Motorbeskyttelsesrelæ til højspændingsinduktionsmotor

Over 90% af motorer anvendt i industrien er induktionsmotorer, fordi de er billige, robuste og lette at vedligeholde. For højere effekt (>250HP) præfererer vi høj spænding, da det vil reducere driftsstrøm og størrelsen på motoren.

Hvorfor har vi brug for beskyttelse af motorer?

For at forstå dette skal vi kende omkostningerne forbundet med motorens fejl, nemlig:

• Produktionstab (produktionsomkostninger)

• Erstatning af motor (erstatningsomkostninger)

• Reparationsomkostninger

• Omkostninger til arbejdstimer pga. denne nødsituation

Den grundlæggende funktion af et beskyttelsesrelæ er at identificere fejlen og isolere den defekte del fra den sundlige del af systemet. Dette vil forbedre strømsystemets pålidelighed.
For beskyttelse af motor, skal vi identificere de forskellige årsager til fejl og adressere dem. De forskellige årsager til fejl er som følger

• Termisk stress på vindings

• Enfase

• Jordfejl

• Kortslutning

• Låst rotor

• Antal varmeopstart

• Lejeudslidning

Korte beskrivelser af de forskellige fejl er givet nedenfor:

• Termisk Stress på Vinding –
  Hvis en motor kører kontinuerligt over sin beregnede kapacitet, vil dette overophede vindingen og isolationen. Herefter vil vindingsisolationen forringes, hvilket resulterer i motorfejl. Hvis spændingen er lavere end den beregnede værdi, vil det også overophede vindingen ved den beregnede belastning, og motorfejl kan opstå.

• Enfase –
  Tab af en fase, der leveres til motoren (i tilfælde af 3-fase motor), fører til enfase. Hvis vi starter motoren under belastning, vil motoren fejle på grund af ubalance.

• Jordfejl –
  Hvis en del af vindingen kommer i kontakt med jorden, kan vi sige, at motoren er jordet. Hvis vi starter motoren, vil det føre til motorfejl.

• Kortslutning –
  Hvis der er kontakt mellem to faser af en tre-fase vindings eller mellem vindingens spoler, vil dette blive betegnet som kortslutning.

• Låst Rotor –
  Hvis den drevne udstyr er i låst tilstand eller motorens akse er låst, kaldes dette for låst rotor. Hvis vi starter motoren, vil den fejle.

• Antal Varmeopstart –
  Hver motor er designet til at klare et bestemt antal varmeopstart. Lad os forestille os, at en motor kører, hvis vi stopper motoren og straks starter den igen, kaldes dette for en varmeopstart. Afhængigt af motorens termiske kurve skal vi give en vis tid til at bringe vindings temperaturen ned.

• Lejeudslidning –
  Hvis lejen fejler, vil der være gnidning mellem rotor og stator, hvilket resulterer i fysisk skade på isolation og vindinger. Lejeudslidning kan undgås ved at overvåge lejetemperaturen. Lejetemperaturdetektor (BTD) anvendes til overvågning og afbrydelse af motoren i tilfælde af anormaliteter.

Alle motorbeskyttelsesrelæer fungerer baseret på strømmen, der tages af motoren. Motorbeskyttelsesrelæ anvendes i høj spændings områder med følgende egenskaber

• Termisk overbelastningsbeskyttelse

• Kortslutningsbeskyttelse

• Enfasebeskyttelse

• Jordfejlbeskyttelse

• Låst rotorbeskyttelse

• Antal startbeskyttelse

For at indstille relæet har vi brug for CT-forholdet og fuld belastningsstrøm til motoren. Indstillingen af de forskellige elementer er angivet nedenfor

• Termisk Overbelastnings Element –
  Til at indstille dette element skal vi identificere % af fuld belastningsstrøm, hvorved motoren kører kontinuerligt.
  

• Kortslutnings Element –
  Det tilgængelige område for dette element er 1 til 5 gange startstrøm. Tidsforsinkelse er også tilgængelig. Vi sætter normalt det til 2 gange startstrøm med en tidsforsinkelse på 0,1 sekund.

• Enfase Element –
  Dette element vil virke, hvis der er en ubalance i strømmen af de tre faser. Det kaldes også for ubalancebeskyttelse. Elementet indstilles til 1/3 af startstrømmen. Hvis det springer under start, ændres parametret til 1/2 af startstrømmen.

• Jordfejlbeskyttelse –
  Dette element måler den neutrale strøm af stjerneforbundet CT sekundær. Det tilgængelige område for dette element er 0,02 til 2 gange CT primærstrøm. Tidsforsinkelse er også tilgængelig. Vi sætter normalt det til 0,1 gange CT primærstrøm med en tidsforsinkelse på 0,2 sekunder. Hvis det springer under start af motoren, kan tidsindstillingen øges til 0,5 sekunder.

• Låst rotorbeskyttelse –
  Det tilgængelige område for dette element er 1 til 5 gange fuld belastningsstrøm. Tidsforsinkelse er også tilgængelig. Vi sætter normalt det til 2 gange FLC (Fuld Belastnings Strøm). Tidsforsinkelsen vil være mere end motorens starttid. "Starttid betyder tiden, der kræves af motoren for at nå dens fulde hastighed."

• Antal varmeopstartbeskyttelse –
  Her vil vi give det tilladte antal start i en bestemt tidsperiode. Derved begrænser vi antallet af varmeopstart, der gives til motoren.

Skematikken til at forbinde et motorbeskyttelsesrelæ er som følger

Moderne digitale motorbeskyttelsesrelæer har nogle ekstra egenskaber, såsom beskyttelse mod kørsel uden last og termisk beskyttelse. I tilfælde af kørsel uden last, registrerer relæet motorens strøm. Hvis den er mindre end den specificerede værdi, vil det springe motoren. Vi kan også forbinde temperatursonden til relæet, som vil overvåge leje- og vindings temperaturen og springe motoren, hvis den overstiger den specificerede temperaturværdi.

Erklæring: Respektér originaliteten, godt indhold fortjener at deles, hvis der sker overtrædelse kontakt os for sletning.