Более 90% двигателей, используемых в промышленности, являются асинхронными двигателями, потому что они дешевые, надежные и просты в обслуживании. Для мощных двигателей предпочтительно высокое напряжение, ведь оно позволит снизить эксплуатационные и текущие расходы.

Почему необходима защита электродвигателей?

Чтобы понять это, мы должны знать о расходах, связанных с отказом двигателя, т. е.

• Потери производства (себестоимость производства)
• Замена мотора (стоимость замены)
• Стоимость ремонта
• Стоимость человеко-часов из-за этой чрезвычайной ситуации

Основная функция защитного реле заключается в выявлении неисправностей и изолировании ее от здоровой части системы. Это позволит повысить надежность системы питания.

Для защиты двигателя, мы должны выявить различные причины неисправностей.

Различные причины отказа двигателей

• Тепловая нагрузка на обмотки
• Потеря фазы
• Замыкания на землю
• Короткое замыкание
• Блокирование ротора
• Количество горячих стартов
• Смятия подшипников

• Тепловая нагрузка на обмотки

Если двигатель работает непрерывно больше, чем его номинальная мощность, то будет происходить перегрев обмоток и изоляции. Впоследствии это приведет к ухудшению изоляции обмоток в результате чего может случиться отказ двигателя. Если напряжение меньше, чем установленное значение, то также будет происходить перегрев обмотки при номинальной нагрузке.

• Потеря фазы

Если запустить двигатель на нагрузку при потере одной фазы подаваемой в двигатель (в случае 3-фазного двигателя), то двигатель будет работать неустойчиво из-за не симметрии.

• Замыкания на землю

Замыкание на землю происходит если какая-либо часть обмотки соприкасается с землей. Если запустить двигатель, то это приведет к выходу его из строя.

• Короткое замыкание

Если есть контакт между двумя фазами трехфазной обмотки или между витками одной фазы, то это называется короткое замыкание.

• Заторможенный ротор

Если оборудование заклинило или вал двигателя не вращается свободно, то это называется заторможенным ротором. Если запустить мотор в таком состоянии, то он сгорит.

• Количество горячих стартов

Каждый двигатель рассчитан на определенное количество горячих запусков. Рассмотрим двигатель в рабочем состоянии, если мы остановим двигатель и сразу его запустим, то это называется горячим стартом. В зависимости от характеристик мотора ему надо дать определенное время для того, чтобы сбить температуру обмотки.

• Смятие подшипников

Если подшипник смят, то будет происходить затирание ротора о статор, в результате физического повреждения изоляции и обмоток. Отказа подшипника можно избежать путем контроля его температуры. Датчик температуры подшипник используется для мониторинга и отключения двигателя в случае нештатной ситуации.

Вся защита двигателя работает на основном токе двигателя. Реле защиты двигателя используется для зон высокого напряжения, имеющих следующие особенности:

• Защита от перегрева
• Защита от короткого замыкания
• Защита от потери фазы
• Защита от замыканий на землю
• Защита от блокировки ротора
• Защита на количество горячих стартов

Элементы защиты высоковольтных двигателей

Для установки реле необходим коэффициент полного тока нагрузки двигателя.

Установка различных элементов приведена ниже:

• Элемент короткого замыкания - Зона действия для этого элемента составляет от 1 до 5 раз пускового тока. Регулировка времени задержки также доступна. Задержка времени обычно составляет от 0,1 секунды.

• Элемент фазировки - этот элемент будет работать, если есть дисбаланс в трех фазах. Его также называют как балансированная защиты. Элемент устанавливается на 1/3-го пускового тока. Если он срабатывает во время запуска, то параметр будет изменен на 1/2 пускового тока.

• Защита от замыкания на землю - этот элемент измеряет ток на корпусе двигателя. Диапазон доступных настроек для этого элемента составляет от 0,02 до 2 раз первичного тока. Время задержки также доступно. Мы обычно устанавливаем на уровне 0,1 первичного тока с временной задержкой в 0,2 секунды. Если защита сработала во время запуска двигателя, то установка времени может быть повышена до 0,5 сек.

• Защита от блокировки ротора - диапазон для этого элемента составляет от 1 до 5 раз на полный ток нагрузки. Время задержки также доступно.

• Защита на количество горячих стартов - здесь обеспечивается количество запусков двигателя в определенное время.

Современные цифровые реле защиты высоковольтных двигателей имеют некоторые дополнительные функции, например, защиту от холостого хода двигателя и тепловую защиту.

Также можно подключить температурный датчик к реле, которой будет контролировать температуру подшипников и обмоток двигателя и отключать его, если будет превышено заданное значение.

.

• Назад
• Вперёд