6 die de motor beschermt tegen kortsluiting. Bescherming van elektrische motoren tegen nood- en abnormale modi

Overbelasting van de motor treedt op in de volgende gevallen:

Bij langdurige opstart of zelfstart;

vanwege technologische redenen en overbelasting van mechanismen;

Als gevolg van een breuk in één fase;

In geval van schade aan het mechanische deel van de elektromotor of het mechanisme, waardoor het koppel M s toeneemt en de elektromotor afremt.

Overbelastingen zijn stabiel en van korte duur. Voor de elektromotor zijn alleen stabiele overbelastingen gevaarlijk.

Een aanzienlijke toename van de motorstroom wordt ook verkregen in het geval van een fase-uitval, die bijvoorbeeld optreedt bij elektromotoren die zijn beveiligd met zekeringen, wanneer een ervan doorbrandt. Bij nominale belasting, afhankelijk van de parameters van de elektromotor, zal de toename van de statorstroom in het geval van een fase-uitval ongeveer (1,6 ÷ 2,5) I nom zijn. Deze overbelasting is duurzaam. Eveneens stabiel zijn overstromen veroorzaakt door mechanische schade aan de elektromotor of het daardoor geroteerde mechanisme en overbelasting van het mechanisme.

Het grootste gevaar van overstromen voor een elektromotor is de bijbehorende temperatuurstijging van afzonderlijke onderdelen en, in de eerste plaats, de wikkelingen. Een verhoging van de temperatuur versnelt de slijtage van de wikkelingsisolatie en verkort de levensduur van de motor.

Bij het beslissen over de installatie van overbelastingsbeveiliging op de elektromotor en de aard van zijn actie, laten ze zich leiden door de werkingsomstandigheden.

Op de elektromotoren van mechanismen die niet onderhevig zijn aan technologische overbelasting (bijvoorbeeld elektrische circulatiemotoren, voedingspompen, enz.) En die geen moeilijke start- of zelfstartomstandigheden hebben, is geen overbelastingsbeveiliging geïnstalleerd.

Op elektromotoren die onderhevig zijn aan technologische overbelasting (bijvoorbeeld elektromotoren van molens, brekers, baggerpompen, enz.), evenals op elektromotoren die niet zelfstartend kunnen zijn, moet een overbelastingsbeveiliging worden geïnstalleerd.

De overbelastingsbeveiliging wordt uitgevoerd met een uitschakelactie in het geval dat het zelfstarten van de elektromotoren niet is gegarandeerd of de technologische overbelasting niet uit het mechanisme kan worden verwijderd zonder de elektromotor te stoppen.

Bescherming tegen overbelasting van de motor wordt uitgevoerd met een actie op het lossen van het mechanisme of een signaal, als de technologische overbelasting automatisch of handmatig door personeel van het mechanisme kan worden verwijderd zonder het mechanisme te stoppen en de elektromotoren onder toezicht van personeel staan.

Op elektromotoren van mechanismen die zowel een overbelasting kunnen hebben die tijdens de werking van het mechanisme kan worden geëlimineerd, als een overbelasting die niet kan worden geëlimineerd zonder het mechanisme te stoppen, is het raadzaam om een overstroombeveiliging te voorzien met een kortere tijdvertraging voor het lossen van de mechanisme (indien mogelijk) en een langere vertragingstijd voor het uitschakelen van de elektromotor. Verantwoordelijke elektromotoren voor hulpbehoeften van energiecentrales staan onder constant toezicht van het dienstdoende personeel, daarom wordt hun bescherming tegen overbelasting voornamelijk uitgevoerd met de actie op het signaal.

Beveiliging met thermisch relais. Beter dan anderen kunnen een kenmerk bieden dat de overbelastingskarakteristiek van een elektromotor benadert, thermische relais die reageren op de hoeveelheid warmte die vrijkomt in de weerstand van het verwarmingselement.

Overbelastingsbeveiliging met stroomrelais. Om elektromotoren tegen overbelasting te beschermen, worden overstroombeveiligingen meestal gebruikt met behulp van stroomrelais met beperkte tijdvertragingskarakteristieken van het RT-80-type of overstroombeveiligingen gemaakt door een combinatie van momentane stroomrelais en tijdrelais.

Zowel AC- als DC-motoren hebben bescherming nodig tegen kortsluiting, thermische oververhitting en overbelasting veroorzaakt door noodsituaties of storingen in het technologische proces waarvan ze de energiecentrales zijn. Om dergelijke situaties te voorkomen, produceert de industrie verschillende soorten apparaten, die zowel afzonderlijk als in combinatie met andere middelen een motorbeveiligingseenheid vormen.

Manieren om elektromotoren te beschermen tegen overbelasting

Bovendien bevatten moderne circuits noodzakelijkerwijs elementen die zijn ontworpen om elektrische apparatuur volledig te beschermen in geval van stroomuitval van een of meer stroomfasen. In dergelijke systemen worden, om noodsituaties te elimineren en schade te minimaliseren wanneer ze zich voordoen, de maatregelen uitgevoerd die zijn voorzien in de "Electrical Installation Rules" (PUE).

Motoruitschakeling door huidig thermisch relais

Om het falen van asynchrone elektromotoren te voorkomen, die worden gebruikt in mechanismen, machines en andere apparatuur, waar het mogelijk is om de belasting van het mechanische deel van de motor te verhogen in het geval van een processtoring, worden thermische overbelastingsbeveiligingen gebruikt. Het thermischet, dat wordt weergegeven in de bovenstaande afbeelding, bevat een thermisch relais voor de elektromotor, het belangrijkste apparaat dat een onmiddellijke of getimede onderbreking van het stroomcircuit implementeert.

Het elektromotorrelais bestaat structureel uit een instelbaar of nauwkeurig ingesteld tijdinstelmechanisme, magneetschakelaars en een elektromagnetische spoel en een thermisch element, dat een sensor is voor het optreden van kritische parameters. Apparaten kunnen, naast de responstijd, worden geregeld door de grootte van de overbelasting, wat de toepassingsmogelijkheden vergroot, met name voor die mechanismen waarbij, volgens het technologische proces, een korte termijn toename van de belasting op de mechanische een deel van de elektromotor is mogelijk.
De nadelen van de werking van thermische relais zijn onder meer de terugkeer naar gereedheidsfunctie, die wordt geïmplementeerd door automatische zelfreset of handmatige bediening, en geeft de operator geen vertrouwen in een ongeoorloofde opstart van de elektrische installatie na gebruik.

Het startschema van de motor wordt uitgevoerd met behulp van de start-, stopknoppen en een elektromagnetische starter, waarvan de voeding wordt bestuurd, wordt weergegeven in de afbeelding. De start wordt gerealiseerd door de startcontacten, die sluiten wanneer er spanning op de magnetische startspoel wordt gezet.

In dit circuit is de stroombeveiliging van de elektromotor geïmplementeerd, deze functie wordt uitgevoerd door een thermisch relais dat een van de wikkelingsklemmen loskoppelt van de aarde wanneer de nominale stroom die door alle, twee of een van de vermogensfasen vloeit, wordt overschreden. Het beveiligingsrelais zal de belasting zelfs uitschakelen in het geval van een kortsluiting in de stroomcircuits naar de elektromotor. De thermische beveiliging werkt volgens het principe van mechanische opening van de stuurklemmen door de verwarming van de overeenkomstige elementen.

Er zijn andere apparaten die zijn ontworpen om de elektromotor uit te schakelen in geval van kortsluitstromen in de hoogspanningslijnen en stuurcircuits. Ze zijn er in verschillende soorten, die elk een bijna onmiddellijke scheuractie produceren zonder een tijdelijke pauze. Dergelijke apparatuur omvat zekeringen, elektrische en elektromagnetische relais.

Gebruik van speciale elektronische apparaten

Er zijn geavanceerde motorbeveiligingstools die door ervaren ingenieurs worden gebruikt bij het ontwerpen van elektrische systemen en die zijn ontworpen om gelijktijdig noodsituaties tegen te gaan, zoals ongeoorloofde, tweefasige werking, werking op lage of hoge spanning, kortsluiting van een enkelfasige elektrische circuit naar aarde in systemen met geïsoleerde nulleider.

Waaronder:

frequentieomvormers,

zachte voorgerechten,

contactloze apparaten.

Gebruik van frequentieomvormers

Het motorbeveiligingscircuit dat is geïmplementeerd als onderdeel van de frequentieomvormer die wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding, biedt de hardwaremogelijkheden van het apparaat om het falen van de motor tegen te gaan door automatisch de stroom te verminderen tijdens opstarten, stoppen, kortsluiting. Bovendien is bescherming van de elektromotor door een frequentieomvormer mogelijk door afzonderlijke functies te programmeren, zoals de reactietijd van thermische beveiliging, die wordt geactiveerd door de motortemperatuurregelaar.

Als onderdeel van zijn functies heeft de frequentieomvormer ook radiatorbeveiligingsregeling en -correctie voor hoge en lage spanning, die door derden in netwerken kunnen worden veroorzaakt.

De kenmerken van het regelen van de werking van elektromotoren in een systeem met frequentieomvormers omvatten de mogelijkheid van afstandsbediening vanaf een personal computer, die is aangesloten volgens een standaardprotocol, en signaaloverdracht naar hulpcontrollers die gemeenschappelijke processignalen verwerken. U kunt meer leren over de functies van frequentieomvormers in het artikel over.

Softstarters en SIEP

Met de verlaging van de kosten van apparaten waarin de nieuwste halfgeleiderelementen worden gebruikt, wordt het raadzaam om softstarters en contactloze beveiligingssystemen te gebruiken om asynchrone elektromotoren te beschermen.

Een van de meest gebruikelijke manieren om driefasige elektromotoren te beschermen, zowel kooiankers als met een faserotor, zijn elektronische contactloze beveiligingssystemen (CEP). Het functionele diagram, dat een voorbeeld toont van de implementatie van het SIEP-motorbeveiligingsapparaat, wordt hieronder weergegeven.

SIEP beschermt elektromotoren in het geval van een breuk in een fasedraad, een toename van de stroom boven de nominale stroom, mechanische blokkering van het anker (rotor) en onaanvaardbare spanningsasymmetrie tussen de fasen. Implementatie van functies is mogelijk wanneer shunts en stroomtransformatoren L1, L2 en L3 in het circuit worden gebruikt.

Daarnaast kunnen systemen aanvullende opties bevatten, zoals pre-start isolatieweerstandbewaking, temperatuursensoren op afstand en onderstroombeveiliging.

De voordelen van SIEP ten opzichte van frequentieomvormers zijn directe data-acquisitie via inductieve sensoren, waardoor de responsvertraging wordt geëlimineerd, evenals relatief lage kosten, op voorwaarde dat de apparaten een beschermend doel hebben.

Een elektromotor is, zoals elk elektrisch apparaat, niet immuun voor noodsituaties. Als maatregelen niet op tijd worden genomen, d.w.z. overbelastingsbeveiliging van de elektromotor is niet geïnstalleerd, dan kan de storing leiden tot uitval van andere elementen.

(ArtikelToC: ingeschakeld=ja)

Het probleem in verband met de betrouwbare bescherming van elektromotoren, evenals de apparaten waarin ze zijn geïnstalleerd, blijft in onze tijd relevant. Dit geldt vooral voor ondernemingen waar de regels voor de werking van mechanismen vaak worden overtreden, wat leidt tot overbelasting van versleten mechanismen en ongevallen.

Om overbelasting te voorkomen, is het noodzakelijk om een beveiliging te installeren, d.w.z. apparaten die tijdig kunnen reageren en een ongeval kunnen voorkomen.

Aangezien de asynchrone motor het meest wordt gebruikt, zullen we het voorbeeld ervan gebruiken om te overwegen hoe de motor tegen overbelasting en oververhitting kan worden beschermd.

Voor hen zijn vijf soorten ongevallen mogelijk:

breuk in de fase-statorwikkeling (OF). Bij 50% van de ongevallen is sprake van een situatie;
remmen van de rotor, wat in 25% van de gevallen voorkomt (ZR);
afname van de weerstand in de wikkeling (PS);
slechte motorkoeling (MAAR).

In het geval van een van de genoemde soorten ongevallen, bestaat het gevaar van motorstoring, omdat deze overbelast is. Als er geen beveiliging is geïnstalleerd, neemt de stroom gedurende lange tijd toe. Maar de scherpe groei kan optreden tijdens een kortsluiting. Op basis van de mogelijke schade wordt de bescherming van de elektromotor tegen overbelasting gekozen.

Soorten overbelastingsbeveiliging

Er zijn er meerdere:

thermisch;
huidig;
temperatuur;
fasegevoelig, enz.

Naar de eerste, d.w.z. De thermische beveiliging van de elektromotor omvat de installatie van een thermisch relais dat het contact opent in geval van oververhitting.

Thermische overbelastingsbeveiliging die reageert op stijgende temperaturen. Om het te installeren, hebt u temperatuursensoren nodig die het circuit openen in geval van sterke verwarming van de motoronderdelen.

Huidige bescherming, die minimaal en maximaal kan zijn. U kunt een overbelastingsbeveiliging implementeren door een stroomrelais te gebruiken. In de eerste versie wordt het relais geactiveerd, opent het circuit als de toegestane stroomwaarde in de statorwikkeling wordt overschreden.

In de tweede reageren de relais op het wegvallen van de stroom, bijvoorbeeld veroorzaakt door een open circuit.

Effectieve bescherming van de elektromotor tegen toenemende stroom in de statorwikkeling, daarom wordt oververhitting uitgevoerd met behulp van een stroomonderbreker.

De motor kan defect raken door oververhitting.

Waarom gebeurt het? Als we de lessen natuurkunde op school onthouden, begrijpt iedereen dat de stroom door een geleider stroomt en deze opwarmt. De elektromotor zal niet oververhitten bij de nominale stroom, waarvan de waarde op de behuizing is aangegeven.

Als om verschillende redenen de stroom in de wikkeling begint toe te nemen, dreigt de motor oververhit te raken. Als er geen maatregelen worden genomen, zal deze mislukken door een kortsluiting tussen de geleiders, waarvan de isolatie is gesmolten.

Daarom is het noodzakelijk om de groei van stroom te voorkomen, d.w.z. installeer een thermisch relais - effectieve bescherming van de motor tegen oververhitting. Structureel is het een thermische release, waarvan de bimetalen platen buigen onder invloed van warmte, waardoor het circuit wordt geopend. Om thermische afhankelijkheid te compenseren, heeft het relais een compensator, waardoor een omgekeerde afbuiging optreedt.

De schaal van het relais is gekalibreerd in ampère en komt overeen met de waarde van de nominale stroom, en niet met de waarde van de bedrijfsstroom. Afhankelijk van de uitvoering worden de relais gemonteerd op schilden, op magnetische starters of in een behuizing.

Als ze op de juiste manier zijn geselecteerd, voorkomen ze niet alleen overbelasting van de elektromotor, maar ook fase-onbalans en rotorblokkering.

Bescherming van automotoren

Oververhitting van de elektromotor bedreigt automobilisten ook met het ontstaan van hitte, en zelfs met gevolgen van wisselende complexiteit - van een rit die moet worden geannuleerd tot een grote revisie van de motor, waarbij de zuiger in de cilinder kan worden gegrepen door oververhitting of het hoofd kan worden vervormd.

Tijdens het rijden wordt de elektromotor gekoeld door luchtstroom en wanneer de auto in de file komt, gebeurt dit niet, waardoor oververhitting ontstaat. Om het op tijd te herkennen, moet u regelmatig naar de temperatuursensor (indien aanwezig) kijken. Zodra de pijl in de rode zone staat, moet u onmiddellijk stoppen om de oorzaak te achterhalen.

Je kunt het signaal van de noodlamp niet negeren, want erachter voel je de geur van gekookte koelvloeistof. Dan komt er stoom van onder de motorkap, wat wijst op een kritieke situatie.

Hoe bevind je je in een vergelijkbare situatie? Stop door de elektromotor uit te zetten en wacht tot het koken stopt, open de kap. Dit duurt meestal maximaal 15 minuten. Als er geen tekenen van lekkage zijn, voeg dan vloeistof toe aan de radiateur en probeer de motor te starten. Als de temperatuur sterk begint te stijgen, bewegen ze voorzichtig om de reden voor een diagnostische service te achterhalen.

Redenen voor oververhitting

In de eerste plaats zijn er radiatorstoringen. Dit kunnen zijn: eenvoudige vervuiling met populierenpluis, stof, gebladerte. Het verwijderen van de vervuiling lost het probleem op. Het is problematischer om interne vervuiling van de radiator aan te pakken - schaal die optreedt wanneer afdichtingsmiddelen worden gebruikt.

De oplossing is om dit element te vervangen.

Volg dan:

Drukverlaging van het systeem veroorzaakt door een gebarsten slang, onvoldoende aangedraaide klemmen, een storing van de verwarmingskraan, een verouderde pompafdichting, enz.;
Defecte thermostaat of kraan. Dit is eenvoudig te bepalen als u bij een warme motor goed aan de slang of radiateur voelt. Als de slang koud is, is de reden de thermostaat en moet deze worden vervangen;
Een pomp die inefficiënt is of helemaal niet werkt. Dit leidt tot een slechte circulatie door het koelsysteem;
Kapotte ventilator, d.w.z. gaat niet aan vanwege een defecte motor, koppeling, sensor, losse draad. Een niet-roterende waaier zorgt er ook voor dat de motor oververhit raakt;
Tot slot onvoldoende afdichting van de verbrandingskamer. Dit zijn de gevolgen van oververhitting, wat leidt tot de verbranding van de koppakking, de vorming van scheuren en de vervorming van de cilinderkop en voering. Als een lekkage uit het koelvloeistofreservoir waarneembaar is, waardoor de druk bij het starten van de koeling sterk stijgt, of als er een olieachtige emulsie in het carter is ontstaan, dan is dit de reden.

Om niet in een vergelijkbare situatie te komen, is het noodzakelijk om preventieve maatregelen uit te voeren die u kunnen beschermen tegen oververhitting en uitval. De "zwakke schakel" wordt bepaald door de methode van eliminatie, d.w.z. controleer achtereenvolgens verdachte details.

Oververhitting kan worden veroorzaakt door een verkeerd geselecteerde bedrijfsmodus, d.w.z. lage versnelling en hoge toeren.

Beveiliging tegen oververhitting van het motorwiel

Motor - fietswiel wordt ook onbruikbaar na "overgedragen" oververhitting. Als u op een warme dag een tijdje met maximaal vermogen op topsnelheid rijdt, zullen de wikkelingen van het motorwiel oververhit raken en beginnen te smelten, zoals elke elektromotor die overbelast raakt.

Vervolgens is het de beurt aan een kortsluiting en stopt de motor, om de prestaties te herstellen waarvan terugspoelen nodig is. Om dit te voorkomen, zijn er krachtige controllers die het koppel verhogen. Het repareren van een defect motorwiel is een dure operatie, die qua financiële kosten in verhouding staat tot de aanschaf van een nieuw wiel.

Het zou theoretisch mogelijk zijn om een thermische sensor te installeren die geen oververhitting toestaat, maar fabrikanten doen dit om een aantal redenen niet. Een daarvan is de complicatie van het ontwerp van de controller en de stijging van de kosten van het motorwiel als geheel. Eén ding blijft over: de controller zorgvuldig selecteren in overeenstemming met de kracht van het motorwiel.

Video: Oververhitting van de motor, oorzaken van oververhitting.

Bescherming van elektromotoren.

Soorten schade en abnormale bedrijfsmodi van ED.

Schade aan elektromotoren. In de wikkelingen van elektromotoren kunnen aardfouten van één statorfase, kortsluitingen tussen windingen en meerfasige kortsluitingen optreden. Aardfouten en meerfasige fouten kunnen ook optreden bij motorklemmen, kabels, koppelingen en trechters. Kortsluitingen in elektromotoren gaan gepaard met het passeren van hoge stromen die de isolatie en het koper van de wikkelingen, het staal van de rotor en de stator vernietigen. Om elektromotoren te beschermen tegen meerfasige kortsluitingen, wordt stroomuitschakeling of longitudinale differentiële bescherming gebruikt, die inwerkt op uitschakeling.

Enkelfasige aardfouten in de statorwikkelingen van elektromotoren met een spanning van 3-10 kV zijn minder gevaarlijk in vergelijking met kortsluitingen, omdat ze gepaard gaan met het passeren van stromen van 5-20 A, bepaald door de capacitieve stroom van de netwerk. Gezien de relatief lage kosten van elektromotoren met een vermogen van minder dan 2000 kW, wordt daarop een aardlekbeveiliging geïnstalleerd bij een aardlekstroom van meer dan 10 A, en op elektromotoren met een vermogen van meer dan 2000 kW - met een aardfoutstroom van meer dan 5 A, de beveiliging werkt om uit te schakelen.

Beveiliging tegen wikkelcircuits op elektromotoren is niet geïnstalleerd. Eliminatie van dit soort schade wordt uitgevoerd door andere motorbeveiligingssystemen, aangezien spoelfouten in de meeste gevallen gepaard gaan met een aardlek of veranderen in een meerfasige kortsluiting.

Elektromotoren met een spanning tot 600 V zijn beschermd tegen alle soorten kortsluitingen (inclusief enkelfasige) met behulp van zekeringen of snelle elektromagnetische ontgrendelingen van automatische schakelaars.

abnormale werkingsmodi. Het belangrijkste type abnormale werking van elektromotoren is hun overbelasting met stromen die groter zijn dan de nominale. Toegestane overbelastingstijd van elektromotoren, Met, wordt bepaald door de volgende uitdrukking:

Rijst. 6.1. De afhankelijkheid van de elektrische motorstroom van de rotorsnelheid.

waar k - het veelvoud van de elektrische motorstroom ten opzichte van de nominale; MAAR - coëfficiënt afhankelijk van het type en de uitvoering van de elektromotor: MAAR == 250 - voor gesloten elektromotoren met een grote massa en afmetingen, A = 150 - voor open elektromotoren.

Overbelasting van elektromotoren kan optreden als gevolg van overbelasting van het mechanisme (bijvoorbeeld verstopping van de molen of breker met kolen, verstopping van de ventilator met stof of stukjes slak van de asverwijderingspomp, enz.) en de storing (bijvoorbeeld, schade aan lagers, enz.). Stromen die de nominale waarden aanzienlijk overschrijden, passeren tijdens het opstarten en zelfstarten van elektromotoren. Dit komt door een afname van de weerstand van de elektromotor met een afname van de snelheid. Motorstroomafhankelijkheid: l van rotatiesnelheid P bij een constante spanning op de klemmen wordt getoond in Fig. 6.1. De stroom is het hoogst wanneer de motorrotor is gestopt; deze stroom, de aanloopstroom genoemd, is meerdere malen hoger dan de nominale stroom van de elektromotor. De overbelastingsbeveiliging kan inwerken op een signaal, de machine ontlasten of de motor uitschakelen. Nadat de kortsluiting is uitgeschakeld, wordt de spanning op de klemmen van de elektromotor hersteld en begint de frequentie van zijn rotatie toe te nemen. In dit geval gaan grote stromen door de wikkelingen van de elektromotor, waarvan de waarden worden bepaald door de rotatiefrequentie van de elektromotor en de spanning op de klemmen. Het verminderen van het toerental met slechts 10-25% leidt tot een afname van de weerstand van de elektromotor tot een minimumwaarde die overeenkomt met de startstroom. Het herstel van de normale werking van de elektromotor nadat een kortsluiting is uitgeschakeld, wordt zelfstartend genoemd en de stromen die in dit geval passeren worden zelfstartstromen genoemd.

Alle asynchrone motoren kunnen zonder gevaar voor beschadiging zelfstartend zijn en moeten daarom tegen zelfstart worden beveiligd. De ononderbroken werking van thermische centrales hangt af van de mogelijkheid en duur van zelfstart van asynchrone elektromotoren van de belangrijkste mechanismen van hun eigen behoeften. Als het door een grote spanningsval onmogelijk is om de zelfstartende werking van alle werkende elektromotoren te garanderen, moeten sommige ervan worden uitgeschakeld. Hiervoor wordt een speciale onderspanningsbeveiliging gebruikt, die onverantwoordelijke elektromotoren uitschakelt wanneer de spanning op hun klemmen daalt tot 60-70% van de nominale waarde. Bij een breuk in een van de fasen van de statorwikkeling blijft de elektromotor draaien. In dit geval neemt de rotorsnelheid enigszins af en worden de wikkelingen van twee onbeschadigde fasen overbelast met een stroom die 1,5-2 keer hoger is dan de nominale. Motorbeveiliging tegen tweefasenbedrijf wordt alleen gebruikt bij motoren die zijn beveiligd met zekeringen, als tweefasenbedrijf schade aan de motor kan veroorzaken.

Bij krachtige thermische centrales worden asynchrone elektromotoren met twee snelheden met een spanning van 6 kV veel gebruikt als aandrijving voor rookafzuigers, trekventilatoren en circulatiepompen. Deze elektromotoren zijn gemaakt met twee onafhankelijke statorwikkelingen, die elk zijn aangesloten via een aparte schakelaar, en beide statorwikkelingen kunnen niet tegelijkertijd worden ingeschakeld, waarvoor een speciale vergrendeling is aangebracht in de besturingscircuits. Door het gebruik van dergelijke elektromotoren kunt u elektriciteit besparen door hun snelheid aan te passen aan de belasting van de unit. Op dergelijke elektromotoren zijn twee sets relaisbeveiliging geïnstalleerd.

In bedrijf worden ook elektrische aandrijfcircuits gebruikt, die zorgen voor de rotatie van een mechanisme (bijvoorbeeld een kogelmolen) door twee gepaarde elektromotoren die zijn aangesloten op één schakelaar. In dit geval zijn alle beveiligingen gemeenschappelijk voor beide motoren, met uitzondering van de nulvolgordestroombeveiliging, die voor elke elektromotor is voorzien en wordt uitgevoerd met behulp van stroomrelais die zijn aangesloten op de nulvolgorde-CT die op elke kabel is geïnstalleerd.

Bescherming van asynchrone motoren tegen fase-naar-fase kortsluitingen, overbelastingen en aardfouten.

Voor bescherming tegen meerfasige kortsluitingen van elektromotoren tot 5000 kW wordt meestal maximale stroomuitschakeling gebruikt. De meest eenvoudige stroomuitschakeling kan worden uitgevoerd met direct werkende relais die in de stroomonderbrekeraandrijving zijn ingebouwd. Met een indirect relais wordt een van de twee schema's voor het aansluiten van de CT en het relais gebruikt, weergegeven in Fig. 6.2 en 6.3. De uitschakeling wordt uitgevoerd met onafhankelijke stroomrelais. Het gebruik van stroomrelais met een afhankelijke karakteristiek (Fig. 6 3) maakt het mogelijk om met dezelfde relais bescherming te bieden tegen kortsluiting en overbelasting. De uitschakelstroom wordt geselecteerd - volgens de volgende uitdrukking:

waar k cx - circuitcoëfficiënt gelijk aan 1 voor het circuit in Fig. 6.3 en v3 voor het circuit in fig. 6.2; l start - de startstroom van de elektromotor.

Als de bedrijfsstroom van het relais wordt ontstemd van de inschakelstroom, wordt de uitschakeling meestal betrouwbaar ontstemd en van. stroom die de elektromotor bij een externe kortsluiting naar de sectie stuurt.

De nominale stroom van de motor kennen l nom en veelvoud van startstroom k n gespecificeerd in de catalogi, kunt u de startstroom berekenen met behulp van de volgende uitdrukking:

Rijst. 6.2 Schema van elektromotorbeveiliging door stroomuitschakeling met één momentaanstroomrelais: a- stroomkringen, b- operationele gelijkstroomcircuits

Zoals te zien is op het oscillogram in Fig. 6.4, die de startstroom van de voedingspompmotor weergeeft, verschijnt op het eerste moment van starten een kortstondige piek van de magnetiserende stroom, die de startstroom van de elektromotor overschrijdt. Om van deze piek af te wijken, wordt de uitschakelstroom geselecteerd rekening houdend met de betrouwbaarheidsfactor: k n =1,8 voor relais van het type RT-40 die werken via een tussenrelais; k n = 2 voor relaistypes IT-82, IT-84 (RT-82, RT-84), evenals voor direct werkende relais.

Rijst. 6.3. Beveiligingscircuit van de elektromotor tegen kortsluiting en overbelasting met twee relais van het type RT-84: a- stroomkringen, b- operationele gelijkstroomcircuits.

Rijst. 6 4. Oscillogram van de aanloopstroom van de elektromotor.

de stroomuitschakeling van elektromotoren met een vermogen tot 2000 kW moet in de regel worden uitgevoerd volgens het eenvoudigste en goedkoopste circuit met één relais (zie Fig. 6.2). Het nadeel van deze schakeling is echter de lagere gevoeligheid in vergelijking met de cutoff gemaakt volgens de schakeling in Fig. 6.3, op tweefasige kortsluitingen tussen een van de fasen waarop een stroomtransformator is geïnstalleerd en een fase zonder stroomtransformator. Dit gebeurt omdat de uitschakelstroom die wordt gemaakt volgens een circuit met één relais, volgens (6.1), v3 keer groter is dan in een circuit met twee relais. Daarom wordt bij elektromotoren met een vermogen van 2000-5000 kW de stroomuitschakeling uitgevoerd door twee relais om de gevoeligheid te vergroten. Bij elektromotoren tot 2000 kW moet ook een uitschakelcircuit met twee relais worden gebruikt, als de gevoeligheidsfactor van een circuit met één relais voor een tweefasige kortsluiting aan de motoruitgangen kleiner is dan twee.

Op elektromotoren met een vermogen van 5000 kW of meer is een differentieelbeveiliging in de lengterichting geïnstalleerd, die zorgt voor een hogere gevoeligheid voor kortsluiting op de klemmen en in de wikkelingen van elektromotoren. Deze beveiliging wordt uitgevoerd in een tweefasige of driefasige uitvoering met een relais van het type RNT-565 (vergelijkbaar met de beveiliging van generatoren). Uitschakelstroom wordt aanbevolen om 2 . te nemen l naam

Omdat de tweefasige beveiliging niet reageert op dubbele aardfouten, waarvan er één optreedt in de motorwikkeling op de fase BIJ , waarin er geen CT is, is bovendien een speciale beveiliging tegen dubbele circuits zonder tijdvertraging geïnstalleerd.

BESCHERMING OVERBELASTING

Overbelastingsbeveiliging wordt alleen geïnstalleerd op elektromotoren die onderhevig zijn aan technologische overbelasting (molenventilatoren, rookafzuigers, molens, brekers, transportpompen, enz.), Meestal met een effect op een signaal of losmechanisme. Dus, bijvoorbeeld, op de elektromotoren van schachtmolens, kan bescherming optreden om de elektromotor van het kolentoevoermechanisme uit te schakelen, waardoor verstopping van de molen met kolen wordt voorkomen.

De overbelastingsbeveiliging mag de motor waarop deze is geïnstalleerd alleen uitschakelen als de oorzaak van de overbelasting niet kan worden verholpen zonder de motor te stoppen. Het gebruik van overbelastingsbeveiliging met uitschakelactie is ook nuttig bij onbemande installaties.

De uitschakelstroom van de overbelastingsbeveiliging wordt verondersteld te zijn:

waar k n = 1,1-1,2.

In dit geval kan het werken vanaf de startstroom, dus wordt aangenomen dat de beveiligingstijdvertraging 10-20 s is, afhankelijk van de ontstemmingsconditie vanaf de starttijd van de motor. De overbelastingsbeveiliging wordt uitgevoerd met behulp van een inductief element van het relais van het type IT-80 (RT-80) (zie afbeelding 6.3). Als de elektromotor bij overbelasting moet worden uitgeschakeld, worden in het beveiligingscircuit relais van het type IT-82 (RT-82) gebruikt. Op elektromotoren waarvan de overbelastingsbeveiliging niet mag uitvallen, is het raadzaam om een relais met twee paar contacten van het type IT-84 (RT-84) te gebruiken, die zorgen voor een afzonderlijke uitschakeling en inductie-elementwerking.

Voor een aantal elektromotoren (rookafzuigers, trekventilatoren, molens), waarvan de doorlooptijd 30-35 s is, wordt het omet het RT-84-relais aangevuld met het EV-144-tijdrelais, dat in actie nadat het huidige relaiscontact is gesloten. In dit geval kan de beveiligingstijdvertraging worden verhoogd tot 36 s. Onlangs is een beveiligingscircuit met één stroomrelais van het type RT-40 en één tijdrelais van het type EV-144 gebruikt om elektromotoren te beschermen tegen overbelasting, en voor elektromotoren met een starttijd van meer dan 20 s, een tijdrelais van het type VL-34 (met een schaal van 1 -100 s).

Onderspanningsbeveiliging.

Nadat de kortsluiting is verbroken, starten de elektromotoren die zijn aangesloten op het sectie- of railsysteem, waarop de spanningsdaling optrad tijdens de kortsluiting, vanzelf. Zelfstartstromen, meerdere malen hoger dan de nominale, gaan door de voedingslijnen (of transformatoren) van hun eigen behoeften. Hierdoor neemt de spanning op de hulpbussen, en dus ook op de elektromotoren, zo sterk af dat het koppel op de motoras wellicht niet voldoende is om deze rond te draaien. Zelfstartende elektromotoren treden mogelijk niet op als de railspanning lager is dan 55-65% l naam Om het zelfstarten van de meest kritische elektromotoren te garanderen, is een onderspanningsbeveiliging geïnstalleerd, die niet-essentiële elektromotoren uitschakelt, waarvan de afwezigheid het productieproces gedurende enige tijd niet zal beïnvloeden. Tegelijkertijd neemt de totale zelfstartstroom af en neemt de spanning op de hulpbussen toe, wat zorgt voor zelfstartende kritische elektromotoren.

In sommige gevallen schakelt de onderspanningsbeveiliging tijdens een lange afwezigheid van spanning ook kritische elektromotoren uit. Dit is met name nodig om het AVR-circuit van elektromotoren te starten, evenals volgens de productietechnologie. Dus bijvoorbeeld in het geval van een stilstand van alle rookafzuigers, is het noodzakelijk om de molen uit te schakelen en ventilatoren en stofvoeders te blazen; in geval van stop van blowers - molenventilatoren en stofaanvoerunits. Het uitschakelen van kritieke elektromotoren door onderspanningsbeveiliging wordt ook uitgevoerd in gevallen waarin hun zelfstart onaanvaardbaar is vanwege veiligheidsomstandigheden of vanwege het gevaar van beschadiging van de aangedreven mechanismen.

De eenvoudigste onderspanningsbeveiliging kan worden uitgevoerd met één spanningsrelais dat is aangesloten op fase-naar-fase spanning. Deze implementatie van beveiliging is echter onbetrouwbaar, omdat in het geval van onderbrekingen in de spanningscircuits een valse uitschakeling van de elektromotoren mogelijk is. Daarom wordt een enkelrelaisbeveiligingscircuit alleen gebruikt bij gebruik van een direct werkend relais.Om een foutieve beveiliging te voorkomen in het geval van een spanningscircuitstoring, worden speciale circuits gebruikt voor het inschakelen van een spanningsrelais. Een van dergelijke schema's voor vier elektromotoren, ontwikkeld door Tyazhpromelectroproekt, wordt getoond in Fig. 6.5. Direct bediend onderspanningsrelais KVT1-KVT4 aangesloten op fase-naar-fase spanningen ab en v.Chr. Om de betrouwbaarheid van de beveiliging te vergroten, worden deze relais afzonderlijk van stroom voorzien van apparaten en meters die zijn aangesloten op spanningscircuits via een driefasige stroomonderbreker SF3 met onmiddellijke elektromagnetische ontgrendeling (twee fasen van de stroomonderbreker worden gebruikt).

Fase BIJ spanningscircuits zijn niet doof geaard, maar via een doorslagzekering fv, Het elimineert de mogelijkheid van enkelfasige kortsluitingen in spanningscircuits en verhoogt ook de betrouwbaarheid van de bescherming. In fase MAAR bescherming geïnstalleerde eenfasige stroomonderbreker SFI met een elektromagnetische onmiddellijke afgifte, en in fase VAN - stroomonderbreker met vertraagde thermische vrijgave. Tussen fasen MAAR en VAN een condensator C met een capaciteit van ongeveer 30 uF wordt meegeleverd, waarvan het doel hieronder wordt aangegeven.

Rijst. 6 5. Omet direct werkend relais type RNV

Bij schade in de spanningscircuits zal de betreffende beveiliging zich als volgt gedragen. De kortsluiting van een van de fasen naar de aarde, zoals hierboven vermeld, leidt niet tot het uitschakelen van de stroomonderbrekers, omdat de spanningscircuits geen dode massa hebben. Bij een tweefasige kortsluiting van de fasen BIJ en VAN alleen de stroomonderbreker wordt uitgeschakeld SF2 fasen VAN. Spanningsrelais: KVT1 en KVT2 aangesloten blijven op de normale spanning en daarom niet starten. Relais KVT3 en KVT4, getriggerd door een kortsluiting in de spanningscircuits, nadat de stroomonderbreker is uitgeschakeld SF2 trek weer omhoog, omdat ze vanuit de fase worden bekrachtigd MAAR via een condensator VAN. Met kortsluitfasen AB of AU de stroomonderbreker wordt uitgeschakeld SF1, in fase geïnstalleerd MAAR. Na het uitschakelen van het kortsluitrelais KVT1 en KVT2 trek weer omhoog onder invloed van spanning van de fase VAN, komt door de condensator C. Relais: KVT3 en KVT4 start niet. Relais gedragen zich op dezelfde manier in het geval van een fase-uitval. MAAR en VAN. Het beschouwde beveiligingsschema werkt dus niet foutief met de meest waarschijnlijke schade aan spanningscircuits. Valse werking van de beveiliging is alleen mogelijk in het geval van onwaarschijnlijke schade aan de spanningscircuits - een driefasige kortsluiting of wanneer de stroomonderbrekers zijn uitgeschakeld SF1 en SF2. De signalering van een storing in het spanningscircuit wordt uitgevoerd door relaiscontacten KV1.1, KV2.1, KV3.1 en contacten van stroomonderbrekers SF1.1, SF2.1, SF3.1.

In installaties met gelijkstroom wordt een onderspanningsbeveiliging uitgevoerd voor elke sectie van de hulprails volgens het diagram in afb. 6.6. In het tijdrelaiscircuit: CT1, handelend om niet-verantwoordelijke elektromotoren uit te schakelen, zijn de contacten van drie minimumspanningsrelais in serie geschakeld; KV1. Dankzij dit inschakelen van het relais wordt een verkeerde werking van de beveiliging voorkomen wanneer een zekering in de spanningstransformatorcircuits doorbrandt. Relais activeringsspanning: KV1 ongeveer 70% geaccepteerd jij naam

Rijst. 6.6. Obij gelijkstroom: a- wisselspanningscircuits; b- operationele circuits L- om onverantwoordelijke motoren uit te zetten; II- om kritieke motoren uit te schakelen.

De beveiligingstijdvertraging voor het uitschakelen van niet-verantwoordelijke elektromotoren wordt aangepast vanaf de uitschakelingen van de elektromotoren en is ingesteld op 0,5-1,5 s. De tijdvertraging voor het uitschakelen van kritieke elektromotoren wordt verondersteld 10-15 s te zijn, zodat de beveiliging ze niet uitschakelt tijdens spanningsdalingen veroorzaakt door kortsluiting en zelfstartende elektromotoren. Zoals uit de praktijk blijkt, duurt het zelfstarten van elektromotoren in sommige gevallen 20-25 s met een verlaging van de spanning op de hulpbussen tot 60-70% jij naam . Tegelijkertijd, als er geen aanvullende maatregelen worden genomen, zal de onderspanningsbeveiliging (relais KV1), een trip-instelling hebben (0,6-0,7) jij naam , zou kritieke elektromotoren kunnen wijzigen en uitschakelen. Om dit te voorkomen in het wikkelcircuit van het tijdrelais CT2, werkend op de uitschakeling van kritische elektromotoren, wordt het contact ingeschakeld KV2.1 vierde spanningsrelais: KV2. Dit minimumspanningsrelais heeft een uitschakelinstelling van de orde van (0,4-0,5) jij nom en keert betrouwbaar terug tijdens zelfstart. Relais KV2 zal zijn contact alleen voor lange tijd gesloten houden wanneer de spanning volledig is verwijderd van de hulpbussen. In gevallen waarin de duur van zelfstart minder is dan de tijdvertraging van het relais CT2, relais KV2 niet geïnstalleerd.

Onlangs hebben energiecentrales een ander beschermingsschema gebruikt, getoond in Fig. 6.7. In dit circuit worden drie startrelais gebruikt: spanningsrelais met negatieve volgorde KV1 type RNF-1M en onderspanningsrelais KV2 en KV3 type RN-54/160.

Rijst. 6.7. Omet spanningsrelais met positieve volgorde: a- spanningscircuits; b- operationele circuits

In de normale modus, wanneer de fase-naar-fase spanningen symmetrisch zijn, zal het NC-contact KV1.1 in het wikkelcircuit van het beveiligingstijdrelais CT1 en CT2 gesloten en gesloten KV1.2 in het alarmcircuit is geopend. Relais verbreekcontacten K.V2.1 en KV3.1 terwijl geopend. Wanneer de spanning op alle fasen daalt, zal het contact KV1.1 zal gesloten blijven en op zijn beurt handelen: de eerste fase van onderspanningsbeveiliging, die wordt uitgevoerd met behulp van een relais KV2(bedrijfsinstelling 0.7 jij nom) en CT1; de tweede - een relais gebruiken KV3(bedrijfsinstelling 0,5 jij nom) en CT2. In het geval van een overtreding van een of twee fasen van de spanningscircuits, wordt het relais geactiveerd KV1, wiens sluitcontact KV1.2 er wordt een signaal gegeven over een storing van de spanningscircuits. Wanneer elke beveiligingsfase wordt geactiveerd, wordt een plus aan de banden toegevoegd SHMN1 en SHMN2 respectievelijk, van waar het gaat om de uitschakelcircuits van elektromotoren. De beveiligingsactie wordt gesignaleerd door relais aan te geven KH1 en KH2, parallelle wikkelingen hebben.

Het heeft een betrouwbare beveiliging nodig tegen thermische oververhitting, kortsluiting en allerlei soorten overbelastingen die kunnen worden veroorzaakt door noodgevallen of storingen. Om dergelijke situaties te voorkomen, worden in de industrie heel wat verschillende apparaten geproduceerd, die zowel afzonderlijk als in combinatie met andere middelen een krachtige motorbeveiligingseenheid vormen. Bovendien bevatten moderne circuits noodzakelijkerwijs verschillende elementen die zijn ontworpen om elektrische apparatuur volledig te beschermen in het geval van een stroomstoring van een of meerdere stroomfasen tegelijk. De bescherming van elektromotoren is erg belangrijk bij elke productie, want zonder deze is het vrij moeilijk om de volwaardige werking van machines en assemblages voor te stellen.

Er zijn complexe middelen om elektromotoren te beveiligen die worden gebruikt om noodsituaties tegen te gaan, waaronder gevallen als ongeoorloofd opstarten, bedrijf op twee fasen tegelijk, bedrijf op lage of hoge spanning, kortsluiting van de elektrische circuit.

Dergelijke middelen omvatten zekeringen of D-curve stroomonderbrekers (ze beschermen de motor tegen kortsluitstromen). De eigenaardigheid van hun werk is dat dergelijke automatische apparaten niet uitschakelen wanneer de elektromotor wordt gestart, als de sterkte van de startstroom een hoog niveau bereikt gedurende een periode van minder dan een seconde. Het meest populaire merk van dergelijke schakelaars is bijvoorbeeld Acti 9.

Speciale stroomonderbrekers kunnen ook worden gebruikt om elektromotoren te beschermen. De motorbeveiligingsschakelaar heeft een elektromagnetische en instelbare thermische ontgrendeling, die het mogelijk maakt om de unit te beschermen tegen kortsluiting en overbelasting. Het resultaat is aanzienlijk minder motorstilstand en onderhoudskosten. Hier kunnen we merken noemen als bijvoorbeeld GV2 (3), PKZM, MPE 25, enz. Ter beveiliging worden ook thermische relais gebruikt, die op magneetschakelaars zijn geïnstalleerd (voor beveiliging tegen overbelasting). Het thermische beveiligingsrelais schakelt driefasige elektromotoren uit bij oververhitting met behulp van de ingebouwde hulpschakelaar. Bekende merken van dergelijke relais zijn met name SIRIUS en ZB. Het relais voor het bewaken van spanning, asymmetrie en de aanwezigheid van fasen schakelt op zijn beurt de motor uit bij uitval van een van de fasen, overmatige of afname van de toegestane spanning. Dankzij dit relais wordt bij een ongeval automatisch de driefasige belasting uitgeschakeld. Bovendien keert het spanningsbewakingsrelais automatisch terug naar de bedrijfsmodus nadat het netwerk is hersteld. Populaire merken van dergelijke relais worden geproduceerd door EKF en ABB.

Het motorbeveiligingsapparaat is de sleutel tot zijn stabiele werking. Het basisprincipe van de werking van dergelijke apparaten is dat ze het stroomverbruik van de motor bewaken, en ook de temperatuur van de wikkeling meten en de motor uitschakelen wanneer de wikkeling boven de maximaal toegestane temperatuur opwarmt.