31. Повреждение и ненормальные режимы работы электродвигателей. Виды защит ад.

Защита СД от асинхронного хода.

Защиты ЭД. Повреждения и ненормальные режимы.

Наиболее частые повреждения: к.з. в обмотках статора, вызывающее значительное разрушение и нарушение работы междуфазных повреждений является обязательной.

Для защиты ЭД от многофазных замыканий служит ТО или продольная дифференциальная защита, действующая на отключение. Однофазное замыкание на землю менее опасно.

На ЭД мощностью Р<2000 кВт защиты от замыканий на землю устанавливается при токе замыкания >10А , а на ЭД Р>2000 кВт при токе >5А. Защита действует на отключение.

ЭД напряжением <500 В защищаются от к.з. с помощью предохранителей или автоматов. Основным видом ненормального режима ЭД является перегрузка их токами выше номинального. Перегрузка возникает вследствие механической перегрузки или механической неисправности.

Т оки >I_ном проходят при пуске и самозапуске ЭД. Защита от перегрузки может действовать на сигнал, разгрузку механизма или отключение ЭД.

На АД самозапуск м/б проведён без опасности повреждений. Поэтому их защита должна быть отстроена от режима самозапуска.

Если из-за снижения напряжения невозможно обеспечить самозапуск всех ЭД, то часть из них отключают. Для этого используется защита минимального напряжения, отключающая неответственные ЭД при снижении напряжения от 60-70% от номинального.

При отрыве одной из фаз обмотки статора ЭД продолжает работать, а обмотки двух неповрежденных фаз перегружены током в 1,5-2 от I_ном. Защита ЭД от работы на двух фазах применяется на ЭД, защита которых выполняется предохранителями, если двух фаз: режим работы может повлечь за собой повреждение ЭД.

Защита от многофазных к.з.

Эта защита является основной и устанавливается во всех случаях.

Для этой защиты ЭД мощностью <5000 кВт используются ТО. ТО м/б выполнена с реле прямого действия, встроенного в привод выключателя и с реле косвенного действия, когда это возможно по чувствительности.

Преимущество отдается первой РЗ схеме. ТА включается на разность токов 2-х фаз. Первая схема выполнена с реле РТ-40 с независимой выдержкой времени, вторая схема с реле РТ-80. В случае, когда схема1 не обеспечит требуемой чувствительности при 2-х ф.к.з. применяется схема 2, более чувствительная к 2-х ф.к.з. Она применяется на ЭД 2000-5000 кВт.

Защита ЭД от замыканий на землю.

Защита выполняется с действием защиты без выдержки времени с ТА нулевой последовательности типа ТЗЛ.

где С_д-емкость фазы двигателя

U_ф.д.-фаз. номинальное напряжение ЭД.

Защита от перегрузки.

Устанавливается только на ЭД, подверженных технологическим перегрузкам, с действием на сигнал или разгрузку механизма. Защита от перегрузки с действием на отключение устанавливаются на ЭД без обслуживающего персонала или на ЭД, для устранения перегрузки, когда требуется их остановка. Защита от перегрузки ЭД выполняют с выдержкой времени 10-20с по условию отстройки от времени пуска ЭД.

Защита минимального напряжения.

Она устанавливается на ЭД, которые нужно отключить при понижении напряжения для обеспечения пуска ответственных ЭД, или на ответственных ЭД при самозапуске, который при восстановлении напряжения недопустим по условиям безопасности или технологического режима.

Напряжение срабатывания защиты минимального напряжения выбирается таким образом, чтобы обеспечивался самозапуск ответственных ЭД. Самозапуск ЭД обеспечивается при напряжении на шинах не менее 55% от номинального напряжения и напряжения срабатывания защиты должно иметь величину 60-70% U_ном.

Выдержка времени отключения неответственных ЭД выбирается по условию отстройки от ТО ЭД и устанавливается равной 0,5-1,5,с.

Выдержка времени защиты отключения ответственных ЭД принимается 10-15 с, чтобы защита не действовала на их отключение при снижении напряжения, вызванного коротким замыканием и самозапуском ЭД, а отключала ЭД только при исчезновении напряжения или при его посадке.

Термическая защита.

В настоящее время получили распределительные схемы защиты от перегрузок с использованием полупроводниковых датчиков (термисторов, позисторов), которые закладываются в обмотку статора при производстве двигателей.

РИС (термистор, позистор)

Термистор представляет собой резистивный элемент, сопротивление которого понижается при возрастании температуры.

Сопротивление позистора скачкообразно увеличивается в несколько раз при возрастании температуры. Позистор представляет собой диск d=3мм, толщиной 1мм. При повышении температуры с 65⁰С до 140⁰С сопротивление позистора увеличивается в35 раз, а у термистора снижается в 9 раз.

При включении двигателя нажатием кнопки «Пуск» получают подключение обмоток КА. Если температура обмоток двигателя находится в допустимых пределах ток в цепи реле большой, значит, реле сработает, произойдёт включение двигателя. При повышении температуры любой из фаз сопротивление увеличивается и реле размыкает свой контакт в цепи катушки магнитного выключателя S, двигатель отключается.

Дифференциальная защита.

На ЭД P>5000 кВт устанавливается продольная диф. защита обеспечивающее более высокую чувствительность к к.з. на выводах в обмотках ЭД.

Диф. защита устанавливается и на двигателях с меньшей мощностью, если К_ч<2. Диф. защита выполняется в 2-х фазном или 3-х фазном исполнении. В 3-х фазном исполнении используются если ЭД Р>5000 кВт не имеет быстродействующей защиты от замыканий на землю.

Коэффициент надёжности для РТ-40 К_н=1,2-1,4. Коэффициент чувствительности защиты от междуфазных к.з. ЭД представляет собой отношение тока металлического 2-х фазного к.з. на выводах ЭД при минимальном режиме работы к первичному току срабатывания защиты ЭД

Защиты синхронных ЭД.

Для СД предусматриваются те же защиты, что и для АД. Они должны быть отстроены от токов, возникающих при пуске или самозапуске после восстановления напряжения. Однако при выборе параметров токовой отсечки наряду с условием обеспечить отстройку от сверхпереходного тока ЭД, посылаемого им в точку повреждения при 3-х фазном к.з. на шинах, к которым он подключен.

;

- сверхпереходный ток двигателя;

При выборе параметров продольной диф. защиты, как и для ТО при выборе I_с.з. необходимо исключить её действие не только при пусках ЭД(*), но и при внешнем к.з.(**).

В случае снижения напряжения сети и для устройств АПВ и АВР устойчивая работа СД нарушается; возникает качание и ЭД выходит из синхронизма. Токи, появляющиеся в статоре, роторе и пусковой обмотки ЭД при асинхронном режиме работы вызывает нагрев обмоток. Поэтому длительная работа СД в асинхронном режиме недопустима. СД дополняется защитой от потерь питания и от асинхронного хода.

На СД устанавливаются защиты:

1.от междуфазных повреждений в статоре (является основной и обязательной для СД, выполняются также как и у АД; отличие заключается в том, что защита у СД одновременно с выключателем отключает автомат);

2.от замыканий обмоток статора на землю;

3.от перегрузки;

4.от снижения напряжения;

5.от асинхронного хода.

Защиту от асинхронного режима выполняют одним из следующих способов:

1.с помощью реле, реагирующего на увеличение тока в обмотке статора;

2.с помощью устройства, реагирующего на появление переменного тока в обмотке ротора;

3.с помощью устройства, действующего на принципе отсчёта числа электрических проворотов ротора при асинхронном режиме.

Чаще всего используется 1-ый способ.

РИС

Защита может быть выполнена с помощью токовых реле КА, действующего через КL на отключение выключателя Q и АГП с выдержкой времени. Для того, чтобы КТ не возвращалось в схему введено реле KL. Промежуточное реле имеет замедление на размыкание контактов.

32-33. Назначение и принцип действия АВР в системах электроснабжения. Особенности работы АВР при наличии СД. Назначение и принцип действия АПВ. Ускорение защит в реле АПВ.