Защита двигателей

Асинхронные и синхронные двигатели являются одними из основных потребителей электрической энергии. Релейная защита электродвигателей должна учитывать специфические свойства, связанные с особенностями работы двигателей – режимы пуска, самозапуска, торможения.

В промышленности и в сети собственных нужд ЭСТ наибольшее распространение получили простые и надежные АД. Синхронные двигатели на ЭСТ имеют ограниченное применение, они используются, например, для привода шаровых мельниц и компрессоров. Мощные СД также находят применение на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Мощные двигатели обычно имеют U_ном = 6 кВ (редко 10 кВ).

Повреждения двигателей

В среднем повреждения двигателей составляют 25–30% от общего числа повреждений электрооборудования. Причем нарушение изоляции обмоток статора составляет 80–95% повреждений, а ротора 5–20%.

1. Однофазные замыкания на землю в обмотке статора (замыкание на корпус).

Это наиболее частый вид повреждения Д. Причинами этого могут быть: естественное старение изоляции, влияние перенапряжений при дуговых замыканиях.

Последствия 1-ф замыканий – выплавление стали статора, переход однофазного замыкания в многофазное.

2. Междуфазные и витковые замыкания обмотки статора.

Это довольно редкий вид повреждения. Но последствия от таких замыканий очень тяжелые: пожар в Д, деформация лобовых частей Д.

3. Обрыв в цепи возбуждения (для СД). При этом СД выпадает из синхронизма. Искажается поле ротора, что приводит к нагреву лобовых частей статора и ротора. Иногда допускается работа Д с обрывом в цепи возбуждения в течение 30–200 с. Защита от обрыва цепи возбуждения применяется только на очень мощных СД.

4. Замыкание на землю в двух точках цепи возбуждения (для СД). При этом образуется короткозамкнутый контур, возникает большой ток КЗ, повреждается изоляция. Защита выполняется аналогично защите генераторов от такого вида повреждения.

Ненормальные режимы работы двигателей

1. Симметричная перегрузка. Причиной такой перегрузки может быть неисправность приводимого механизма (забивание пылью вентилятора, завал углем мельницы, куски шлака в насосе золоудаления и т.д.), уменьшение напряжения питающей сети, пуск или самозапуск АД при полностью нагруженном приводном механизме.

При этом увеличивается нагрев элементов Д, деформируются обмотки, появляются трещины в изоляции обмоток.

2. Несимметричная перегрузка. Причиной такой перегрузки может быть обрыв фазного провода в сети, обрыв в обмотке статора. При этом появляется напряжение обратной последовательности, что приводит к нагреву и вибрации двигателя.

3. Работа Д при пониженном напряжении. При пониженном U АД притормаживаются. После восстановления U они снова развивают номинальную частоту вращения (самозапуск). Однако, самозапуск АД не всегда возможен.

СД на небольшое снижение напряжения не реагируют. Однако при снижении напряжения до критического (65-70%) они опрокидываются (останавливаются).

Защита Двигателей с напряжением выше 1000 в