У електродвигуні, як і багатьох інших електротехнічних пристроях, можуть виникати аварійні ситуації. Якщо вчасно не вжити заходів, то в гіршому випадку через поломку електродвигуна можуть вийти з ладу та інші елементи енергосистеми.
Найбільшого поширення набули асинхронні електродвигуни. Можна виділити 5 основних видів аварій в асинхронних двигунах:
- обрив фази ОФстаторної обмотки двигуна (імовірність виникнення 40-50%);
- загальмування ротора ЗР (20-25%);
- технологічні навантаження ТП (8-10%);
- зниження опору ізоляції обмотки ПС (10-15%);
- порушення охолодження двигуна АЛЕ (8-10%).
Будь-який з цих видів аварій може спричинити вихід з ладу електродвигуна, а коротке замикання в двигуні, небезпечне для мережі живлення.
Такі аварійні режими, як ОФ, ЗР, ТПі АЛЕ, здатні викликати перевантаження по струму в обмотці статора. Внаслідок цього струм зростає до 7 Іномі більше протягом досить великого проміжку часу.
Коротке замикання в електродвигуні може призвести до зростання струму більш ніж 12 Іномпротягом дуже короткого відрізка часу (близько 10 мс).
З огляду на можливі пошкодження та підбирають необхідний захист.
Захист двигуна від навантаження. Основні типи.
Тепловий захист– здійснюється шляхом нагрівання струмом обмотки нагрівального елемента та впливу його на біметалічну пластину, яка у свою чергу розмикає контакт у ланцюзі управління контактора або пускача. Тепловий захист здійснюється за допомогою теплових реле.
Температурний захист- реагує на збільшення температури найбільш нагрітих частин двигуна за допомогою вбудованих датчиків температур (наприклад, позисторів). Через пристрої температурного захисту (УВТЗ) впливає ланцюг управління контактора або пускача і відключає двигун.
Максимально струмовий захист– реагує на зростання струму у статорній обмотці та при його досягненні струму уставки відключать ланцюг управління контактора або пускача. Здійснюється за допомогою максимально струмових реле.
Мінімально струмовий захист— реагує на зникнення струму в обмотці статора двигуна, наприклад, при обриві ланцюга. Після цього подається сигнал на відключення ланцюга управління контактора або пускача. Здійснюється за допомогою мінімально струмових реле.
Фазочутливий захист– реагує на зміну кута зсуву фаз між струмами трифазного ланцюга статорної обмотки двигуна. При зміні кута зсуву фаз у межах уставки (наприклад, при обриві фаз кут збільшується до 180 º) подається сигнал відключення ланцюга управління контактора або пускача. Здійснюється за допомогою фазочутливого реле типу ФУЗ.
Таблиця ефективності застосування захисту від навантаження:
| № | Тип захисту від навантаження | Надійність захисту | ||
| надійно | менш надійно | не надійно | ||
| 1 | Тепловий захист | ТП | ОФ; ЗР | АЛЕ; ПС |
| 2 | Температурний захист | ТП; АЛЕ | ОФ; ЗР | ПС |
| 3 | Максимально струмовий захист | ЗР | ТП | ОФ; АЛЕ; ПС |
| 4 | Мінімально струмовий захист | ОФ | — | АЛЕ; ПС; ТП; ЗР |
| 5 | Фазочутливий захист | ТП; ОФ; ЗР | — | АЛЕ; ПС |
Одним із ефективних засобів захисту двигуна є автоматичний вимикач.
Автоматичний вимикач, володіючи максимально струмовим захистом, що дозволить захистити двигун від надмірного зростання струму в ланцюгу обмотки статора, наприклад при обриві фази, або пошкодження ізоляції. При цьому він захистить ланцюг живлення від короткого замикання в двигуні.
Автоматичний вимикач, що має у своєму складі тепловий розчіплювач, розчіпувач мінімальної напруги, здатний захистити двигун від інших позаштатних режимів.
В даний час це один з найбільш ефективних захисних пристроїв асинхронних двигунів і ланцюгів, в яких вони працюють.
Загальні правила вибору захисту асинхронних двигунів
Усі двигуни необхідно захищати від короткого замикання, а електродвигуни, що працюють у режимі S1, повинні мати захист від перевантаження струмом.
Електродвигуни, обмотки яких під час запуску перемикаються з «трикутника» на «зірку», бажано захищати триполюсними тепловими реле з прискореним спрацьовуванням у неповнофазних режимах. Для електродвигунів, що працюють у повторно-короткочасних режимах, рекомендується передбачати вбудований температурний захист. Двигуни, що працюють у короткочасному режимі S2 з можливим загальмуванням ротора без технологічних збитків, слід оснащувати тепловим захистом. У випадку, якщо загальмування ротора спричиняє технологічні збитки, слід застосовувати температурний захист.
Теплові реле призначені переважно для захисту двигунів у режимі S1. Допустимо застосування їх і для режиму S2, якщо виключено збільшення тривалості робочого періоду. Для режиму S3 застосування теплових реле допускається у виняткових випадках за коефіцієнта завантаження двигуна трохи більше 0,7.
Для захисту обмоток електродвигуна, з'єднаних у «зірку», можуть застосовуватися однополюсні реле (два реле), двополюсні та триполюсні реле. Захист обмоток, з'єднаних у «трикутник», повинен здійснюватися триполюсним реле з прискореним спрацьовуванням у неповнофазних режимах.
На багатошвидкісні двигуни потрібно передбачати окремі реле на кожному ступені швидкості при необхідності повного використання потужності на кожному ступені або одне реле зі уставкою, вибраної по струму рівня максимальної швидкості для двигунів з вентиляторним навантаженням.
Номінальний струм теплових елементів реле повинен вибиратися за номінальним струмом двигуна так, щоб номінальний струм двигуна знаходився між мінімальною та максимальною уставками реле по струму.
Перевантаження електродвигуна виникає у таких випадках:
· при затягненому пуску або самозапуску;
· З технологічних причин та перевантаження механізмів;
· В результаті обриву однієї фази;
· При пошкодженні механічної частини електродвигуна або механізму, що викликає збільшення моменту М і гальмування електродвигуна.
Перевантаження бувають стійкими та короткочасними. Для електродвигуна небезпечні лише стійкі навантаження.
Значне збільшення струму електродвигуна виходить також при обриві фази, що зустрічається, наприклад, електродвигунів, що захищаються запобіжниками, при перегоранні одного з них. При номінальному завантаженні залежно від параметрів електродвигуна збільшення струму статора при обриві фази складатиме приблизно (1,6÷2,5) I ном. Це навантаження має стійкий характер. Також стійкий характер носять надструми, обумовлені механічними пошкодженнями електродвигуна або механізму, що обертається, і перевантаженням механізму.
Основною небезпекою надструмів для електродвигуна є підвищення температури окремих частин, що супроводжує їх, і в першу чергу обмоток. Підвищення температури прискорює зношування ізоляції обмоток і знижує термін служби електродвигуна.
При вирішенні питання про встановлення захисту від навантаження на електродвигуні та характер її дії керуються умовами його роботи.
На електродвигунах механізмів, не схильних до технологічних навантажень (наприклад, електродвигунів циркуляційних, поживних насосів тощо) і не мають важких умов пуску або самозапуску, захист від перевантаження не встановлюється.
На електродвигунах схильних до технологічних навантажень (наприклад, електродвигунах млинів, дробарок, багерних насосів тощо), а також на електродвигунах, самозапуск яких не забезпечується, захист від перевантаження повинен встановлюватися.
Захист від перевантаження виконується з дією на відключення у разі, якщо не забезпечується самозапуск електродвигунів або з механізму не може бути знято технологічне навантаження без зупинки електродвигуна.
Захист від перевантаження електродвигуна виконується з дією на розвантаження механізму або сигналу, якщо технологічне навантаження може бути знято з механізму автоматично або вручну персоналом без зупинки механізму і електродвигуни знаходяться під наглядом персоналу.
На електродвигунах механізмів, що можуть мати як перевантаження, що усувається при роботі механізму, так і перевантаження, усунення якого неможливе без зупинки механізму, доцільно передбачати дію захисту від надструмів з меншою витримкою часу на розвантаження механізму (якщо це можливо) і більшою витримкою часу на відключення електродвигуна . Відповідальні електродвигуни власних потреб електричних станцій перебувають під постійним наглядом чергового персоналу, тому їх захист від перевантаження виконується переважно з дією на сигнал.
Захист із тепловим реле. Найкраще можуть забезпечувати характеристику, що наближається до перевантажувальної характеристики електродвигуна, теплові реле, які реагують на кількість тепла, виділеного в опорі його нагрівального елемента.
Захист від перевантаження зі струмовими реле. Для захисту електродвигунів від перевантаження зазвичай застосовуються максимальні струмові захисту з використанням струмових реле з обмежено залежними характеристиками витримки часу типу РТ-80 або максимальні струмові захисту, виконані комбінацією миттєвих реле струму і реле часу.
Захист електродвигунів.
Види ушкоджень та ненормальних режимів роботи ЕД.
Пошкодження електродвигунів.В обмотках електродвигунів можуть виникати замикання на землю однієї фази статора, замикання між витками та багатофазні КЗ. Замикання на землю та багатофазні КЗ можуть також виникати на виводах електродвигунів, у кабелях, муфтах та воронках. Короткі замикання в електродвигунах супроводжуються проходженням великих струмів, що руйнують ізоляцію та мідь обмоток, сталь ротора та статора. Для захисту електродвигунів від багатофазних КЗ служить струмове відсікання або поздовжній диференціальний захист, що діють на відключення.
Однофазні замикання на землю в обмотках статора електродвигунів напругою 3-10 кВ менш небезпечні порівняно з КЗ, оскільки супроводжуються проходженням струмів 5-20 А, які визначаються ємнісним струмом мережі. Враховуючи порівняно невелику вартість електродвигунів потужністю менше 2000 кВт захист від замикань на землю встановлюється на них при струмі замикання на землю більше 10 А, а на електродвигунах потужністю понад 2000 кВт - при струмі замикання на землю більше 5 А захист діє на відключення.
Захист від виткових замикань на електродвигуна не встановлюється. Ліквідація пошкоджень цього виду здійснюється іншими захистами електродвигунів, оскільки виткові замикання здебільшого супроводжуються замиканням на землю або переходять у багатофазне КЗ.
Електродвигуни напругою до 600 В захищаються від КЗ всіх видів (у тому числі і від однофазних) за допомогою плавких запобіжників або швидкодіючих електромагнітних розчіплювачів автоматичних вимикачів.
Ненормальні режими роботи.Основним видом ненормального режиму роботи для електродвигунів є перевантаження їх струмами більше від номінального. Допустимий час перевантаження електродвигунів, з, визначається за таким виразом:
Рис. 6.1. Залежність струму електродвигуна від частоти обертання ротора.
де k - кратність струму електродвигуна по відношенню до номінального; А -коефіцієнт, що залежить від типу та виконання електродвигуна: А == 250 - для закритих електродвигунів, що мають велику масу та розміри, А = 150 – для відкритих електродвигунів.
Перевантаження електродвигунів може виникнути внаслідок перевантаження механізму (наприклад, завалу вугіллям млини або дробарки, забивання пилом вентилятора або шматками шлаку насоса золовидалення тощо) та його несправності (наприклад, пошкодження підшипників тощо). Струми, що значно перевищують номінальні, проходять при пуску та самозапуску електродвигунів. Це відбувається внаслідок зменшення опору електродвигуна при зменшенні частоти його обертання. Залежність струму електродвигуна I від частоти обертання п при постійній напрузі на його висновках наведено на рис. 6.1. Струм має найбільше значення, коли ротор електродвигуна зупинено; цей струм, званий пусковим, кілька разів перевищує номінальне значення струму електродвигуна. Захист від перевантаження може діяти на сигнал, розвантаження механізму або відключення електродвигуна. Після відключення КЗ напруга на виводах електродвигуна відновлюється і частота обертання починає збільшуватися. При цьому по обмотках електродвигуна проходять великі струми, значення яких визначаються частотою обертання електродвигуна та напругою його висновків. Зниження частоти обертання лише на 10-25 % призводить до зменшення опору електродвигуна до мінімального значення, що відповідає пусковому струму. Відновлення нормальної роботи електродвигуна після відключення КЗ називається самозапуском, а струми, що при цьому проходять, - струмами самозапуску.
На всіх асинхронних електродвигунах самозапуск може бути здійснений без небезпеки їх пошкодження, тому їх захист повинен бути відбудований від режиму самозапуску. Від можливості та тривалості самозапуску асинхронних електродвигунів основних механізмів власних потреб залежить безперебійна робота теплових електростанцій. Якщо через велике зниження напруги не можна забезпечити самозапуск всіх працюючих електродвигунів, частина з них доводиться відключати. Для цього використовується спеціальний захист мінімальної напруги, що відключає невідповідні електродвигуни при зниженні напруги на їх виводах до 60-70% від номінального. У разі обриву однієї із фаз обмотки статора електродвигун продовжує працювати. Частота обертання ротора при цьому дещо зменшується, а обмотки двох непошкоджених фаз перевантажуються струмом у 1,5-2 рази більшим за номінальний. Захист електродвигуна від роботи на двох фазах застосовується лише на електродвигунах, захищених запобіжниками, якщо двофазний режим роботи може призвести до пошкодження електродвигуна.
На потужних теплових електростанціях як привод для димососів, дутьових вентиляторів і циркуляційних насосів набули широкого поширення двошвидкісні асинхронні електродвигуни напругою 6 кВ. Ці електродвигуни виконуються з двома незалежними статорними обмотками, кожна з яких підключається через окремий вимикач, причому обидві обмотки статорні одночасно не можуть бути включені, для чого в схемах управління передбачена спеціальне блокування. Застосування таких електродвигунів дозволяє заощаджувати електроенергію шляхом зміни частоти обертання в залежності від навантаження агрегату. На таких електродвигунах встановлюється два комплекти релейного захисту.
В експлуатації застосовуються також схеми електроприводу, що передбачають обертання механізму (наприклад, шарового млина) двома спареними електродвигунами, які приєднуються до одного вимикача. При цьому всі захисту є спільними для обох електродвигунів, за винятком струмового захисту нульової послідовності, що передбачається для кожного електродвигуна і виконується за допомогою струмових реле, підключених до ТТ нульової послідовності, встановленим на кожному кабелі.
Захист асинхронних ЕД від міжфазних к.з., перевантажень та замикань на землю.
Для захисту від багатофазних КЗ електродвигунів потужністю до 5000 кВт зазвичай використовується максимальне струмове відсічення. Найбільш просто струмове відсічення можна виконати з реле прямої дії, вбудованими у привід вимикача. З реле непрямою дії застосовується одна з двох схем з'єднання ТТ та реле, наведених на рис. 6.2 та 6.3. Відсікання виконується з незалежними струмовими реле. Використання струмових реле із залежною характеристикою (рис. 63) дозволяє забезпечити за допомогою одних і тих же реле захист від КЗ та перевантаження. Струм спрацьовування відсічки вибирається -за таким виразом:
де k сх - коефіцієнт схеми, що дорівнює 1 для схеми на рис. 6.3 та v3 для схеми на рис. 6.2; I пуск-пусковий струм електродвигуна.
Якщо струм спрацьовування реле відбудований від пускового струму, відсікання, як правило, надійно відбудовано і від.струму, який електродвигун посилає на сік при зовнішньому КЗ.
Знаючи номінальний струм електродвигуна I ном і кратність пускового струму k п, що вказується в каталогах, можна підрахувати пусковий струм за таким виразом:
Рис. 6.2 Схема захисту електродвигуна струмовим відсіканням з одним струмовим реле миттєвої дії: а- Ланцюги струму, б- Ланцюги оперативного постійного струму
Як видно з осцилограми, наведеної на рис. 6.4, на якій показаний пусковий струм електродвигуна живильного насоса, в перший момент пуску з'являється короткочасний пік струму, що намагнічує, що перевищує пусковий струм електродвигуна. Для відбудови від цього піку струм спрацьовування відсічки вибирається з урахуванням коефіцієнта надійності: k н =1,8 для реле типу РТ-40, що діють через проміжне реле; k н = 2 для реле типів ІТ-82, ІТ-84 (РТ-82, РТ-84), а також для реле прямої дії.
Рис. 6.3. Схема захисту електродвигуна від коротких замикань та перевантаження з двома реле типу РТ-84: а- Ланцюги струму, б- Ланцюги оперативного постійного струму.
Т
Рис. 6 4. Осцилограма пускового струму електродвигуна.
струмове відсічення електродвигунів потужністю до 2000 кВт слід виконувати, як правило, за найпростішою та дешевшою однорелейною схемою (див. рис. 6.2). Однак недоліком цієї схеми є нижча чутливість порівняно з відсіченням, виконаною за схемою на рис. 6.3 до двофазних КЗ між однією з фаз, на яких встановлений ТТ, і фазою без ТТ. Це має місце, оскільки струм спрацьовування відсічки, виконаної за однорелейною схемою, згідно з (6.1) у vЗ разів більше, ніж у дворелейній схемі. Тому на електродвигунах потужністю 2000-5000 кВт струмове відсічення для підвищення чутливості виконується дворелейним. Дворелейну схему відсічення слід також застосовувати на електродвигунах потужністю до 2000 кВт, якщо коефіцієнт чутливості однорелейної схеми при двофазному КЗ на виводах електродвигуна менше двох.
На електродвигунах потужністю 5000 кВт і більше встановлюється поздовжній диференціальний захист, що забезпечує більш високу чутливість до КЗ на виводах та в обмотках електродвигунів. Цей захист виконується у двофазному або трифазному виконанні з реле типу РНТ-565 (аналогічно захисту генераторів). Струм спрацьовування рекомендується приймати 2 I ном.
Оскільки захист у двофазному виконанні не реагує на подвійні замикання на землю, одне з яких виникає в обмотці електродвигуна на фазі В , у якій відсутній ТТ, додатково встановлюється спеціальний захист від подвійних замикань без витримки часу.
ЗАХИСТ ВІД ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ
Захист від перевантаження встановлюється тільки на електродвигунах, схильних до технологічних навантажень (млинових вентиляторів, димососів, млинів, дробарок, багерних насосів тощо), як правило, з дією на сигнал або розвантаження механізму. Так, наприклад, на електродвигунах шахтних млинів захист може діяти на відключення електродвигуна механізму, що подає вугілля, завдяки чому запобігає завалу млина вугіллям.
Захист від перевантаження повинен відключати електродвигун, на якому він встановлений, лише в тому випадку, якщо без зупинки електродвигуна не можна усунути причину, що спричинила перевантаження. Використання захисту від навантаження з дією відключення доцільно також у установках без обслуговуючого персоналу.
Струм спрацьовування захисту від навантаження приймається рівним:
де k н = 1,1-1,2.
При цьому реле захисту від перевантаження зможуть спрацювати від пускового струму, тому витримка часу захисту приймається 10-20 с за умов відстроювання від часу пуску електродвигуна. Захист від перевантаження виконується за допомогою індукційного елемента реле типу ІТ-80 (РТ-80) (див. рис. 6.3). Якщо електродвигун під час перевантаження повинен відключатися, у схемі захисту використовуються реле типу ІТ-82 (РТ-82). На електродвигунах, захист яких від перевантаження не повинен діяти на відключення, доцільно використовувати реле з двома парами контактів типу ІТ-84 (РТ-84), що забезпечують роздільну дію відсічення та індукційного елемента.
Для ряду електродвигунів (димососів, дутьових вентиляторів, млинів), час розвороту яких складає 30-35 с, схема захисту від перевантаження з реле РТ-84 доповнюється реле часу типу ЕВ-144, яке набуває чинності після замикання контакту струмового реле. У цьому витримка часу захисту може бути збільшена до 36 з. Останнім часом для захисту від перевантаження електродвигунів власних потреб застосовується схема захисту з одним реле струму типу РТ-40 та одним реле часу типу ЕВ-144, а для електродвигунів з часом пуску понад 20 с – реле часу типу ВЛ-34 (зі шкалою 1 -100 с).
Захист мінімальної напруги.
Після відключення КЗ відбувається самозапуск електродвигунів, підключених до секції чи системи шин, у яких під час КЗ мало місце зниження напруги. Струми самозапуску, що в кілька разів перевищують номінальні, проходять по лініях живлення (або трансформаторам) власних потреб. В результаті напруга на шинах власних потреб, а отже, і на електродвигунах знижується настільки, що крутний момент на валу електродвигуна може виявитися недостатнім для його розвороту. Самозапуск електродвигунів може статися, якщо напруга на шинах виявиться нижче 55-65 % I ном. Для того щоб забезпечити самозапуск найбільш відповідальних електродвигунів, встановлюється захист мінімальної напруги, що вимикає невідповідні електродвигуни, відсутність яких протягом певного часу не вплине на виробничий процес. При цьому зменшується сумарний струм самозапуску та підвищується напруга на шинах власних потреб, завдяки чому забезпечується самозапуск відповідальних електродвигунів.
У деяких випадках за тривалої відсутності напруги захист мінімальної напруги відключає і відповідальні електродвигуни. Це необхідно, зокрема, для запуску схеми АВР електродвигунів, а також технології виробництва. Так, наприклад, у разі зупинки всіх димососів необхідно відключити млинові та дутьові вентилятори та живильники пилу; у разі зупинки дутьових вентиляторів - млинові вентилятори та живильники пилу. Відключення відповідальних електродвигунів захистом мінімальної напруги проводиться також у тих випадках, коли їх самозапуск неприпустимий за умовами техніки безпеки або через небезпеку пошкодження механізмів, що наводяться.
Найбільш просто захист мінімальної напруги можна виконати з одним реле напруги, включеним на міжфазну напругу. Однак таке виконання захисту ненадійне, тому що при обривах у ланцюгах напруги можливе помилкове відключення електродвигунів. Тому однорелейна схема захисту застосовується лише за використанні реле прямого действия.Для запобігання помилкового спрацьовування захисту у разі порушення ланцюгів напруги застосовуються спеціальні схеми включення реле напруги. Одна з таких схем для чотирьох електродвигунів, розроблена в Тяжпромелектропроект, показана на рис. 6.5. Реле мінімальної напруги прямої дії КVТ1-KVT4включені на міжфазну напругу abі bс.Для підвищення надійності захисту ці реле живляться окремо від приладів та лічильників, які підключені до ланцюгів напруги через трифазний автоматичний вимикач SF3з миттєвим електромагнітним розчіплювачем (використано дві фази автоматичного вимикача).
Фаза Вланцюгів напруги заземлена не глухо, а через пробивний запобіжник FV,чю виключає можливість однофазних КЗ в ланцюгах напруги та також підвищує надійність захисту. У фазі Азахисту встановлено однофазний автоматичний вимикач SFIз електромагнітним миттєвим розчіпувачем, а у фазі З -автоматичний вимикач із уповільненим тепловим розчіплювачем. Між фазами Аі Звключений конденсатор З ємністю близько 30 мкФ, призначення якого вказано нижче.
Рис. 6 5. Схема захисту мінімальної напруги з реле прямої дії типу РНВ
При ушкодженнях в ланцюгах напруги аналізований захист поводитиметься в такий спосіб. Замикання однієї з фаз на землю, як зазначалося вище, не призводить до відключення автоматичних вимикачів, оскільки ланцюги напруги немає глухого заземлення. При двофазному КЗ фаз Ві Звідключиться тільки автоматичний вимикач SF2фази З. Реле напруги KVT1і KVT2залишаються при цьому підключеними до нормальної напруги і тому не запускаються. Реле KVT3і KVT4,напруги, що запустилися при КЗ в ланцюгах, після відключення автоматичного вимикача SF2знову підтягнуться, тому що на них буде подано напругу від фази Ачерез конденсатор З.При КЗ фаз АВабо АСвідключиться автоматичний вимикач SF1,встановлений у фазі А.Після відключення КЗ реле KVT1і KVT2знову підтягнуться під дією напруги від фази З,що надходить через конденсатор С. Реле KVT3і KVT4не запустяться. Аналогічно будуть поводитися реле і при обриві фаз Аі З. Таким чином, схема захисту, що розглядається, не працює хибно при найбільш ймовірних пошкодженнях ланцюгів напруги. Хибна робота захисту можлива лише при малоймовірних пошкодженнях ланцюгів напруги – трифазному КЗ або при відключенні автоматичних вимикачів SF1і SF2.Сигналізація несправності ланцюгів напруги здійснюється контактами реле KV1.1, KV2.1, KV3.1та контактами автоматичних вимикачів SF1.1, SF2.1, SF3.1.
У установках з постійним оперативним струмом захист мінімальної напруги виконується кожної секції збірних шин власних потреб за схемою, наведеної на рис. 6.6. У ланцюзі реле часу КТ1,чинного на відключення невідповідних електродвигунів, послідовно включені контакти трьох мінімальних реле напруги KV1.Завдяки такому включенню реле запобігає помилковому спрацюванню захисту при перегоранні будь-якого запобіжника в ланцюгах трансформатора напруги. Напруга спрацьовування реле KV1приймається близько 70% U ном.
Рис. 6.6. Схема захисту мінімальної напруги на постійному оперативному струмі: а- Ланцюги змінної напруги; б- оперативні ланцюги I -на відключення невідповідальних двигунів; II- На відключення відповідальних двигунів.
Витримка часу захисту відключення невідповідальних електродвигунів відбудовується від відсічок електродвигунів і встановлюється рівною 0,5-1,5 з. Витримка часу на відключення відповідальних електродвигунів приймається 10-15 с, щоб захист не діяла з їхньої відключення при зниженнях напруги, викликаних КЗ і самозапуском електродвигунів. Як показує досвід експлуатації, часом самозапуск електродвигунів триває 20-25 с при зниженні напруги на шинах власних потреб до 60-70 % U ном . При цьому, якщо не вжити додаткових заходів, захист мінімальної напруги. KV1),має уставку спрацьовування (0,6-0,7) U ном , могла б доопрацювати та відключити відповідальні електродвигуни. Для запобігання цьому в ланцюзі обмотки реле часу КТ2,чинного на відключення відповідальних електродвигунів, включається контакт KV2.1четвертого реле напруги KV2.Це мінімальне реле напруги має уставку спрацьовування порядку (0,4-0,5) U ном і надійно повертається під час самозапуску. Реле KV2буде довго тримати замкнутим свій контакт лише за повного зняття напруги з шин власних потреб. У тих випадках, коли тривалість самозапуску менша за витримку часу реле КТ2,реле KV2не встановлюється.
Останнім часом електростанціях застосовується інша схема захисту, показана на рис. 6.7. У цій схемі використовуються три пускові реле: реле напруги зворотної послідовності KV1типу РНФ-1М та реле мінімальної напруги KV2і KV3типу РН-54/160.
Рис. 6.7. Схема захисту мінімальної напруги з реле напруги прямої послідовності: а- Ланцюги напруги; б- оперативні ланцюги
У нормальному режимі, коли міжфазна напруга симетрична, розмикаючий контакт KV1.1в ланцюгу обмоток реле часу захисту КТ1і КТ2замкнений, а замикаючий KV1.2в ланцюзі сигналізації розімкнуто. Розмикаючі контакти реле K.V2.1і KV3.1при цьому розімкнуті. При зниженні напруги на всіх фазах контакт KV1.1залишиться замкненим і почергово подіють: перший ступінь захисту мінімальної напруги, що здійснюється за допомогою реле KV2(Уставка спрацьовування 0,7 U ном) та КТ1;друга - за допомогою реле KV3(Уставка спрацьовування 0,5 U ном) та КТ2.У разі порушення однієї або двох фаз ланцюгів напруги спрацьовує реле KV1,замикаючим контактом якого KV1.2подається сигнал про несправність ланцюгів напруги. При спрацьовуванні кожного ступеня захисту подається плюс на шинки ШМН1і ШМН2відповідно, звідки він надходить на ланцюзі відключення електродвигунів. Дія захисту сигналізується вказівними реле КН1і КН2,мають обмотки паралельного включення.
ельних теплових навантаженнях. Захист від перевантаження повинен застосовуватися тільки для електродвигунів тих робочих механізмів, які можливі ненормальні збільшення навантаження при порушеннях робочого процесу.
Апарати захисту від перевантаження (теплові та температурні реле, електромагнітні реле, автоматичні вимикачі з тепловим розчіпувачем або з годинниковим механізмом) при виникненні перевантаження відключають двигун з певною витримкою часу, тим більшим, чим менше перевантаження, а в ряді випадків, при значних перевантаженнях, - та миттєво.
Рис.6 Обмотувальний цех
Захист асинхронних електродвигунів від зниження або зникнення напруги
Захист від зниження або зникнення напруги (нульовий захист) виконується за допомогою одного або декількох електромагнітних апаратів, діє на відключення двигуна при перерві живлення або зниженні напруги мережі нижче встановленого значення та оберігає двигун від мимовільного включення після ліквідації перерви живлення або відновлення нормальної напруги мережі.
Спеціальний захист від роботи на двох фазах оберігає двигун від перегріву, а також від «перекидання», тобто зупинки під струмом внаслідок зниження моменту, що розвивається двигуном, при обриві в одній із фаз головного ланцюга. Захист діє відключення двигуна. Як апарати захисту застосовуються як теплові, так і електромагнітні реле. У разі захист може мати витримки часу.
Рис.7 Заміна, демонтаж та ТО системи вентиляції «Клімат-47»
Інші види електричного захисту асинхронних електродвигунів
Існують і деякі інші види захисту, що рідше зустрічаються (від підвищення напруги, однофазних замикань на землю в мережах з ізольованою нейтраллю, збільшення швидкості обертання приводу і т. п.).
Електричні апарати для захисту електродвигунів
Апарати електричного захисту можуть здійснювати один або кілька видів захисту. Так, деякі автоматичні вимикачі забезпечують захист від коротких замикань та перевантаження. Одні з апаратів захисту, наприклад плавкі запобіжники, є апаратами одноразової дії та вимагають заміни або перезаряджання після кожного спрацьовування, інші, такі як електромагнітні та теплові реле, - апарати багаторазової дії. Останні розрізняються за способом повернення стан готовності на апарати з самоповерненням і з ручним поверненням.
Вибір виду електричного захисту електродвигунів
Вибір того чи іншого виду захисту або декількох одночасно проводиться в кожному конкретному випадку з урахуванням ступеня відповідальності приводу, його потужності, умов роботи та порядку обслуговування (наявності або відсутності постійного обслуговуючого персоналу). будівельному майданчику, в майстерні тощо, виявлення найбільш часто повторюваних порушень нормальної роботи двигунів та технологічного обладнання. Завжди слід прагнути до того, щоб захист був по можливості простим і надійним в експлуатації.
Для кожного двигуна незалежно від його потужності та напруги має бути передбачений захист від коротких замикань. Тут слід пам'ятати такі обставини. З одного боку, захист потрібно відбудувати від пускових та гальмівних струмів двигуна, які можуть у 5-10 разів перевищувати його номінальний струм. З іншого боку, у ряді випадків коротких замикань, наприклад при виткових замикання, замикання між фазами поблизу нульової точки статорної обмотки, замикання на корпус всередині двигуна і т. п., захист повинен спрацьовувати при струмах, менших пускового струму. У таких випадках рекомендується використовувати пристрій плавного пуску (софтстартер). Одночасне виконання цих суперечливих вимог за допомогою простих та дешевих засобів захисту є великими труднощами. Тому система захисту низьковольтних асинхронних двигунів будується при свідомому припущенні, що при деяких зазначених вище пошкодження в двигуні останній відключається захистом не відразу, а лише в процесі розвитку цих пошкоджень, після того, як значно зросте струм, споживаний двигуном з мережі.
Одна з найважливіших вимог до пристроїв захисту двигунів - чітка дія її при аварійних та ненормальних режимах роботи двигунів та водночас неприпустимість помилкових спрацьовувань. Тому апарати захисту повинні бути правильно вибрані та ретельно відрегульовані.
ГУП ППЗ «Благоварський»
ДУП "Племптицезавод Благоварський" є правонаступником птахофабрики Благоварська, яка була введена в дію у 1977 році як товарне господарство з виробництва качиного м'яса. У 1995 році птахофабрика набула статусу державного племінного птахівницького заводу з покладанням функцій селекційно-генетичного центру з качівництва. Племптицезавод Благоварський розташований поблизу села Язикове, Благоварського району республіки Башкортостан.
Загальна земельна площа становить 2108 га, їх ріллі займають 1908 га, а сіножаті і пасовища 58 га. Середнє поголів'я качок 111,6 тисячі голів, у тому числі 25,6 тисячі голів качки-несучки.
У колективі працює 416 чоловік, їх у апараті управління 76.
У структурі заводу функціонують:
Цех батьківського стада качок: має 30 корпусів з кількістю птахомісць на 110 тисяч голів.
Цех вирощування ремонтного молодняку: має 6 корпусів з кількістю птахомісць на 54 тисячі голів.
Інкубаторії: 3 цехи із загальною потужністю 695520 шт. яєць однією закладку.
Цех забою із продуктивністю 6-7 тисяч голів за зміну.
Цех кормоприготування із продуктивністю 50 тонн за зміну із ємністю 450 тонн.
Автотранспортний цех: автомобілі – 53, трактори – 30, сільгоспмашини 27.
У 1998 року з урахуванням племптицезаводу створено науково-виробнича система з утководству, що об'єднує роботу птахівництв, котрі займаються розведенням качок у 24 регіонах Російської Федерації. Через науково-виробничу систему реалізується понад 20 млн. штук племінних яєць та 15 млн. голів молодняку качок. Племматеріал також поставляється в такі країни близького зарубіжжя як Казахстан та Україна.
Качки створені селекціонерами ГУП Племптицезаводу Благоварський набули повсюдного поширення в Російській Федерації, їх успішно розводять як у Краснодарському, так і в Приморському краях. Використання качок селекції племзаводу у структурі загальногопоголів'я качок Росії становить близько 80%.
ЩоденникДатаРобоче місцеВигляд роботиТехнологія виконання роботиПідпис рук.Примітка26.06.12-27Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Розбирання та складання 3-х фазних асинхронних двигунів. 28.06.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Заміна автоматичних вимикачів. 29.06.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Прокладка кабелю. 30.06.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Прокладка кабелю. 01.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Складання зернодробилки, монтаж водонагрівача. 04.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Заміна, демонтаж та ТО системи вентиляції «Клімат-47» 05.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Заміна, демонтаж та ТО системи вентиляції «Клімат-47» 06.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Монтаж системи освітлення. 07.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Монтаж, ТО системи вентиляції «Клімат-47» 08.07.12-09.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Планова робота. Очищення і прибирання від зелених насаджень навколо зони ЛЕП, що охороняється. 10.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Встановлення дизельної електростанції.
ЩоденникДатаРобоче місцеВигляд роботиТехнологія виконання роботиПідпис рук.Примітка 11.07.12-15.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Монтаж, ТО системи вентиляції «Клімат-47» 16.07.12-17.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Заміна автоматичних вимикачів. 18.07.12-22.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Заміна, демонтаж та ТО системи вентиляції «Клімат-47» 23.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Планова робота. Очищення і прибирання від зелених насаджень навколо зони ЛЕП, що охороняється. 24.07.12-29.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Монтаж та запуск АВМ. 30.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Розбирання та складання 3-х фазних асинхронних двигунів. 31.07.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Монтаж системи освітлення. 1.08.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Технічне обслуговування трансформаторів. 2.08.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Заміна, демонтаж та ТО системи вентиляції «Клімат-47» 3.08.12-4.08.12Благоварський р-н, ДУП «ППЗ Благоварський» Монтажна робота. Заміна автоматичних вимикачів.
Початок практики 26.06.12 Кінець практики 04.08.12
ВИСНОВОК
В результаті проходження виробничої експлуатаційної практики в ГУП ППЗ «Благоварський» мною були вивчені структура підприємства, схема мережі електропостачання на підприємстві, а так само зібраний матеріал за тим
У промисловості та різних побутових приладах використовується велика кількість електродвигунів. Щоб уникнути збоїв у роботі пристрою та його дорогого ремонту, необхідно оснастити його приладом захисту від перевантаження.
Принцип роботи двигуна
Виробниками розраховано, що за номінального струму двигун ніколи не перегріється
Найбільш поширені електродвигуни змінного струму.
Принцип їх дії ґрунтується на використанні законів Фарадея та Ампера:
- Відповідно до першого в провіднику, який знаходиться в магнітному полі, що змінюється, індукується ЕРС. У двигуні таке поле генерується змінним струмом, що протікає по обмотках статора, а ЕРС з'являється у провідниках ротора.
- За другим законом на ротор, яким протікає струм, впливатиме сила, що переміщає його перпендикулярно електромагнітному полю. Внаслідок цієї взаємодії починається обертання ротора.
Існують асинхронні та синхронні електродвигуни такого типу. Найчастіше використовуються асинхронні двигуни, у яких як ротор використовується короткозамкнута конструкція зі стрижнів та кілець.
Для чого потрібний захист
У процесі роботи двигуна можуть виникнути різні ситуації, пов'язані з його перевантаженням, що може призвести до аварії:
- знижену напругу живлення;
- обрив фази;
- перевантаження механізмів, що приводяться в дію;
- надто довгий процес запуску або самозапуску.
По суті захист електродвигуна від перевантажень полягає в тому, щоб своєчасно знеструмити двигун.
У разі таких нештатних ситуацій зростає струм в обмотках. Наприклад, при обриві фази живлення струм статора може збільшитися від 16 до 25 разів відносно номінального струму. Це призводить до перегріву двигуна, порушення ізоляції обмоток, короткого замикання (КЗ) та у деяких випадках до пожежі.
Як вибрати захист електродвигуна від перевантаження
Захист електродвигуна від перевантаження може здійснюватись за допомогою різних пристроїв. До них відносяться:
- плавкі запобіжники із вимикачем;
- реле захисту;
- теплові реле;
- цифрове реле.
Найбільш простий метод – застосування плавких запобіжників, які спрацьовують у разі виникнення КЗ у схемі живлення двигуна. Їх недоліком є чутливість до великих пускових струмів двигуна та необхідність встановлення нових запобіжників після спрацьовування.
Плавкий запобіжний вимикач – це аварійний вимикач та плавкий запобіжник, об'єднані в єдиному корпусі
Струмове реле захисту може витримувати тимчасові струмові перевантаження, що виникають при пуску двигуна, і спрацьовує при небезпечному тривалому збільшенні струму споживання двигуна. Після усунення навантаження реле може вручну або автоматично підключати ланцюг живлення.
Теплові реле використовуються в основному усередині двигуна. Таке реле може бути біметалічний датчик або терморезистор і встановлюватися на корпусі двигуна або безпосередньо на статорі. При надто високій температурі двигуна реле спрацьовує та знеструмлює ланцюг живлення.
Найбільш просунутим є використання нових систем захисту із застосуванням цифрових методів обробки інформації. Такі системи поряд із захистом двигуна від перевантаження виконують додаткові функції – обмежують число перемикань двигуна, за допомогою датчиків оцінюють температуру статора та підшипників ротора, визначають опір ізоляції пристрою. Вони можуть бути використані для діагностики несправностей системи.
Вибір методу захисту двигуна залежить від умов і режимів його роботи, а також від цінності системи, в якій використовується пристрій.
Завантаження...