Relé pro ochranu motoru vysokého napětí
Více než 90 % motorů používaných v průmyslu jsou indukční motory, protože jsou levné, robustní a snadno udržovatelné. Pro motory s vyšší výkonem (>250HP) preferujeme vysoké napětí, protože to sníží pracovní proud a velikost motoru.
Proč potřebujeme ochranu motorů?
Abychom to pochopili, musíme znát náklady spojené s poruchou motoru, tedy:
Ztráta produkce (náklady na výrobu)
Náhrada motoru (náklady na náhradu)
Náklady na opravu
Náklady na pracovní hodiny kvůli této nouzi
Základní funkce ochranného relé je identifikovat poruchu a izolovat vadnou část od zdravé části systému. To zlepší spolehlivost elektrického systému.
Pro ochranu motoru musíme identifikovat různé příčiny selhání a řešit je. Různé příčiny selhání jsou následující:
Termické zatěžování cívky
Jednofázovost
Zemní chyba
Krátké spojení
Uzamčený rotor
Počet horkých startů
Selhání ložiska
Stručné popisy různých selhání jsou uvedeny níže:
Termické zatěžování cívky –
Pokud motor běží nepřetržitě nad svou nominální kapacitu, pak to přehřeje cívku a izolaci. Následně dochází k degradaci izolace cívky, což vede k selhání motoru. Pokud je napětí nižší než navržená hodnota, pak také přehřeje cívku při nominálním zatěžování a může dojít k selhání motoru.Jednofázovost –
Ztráta jedné fáze dodávané k motoru (v případě trojfázového motoru) vede k jednofázovosti. Pokud spustíme motor pod zatěžováním, pak se motor selže kvůli nerovnováze.Zemní chyba –
Pokud nějaká část cívky přijde do kontaktu s zemí, pak můžeme říci, že motor je zazemlen. Pokud spustíme motor, pak to vede k selhání motoru.Krátké spojení –
Pokud dojde ke kontaktu mezi dvěma fázemi trojfázové cívky nebo mezi závity fáze, pak to bude označeno jako krátké spojení.Uzamčený rotor –
Pokud je poháněné zařízení v zaklesnutém stavu nebo je hřídel motoru zaklesnutá, pak to je označováno jako uzamčený rotor. Pokud spustíme motor, pak selže.Počet horkých startů –
Každý motor je navržen tak, aby vydržel určitý počet horkých startů. Zvažte, že motor je v běhu, pokud ho zastavíme a okamžitě znovu spustíme, pak to je označováno jako horký start. V závislosti na termické křivce motoru musíme poskytnout určitý čas na snížení teploty cívky.Selhání ložiska –
Pokud selže ložisko, pak dojde k tření rotoru o stator, což vede k fyzickému poškození izolace a cívky. Selhání ložiska lze předcházet sledováním teploty ložiska. Detektor teploty ložiska (BTD) se používá pro sledování a vypínání motoru v případě nepravidelnosti.
Všechna relé pro ochranu motoru fungují na základě proudu, který motor spotřebovává. Relé pro ochranu motoru se používá v oblastech s vysokým napětím a má následující vlastnosti:
Termická ochrana před přetížením
Ochrana před krátkým spojením
Ochrana před jednofázovostí
Ochrana před zemní chybou
Ochrana před uzamčeným rotorem
Ochrana před počtem startů
Pro nastavení relé potřebujeme CT poměr a plný proud motoru. Nastavení různých prvků je uvedeno níže:
Prvek termické ochrany před přetížením –
Pro nastavení tohoto prvku musíme identifikovat % plného proudu, při kterém motor běží nepřetržitě.
Prvek ochrany před krátkým spojením –
Dostupný rozsah pro tento prvek je 1 až 5krát počáteční proud. Je také dostupná časová prodleva. Obvykle jej nastavujeme na 2krát počáteční proud s časovou prodlevou 0,1 sekundy.Prvek ochrany před jednofázovostí –
Tento prvek bude fungovat, pokud dojde k nerovnováze proudu tří fází. Je také nazýván jako ochrana před nerovnováhou. Prvek je nastaven na 1/3 počátečního proudu. Pokud dojde k vypnutí během startu, pak se parametr změní na 1/2 počátečního proudu.Ochrana před zemní chybou –
Tento prvek měří neutrální proud sekundárního CT zapojeného hvězdicovitě. Dostupný rozsah pro tento prvek je 0,02 až 2krát primární proud CT. Je také dostupná časová prodleva. Obvykle jej nastavujeme na 0,1krát primární proud CT s časovou prodlevou 0,2 sekundy. Pokud dojde k vypnutí během startu motoru, pak lze časové nastavení zvýšit na 0,5 sekundy.Ochrana před uzamčeným roto
