Защита двигателей напряжением до 1 кВ

Асинхронные двигатели НН защищают от;

1) многофазных, а в случае заземленной нейтрали и зануления корпусов также от однофазных КЗ;

2) перегрузок, если они возможны по условиям эксплуатации или по характеристике приводимого механизма;

3) понижения напряжения, если самозапуск двигателей недопустим или нежелателен.

Асинхронные двигатели напряжением до 1 кВ защищают плавкими предохранителями, расцепителями автоматических выключателей или тепловыми реле магнитных пускателей.

Защиту двигателя от КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью выполняют трехфазной (от междуфазных КЗ и однофазных КЗ на землю).

Защиту двигателя от КЗ плавкими предохранителями выполняют, как правило, отдельно для каждого двигателя. Выбор предохранителей и их плавких вставок производится также, как и для двигателей ВН.

Защита автоматическими выключателями позволяет осуществить все виды защит:

а) от КЗ — электромагнитными или полупроводниковыми расцепителями;

б) от перегрузки — электротепловыми расцепителями;

в) от снижения напряжения — расцепителями минимального напряжения.

Защита двигателей от КЗ может выполняться с помощью максимальных реле тока типа РЭВ (РЭВ-200, РЭВ-750 и др.) в виде ТО. На рис. 3.13, а приведена схема ТО без выдержки времени в трехфазном исполнении. Реле тока КА1—КАЗ включены в каждую фазу статора непосредственно. При срабатывании хотя бы одного реле размыкается соответствующий контакт КА1—КАЗ в цепи катушки контактора КМ и электродвигатель отключается от сети. Для защиты можно использовать и реле, включаемые через ТТ. При выборе тока срабатывания = 1,3 —1,5, a > 2,0 при КЗ на выводах электродвигателя.

Защита двигателей от перегрузки осуществляется токовой зашитой, реагирующей на возрастание тока, а также температурной защитой. Токовая защита выполняется электромеханическими, полупроводниковыми или электротепловыми реле. Защита двигателей от перегрузки не должна срабатывать при кратковременных перегрузках, поэтому она имеет выдержку времени и может действовать на отключение, на сигнал или на разгрузку механизма двигателя.

Защиту от перегрузки устанавливают, когда имеет место технологическая перегрузка или когда необходимо ограничить длительность пуска или самозапуска двигателей при пониженном напряжении.

Зашита от перегрузки, выполняемая с помощью электромагнитных реле, содержит реле тока и реле времени (КА4 и КТ на рис. 3.13, а). Если защита должна отключать двигатель и при обрыве фазы, то ее выполняют двухфазной. Двухфазной должна быть защита и при наличии плавких предохранителей, используемых для защиты двигателя от КЗ.

Рис. 3.13. Принципиальная схема защиты электродвигателя напряжением ниже 1 кВ:

а—от междуфазных КЗ (реле максимального тока КА1, КА2, КАЗ) и перегрузки (реле максимального тока КА4); б — от перегрузки с помощью электротепловых реле KST1 и KST2

Условия выбора тока срабатывания электромагнитных реле тока:

;

, (3.29)

где 1,1―1,2; = 0,8.

По первому условию реле не должно срабатывать в нормальном режиме работы двигателей; по второму условию реле должно приходить в действие при пусках двигателя, если пуск затянулся; = 3 с.

При длительной перегрузке и при затянувшемся пуске двигателя реле времени КТ успевает сработать и, размыкая контакт КТ в цепи катушки контактора КМ (рис.3.13), отключить двигатель.

Токи срабатывания полупроводниковых расцепителей автоматических выключателей при срабатывании двигателей от перегрузки выбирают по приведенным выше двум условиям. Защита считается эффективной, если

. (3.30)

Последнее условие не выполняется расцепителями автоматических выключателей "Электрон" из-за низкого = 0,75 и значительного =1,3÷1,5.

Полупроводниковые расцепители автоматических выключателей типов "Электрон", А3700, ВА имеют регулируемую выдержку времени (4—16 с) при кратности тока, равной 6 .

Это обеспечивает недействие защиты в нормальном пусковом режиме.

Защита от перегрузки, выполняемая с помощью тепловых расцепителей или электротепловых реле автоматических выключателей, получается наиболее эффективной, если .

На рис. 3.13, б показано использование электротепловых реле для защиты двигателя от перегрузки. А так как эта защита используется для защиты двигателя от работы на двух фазах, то магнитный пускатель содержит два электротепловых реле (KST1 и KST2). Номинальный ток электротеплового реле определяют по условию:

, (3.31)

где — номинальный ток сменного нагревателя электротеплового реле.

Основными недостатками электротепловых реле являются следующие:

1) при КЗ нагреватель реле может перегореть раньше, чем реле отключит электродвигатель; поэтому эта защита устанавливается при наличии быстродействующей защиты от КЗ, например, плавких предохранителей;

2) плохое согласование с тепловой перегрузочной способностью двигателей;

3) недостаточная стабильность параметров срабатывания в процессе эксплуатации (A3100).

На рис. 3.14 приведена принципиальная схема температурной защиты двигателя с использованием позистора (типа УВТЗ-2).

При допустимой температуре обмоток двигателя сопротивление позистора R = 150÷450 Ом и реле KL находится в положении срабатывания, т.е. его контакт KL замыкает цепь катушки контактора КМ. В аварийных режимах, когда, температура обмоток двигателя резко повышается, сопротивление позисторов также резко увеличивается; при этом ток в обмотке реле KL уменьшается и оно возвращается в исходное состояние, размыкая цепь катушки КМ. Электродвигатель отключается. Устройство УВТЗ-2 является также защитой от обрыва нулевого провода в сетях 0,4кВ. Обрыв нулевого провода недопустим по технике безопасности, так как при этом нарушается связь между корпусом электродвигателя и заземленной нейтралью, что может привести к поражению людей электрическим током. Так, при обрыве нулевого провода напряжение на обмотке реле KL исчезает, и электродвигатель отключается.

Защита СД напряжением до 1 кВ строится по тем же принципам, что и защита АД, но с учетом особенностей этих двигателей, а именно:

при срабатывании защиты от КЗ необходимо одновременно с отключением СД отключать его возбуждение;

необходимо предусматривать защиту СД от асинхронного хода, которая может совмещаться с защитой от перегрузок.