Typer av elektriskt skydd av asynkrona elmotorer

Skydd av asynkrona elmotorer

Trefasiga AC-asynkronmotorer med en spänning på upp till 500 V vid effekter från 0,05 till 350 — 400 kW är den vanligaste typen av elmotorer.

Den tillförlitliga och oavbrutna driften av elmotorer säkerställs framför allt genom deras korrekta val vad gäller nominell effekt, driftsätt och utförande. Inte mindre viktigt är efterlevnaden av de nödvändiga kraven och reglerna när du komponerar en elektrisk krets, väljer styrutrustning, ledningar och kablar, installation och drift av den elektriska enheten.

Nödlägen för drift av elmotorer

Även för korrekt designade och manövrerade elektriska enheter, under deras drift finns det alltid möjligheten att nödlägen eller onormala lägen för motor och annan elektrisk utrustning inträffar.

Nödlägen inkluderar:

1) flerfasiga (tre- och tvåfasiga) och enfasiga kortslutningar i lindningar av en elektrisk motor; flerfas kortslutning i elmotorns anslutningslådan och i den externa strömkretsen (i ledningar och kablar, på kontakterna på omkopplingsanordningar, i motståndslådor); faskortslutningar till huset eller neutraltråden inuti motorn eller i en extern krets - i nätverk med jordad neutral; kortslutningar i styrkretsen; kortslutningar mellan varven på motorlindningen (varvkretsar).

Kortslutningar är de farligaste nödsituationerna i elektriska installationer. I de flesta fall uppstår de på grund av isoleringsskador eller överlappning. Kortslutningsströmmar når ibland värden som är tiotals och hundratals gånger högre än värdena för strömmarna i normalt läge, och deras termiska effekt och de dynamiska krafter som spänningsförande delar utsätts för kan leda till fel på hela elinstallationen ;

2) termisk överbelastning av elmotorn på grund av passage av ökade strömmar genom dess lindningar: när arbetsmekanismen är överbelastad av tekniska skäl, särskilt svåra startförhållanden, motor under belastning eller stannat, långvarig minskning av nätspänningen, förlust av en av faserna i den externa strömförsörjningskretsen eller trådbrott i motorlindningen, mekanisk skada i motorn eller manövermekanismen och termiska överbelastningar med försämrade motorkylningsförhållanden.

Termiska överbelastningar orsakar i första hand accelererad åldring och förstörelse av motorns isolering, vilket leder till en kortslutning, det vill säga till en allvarlig olycka och för tidigt fel på motorn.

Typer av skydd för asynkrona elmotorer

Skyddsåtgärder tillhandahålls för att skydda motorn från skador i händelse av brott mot normala driftsförhållanden, såväl som snabb frånkoppling av den defekta motorn från nätverket, vilket förhindrar eller begränsar utvecklingen av en olycka.

Det huvudsakliga och mest effektiva medlet är det elektriska skyddet av motorerna, utfört i enlighet med «Regler för konstruktion av elektriska installationer» (PUE).

Beroende på typen av möjliga fel och onormala driftlägen finns det flera grundläggande vanligaste typer av elektriskt skydd för asynkronmotorer.

Skydd av asynkronmotorer från kortslutning

Kortslutningsskydd stänger av motorn när kortslutningsströmmar uppstår i dess ström (huvud)krets eller i styrkretsen.

Enheter som ger skydd mot kortslutning (säkringar, elektromagnetiska reläer, strömbrytare med elektromagnetisk utlösning) agerar nästan omedelbart, det vill säga utan tidsfördröjning.

Överbelastningsskydd av asynkronmotorer

Överbelastningsskydd skyddar motorn från oacceptabel överhettning, särskilt även med relativt små men långvariga termiska överbelastningar. Överbelastningsskydd bör endast användas för elmotorer med dessa manövermekanismer där onormala ökningar av belastningen är möjliga i händelse av driftstörningar.

Överbelastningsskyddsanordningar (temperatur och termiska reläer, elektromagnetiska reläer, automatiska omkopplare med termisk frigöring eller med en klockmekanism) när en överbelastning uppstår, stänger de av motorn med en viss fördröjning, desto större desto mindre överbelastning, och i vissa fall med betydande överbelastning, och omedelbart.

Skydd av asynkrona elektriska motorer från brist eller försvinnande av spänningar

Skydd mot låg- eller lågspänning (nollskydd) utförs med hjälp av en eller flera elektromagnetiska enheter, det verkar när motorn stängs av vid strömavbrott eller när nätspänningen sjunker under inställt värde och skyddar motorn från att spontant slås på efter eliminering av avbrott i strömförsörjningen eller återställande av normal nätspänning.

Särskilt skydd av asynkrona elektriska motorer mot tvåfasdrift skyddar motorn från överhettning, såväl som från "rollover", det vill säga att stanna under ström på grund av en minskning av vridmomentet som utvecklas av motorn när en av faserna i huvudledningen kretsen är avbruten. Skyddet fungerar när motorn startas.

Termiska och elektromagnetiska reläer används som skyddsanordningar. I det andra fallet får skyddet inte ha någon tidsfördröjning.

Andra typer av elektriskt skydd av asynkronmotorer

Det finns några andra, mindre vanliga typer av skydd (mot överspänning, enfas jordfel i nätverk med en isolerad noll, ökning av frekvensomriktarens rotationshastighet, etc.).

Elektriska apparater som används för att skydda elmotorer

Elektriska skyddsanordningar kan tillämpa en eller flera typer av skydd samtidigt. Till exempel ger vissa brytare kortslutnings- och överbelastningsskydd. Vissa av säkerhetsanordningarna, till exempel säkringar, är enkelverkande enheter och kräver utbyte eller laddning efter varje aktivering, andra, såsom elektromagnetiska och termiska reläer, är flerverkande enheter. De senare skiljer sig åt i sättet de återgår till standby för självinställning och manuell återställningsenheter.

Val av typ av elektriskt skydd för asynkrona elmotorer

Valet av en eller annan typ av skydd eller flera samtidigt görs i varje specifikt fall, med hänsyn tagen till graden av ansvar för frekvensomriktaren, dess effekt, driftsförhållanden och underhållsprocedur (närvaro eller frånvaro av permanent underhållspersonal) .

Analysen av data om olycksfrekvensen för elektrisk utrustning i verkstaden, på byggarbetsplatsen, i verkstaden etc., som avslöjar de mest frekvent upprepade överträdelserna av den normala driften av motorer och teknisk utrustning, kan vara till stor nytta. Du bör alltid sträva efter att säkerställa att skyddet är så enkelt och pålitligt som möjligt i drift.

Alla motorer, oavsett dess effekt och spänning, måste skyddas mot kortslutning. Följande omständigheter bör beaktas här. Å ena sidan måste skyddet inaktiveras av motorns start- och bromsströmmar, som kan vara 5-10 gånger högre än dess märkström.Å andra sidan, i ett antal kortslutningsfall, till exempel i lindningskretsar, kortslutningar mellan faser nära statorlindningens nollpunkt, kortslutningar till lådan inuti motorn etc., måste skyddet å andra sidan arbeta vid strömmar på -låg från startström.

Det är svårt att möta dessa motstridiga krav samtidigt med enkla och billiga lösningar. Därför är skyddssystemet för asynkrona lågspänningsmotorer byggt på det avsiktliga antagandet att med några av de ovan nämnda felen i motorn, kopplas den senare inte bort från skyddet omedelbart, utan endast under utvecklingen av dessa fel, efter strömmen som förbrukas av motorn från nätverket har ökat avsevärt.

Ett av de viktigaste kraven för motorskyddsanordningar — dess tydliga verkan i nödläge och onormala motordriftslägen och samtidigt otillåtligheten av falska larm. Därför måste skyddsanordningar väljas korrekt och noggrant justeras.