Захист електродвигунів - студопедія
1) замикання на землю
2) міжфазні КЗ
Як захист використовують струмовий відсічення або поздовжнє диференціальну захист, що діє на відключення.
Захист від виткових замикань на електродвигунах не встановлюється. Ліквідація пошкодження цього виду здійснюється іншими захистами електродвигунів, оскільки виткові замикання в більшості випадків супроводжуються замиканням на землю або переходять в міжфазні.
Електродвигуни напругою до 500 В захищають від к. З. всіх видів (у тому числі і від однофазних) за допомогою плавких запобіжників або швидкодіючих автоматичних вимикачів [7].
Ненормальні режими роботи електродвигунів:
1) перевантаження струмом більше номінального;
2) неповнофазного режим;
1. Захист електродвигунів від багатофазних коротких замикань
Основним захистом електродвигунів є захист від к. З. між фазами, і її встановлюють обов'язково у всіх випадках.
Електродвигуни напруги третьому 500 В і нижче, як правило, захищаються від к. З. плавкими запобіжниками. Запобіжний-ки можуть застосовуватися і на елек-тродвігателях більш високої напруги, якщо тільки розрив-ної потужності запобіжників досить для розриву струму короткого замикання [1].
Струмовий відсічення найбільш просто виконується за допомогою реле прямої дії, вбудованого в привід вимикача.
Струм спрацьовування струмової відсічки від міжфазних к. З. відбудовується від кидків струму, що посилаються електродвигуном в перший момент к. з. в мережі, яка живить двигун, і від пускового струму електродвигуна при повній напрузі мережі живлення [1].
Струм спрацьовування відсічення вибирається з виразу:
,
де Iпуск - пусковий струм двигуна;
kсх коефіцієнт схеми;
k н - коефіцієнт надійності;
kв - коефіцієнт повернення;
kтт - коефіцієнт трансформації трансформаторів струму.
Пусковий струм - це струм необхідний для запуску електродвигуна, зазвичай перевищує номінальне значення струму (струму споживаного при нормально-стійкому режимі роботи) в 3-8 разів. Вказується заводом виробником у вигляді табличних даних.
Коефіцієнтом схеми називають відношення струму, що протікає через обмотку реле і струму, що протікає через трансформатор струму. Для однорелейной схеми (рисунок 5) коефіцієнт схеми приймають рівним. Для дворелейним (рисунок 6, а) і трирелейним схем (рисунок 6, б) коефіцієнт схеми приймають рівним 1 [8].
Малюнок 5 - Однорелейная схема струмового відсічення
Коефіцієнтом надійності називають відношення величини струму в обмотках виконавчого реле до величини струму спрацьовування реле. Він залежить від конструктивного виконання схеми і вказується заводом виробником у вигляді табличних даних. Для реле РТ-40 дорівнює 1,8; для реле РТ-82, РТ-84 і реле прямої дії дорівнює 2.
Коефіцієнт повернення - це відношення струму повернення до току спрацьовування. У більшості сучасних реле він знаходиться в межах 0,8-0,9.
Коефіцієнт трансформації трансформаторів струму визначається ставленням первинного струму трансформатора до вторинного.
Малюнок 6 - Схема струмового відсічення
а) дворелейним схема захисту електродвигуна;
б) трирелейним схема захисту електродвигуна.
На електродвигунах потужністю 5000 кВт і більше встановлюється подовжній диференціальний захист. Цей захист виконується в двофазному або трифазному виконанні. Струм спрацьовування реле приймається 2 × IНОМ.
2. Захист електродвигунів від замикань однієї фази на землю
Малюнок 7 - Схема захисту електродвигунів від замикань на землю однієї фази
Струм спрацьовування захисту приймається рівним:
,
де Ic - ємнісний струм двигуна;
k н-коефіцієнт надійності (k н = 1,2 ... 1,3);
kб коефіцієнт, що враховує кидок ємнісного струму електродвигуна при зовнішніх перемежовуються замикань на землю. Для захисту, що діє без витримки часу (kб = 3 ... 4) [1].
3. Захист електродвигунів від перевантаження
Перевантаження електродвигуна метушні-кає в наступних випадках:
а) при тривалому пуску або самозапуску;
б) з технічних причин і перевантаження механізмів;
в) в результаті обриву однієї фази;
г) при пошкодженні механічної частини електродвигуна
або механізму, що викликає збільшення моменту Мc і гальмування електродвигуна.
Перевантаження бувають стійкими і короткочасними. Для електродвигуна небезпечні тільки стійкі перевантаження.
Надструми, обумовлені пуском або самозапуску електро-двигуна, короткочасні і самоліквідуються при дости жении нормальної частоти обертання. Ці струми можуть перед-ставлять небезпеку, тільки якщо процес розгортання електро-двигуна затягнеться.
Значне збільшення струму електродвигуна виходить також при обриві фази, що зустрічається, наприклад, у електро-двигунів, що захищаються запобіжниками, при перегорання одного з них. При номінальному завантаженні в залежності від параметрів електродвигуна збільшення струму статора при про-риве фази становитиме приблизно (1,6 ÷ 2,5) Iном. Ця пере-вантаження носить стійкий характер. Також стійкий характер носять надструми, обумовлені механічними пошкодженнями електродвигуна або обертається їм механізму і перевантаженням механізму.
Основною небезпекою надструмів для електродвигуна яв-ляется супроводжує їх підвищення температури окремих частин і в першу чергу обмоток. Підвищення температури прискорює знос ізоляції обмоток і знижує термін служби електродвигуна [7].
· Захист від перевантаження з тепловим реле
Захист з тепловим реле (рисунок 8) краще за інших може забезпечувати характеристику, близьку до перегрузоч-ної характеристиці електродвигуна, теплові реле, які реагують на кількість тепла Q р. виділеного в опорі його нагрівального елементу:
Тепло, що виділяється в тепловому реле, пропорційно тепла, що виділяється в електродвигуні, т. Е. Qр ≡Qд
Малюнок 8 - Схема захисту від перевантаження з тепловим реле
Реле налаштовується так, щоб його уставка спрацьовування відповідала тепла, виділення якого в електродвигуні вважається гранично допустимим.
Найбільш часто теплові реле виконуються на принципі використання коефіцієнта лінійного розширення різних металів під впливом на-прогрівання. Основою такого теплового реле, є біметалічна пластинка, що складається з спаяних по всій поверхні металів з сильно відрізняються коефі-цієнт лінійного розширення. При нагріванні пластинка прогинається в сто-рону пластінис меншим коефіцієнтом-те розширення і звільняє засувку важеля, який, повертаючись, під дією пружини за-животіє контакти реле. Нагрівання пластинки здійснюється нагрівальним еле-ментом при проходженні по ньому струму I.
Теплові реле складні в обслуговуванні і наладці, мають різні характеристики окремих екземплярів реле, часто не відповідають тепловим характеристикам двигунів і мають залежність від температури навколишнього середовища, що призводить до порушення відповідності теплових характеристик реле і елек-тродвігателя. Тому теплові реле слід застосовувати лише в тих випадках, коли більш прості струмові реле не забезпечують-ють захисту двигунів [9].
· Захист від перевантаження з струмовими реле
Для захисту електродвигунів від перевантаження зазвичай при-змінюються максимальні струмові захисту з використанням струмових реле з обмежено залежними характеристиками витримки часу або максимальні струмові захисту, виконані комбінацією миттєвих струмових реле і реле часу.
Перевагами струмових захистів, в порівнянні з тепловими, є більш проста експлуатація, більш легкий підбір і регулювання характеристик захисту. Однак струмові захисту не дозволяють використовувати перевантажувальні можливості електро-двигунів через недостатнє часу дії їх при малих кратностях струму. Для двигунів, що не мають технологічних перевантажень, цей недолік не має значення [1, 10].
Захист від перевантаження виконується одним струмовим реле, включеним на один з фазних струмів (рисунок 9, а), або по двофазної однорелейной схемою, коли за цією ж схемою виконан-нена захист від міжфазних к. З. (Рисунок 9, б).
а) однофазна однорелейная схема захисту від перевантаження
б) двухфазная однорелейная схема захисту від перевантаження
Малюнок 9 - Схеми захистів від перевантаження
Струм спрацьовування захисту:
де Iном - номінальний струм двигуна;
k н - коефіцієнт надійності;
kв коефіцієнт повернення.
Час спрацювання становить tсз = (10 ... 15) с.
4. Захист електродвигунів від зниження напруги
Захист від втрати харчування встановлюється для запобігання ушкоджень в електродвигунах, загальмувалися в результаті короткочасного або тривалого зниження напруги, при відновленні харчування, а також для забезпечення вимог техніки безпеки та умов технологічного процесу.
Відключення електродвигунів при зникненні напруги-ня забезпечується установкою одного реле мінімального на-напруги, включеного на лінійну напругу.
Захист з одним реле напруги (рисунок 10) надійно реаг-рует на трифазні к. З. Однак при двофазних к. З. захист з одним реле діє тільки при к. з. між фазами, на кото-які включено реле, що є істотним недоліком.
Для забезпечення роботи захисту при всіх випадках двох-фазного к. З. іноді застосовується трифазна схема, показана на малюнку 11. Цю схему застосовують у мережах, де мож-ли тривалий відключити-ня, що супроводжується зниженням напруги ні-же 70%.
Істотним недостат-ком захисту мінімальної напруги є можливість її неправильної роботи в разі обриву ланцюгів напруги, найчастіше виникає при перегорання запобіжників в цих ланцюгах. Тому трифазна захист мінімальної напруги може бути застосована лише для невідповідальних електродвигунів.
Малюнок 10 - Захист від пониження напруги з одним реле
Щоб уникнути помилкового відключення електродвигунів при обриві ланцюга напруги в відповідальних установках застосовуються схеми з двома комплектами реле напруги, включеними на різні трансформатори напруги.
Контакти реле обох комплектів з'єднуються послідовно, тому при порушенні ланцюга, що живить один комплект реле, захист не може подати імпульс на відключення двигунів [1].
Малюнок 11 - Трифазна захист мінімальної напруги
В цьому розділі дипломного проекту розглянута загальна характеристика релейного захисту, в яку входять такі питання як: призначення релейного захисту, основні вимоги до релейного захисту, структура релейного захисту та використовувана інформація, основні органи релейного захисту. реле і їх класифікація, захист електродвигунів.