Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Защита — электродвигатель — постоянный ток
Защита электродвигателей постоянного тока от перегрузок должна выполняться в одном полюсе. [1]
Для защиты электродвигателей постоянного тока , а также асинхронных двигателей с фазным ротором при пусковых токах, не превышающих двух — трехкратного значения номинального, автоматы с кратностью отсечки 7 — 14 по отношению к номинальному току расцепителя не рекомендуется применять. При защите двигателей с короткозамкнутым ротором номинальный ток расцепителя автомата должен быть таким, чтобы каталожное значение тока отсечки автомата было не менее чем в 1 5 раза больше пускового тока двигателя. В силовой цепи двигателя, имеющего дополнительную защиту от перегрузки в виде теплового реле, для регулирования уставки последнего в обе стороны и исключения ложного срабатывания автомата от перегрузки номинальный ток комбинированного расцепителя должен не менее чем на одну ступень превышать номинальный ток теплового элемента реле. [2]
Для защиты электродвигателей постоянного тока от перегрузок применяют реле максимального тока и другие реле, обеспечивающие более надежную защиту, чем плавкие предохранители. [4]
Полуавтоматические пускатели типа КР предназначены для дистанционного пуска, остановки и защиты электродвигателей постоянного тока . Изготовляются они на ПО и 220 в постоянного тока. [5]
Реле РЭ-60 применяется в качестве реле напряжения и реле тока в цепях постоянного тока в основном для защиты электродвигателей постоянного тока от обрыва обмотки возбуждения. [6]
Защита электродвигателей постоянного тока от коротких замыканий, перегрузок и понижений напряжения осуществляется аналогично соответствующим защитам асинхронных двигателей. [7]
Защита электродвигателей постоянного тока от коротких замыканий, перегрузок и понижений напряжения осуществляется аналогично соответствующим защитам асинхронных двигателей. Так как коэффициент возврата контакторов постоянного тока очень низок ( feB ( ОДч-015), то контактор К. [8]
Защита электродвигателей от токов короткого замыкания осуществляется плавкими предохранителями. Для защиты электродвигателей постоянного тока и асинхронных электродвигателей с фазным ротором плавкую вставку предохранителя выбирают на номинальный ток электродвигателя, для защиты асинхронных электродвигателей плавкую вставку выбирают на ток в 2 — 2 5 раза меньше пускового тока. Для защиты электродвигателей используют также установочные автоматы, расцепители которых выбирают на номинальный ток электродвигателя. Автоматы имеют максимальные и тепловые расцепители и отключают сразу все три фазы питающей линии. [9]
Они предназначены для защиты электродвигателей постоянного тока , управляемых кулачковыми контакторами. [10]
Источник
Выбор типа защиты электродвигателей
В процессе эксплуатации различных электроустановок возникают аварийные режимы. Основные из них — короткие замыкания, технологические перегрузки, неполнофазные режимы, заклинивание ротора электрической машины.
Аварийные режимы работы электродвигателей
Под коротким замыканием понимается режим, когда ток перегрузки превышает номинальный в несколько раз. Перегрузочный режим характеризуется превышением тока в 1,5 — 1,8 раза. Технологические перегрузки приводят к увеличению температуры обмоток электродвигателя выше допустимой, постепенному разрушению ее и выходу из строя.
Неполнофазный режим (потеря фазы) возникает в случае перегорания предохранителя в фазе, обрыва провода, нарушения контакта. При этом происходит перераспределение токов, по обмоткам электродвигателя начинают протекать повышенные токи, не исключается остановка механизма и выход электрической машины из строя. Наиболее чувствительны к неполнофазным режимам электродвигатели малой и средней мощности, т. е., которые наиболее часто используются в промышленности и сельском хозяйстве.
Заклинивание ротора электрической машины может возникнуть при разрушении подшипника, заклинивании рабочей машины. Это наиболее тяжелый режим. Скорость нарастания температуры обмотки статора достигает 7 — 10 °С в секунду, через 10 — 15 с температура двигателя выходит за допустимые пределы. Наиболее опасен такой режим для двигателей малой и средней мощности.
Наибольшее количество аварийных выходов из строя электродвигателей обусловлено технологическими перегрузками, заклиниванием, разрушением подшипникового узла . До 15 % отказов происходит из-за обрыва фаз и возникновения недопустимой несимметрии напряжений.
Виды электрических аппаратов для защиты электродвигателей
Для защиты электрооборудования от аварийных режимов серийно выпускаются автоматические выключатели, предохранители, тепловые реле, устройства встроенной температурной защиты, фазочувствительная защита и другие аппараты.
При выборе типа защиты учитываются конкретные условия эксплуатации, быстродействие, надежность, удобство эксплуатации, экономические показатели.
В электроустановках до 1000 В защита от коротких замыканий обычно осуществляется плавкими предохранителями или электромагнитными расцепителями максимального тока, встроенными в автоматические выключатели .
Помимо этого, защита от коротких замыканий электродвигателей может осуществляться токовым реле , включенным в одну из фаз статора непосредственно или через трансформатор тока и реле времени.
Защиту от перегрузок подразделяют на два типа: защиту прямого действия, реагирующую на превышение тока, и защиту косвенного действия, реагирующую на превышение температуры. Наиболее распространенным типом токовой защиты, используемой для защиты электродвигателей от перегрузок (в том числе и от заклинивания), являются тепловые релеле . Они выпускаются серии ТРН, ТРП, РТТ, РТЛ. Трехфазные тепловые реле РТТ и РТЛ защищают также от обрыва фазы.
Фазочувствительная защита (ФУЗ) защищает от обрыва фазы, заклинивания механизма, коротких замыканий, пониженного сопротивления изоляции электродвигателя.
Защита от перегрузок и заклинивания механизма может осуществляться также с помощью специальных предохранительных муфт . Указанный тип защиты используется на прессовом оборудовании. Для защиты от обрыва фаз серийно выпускаются реле обрыва фаз типа Е-511, ЕЛ-8, ЕЛ-10, современные электронные и микропроцессорные реле.
К защите косвенного действия относится и встроенная температурная защита УВТЗ , реагирующая не на значение тока, а на температуру обмотки электродвигателя, независимо от причины, вызвавшей нагрев. В настоящее время, для этих целей все чаще используются современные электронные и микропроцессорные тепловые реле, реагирующие на изменение сопротивления встроенных в обмотку статора электродвигателя терморезисторов.
Порядок выбора типа защиты для электродвигателей
При выборе типа защиты необходимо руководствоваться следующими положениями:
наиболее ответственные электроприемники, отказ в работе которых может привести к большому ущербу, подверженные систематическому загрязнению, или работающие в условиях повышенной температуры, а также с резкопеременной нагрузкой (дробилки, пилорамы, измельчители кормов) целесообразно защищать встроенной температурной защитой и автоматическими выключателями или предохранителями.
Защита маломощных электродвигателей (до 1,1 кВт), которые обслуживаются высококвалифицированным персоналом, может осуществляться тепловыми реле и предохранителями.
Защиту электродвигателей средней мощности (более 1,1 кВт), работающих без обслуживающего персонала, рекомендуется защищать фазочувствительными устройствами.
Указанные рекомендации основываются на результатах анализа работы аппаратов защиты в условиях аварийных режимов. При этом установлены следующие особенности функционирования защитных устройств.
При небольших перегрузках и длительных режимах работы надежно работают тепловые реле, фазочувствительная защита, встроенная температурная защита. Выбор предпочтительного аппарата в этом случае необходимо производить с учетом экономических показателей. При переменных нагрузках с периодом колебаний нагрузки, соизмеримым с постоянной нагрева двигателя, тепловые реле действуют ненадежно и следует применять встроенную температурную защиту или фазочувствительную защиту. При случайных нагрузках большей надежностью обладают защитные устройства, действующие в функции температуры, а не тока.
При включении электропривода в неполнофазную сеть по его обмоткам проходит ток, близкий к пусковому, и защитные аппараты срабатывают надежно. Но если обрыв фазы произошел после включения электродвигателя, то сила тока зависит от нагрузки. Тепловые реле в этом случае обладают значительной зоной нечувствительности и лучше применять фазочувствительную защиту и встроенную температурную защиту.
При затяжных пусках применение тепловых реле нежелательно. Если пуск осуществляется при пониженном напряжении, тепловое реле может ложно отключить электродвигатель.
При заклинивании ротора электродвигателя или рабочей машины ток в его обмотках в 5 — 6 раз превышает номинальный. Тепловые реле в этой ситуации должны в течение 1 — 2 с отключить электродвигатель. Однако температурная защита при перегрузках по току в 1,6 раза и выше имеет большую динамическую погрешность, поэтому электродвигатель может быть не отключен, возникнет недопустимый перегрев обмоток и резкое сокращение срока службы электрической машины. Тепловые реле и встроенная температурная защита при больших перегрузках работают с низкой эффективностью. Лучше в таких ситуациях использовать фазочувствительную защиту.
При применении современных тепловых реле РТТ и РТЛ частота отказов электрооборудования значительно ниже, чем при использовании реле типа ТРН, ТРП и в ряде случаев сравнима с частотой отказов при установке встроенной температурной защиты.
В настоящее время, для защиты особо важных электродвигателей применение находят современные универсальные микропроцессорные устройства защиты , совмещающие в себе все типы защиты и имеющие возможность гибкой настройки параметров срабатывания.
Область применения различных устройств защиты зависит от числа выходов электрооборудования из строя, размеров технологического ущерба при отключении, затрат на приобретение аппаратуры защиты. Для выбора предпочтительного варианта необходимо технико-экономическое сравнение.
Источник
Виды защит электродвигателей
Март 20th, 2012 
Рубрика: Релейная защита и автоматика, Электролаборатория
Добрый день, уважаемые гости сайта http://zametkielectrika.ru.
Продолжаем серию статей о защите электродвигателей.
И сегодня мы рассмотрим с Вами основные виды защит электродвигателей.
Основные виды защит электродвигателей
1. Защита электродвигателей от коротких замыканий
Чаще всего междуфазное короткое замыкание возникает в обмотке статора электрической машины, что приводит к масштабным ее разрушениям.
Также во время междуфазного короткого замыкания снижается напряжение сети, что сказывается и на работу остальных электроприемников.
Защита электродвигателей от междуфазных повреждений (коротких замыканий) — является основной и обязательной.
С данной защитой я познакомлю Вас более подробно в статье защита электродвигателей от коротких замыканий.
2. Защита электродвигателей от замыкания на землю
Следующим видом защиты электродвигателей является защита от замыкания на землю.
Т.к. электродвигатели получают питание от сети с изолированной нейтралью, то однофазные замыкания на землю обмотки статора электрической машины являются не очень опасными.
Выполняется эта защита в том случае, когда токи замыкания на землю превышает более 5 (А).
Более подробно об этом виде защиты мы поговорим с Вами в статье защита электродвигателей от замыкания на землю.
3. Защита электродвигателей от перегрузки
Защита электродвигателей от перегрузки — это самый распространенный вид защиты электродвигателей, потому как перегрузка по току чаще всего возникает во время эксплуатации электрической машины.
Об этом читайте в статье защита электродвигателей от перегрузки.
В зависимости от условий работы, эксплуатации и обслуживания электродвигателей, защита от перегрузки выполняется с действием:
- на сигнал оперативному персоналу
- на отключение от питающей сети, путем отключения коммутационных аппаратов, питающих электродвигатель
- на снижение нагрузки с вала двигателя
4. Защита минимального напряжения
Еще один вид защиты электродвигателей, который мы рассмотрим — это защита минимального напряжения.
Иногда по условиям технологического процесса, а также для ограничения токов, возникающих при самозапуске асинхронных двигателей, применяют защиту минимального напряжения, которая действует на отключение малоответственных электродвигателей от питающей сети.
Мы с Вами рассмотрели основные виды защит электродвигателей.
И еще, можете прочитать статью про расчет защиты электродвигателя. В этой статье я рассказал про историю, которая произошла со мной в будничные дни моей работы.
P.S. Более подробно о каждом виде защиты будет посвящена отдельная статья с изображением схем и объяснения принципа исполнения защиты.
Немного отдохнем и посмотрим видео, как классно танцуют…
Источник
Способы защиты электродвигателей
Верный признак того, что с двигателем происходит что-то неладное — значительное повышение температуры корпуса. Причины перегрева могут быть разные:
- выход за пределы параметров питающего напряжения
- неправильное подключение схемы питания
- электрическая неисправность двигателя
- механическая неисправность двигателя
- перегрузка электродвигателя со стороны нагрузки
- несоответствие условий окружающей среды
Рассмотрим различные способы защиты электродвигателя от перегрева и связанного с ним понижения механической мощности.
Защита от перегрузки
Перегрузка приводит к повышению тока обмоток. Если ток превысит номинальное значение для данного двигателя и условий работы, привод начнет перегреваться.
Для защиты от перегрузки по току используют тепловые реле и автоматы защиты. Настройка защитного устройства должна проводиться в соответствии с номинальным током двигателя. Если в нормальном режиме двигатель работает на мощности ниже номинальной, уставку теплового реле или автомата защиты целесообразно понизить, измерив рабочий ток привода.
Защита от короткого замыкания
Короткое замыкание (КЗ) может произойти не только в обмотке двигателя, но также в коробке с клеммами, в питающем кабеле или пусковой схеме. По этой причине целесообразно устанавливать защиту от КЗ на вводе питания пускателя. Обычно применяют предохранители и защитные автоматы, причем трехполюсные автоматы предпочтительнее, поскольку в случае аварии они полностью отключают питание от электродвигателя — при коротком замыкании срабатывает электромагнитный расцепитель.
Выход за пределы параметров питающего напряжения
Согласно ГОСТ 28173, электродвигатели могут эксплуатироваться при отклонении напряжения ±5% или отклонении частоты ±2%. При выходе за эти диапазоны мощность двигателя окажется ниже номинальной, поскольку температура обмоток статора может быть слишком высока.
Уровень напряжения контролируется с помощью реле контроля фаз, которые могут отключать двигатель в случае выхода напряжения по любой из фаз за установленные пределы. Дополнительные функции реле – контроль обрыва, чередования и асимметрии фаз.
Существуют также специализированные реле защиты двигателя, которые могут контролировать множество других параметров – перегруз или недогруз двигателя, асимметрию токов, перегрев и др.
Особенности защиты при питании двигателя через преобразователь частоты, где напряжение и частота значительно отклоняются от номинала, будут рассмотрены ниже.
Защита от перегрева
Источник перегрева может находиться в обмотке статора, в роторе, подшипниках, в месте электрического подключения. Во всех перечисленных случаях тепловая энергия выделяется на корпусе электродвигателя. Как правило, источником нагрева является обмотка, поэтому температурные датчики обычно устанавливают около нее, в лобовой части двигателя, которая меньше всего охлаждается вентилятором обдува.
В качестве датчиков используют полупроводниковые PTC терморезисторы (термисторы или позисторы). Термисторная защита наиболее эффективна, поскольку реагирует на все возможные причины возникновения перегрева — заклинивание подшипников или нагрузки (быстрое нагревание), перегрузка, обрыв фазы или плохое охлаждение (медленное нагревание).
Стандартное сопротивление позистора при температуре +25°С должно быть не более 300 Ом. При повышении температуры до пороговой сопротивление резко возрастает до значений более 2 кОм.
Если электродвигатель расположен в ответственном месте, целесообразно установить несколько датчиков внутри него и на корпусе с целью постоянного мониторинга и быстрого реагирования на внештатные ситуации.
Для защиты от перегрева корпуса очень важно обеспечить правильную работу воздушного охлаждения. В системе охлаждения используется вентилятор обдува, крыльчатка которого насажена на вал электродвигателя. Эффективность обдува снижается с повышением температуры окружающей среды. Рабочая мощность двигателя может быть равна номинальной при температуре среды не выше 40°С.
При повышении температуры воздуха мощность на валу должна быть снижена, иначе двигатель начнет перегреваться. Так, при температуре окружающей среды +60°С мощность не должна превышать 82% от номинала.
На перегрев двигателя также влияет высота его установки над уровнем моря. Это связано с меньшей эффективностью отбора тепла воздушным потоком на больших высотах. Например, если на высотах до 1000 м рабочая мощность может быть равна номинальной, то на высоте 4000 м мощность необходимо снизить до 80%.
На большой высоте и при высокой температуре окружающей среды можно не понижать механическую мощность , если обеспечить принудительное интенсивное охлаждение. Более того, при интенсивном охлаждении и нормальных условиях работы можно добиться мощности выше номинала. В таких случаях нужно уделить особое внимание мониторингу температуры двигателя.
Защита двигателя при использовании частотного преобразователя
Преобразователь частоты – это электронное устройство, способное реализовать программно или аппаратно различные виды защиты.
Частотный преобразователь позволяет изменять скорость вращения вала. При этом изменяется не только частота питающего напряжения, но и величина напряжения. Важно правильно устанавливать рабочие точки на вольт-частотной характеристике двигателя.
В частном случае отношение напряжения к частоте является константой. Однако, исходя из принципов и задач регулирования, можно менять это отношение, изменяя форму кривой регулирования. Например, из-за понижения момента на низких частотах прибегают к увеличению минимального выходного напряжения, что, при злоупотреблении, может привести к перегреву.
При работе двигателя от частотного преобразователя, когда скорость вращения может быть гораздо меньше номинала, необходимо устанавливать принудительное независимое воздушное охлаждение.
Источник