Видове електрическа защита на асинхронни електродвигатели

Защита на асинхронни електродвигатели

Трифазни AC асинхронни двигатели с напрежение до 500 V при мощности от 0,05 до 350 — 400 kW са най -често срещаният тип електродвигатели.

Надеждната и непрекъсната работа на електродвигателите се осигурява преди всичко чрез правилния им избор по отношение на номиналната мощност, начина на работа и формата на изпълнение. Не по -малко значение има спазването на необходимите изисквания и правила при съставянето електрическа верига, избор на управляващо оборудване, проводници и кабели, монтаж и работа на електрическото задвижване.

Аварийни режими на работа на електродвигатели

Дори за правилно проектирани и експлоатирани електрически задвижвания, по време на тяхната работа винаги съществува възможност за възникване на режими, аварийни или ненормални за двигател и друго електрическо оборудване.

Аварийните режими включват:

1) многофазни (три- и двуфазни) и еднофазни къси съединения в намотки електрически мотор; многофазни къси съединения в клемната кутия електродвигателя и във външната захранваща верига (в проводници и кабели, върху контактите на превключващи устройства, в кутии за съпротивление); фазови къси съединения към корпуса или неутрален проводник вътре двигател или във външна верига — в мрежи със заземен неутрал; къси съединения в управляващата верига; къси съединения между завоите на намотката мотор (вериги на завъртане).

Късите съединения са най -опасните аварийни състояния в електрическите инсталации. В повечето случаи те възникват поради повреда или припокриване на изолацията. Токовете на късо съединение понякога достигат стойности, които са десетки и стотици пъти по-високи от стойностите на токовете при нормален режим, а техният топлинен ефект и динамичните сили, на които са подложени частите под напрежение, могат да доведат до повреда на цялата електрическа инсталация ;

2) термично претоварване на електродвигателя поради преминаването на увеличени токове през намотките си: когато работният механизъм е претоварен поради технологични причини, особено тежки условия на стартиране двигател под товар или заседнал, продължително намаляване на мрежовото напрежение, загуба на една от фазите на външната захранваща верига или прекъсване на проводника в намотката двигател, механични повреди в двигателя или работния механизъм, както и термични претоварвания с влошени условия на охлаждане двигател.

Топлинните претоварвания причиняват преди всичко ускорено стареене и разрушаване на изолацията двигател, което води до късо съединение, тоест до сериозна авария и преждевременно излизане повреда на двигателя.

Видове защита за асинхронни електродвигатели

Да се предпазва двигателя от повреда в случай на нарушаване на нормалните условия на работа, както и своевременно изключване на дефектния двигател от мрежата, предотвратяване или ограничаване по този начин развитието на авария, се предвиждат защитни мерки.

Основното и най -ефективно средство е електрическата защита на двигателите, извършена в съответствие с «Правила за изграждане на електрически инсталации» (PUE).

В зависимост от естеството на възможните повреди и анормалните режими на работа, има няколко основни най -често срещани видове електрическа защита на асинхронни двигатели.

Защита на асинхронните двигатели от късо съединение

Защитата от късо съединение изключва двигателя, когато се появят токове на късо съединение в неговата силова (основна) верига или в управляващата верига.

Устройствата, които осигуряват защита срещу късо съединение (предпазители, електромагнитни релета, прекъсвачи с електромагнитно освобождаване) действат почти незабавно, тоест без забавяне във времето.

Защита от претоварване на асинхронни двигатели

Защитата от претоварване предпазва двигателя от недопустимо прегряване, особено дори при относително малки, но дългосрочни термични претоварвания. Защитата от претоварване трябва да се използва само за електрически двигатели на тези работни механизми, при които са възможни необичайни увеличения на натоварването в случай на нарушения на работния процес.

Устройства за защита от претоварване (температура и термични релета, електромагнитни релета, автоматични превключватели с термично освобождаване или с часовников механизъм) когато възникне претоварване, те изключват двигателя с известно закъснение, колкото по -голямо, толкова по -малко е претоварването, а в някои случаи със значителни претоварвания, и незабавно.

Защита на асинхронни електродвигатели от недостиг или изчезване напрежения

Защитата срещу ниско или ниско напрежение (нулева защита) се извършва с помощта на едно или повече електромагнитни устройства, действа при изключване двигателят в случай на прекъсване на захранването или когато мрежовото напрежение падне под зададената стойност и предпазва двигателя от спонтанно включване след елиминиране на прекъсването на захранването или възстановяване на нормалното мрежово напрежение.

Специална защита на асинхронни електродвигатели срещу работа на две фази предпазва двигателя от прегряване, както и от «преобръщане», тоест спиране под ток поради намаляване на въртящия момент, развит от двигателя, когато една от фазите на главната верига е прекъсната. Защитата действа при задействане двигател.

Термичните и електромагнитните релета се използват като защитни устройства. Във втория случай защитата може да няма забавяне във времето.

Други видове електрическа защита на асинхронни двигатели

Има някои други, по-рядко срещани видове защита (срещу пренапрежение, еднофазни земни повреди в мрежи с изолирана неутрала, увеличаване на скоростта на въртене на задвижването и т.н.).

Електрически устройства, използвани за защита на електродвигатели

Устройствата за електрическа защита могат да прилагат един или няколко вида защита едновременно. Например, някои прекъсвачи осигуряват защита от късо съединение и претоварване. Някои от защитните устройства, например предпазители, са устройства с едно действие и изискват подмяна или презареждане след всяко задействане, други, като електромагнитни и термични релета, са устройства с много действие. Последните се различават по начина на връщане в състояние на готовност за устройства със самонастройка и с ръчно нулиране.

Избор на вида електрическа защита на асинхронни електродвигатели

Изборът на един или друг вид защита или няколко едновременно се прави във всеки конкретен случай, като се взема предвид степента на отговорност на задвижването, неговата мощност, условия на работа и процедура за поддръжка (присъствие или отсъствие на постоянен персонал по поддръжката) .

Анализът на данните за аварийността на електрическото оборудване в цеха, на строителната площадка, в цеха и др., Разкривайки най -често повтарящите се нарушения на нормалната работа на двигателите и технологичното оборудване, може да бъде от голяма полза. Винаги трябва да се стремите да гарантирате, че защитата е възможно най -проста и надеждна при работа.

Всеки двигател, независимо от неговата мощност и напрежение, трябва да бъде защитен от късо съединение. Тук трябва да се имат предвид следните обстоятелства. От една страна, защитата трябва да се деактивира от пусковия и спирачния ток на двигателя, които могат да бъдат 5-10 пъти по-високи от номиналния му ток. От друга страна, в редица случаи на къси съединения, например при завойни вериги, къси съединения между фази в близост до нулевата точка на намотката на статора, къси съединения към кутията вътре в двигателя и т.н., защитата трябва да работи при токове по -ниски от началния ток.

Трудно е да се изпълнят тези противоречиви изисквания едновременно с прости и евтини средства за защита. Следователно защитната система на асинхронни двигатели с ниско напрежение е изградена при умишленото допускане, че при някои от гореспоменатите повреди в двигателя, последният не се изключва от защитата веднага, а само по време на развитието на тези повреди, след като токът, консумиран от двигателя от мрежата, се е увеличил значително.

Едно от най -важните изисквания към устройствата за защита на двигателя — ясното му действие при аварийни и ненормални режими на работа на двигателите и в същото време недопустимостта на фалшиви аларми. Следователно защитните устройства трябва да бъдат правилно подбрани и внимателно настроени.