Защита от аварийных режимов

Существующие методы и способы защиты электродвигателей

Режимы работы электродвигателей

В зависимости от характера изменения нагрузки различают четыре основных номинальных режима работы ЭД: продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный и смешанный.

Заметим, что основной характеристикой режимов ЭД является тепловая характеристика электродвигателя. Работа ЭД всегда сопровождается его нагревом, что обусловлено происходящими в нем процессами и потерями энергии. Нормативный срок службы электродвигателя определяется, в конечном счете, допустимой температурой нагрева его изоляции. В современных двигателях применяется несколько классов изоляции, допустимая температура нагрева которых составляет для класса А – 105°С, Е – 120°С, В – 130°С, F – 155°C, H – 180°C, С свыше 180°С. Превышение допустимой температуры ведет к преждевременному разрушению изоляции и существенному сокращению срока его службы.

В эксплуатации, в основном, приходится сталкиваться с режимами, ненормированными ГОСТами. Наиболее характерным является режим ЭД с быстроизменяющейся нагрузкой, когда двигатель периодически входит в режим перегрузки, возвращаясь затем на номинальный режим или опускаясь в режим работы с нагрузкой меньше номинальной. Таким образом, имеет место неустановившийся тепловой процесс, т.к. в разные промежутки времени в ЭД возникают различные потери мощности, а, следовательно, и происходит различный нагрев корпуса электродвигателя.

При превышении допустимого нагрева ЭД для данного класса изоляции его обмоток происходит, так называемое, ускоренное «старение» изоляции: снижается механическая прочность, появляется хрупкость, разломы и трещины, что приводит к снижению ее электрической прочности и пробою.

Стремясь защитить двигатели от аварийных режимов, еще с середины прошлого века в энергетике стали применять различную релейную защиту: тепловую, токовую, температурную, фильтровую и комбинированную. Многолетний опыт эксплуатации ЭД показал, что большинство существующих защит не обеспечивают безаварийную работу ЭД. Так, например, тепловые реле рассчитывают на длительную перегрузку в 25…30% от номинальной. Но, чаще всего, они срабатывают при обрыве одной фазы при нагрузке 60% от номинальной. При меньшей нагрузке реле не срабатывает, и ЭД продолжает работать на двух фазах и выходит из строя в результате перегрева изоляции обмоток. Правильный выбор защитного устройства – это важный фактор в обеспечении безопасной эксплуатации ЭД.

Приборы защиты ЭД от аварийных режимов можно разделить на несколько видов:

а) тепловые защитные устройства: тепловые реле, расцепители;

а) токозависимые защитные устройства: плавкие предохранители, автоматы;

в) термочувствительные защитные устройства: термисторы, термостаты;

г) защита от аварий в электросети: реле напряжения и контроля фаз, мониторы сети;

д) приборы МТЗ (максимальной токовой защиты), электронные токовые реле;

е) комбинированные устройства защиты.

Попробуем подробней описать принципы действия, достоинства и недостатки существующих защит, а также попытки создания универсальных защитных устройств ЭД.

Дата добавления: 2014-12-27