Реле защиты двигателя для высоковольтного асинхронного электродвигателя

Более 90% двигателей, используемых в промышленности, являются асинхронными двигателями, так как они дешевые, надежные и просты в обслуживании. Для двигателей высокой мощности (>250 л.с.) мы предпочитаем высокое напряжение, так как это снизит рабочий ток и размер двигателя.

Почему нам необходима защита двигателей?

Чтобы понять это, нам нужно знать стоимость, связанную с отказом двигателя, то есть:

• Потеря производства (стоимость производства)

• Замена двигателя (стоимость замены)

• Стоимость ремонта

• Стоимость рабочих часов из-за этой аварии

Основная функция защитного реле - обнаружить неисправность и отключить поврежденную часть системы от здоровой. Это повысит надежность электрической системы.
Для защиты двигателя, нам необходимо определить различные причины отказов и устранить их. Различные причины отказов следующие:

• Тепловое воздействие на обмотку

• Однофазное питание

• Заземление

• Короткое замыкание

• Заблокированный ротор

• Количество горячих пусков

• Неисправность подшипника

Краткие описания различных отказов приведены ниже:

• Тепловое воздействие на обмотку –
  Если двигатель работает непрерывно выше его номинальной мощности, это приведет к перегреву обмотки и изоляции. В результате изоляция обмотки ухудшится, что приведет к отказу двигателя. Если напряжение ниже проектного значения, это также приведет к перегреву обмотки при номинальной нагрузке, что может вызвать отказ двигателя.

• Однофазное питание –
  Потеря одной фазы, подаваемой на двигатель (в случае трехфазного двигателя), приводит к однофазному питанию. Если запустить двигатель под нагрузкой, он выйдет из строя из-за несбалансированности.

• Заземление –
  Если какая-либо часть обмотки контактирует с землей, можно сказать, что двигатель заземлен. Если запустить двигатель, это приведет к его отказу.

• Короткое замыкание –
  Если между двумя фазами трехфазной обмотки или между витками одной фазы происходит контакт, это называется коротким замыканием.

• Заблокированный ротор –
  Если приводимое оборудование заблокировано или вал двигателя заблокирован, это называется заблокированным ротором. Если запустить двигатель, он выйдет из строя.

• Количество горячих пусков –
  Каждый двигатель рассчитан на определенное количество горячих пусков. Предположим, двигатель находится в рабочем состоянии, если мы остановим двигатель и сразу же запустим его, это называется горячим пуском. В зависимости от термической характеристики двигателя необходимо дать определенное время для снижения температуры обмотки.

• Неисправность подшипника –
  Если подшипник выходит из строя, происходит трение ротора о статор, что приводит к физическому повреждению изоляции и обмотки. Неисправность подшипника можно предотвратить, контролируя температуру подшипника. Датчик температуры подшипника (BTD) используется для мониторинга и отключения двигателя в случае аномалии.

Все реле защиты двигателя работают на основе тока, потребляемого двигателем. Реле защиты двигателя используется в зонах высокого напряжения и имеет следующие характеристики:

• Защита от тепловой перегрузки

• Защита от короткого замыкания

• Защита от однофазного питания

• Защита от заземления

• Защита от заблокированного ротора

• Защита от количества пусков

Для настройки реле нам требуется коэффициент трансформации ТТ и полный ток нагрузки двигателя. Настройка различных элементов приведена ниже:

• Элемент защиты от тепловой перегрузки –
  Для настройки этого элемента необходимо определить процент полного тока нагрузки, при котором двигатель работает непрерывно.
  

• Элемент защиты от короткого замыкания –
  Диапазон, доступный для этого элемента, составляет от 1 до 5 раз начального тока. Также доступна временная задержка. Обычно устанавливается в 2 раза от начального тока с временной задержкой 0.1 секунды.

• Элемент защиты от однофазного питания –
  Этот элемент будет срабатывать, если возникнет несимметрия токов трех фаз. Он также называется защитой от несимметрии. Элемент устанавливается на 1/3 начального тока. Если он сработает во время запуска, параметр изменится на 1/2 начального тока.

• Элемент защиты от заземления –
  Этот элемент измеряет нейтральный ток вторичной обмотки ТТ. Диапазон, доступный для этого элемента, составляет от 0.02 до 2 раз первичного тока ТТ. Также доступна временная задержка. Обычно устанавливается на 0.1 раз первичного тока ТТ с временной задержкой 0.2 секунды. Если сработает во время запуска двигателя, временная настройка может быть увеличена до 0.5 секунды.

• Элемент защиты от заблокированного ротора –
  Диапазон, доступный для этого элемента, составляет от 1 до 5 раз полного тока нагрузки. Также доступна временная задержка. Обычно устанавливается в 2 раза от полного тока нагрузки. Временная задержка будет больше времени запуска двигателя. "Время запуска означает время, необходимое двигателю, чтобы достичь своей полной скорости."

• Элемент защиты от количества горячих пусков –
  Здесь мы укажем количество пусков, допустимых в определенный промежуток времени. Это ограничит количество горячих пусков, предоставляемых двигателю.

Схема подключения реле защиты двигателя приведена ниже

Современные цифровые реле защиты двигателей имеют дополнительные функции, такие как защита от работы двигателя без нагрузки и термическая защита.
В случае работы без нагрузки реле измеряет ток двигателя. Если он меньше заданного значения, реле отключает двигатель. Мы также можем подключить датчик температуры к реле, который будет контролировать температуру подшипников и обмоток и отключать двигатель, если она превысит заданное значение.

Заявление: Уважайте оригиналы, хорошие статьи стоят того, чтобы ими делиться, если есть нарушение авторских прав, обратитесь для удаления.