4.4. Қорғаныс құрылғыларын таңдау.

Пайдаланудың кез келген және қажетті деңгейінде апатты немесе қалыпсыз режим-дер пайда болуы мүмкін.

Оларға жататындар:

- электр қозғалтқыштың орамдарында, шықпалар қорабы мен сыртқы күштік тізбекте көп фазалы және бір фазалы тұйықталулар;

- басқару тізбегіндегі қысқа тұйықталу;

- қозғалтқыштардың орамдарындағы орам аралық тұйықталулар;

52.

- жұмыс режимінің бұзылуымен байланысты, жылулық асыра жүктелулер (соның ішін-де сыналану);

- жіберудің ауыр жағдайындағы жылулық асыра жіктелулер (артық жүктелу, желідегі кернеудің төмендеуі);

- сыртқы күш беру желісіндегі немесе статор орамындағы фазаның үзілуі кезіндегі жы-лулық асыра жүктелулер;

- салқындату жағдайының нашарлауы кезіндегі жылулық асыра жүктелулер (желдет-кіштің зақымдануы, ластану және т.б.).

Барлық электр қозғалтқыштар қалыпты мәніне дейін жүктелмегендіктен, ал кейбіреу-лері қысқа мерзімді режимде жұмыс істейтіндіктен, олардың асыра жүктелулері, ереже-ге сәйкес, апатқа әкеліп соқтырмайды.

Алдында қарастырылғандай, электр жетектерін пайдалану барысында түрлі апаттық жағдайлар туындайды. Солардың негізгілері:

- толық емес фазалық режим (фазаның үзілуі - ФҮ) – 40 – 50%;

- ротордың өздігінен тежелуі (сыналану - С) – 20 – 25%;

- технологиялық асыра жүктелулер – ТАЖ – 8 – 10%;

- оқшаулағыштың кедергісінің төмендеуі – ОКТ – 10 – 15%;

- салқындатудың бұзылуы – СБ – 8 – 10%.

Электр қозғалтқыштардың апаттық режимдерінің, олардың тоқтап қалуларына жоға-рыда көрсетілген әсерлерін, қызметтік байланыстары бойынша 4.1. сурет арқылы қадағалауға болады.

Электр қауіпсіздігінің

бұзылуы

Толық емес фазалық режим (φ=180⁰)

Ротордың

тежелуі

Электр тогымен

зақымдану

Ток бойынша асыра жүктелу, (І > І_φ)

Орамның

қызып кетуі

Салқындатудың

бұзылуы

Орамның

күйуі

Оқшаулағыш кедергісінің

төмендеуі

Оқшаулағыштың

тесілуі

Көбейтілген механикалық

тозу (діріл)

Оқшаулағыштың үдемелі

тозуы

4.1. Сурет. Электр қозғалтқыштардың апаттық режим кезіндегі негізгі қызметтік байланыстары.

53.

Бұл байланыстардың сараптамасы қозғалтқыштың қорғалуының нақты бір түрінің қолданылуының оңтайлы аймағын анықтауға және қолданылу мақсатына байланысты қорғаныс құралдарының құрылысына қатысты техникалық талаптарды негіздеуге мүм-кіндік береді.

Қазіргі уақытта қорғаныс құралдарына қойылатын талаптар артты, себебі соңғы се-риядағы қозғалтқыштардың массасы және жылулық қолданылуы бойынша қоры кеміді.

Қорғаныс құралдары төмендегі талаптарды қамтамасыз етулері тиіс:

- өндірістің үздіксіздігін;

- жеткілікті жылдам әсер еткіштікті;

- іске қосылғаннан кейін қайту уақытының азаюын;

- өндірістің нақты жағдайындағы сенімді жұмысты;

- әмбебаптылықты;

- пайдаланудағы ыңғайлылықты.

Қорғалуды үш топқп бөлуге болады.

Бірінші топқа жеке арнайы бақыланатын апаттық режимге сезімтал, арнайы құрыл-ғылар жатады. Бұл желідегі кернеу толық емес фазалы және симметриясыз болғанда, қозғалтқышты ажырататын - ЕЛ -8, ЕЛ -10, Е -511, РОФ, РНФ типтегі құрылғылар; ро-тор тежелген кезде - сақтандырғыш муфталар; ЗОУП, РУД – оқшаулағыш кедергісінің рұқсат етілмеген төмендеуі кезінде.

Екінші топқа қозғалтқыштың бір параметрін бақылай отырып, бірнеше апаттық ре-жимдерге сезімтал келетін әмбебап құрылғылар жатады. Бұл ТРН, ТРА, РТЛ, РТТ тип-тегі жылулық реле, УВТЗ типтегі температуралық қорғаныс құрылғысы, ФУЗ типтегі фаза сезгіш құрылғы және т.б.

Үшінші топты қозғалтқыштың бірнеше параметрлерін бақылай отырып, негізгі апат-тық режимнің бәріне сезімтал келетін жиынтықталған құрылғылар жатады. Бұл УЗ – 1 типтегі қорғаныс құрылғысы; ШЭП – 5802, «Каскад» типтегі басқару станциялары; УС-УЗ типтегі әмбебап басқару және қорғаныс станциясы және т.б.

Құрылғының сезгіш (өлшегіш) органдарымен бақыланатын параметрлер бойынша, барлық қорғаныстарды мыналарға бөлуге болады:

- токтық:

- жылулық;

- температуралық;

- фазалық;

- кернеулік;

- кешенді.

Ішіндегі ең көп тарағаны температура – токтық немесе жылулық қорғаныс болып та-былады.

Жылулық қорғаныстың әсер ету принципі электр тогымен қыздырған кезде денелер-дегі механикалық және физикалық өзгерістерді қолдануға негізделген. Ток ағып өткенде бөлінетін жылу механизмнің қосылуын тудырады. Жылулық қорғанысқа жататындар: балқымалы қосымшалар, жылудың токтық релесі, автоматты ажыратқыштар.

Электр қозғалтқыштарын қысқа тұйықталудан қорғауға арналған балқымалы сақтандырғыштар шашыранды сипаттамаларына байланысты жеткілікті түрде сенімді емес. Балқымалы қосымшаның біреуі күйгенде асинхронды қозғалтқышта толық емес фазалық режим орнауы мүмкін.

Бұдан басқа балқымалы қосымша пайдалану процесі кезінде тотығады, «қартаяды», қимасының ауданы кішірейеді, ал ол сақтандырғыштың жалған істен шығуына әкеліп соқтырады. Сондықтан электр қозғалтқыштарын қысқа тұйықталудан қорғау үшін элек-тромагниттік тармақтағышы бар автоматты ажыратқыштарды, ал технологиялық жүкте-мелерден қорғану үшін жылулық қорғағыштарды қолдану анағұрлым тиімдірек. Құрам-дастырылған тармақтағыштары бар ажыратқыштар кең қолдау табуда. Жылулық тармақ-тағышы бар ажыратқыштар мен магнитті жүргізгіштердің жылулық релелерінің жұмыс істеу принциптері ұқсас.

Барлық типтегі жылулық релелер жылулық инерцияға ие, бұдан басқа, олардың қор-ғағыштық сипаттамаларының елеулі шашыраңқылығы байқалады. Бұл релелерді қоз-

54.

ғалтқыштың жұмыстық тогы мен қоршаған ортаның температурасын ескере отырып, орнатылған орны бойынша аулақтату қажет.

Токтық қорғанысты қысқа мерзімді қайтара режимде және бірден кездейсоқ айныма-лы жүктемемен жұмыс істейтін, сонымен қатар салқындату жүйесі бұзылған қозғалт-қыштар үшін қолдануға болмайды.

Фаза үзілген жағдайда, электр жетектің жұмыс жағдайымен үйлестікте болуына бай-ланысты, электр қозғалтқышты қосқаннан кейін ток қалыпты мәнінің 30 – 40% –на дей-ін артуы мүмкін. Оқшаулағыш үшін мұндай ток қауіпті, сондықтан релені реттеу қажет.

Қайтара – қысқа мерзімді режимдерде қозғалтқыштардың және жылулық реленің қы-за беруі қозғалтқыш орамдарын үшбұрыштап қосқан кезде әртүрлі болып келеді, себебі ток асыра көп жүктелген фазада желілік өткізгіштегіге қарағанда жылдам жоғарылайды. Сонымен қатар, қорғаныстың сезімталдығын арттыру үшін реленің қыздыру элементін

де үшбұрыштап жалғау қажет.

Тотық тәсілге негізделіп жасалған қорғаныс аппаратурасының кемшілігі қорғау – ажырату құрылғыларының (УВТЗ) жаңа түрлерін жасап шығаруға мүмкіндік берді.

Температуралық қорғаныс жүйесіне электр қозғалтқышы оқшаулағышының кез кел-ген жерінде орналасқан және тізбектей жалғанған (әр фазада бір-бірден) температуралық көрсеткіштер, сонымен қатар, көрсеткіштердің беретін белгілерін күшейтетін және оны магнитті жүргізгіштің басқару сұлбасына жеткізетін ажыратқыш құрылғы кіреді.

Температуралық көрсеткіштер ретінде 115⁰С, 130⁰С, 145⁰С, және 160⁰С температура-ларда іске қосылатын СТ14-2 позитронын қолданады. Апаттық режим және қозғалтқыш орамының температурасы рұқсат етілген мәнінен артқан кезде, көрсеткіштердің кедергі-сі бірден ұлғаяды, ажыратқыш құрылғы өзінің түйіспелерімен магнитті жүргізгіш шар-ғысының тізбегін ажыратады, және қозғалтқыш тізбектен ажырайды. Бұл тізбек статор орамы берілген температураға дейін салқындағанша ажыратулы болады.

УВТЗ – ның негізгі кемшіліктері:

- себептерге емес, апаттық режимнің әсерлеріне орай әрекет етеді;

- сыналанып қалған кезде орам күйіп кеткенше апаттық режимде қала береді, ал ол оқ-шаулағыштың тозуын тудырады;

- көрсеткіштерді орнату тек заводтық жағдайда немесе жөндеу кезінде ғана мүмкін;

- асыра жүктелу кезінде қалыпты токтың 1,5 – 1,6 мәніне дейін, және температураның арту жылдамдығы 3⁰С-тан 7,5 ⁰С-қа дейінгі аралығында сенімді;

- жіберу-қорғау аппаратурасын жалғау үшін қосымша кабельдер қажет етеді;

- екі фазада жұмыс істей отырып, электр қауіпсіздігін қамтамасыз ете алмайды (фазаны сыртқы қорапқа тұйықтау және көрсеткіштер 3-8 минут аралығында қызғанға дейін сақ-тандырғыштардың күйуі кезінде қозғалтқыштың сыртқы қорабы кернеу әсерінде қалуы мүмкін).

УВТЗ-ның бір түрін Б.Р.Қалықов жасаған. Ол қызып кету ұзақтығын өлшеу және оны рұқсат етілген мәнімен салыстыру үшін қорғанысты уақыт релесінің блогымен толық-тырды.

Электр қозғалтқыштарын толық емес фазалық режим кезінде қорғау үшін, әсер ету принципі келесі жағдайларға негізделген фаза сезгіш құрылғылар (ФУЗ) қолданылады.

Оның негізінде электр қозғалтқыштарының жүктеме токтарының арасындағы фазалар-дың ығысу бұрышын өлшеу жатыр. Мұны өлшеу үшін АВ және ВС фазаларына қарама-қарсы қосылған Т₁ және Т₂ екі фаза айналдырғыш трансформаторлардың көмегімен U₁ және U₂ екі кернеуі қалыптасады. Апаттық жағдайларда қалыптасатын кернеу фазалары-ның айырмашылығы қалыпты жұмыс режимі кезіндегі кернеу фазаларының айырмашы-лығынан ерекшеленеді (толық фазалық режимде φ = 90⁰, үзілу кезінде 0⁰ немесе 180⁰). Үзілу кезінде орындаушы реле шарғысындағы ток артады, фазалық детектор осы белгіні тіркейді және қорғаныс релесіне әсер етеді. Асыра жүктелуден қорғау үшін ФУЗ-М үлгісі жасалған, онда асыра жүктелуді бақылайтын түйін енгізілген (U₁ және U₂ кернеу-лерін бақылау). Қорғаныстың фаза сезгіш құрылғылары бес типтік өлшемде шығарыла-ды.

ФУЗ-М қозғалтқышты салқындату шарттарының бұзылуы тудырған қызып кетуден қорғамайды. ФУЗ-У үлгісіне қозғалтқыштың сыртқы қорабына орнатылған позитрон ен-

55.

гізілген. ФУЗ – дың соңғы үлгісі оқшаулағышының кедергісі қалыпты межеден төмен болғанда қозғалтқыштың қосылуына мүмкіндік бермейді. Ток трансформаторы арқылы қосылған фаза сезгіш құрылғысы үлкен қуаттағы электр қозғалтқыштарын қорғайды. Пайдалану тәжірибесі, осындай құрылғылары бар электр қозғалтқыштары қатардан сирек шығатынын көрсетті.