Varilnik za zaščito motorjev visokonapetostnih indukcijskih motorjev

Več kot 90 % motorjev, uporabljenih v industriji, so indukcijski motorji, ker so ceni, trdni in preprosto vzdržljivi. Za motorje z višjo močjo (>250 HP) preferiramo visoko napetost, ker to zmanjša delovno tok in velikost motorja.

Zakaj potrebujemo zaščito motorjev?

Da to razumemo, moramo poznavati stroške, povezane s propadom motorja, to je:

• Izguba proizvodnje (strošek proizvodnje)

• Zamenjava motorja (strošek zamenjave)

• Strošek popravila

• Strošek človeških ur zaradi te nujnosti

Osnovna funkcija varnostnega reléja je zaznati napako in izolirati defektne dele od zdravih delov sistema. To poveča zanesljivost elektroenergetskega sistema.
Za zaščito motorja moramo zaznati različne vzroke propada in jih obravnavati. Različni vzroki propada so spodaj navedeni:

• Toplinski stres na ovitvi

• Enofaznost

• Priklop na zemljo

• Kratki krog

• Zaklenjen rotor

• Število toplogih zagonov

• Propad ležišč

Kratek opis različnih propadov je podan spodaj:

• Toplinski stres na ovitvi –
  Če motor deluje neprekinjeno preko njegove projekte nadzorne kapacitete, bo to povzročilo preseganje temperature ovitve in izolacije. Sleden propad izolacije ovitve bo vodil do propada motorja. Če je napetost manjša od predvidene vrednosti, bo to tudi povzročilo preseganje temperature ovitve pri nominalnem obremenitvi in lahko pride do propada motorja.

• Enofaznost –
  Izguba ene faze, ki jo dobiva motor (v primeru trofaznega motorja), vodi do enofaznosti. Če motor zagnemo pod bremenom, bo motor propadel zaradi neravnovesja.

• Priklop na zemljo –
  Če se kakšen del ovitve dotakne zemlje, lahko rečemo, da je motor priključen na zemljo. Če motor zagnemo, bo to vodilo do njegovega propada.

• Kratki krog –
  Če obstaja kontakt med dvema fazama trofazne ovitve ali med zavojnicama faze, to imenujemo kratki krog.

• Zaklenjen rotor –
  Če je pogon opremljen v zaklenjenem stanju ali je vrat motorja zaklenjen, to imenujemo zaklenjen rotor. Če motor zagnemo, bo propadel.

• Število toplogih zagonov –
  Vsak motor je projektiran, da prenaša določeno število toplogih zagonov. Če motor teče, ga ustavimo in takoj znova zagnemo, to imenujemo topel zagon. Glede na termično krivuljo motorja moramo dati določen čas, da se temperatura ovitve zniža.

• Propad ležišč –
  Če propade ležišče, bo došlo do trenja rotrika na statorju, kar bo povzročilo fizično poškodbo izolacije in ovitve. Propad ležišča lahko preprečimo z nadzorom temperature ležišč. Detektor temperature ležišč (BTD) se uporablja za nadzor in odklop motorja v primeru nenormalnosti.

Vsi varnostni reléji motorjev delujejo na osnovi toka, ki ga motor prevzame. Varnostni reléj motorja se uporablja v območjih z visokimi napetostmi in ima naslednje značilnosti:

• Termična zaščita proti pretoku

• Zaščita proti kratkim krogom

• Zaščita proti enofaznosti

• Zaščita proti priklopu na zemljo

• Zaščita proti zaključenemu rotorju

• Zaščita proti številu zagonov

Za nastavitev reléja potrebujemo CT razmerje in polni tok motorja. Nastavitve različnih elementov so navedene spodaj:

• Element termične pretoka –
  Za nastavitev tega elementa moramo določiti % polnega toka, pri katerem motor deluje neprekinjeno.
  

• Element kratkih krogov –
  Razpon, ki je na voljo za ta element, je od 1 do 5-kratnik začetnega toka. Tudi zamudni čas je na voljo. Običajno ga nastavimo na 2-kratnik začetnega toka z zamudnim časom 0,1 sekunde.

• Element enofaznosti –
  Ta element bo deloval, če je nevarnost v toku treh faz. Tega elementa tudi imenujemo nevarnostni element. Element je nastavljen na 1/3 začetnega toka. Če se odpali med zagonom, se parameter spremeni na 1/2 začetnega toka.

• Zaščita proti priklopu na zemljo –
  Ta element meri neutralni tok zvezno povezanega CT sekundarnega. Razpon, ki je na voljo za ta element, je od 0,02 do 2-kratnika primarnega toka CT. Tudi zamudni čas je na voljo. Običajno ga nastavimo na 0,1-kratnik primarnega toka CT z zamudnim časom 0,2 sekunde. Če se odpali med zagonom motorja, lahko čas nastavitve povišamo na 0,5 sekunde.

• Zaščita proti zaključenemu rotorju –
  Razpon, ki je na voljo za ta element, je od 1 do 5-kratnik polnega toka. Tudi zamudni čas je na voljo. Običajno ga nastavimo na 2-kratnik FLC (Polni tok). Zamudni čas bo daljši od začetnega časa motorja. "Začetni čas pomeni čas, ki ga motor potrebuje, da doseže svojo polno hitrost."

• Zaščita proti številu toplogih zagonov –
  Tukaj bomo dali število zagonov, dovoljenih v določenem času. S tem bomo omejili število toplogih zagonov, ki jih damo motorju.

Shematski diagram za povezavo varnostnega reléja motorja je spodaj

Sodobni digitalni varnostni reléji motorjev imajo nekaj dodatnih značilnosti, to je zaščita pred delovanjem motorja brez bremena in termična zaščita.
Če motor deluje brez bremena, reléj zazna tok motorja. Če je manjši od določene vrednosti, bo motor odpalil. Lahko tudi povežemo temperaturni sonde na reléj, ki bo nadziral temperaturo ležišč in ovitve in odpalil motor, če preseže določeno vrednost temperature.

Izjava: Spoštujte original, dobre članke je vredno deliti, če je došlo do poruševanja avtorskih pravic, se obvestite za brisanje.