Tipuri de protecție electrică a motoarelor electrice asincrone

Protecția motoarelor electrice asincrone

Motoarele asincrone trifazate de curent alternativ cu o tensiune de până la 500 V la puteri de la 0,05 la 350 — 400 kW sunt cele mai comune tipuri de motoare electrice.

Funcționarea fiabilă și neîntreruptă a motoarelor electrice este asigurată în primul rând de selecția corectă a acestora în ceea ce privește puterea nominală, modul de funcționare și forma de execuție. Nu mai puțin importantă este respectarea cerințelor și regulilor necesare la alcătuirea unui circuit electric, alegerea echipamentelor de control, firele și cablurile, instalarea și funcționarea motorului electric.

Moduri de funcționare de urgență a motoarelor electrice

Chiar și pentru unitățile electrice proiectate și operate corespunzător, în timpul funcționării lor există întotdeauna posibilitatea apariției unor moduri de urgență sau anormale ale motorului și ale altor echipamente electrice.

Modurile de urgență includ:

1) scurtcircuite multifazate (trifazate și bifazate) și monofazate în înfășurările unui motor electric; scurtcircuite multifazate în cutia de borne a motorului electric și în circuitul extern de putere (în fire și cabluri, pe contactele dispozitivelor de comutare, în cutii de rezistență); scurtcircuite de fază la carcasă sau firul neutru din interiorul motorului sau într-un circuit extern — în rețelele cu un neutru împământat; scurtcircuite în circuitul de control; scurtcircuite între spirele înfășurării motorului (circuite de tură).

Scurtcircuitele sunt cele mai periculoase condiții de urgență în instalațiile electrice. În cele mai multe cazuri, acestea apar din cauza deteriorării sau suprapunerii izolației. Curenții de scurtcircuit ating uneori valori care sunt de zeci și sute de ori mai mari decât valorile curenților în regim normal, iar efectul lor termic și forțele dinamice la care sunt supuse piesele sub tensiune pot duce la defectarea intreaga instalatie electrica;

2) suprasarcină termică a motorului electric din cauza trecerii curenților crescuti prin înfășurările sale: când mecanismul de lucru este supraîncărcat din motive tehnologice, în special condiții severe de pornire, motor sub sarcină sau blocat, reducerea pe termen lung a tensiunii de rețea, pierderea una dintre fazele circuitului de alimentare externă sau ruperea firului în înfășurarea motorului, deteriorarea mecanică a motorului sau a mecanismului de funcționare și suprasarcinile termice cu condiții deteriorate de răcire a motorului.

Supraîncărcările termice cauzează în primul rând îmbătrânirea accelerată și distrugerea izolației motorului, ceea ce duce la un scurtcircuit, adică la un accident grav și o defecțiune prematură a motorului.

Tipuri de protecție pentru motoare electrice asincrone

Sunt prevăzute măsuri de protecție pentru a proteja motorul de deteriorare în cazul încălcării condițiilor normale de funcționare, precum și deconectarea în timp util a motorului defect de la rețea, prevenind sau limitând astfel dezvoltarea unui accident.

Principalul și cel mai eficient mijloc este protecția electrică a motoarelor, realizată în conformitate cu „Reguli pentru construcția instalațiilor electrice” (PUE).

În funcție de natura defecțiunilor posibile și a modurilor de funcționare anormale, există câteva tipuri de bază cele mai comune de protecție electrică a motoarelor asincrone.

Protecția motoarelor asincrone de scurtcircuit

Protecția la scurtcircuit oprește motorul atunci când apar curenți de scurtcircuit în circuitul său de putere (principal) sau în circuitul de comandă.

Dispozitivele care asigură protecție împotriva scurtcircuitelor (siguranțe, relee electromagnetice, întrerupătoare cu declanșare electromagnetică) acționează aproape imediat, adică fără întârziere.

Protecția la suprasarcină a motoarelor asincrone

Protecția la suprasarcină protejează motorul de supraîncălzirea inacceptabilă, în special chiar și în cazul supraîncărcărilor termice relativ mici, dar pe termen lung. Protecția la suprasarcină ar trebui utilizată numai pentru motoarele electrice ale acestor mecanisme de funcționare, unde sunt posibile creșteri anormale ale sarcinii în cazul unor perturbări ale procesului de funcționare.

Dispozitive de protecție la suprasarcină (temperatură și relee termice, relee electromagnetice, întrerupătoare automate cu declanșare termică sau cu mecanism de ceas) când apare o suprasarcină, ele opresc motorul cu o anumită întârziere, cu atât mai mare cu atât suprasarcina este mai mică și, în unele cazuri, cu suprasarcini semnificative, și imediat.

Protecția motoarelor electrice asincrone de lipsa sau dispariția tensiunilor

Protecția împotriva tensiunii joase sau joase (protecție zero) se realizează cu ajutorul unuia sau mai multor dispozitive electromagnetice, acționează la oprirea motorului în cazul unei căderi de curent sau când tensiunea rețelei scade sub valoarea setată și protejează motor de la pornirea spontană după eliminarea întreruperii alimentării cu energie sau restabilirea tensiunii normale de rețea.

Protecția specială a motoarelor electrice asincrone împotriva funcționării în două faze protejează motorul de supraîncălzire, precum și de „răsturnare”, adică oprirea sub curent din cauza scăderii cuplului dezvoltat de motor atunci când una dintre fazele principalului circuitul este întrerupt. Protecția funcționează atunci când motorul este pornit.

Releele termice și electromagnetice sunt utilizate ca dispozitive de protecție. În al doilea caz, protecția poate să nu aibă o întârziere.

Alte tipuri de protecție electrică a motoarelor asincrone

Există și alte tipuri de protecție, mai puțin obișnuite (împotriva supratensiunii, defecțiunile la pământ monofazate în rețelele cu un neutru izolat, creșterea vitezei de rotație a unității etc.).

Dispozitive electrice utilizate pentru protejarea motoarelor electrice

Dispozitivele de protecție electrică pot aplica unul sau mai multe tipuri de protecție simultan. De exemplu, unele întreruptoare asigură protecție la scurtcircuit și suprasarcină. Unele dintre dispozitivele de securitate, de exemplu sigurante, sunt dispozitive cu acțiune simplă și necesită înlocuire sau reîncărcare după fiecare acționare, altele, precum releele electromagnetice și termice, sunt dispozitive cu acțiune multiplă. Acestea din urmă diferă prin modul în care revin în standby pentru dispozitivele de auto-reglare și resetare manuală.

Selectarea tipului de protecție electrică a motoarelor electrice asincrone

Alegerea unuia sau altui tip de protecție sau mai multor în același timp se face în fiecare caz concret, ținând cont de gradul de responsabilitate al unității, de puterea acestuia, de condițiile de funcționare și de procedura de întreținere (prezența sau absența personalului permanent de întreținere) .

Analiza datelor privind rata de accidentare a echipamentelor electrice în atelier, pe șantier, în atelier etc., care dezvăluie încălcările cele mai frecvent repetate ale funcționării normale a motoarelor și echipamentelor tehnologice, poate fi de mare folos. Ar trebui să vă străduiți întotdeauna să vă asigurați că protecția este cât mai simplă și cât mai fiabilă posibil în funcționare.

Orice motor, indiferent de puterea și tensiunea sa, trebuie protejat împotriva scurtcircuitelor. Următoarele circumstanțe ar trebui luate în considerare aici. Pe de o parte, protecția trebuie să fie dezactivată de curenții de pornire și de frânare ai motorului, care pot fi de 5-10 ori mai mari decât curentul nominal al acestuia.Pe de altă parte, într-o serie de cazuri de scurtcircuit, de exemplu în circuitele de înfășurare, scurtcircuite între faze în apropierea punctului neutru al înfășurării statorului, scurtcircuite la cutia din interiorul motorului etc., protecția trebuie funcţionează la curenţi de -scăzut de la curentul de pornire.

Este dificil să îndepliniți aceste cerințe conflictuale simultan cu remedii simple și ieftine. Prin urmare, sistemul de protecție al motoarelor asincrone de joasă tensiune este construit pe presupunerea deliberată că, cu unele dintre defecțiunile menționate mai sus la motor, acesta din urmă nu este deconectat de la protecție imediat, ci numai în timpul dezvoltării acestor defecțiuni, după curentul consumat de motor din rețea a crescut semnificativ.

Una dintre cele mai importante cerințe pentru dispozitivele de protecție a motorului - acțiunea sa clară în modurile de funcționare de urgență și anormale a motorului și, în același timp, inadmisibilitatea alarmelor false. Prin urmare, dispozitivele de protecție trebuie selectate corespunzător și ajustate cu atenție.