraîncărcările datorate pierderii de fază sunt independente de mașina în funcțiune și pot apărea în toate instalațiile. Releele termice și protecția încorporată la temperatură îndeplinesc funcții de protecție destul de satisfăcător în acest tip de mod de urgență. Trebuie justificată utilizarea unei protecții speciale împotriva pierderii de fază pe lângă protecția la suprasarcină. În cele mai multe cazuri, nu este necesar. Releele termice și protecția temperaturii sunt suficiente. Este necesar să se verifice sistematic starea lor și să le reglementeze. Numai în cazurile în care o defecțiune a motorului ar putea cauza daune majore ar trebui să utilizați protecţie specială de la suprasarcină din cauza pierderii de fază.
Releele termice nu sunt suficient de eficiente ca mijloc de protecție împotriva supraîncărcărilor în moduri de funcționare alternante (cu fluctuații mari de sarcină), intermitente și pe termen scurt. În aceste cazuri, protecția încorporată împotriva temperaturii este mai eficientă. În cazul mașinilor cu pornire dificilă, ar trebui să se acorde preferință și protecției încorporate la temperatură.
Din varietatea disponibilă de dispozitive de protecție a motoarelor asincrone, doar două dispozitive sunt utilizate pe scară largă: relee termice și protecție încorporată la temperatură. Aceste două dispozitive concurează în proiectarea acționărilor electrice pentru mașinile agricole. Pentru a selecta tipul de protecție, se efectuează un calcul tehnic și economic folosind metoda costului redus. Fără să ne oprim asupra calculului exact folosind această metodă, vom lua în considerare utilizarea principalelor sale prevederi pentru a selecta cea mai avantajoasă opțiune de protecție.
Trebuie acordată preferință opțiunii care va avea cele mai mici costuri pentru achiziția, instalarea și funcționarea dispozitivelor în cauză. În acest caz, trebuie luate în considerare prejudiciul suferit de producție din fiabilitatea insuficientă a protecției. Costurile reduse la un an de utilizare sunt determinate de formula
unde K este costul motorului și al dispozitivului de protecție, inclusiv costurile transportului și instalării acestora;
ke - coeficient care ține cont de deduceri pentru amortizare, reînnoire utilaje, reparații;
E - costuri de exploatare (costul de întreținere a echipamentelor de protecție, energie electrică consumată etc.);
Y - daune suferite de producție din cauza defecțiunii sau acțiunii incorecte de protecție.
Valoarea prejudiciului este format din doi termeni
unde Vm este deteriorarea tehnologică cauzată de o defecțiune a motorului (costul produselor nevândute sau deteriorate);
Kd - costul înlocuirii unui motor defect și al dispozitivului de protecție, inclusiv costul demontării vechilor și instalării echipamentelor noi;
p0 este probabilitatea defecțiunii (acțiunea incorectă) a protecției care duce la un accident de motor.
Costurile operaționale sunt semnificativ mai mici decât celelalte componente ale costurilor date, astfel încât acestea pot fi neglijate în calculele ulterioare. Costul unui motor cu protecție încorporată și echipament de protecție încorporat este mai mare decât costul unui motor convențional și al unui releu termic. Dar prima dintre apărările luate în considerare este mai avansată. Funcționează eficient în aproape toate situațiile de urgență, astfel încât daunele din funcționarea incorectă vor fi mai mici. Costurile unei protecții mai costisitoare vor fi justificate numai dacă prejudiciul este redus cu o sumă mai mare decât costuri suplimentare pentru o protecție mai avansată.
Cantitatea daunelor tehnologice depinde de natură proces tehnologicși timpul de nefuncționare a echipamentului. În unele cazuri, este posibil să nu fie luată în considerare. Acest lucru se aplică în primul rând instalațiilor care funcționează separat, al căror timp de oprire în timpul eliminării accidentului nu are un impact vizibil asupra întregii producții. Pe măsură ce producția devine saturată de mecanizare și electrificare, nivelul cerințelor pentru fiabilitatea funcționării echipamentelor crește. Timpul de oprire din cauza echipamentelor electrice defecte duce la pagube mari și, în unele cazuri, devine inacceptabil. Folosind unele date medii, este posibil să se determine sfera utilizării justificate din punct de vedere economic a dispozitivelor de protecție mai complexe.
Probabilitatea de defectare a protecției p0 depinde de proiectarea și calitatea fabricării echipamentului, precum și de natura modului de urgență în care se poate găsi motorul. După cum se arată mai sus, în anumite condiții de urgență, releele termice nu asigură o oprire fiabilă a motorului. În acest caz, protecția încorporată a temperaturii este mai bună. Experiența în utilizarea acestei protecție arată că probabilitatea de defecțiune a acestei protecție RV poate fi considerată egală cu 0,02. Aceasta înseamnă că există posibilitatea ca din 100 de astfel de dispozitive, două să nu funcționeze, ceea ce duce la o defecțiune a motorului.
Folosind formulele (40) și (41), determinăm la ce valoare a probabilității de defectare a releelor ​​termice RTR costurile reduse vor fi aceleași. Acest lucru va face posibilă evaluarea domeniului de aplicare a unui anumit dispozitiv. Dacă neglijăm costurile de exploatare, putem scrie
unde indicii vz și respectiv tr înseamnă protecție încorporată și releu termic. De aici ajungem
Pentru a prezenta ordinea nivelului necesar de fiabilitate a funcționării unui releu termic, luați în considerare un exemplu.
Să determinăm valoarea maximă admisă a RTR a releului termic TRN-10 cu elemente bimetalice complet cu motorul A02-42-4SKH prin comparație cu opțiunea de aplicare a motorului A02-42-4SKHTZ cu protecție UVTZ încorporată la temperatură, pentru care acceptăm RVZ = 0,02. Se presupune că daunele tehnologice sunt zero. Costul unui motor cu releu termic, inclusiv costurile de transport și instalare, este de 116 ruble, iar pentru versiunea cu protecție UVTZ - 151 de ruble. Costul înlocuirii unui motor defect A02-42-4СХ și a unui releu termic TRN-10, ținând cont de costurile de demontare a echipamentelor vechi și de instalare a echipamentelor noi, este de 131 de ruble, iar pentru versiunea cu protecție UVTZ - 170 de ruble. În conformitate cu standardele existente, acceptăm ke = 0,32. După înlocuirea acestor date în ecuația (43), obținem
Valorile obținute caracterizează probabilitățile de defecțiune admise, peste care utilizarea releelor ​​termice este neprofitabilă din punct de vedere economic. Cifre similare se obțin pentru alte motoare de putere mică. Pentru a determina fezabilitatea utilizării măsurilor de protecție în cauză, este necesar să se compare probabilitățile admisibile de defecțiuni cu cele reale.
Lipsa datelor suficiente cu privire la valorile reale nu ne permite să determinăm cu exactitate domeniul de aplicare eficientă a dispozitive de protectie prin utilizarea directă a metodei enunţate de calcul tehnico-economic. Cu toate acestea, folosind rezultatele unei analize a modurilor de funcționare a unui motor asincron și a dispozitivelor de protecție, precum și a unor date care caracterizează indirect indicatorii de fiabilitate necesari, este posibil să se sublinieze zonele de utilizare preferabilă a unuia sau altui tip de dispozitiv de protecție. .
Nivelul real de fiabilitate al protecției depinde nu numai de principiul funcționării acesteia și de calitatea echipamentului, ci și de nivelul de funcționare al echipamentului electric. Acolo unde s-a stabilit întreținerea echipamentelor electrice, în ciuda unor deficiențe ale releelor ​​termice, rata de accidentare a motoarelor electrice este scăzută. Practica fermelor avansate arată că cu un bine stabilit întreţinere instalatii electrice, procentul anual de defectiuni ale motoarelor electrice protejate de relee termice poate fi redus la 5% sau mai mic.
Cu toate acestea, trebuie remarcat că această concluzie este valabilă numai atunci când se analizează imaginea de ansamblu. Atunci când se iau în considerare anumite condiții specifice, ar trebui preferate alte dispozitive de protecție. Pe baza analizei modurilor de funcționare ale acționării electrice, este posibil să se indice un număr de instalații pentru care probabilitatea de defecțiune a releelor ​​termice va fi mare din cauza deficiențelor principiului funcționării lor.
1. Acționări electrice pentru mașini cu sarcini puternic variabile (tocători de alimentare, concasoare, transportoare pneumatice pentru încărcarea silozului etc.). Cu fluctuații mari de sarcină, releele termice nu pot „modela” starea termică a motorului, astfel încât rata reală de defecțiune a releelor ​​termice în astfel de instalații va fi ridicată.
2. Motoare electrice care funcționează într-un model „triunghi”. Particularitatea lor este că atunci când una dintre fazele liniei de alimentare se întrerupe, curentul în firele și fazele liniare rămase crește inegal. În faza cea mai încărcată, curentul crește mai repede decât în ​​firele liniare.
3. Motoare electrice ale instalațiilor care funcționează cu o frecvență crescută a situațiilor de urgență care conduc la oprirea motorului (de exemplu, transportoare pentru colectarea gunoiului de grajd).
4. Motoare electrice ale instalațiilor, al căror timp de nefuncționare provoacă mari daune tehnologice.