Види електричного захисту асинхронних електродвигунів

Захист асинхронних електродвигунів

Асинхронні двигуни трифазного змінного струму напругою до 500 в при потужностях від 0,05 до 350
- 400 кВт є найбільш поширеним видом електродвигунів.

Надійна і безперебійна робота електродвигунів забезпечується спочатку відповідним вибором їх за номінальною потужності, режиму роботи і формі виконання.
Не менше значення має також дотримання необхідних вимог і правил при складанні
електронної схеми, виборі пускорегулювальної апаратури, проводів і кабелів, монтажі та експлуатації електроприводу.

Аварійні режими роботи електродвигунів

Навіть для вірно спроектованих і експлуатованих електроприводів при їх роботі завжди залишається можливість виникнення режимів, аварійних або ненормальних для
мотора і іншого електричного обладнання.

До аварійних режимів належать:

1) багатофазні (трьох- і двофазні) і однофазних короткі замикання в обмотках
електродвігателя- багатофазні короткі замикання в вивідний коробці
електродвигуна і у зовнішній силовий ланцюга (в проводах і кабелях, на контактах комутаційних апаратів, в ящиках опорів) - короткі замикання фази на корпус або нульовий провід всередині
двигуна або у зовнішній ланцюга - в мережах
ззаземленою нейтралью- короткі замикання в ланцюзі управління-недовгі замикання між витками обмотки
мотора (виткові замикання).

Короткі замикання є більш небезпечними аварійними режимами в електроустановках. У більшості випадків вони з`являються через пробою або перекриття ізоляції. Токи короткого замикання час від часу домагаються величин, в 10-ки і сотки разів переважаючих значення струмів звичайного режиму, а їх термічний вплив і динамічні зусилля, яким піддаються струмопровідні частини, можуть привести до пошкодження всієї електроустановкі-

2) термічні перевантаження електродвигуна через проходження по його обмотках завищених струмів: при перевантаженнях робочого механізму з технологічних причин, особливо важких умовах запуску
мотора під навантаженням або його застопорення, тривалому зниженні напруги мережі, випаданні однієї з фаз зовнішньої силового ланцюга або обриві проводу в обмотці
мотора, механічних пошкодженнях в движку або робочому механізмі, також термічні перевантаження при погіршенні умов охолодження
мотора.

Термічні перевантаження викликають спочатку прискорене старіння і руйнування ізоляції
мотора, що призводить до маленьких замикань, т. е. до суворої аварії і дострокового виходу
мотора з ладу.

Види захисту асинхронних електродвигунів

Для того щоб захистити електродвигун від пошкоджень при порушенні нормальних умов роботи, також вчасно відключити несправний двигун від мережі, запобігши або обмеживши тим розвиток аварії, передбачаються засоби захисту.

Основним і найбільш дієвим засобом є електронний захист двигунів, виконувана відповідно до
«Правил улаштування електроустановок» (ПУЕ).

Залежно від характеру ймовірних пошкоджень і ненормальних режимів роботи розрізняють кілька головних найбільш поширених
видів електронного захисту асинхронних двигунів.

Захист асинхронних електродвигунів від коротких замикань

Захист від коротких замикань відключає движок при виникненні в його силовий (головної) ланцюга або в ланцюзі управління струмів короткого замикання.

Апарати, які здійснюють захист від коротких замикань (плавкі запобіжники, електричні реле, автоматичні вимикачі з електричним расцепителем), діють фактично одномоментно, т. Е. Без витримки часу.

Захист асинхронних електродвигунів від перевантаження

Захист від перевантаження захищає двигун від неприпустимого перегріву, а саме і при порівняно невеликих за величиною, але тривалих термічних перевантаженнях. Захист від перевантаження повинна застосовуватися тільки для
електродвигунів тих робочих пристроїв, у яких вірогідні ненормальні зростання навантаження при порушеннях робочого процесу.

Апарати захисту від перевантаження (температурні і термічні реле, електричні реле, автоматичні вимикачі з термічним расцепителем або з годинниковим механізмом) при появі перевантаження відключають двигун з певною витримкою часу, тим більшою, чим менше перевантаження, а в ряді випадків, при значних перевантаженнях, - і одномоментно.

Захист асинхронних електродвигунів від зниження або зникнення
напруги

Захист від зниження або зникнення напруги (нульовий захист) проводиться за допомогою 1-го або декількох електричних апаратів, діє на відключення
мотора при перерві харчування або зниженні напруги мережі нижче встановленого значення і захищає двигун від самовільного включення після ліквідації перерви харчування або відновлення нормального напруги мережі.

Особлива захист асинхронних електродвигунів від роботи на 2-ух фазах захищає двигун від перегріву, також від «перекидання», т. Е. Зупинки під струмом внаслідок зниження моменту, що розвивається двигуном, при обриві в одній з фаз головного ланцюга. Захист діє на відключення
мотора.

Як апаратів захисту використовуються як термічні, так і електричні реле. В останньому випадку захист може не мати витримки часу.

Інші види електронного захисту асинхронних електродвигунів

Є й деякі інші, рідше зустрічаються види захисту (від збільшення напруги, однофазних замикань на землю в мережах з ізольованою нейтраллю, прискорення обертання приводу і т. П.).

Електронні апарати, використовувані для захисту електродвигунів

Апарати електронного захисту можуть виробляти один або відразу декілька видів захистів. Так, деякі автоматичні вимикачі забезпечують захист від коротких замикань і від перевантаження.
Одні з апаратів захисту, наприклад плавкі запобіжники, є апаратами одноразового діяння і вимагають заміни або перезарядки після кожного спрацьовування, інші, такі як електричні та термічні реле, - апарати неодноразового діяння. Останні відрізняються за методом повернення в стан готовності на апарати з самоповерненням і з ручним поверненням.

Вибір виду електронного захисту асинхронних електродвигунів

Вибір того чи іншого виду захисту або декількох відразу робиться в кожному конкретному випадку з урахуванням ступеня відповідальності приводу, його потужності, критерій роботи і порядку обслуговування (наявності або відсутності постійного обслуговуючого персоналу).

Величезну користь може принести аналіз даних по аварійності електричного обладнання в цеху, на будівельному майданчику, в майстерні і т. П., Виявлення найбільш часто повторюваних порушень нормальної роботи двигунів і технологічного обладнання.
Завжди слід прагнути до того, щоб захист був по можливості звичайний і надійної в експлуатації.

Для кожного мотора незалежно від його потужності і напруги повинен бути передбачений захист від коротких замикань. Тут потрібно мати на увазі наступні події.
З одного боку, захист необхідно відбудувати від пускових і гальмівних струмів мотора, які можуть в 5-10 разів перевершувати його номінальний струм.
З іншого боку, в ряді випадків коротких замикань, наприклад при виткових замикань, замиканнях між фазами поблизу від нульової точки обмотки статора, замиканнях на корпус всередині мотора і т. П., Захист повинен спрацьовувати при токах, найменших пускового струму.

Одночасне виконання цих суперечливих вимог за допомогою звичайних і дешевих засобів захисту представляє великі труднощі. Тому система захисту низьковольтних асинхронних двигунів будується при свідомому допущенні, що при деяких зазначених вище пошкодженнях в движку останній відключається захистом не відразу, а тільки в процесі розвитку цих ушкоджень, після того як істотно зросте струм, споживаний двигуном з мережі.

Одне з важливих вимог до пристроїв захисту двигунів - точне дію її при аварійних і ненормальних режимах роботи двигунів і разом з тим неприпустимість помилкових спрацьовувань. Тому апарати захисту повинні бути чітко обрані і ретельно відрегульовані.