Основные защиты синхронных электродвигателей — гарантия достоверности и надежности

Синхронные электродвигатели используются в различных отраслях промышленности и обеспечивают эффективную работу механизмов и систем. Однако, работа этих двигателей может быть нарушена в случае возникновения ненормальных ситуаций, таких как понижение напряжения, срабатывание междуфазных токов или замыкания на землю.

Для предотвращения возможных аварий и поломок электродвигателя необходимо принять меры по защите электрооборудования. Одной из основных мер защиты является установка сигнализации, которая срабатывает при ненормальных условиях работы двигателя. Также, следует иметь возможность быстро принять меры по остановке работы двигателя при обнаружении неисправностей.

Одной из основных схем защиты синхронных электродвигателей является схема дифференциальной защиты. Дифференциальная защита основана на сравнении токов на всех фазах и нейтралью. Если разность токов превышает установленное значение, то срабатывает защита и электродвигатель отключается от питающего напряжения. Эта схема позволяет обнаружить замыкания между обмотками фазы или на землю, что повышает безопасность эксплуатации и продлевает срок службы двигателя.

Кроме дифференциальной защиты, также применяются и другие методы защиты синхронных электродвигателей. Например, защита от понижения напряжения питающей сети. В случае понижения напряжения ниже определенного значения, защита прерывает подачу напряжения на обмотку возбуждения статора, что позволяет предотвратить перегрузку двигателя и его повреждение.

Важным элементом защиты синхронных электродвигателей является также защита от междуфазных коротких замыканий. При возникновении короткого замыкания между двумя фазами, защита должна быстро обнаружить эту неисправность и прервать подачу тока на двигатель. Быстрое срабатывание защиты позволяет предотвратить повреждение двигателя и его блокировку.

Таким образом, основные защиты синхронных электродвигателей обеспечивают надежную работу двигателей и повышают их безопасность. Защита осуществляется через сигнализацию и автоматическое отключение при возникновении ненормальных условий работы двигателя. Все эти меры защиты должны быть надежными и достоверными, чтобы предотвратить возможные аварии и повреждения оборудования.

Тиратронные противовзрывные устройства

В схеме защиты синхронных электродвигателей широко используются тиратронные противовзрывные устройства, которые предназначены для предотвращения асинхронных ходов двигателя за счет отключения питающего напряжения в случае ненормальных условий работы.

Тиратронное устройство состоит из трех анодов, одной сетки и защитной земляной обмотки. В нормальном режиме работы при подаче питающего напряжения на аноды, оно подает управляющую команду на включение двигателя. Однако, в случае возникновения ненормальных условий, таких как понижение напряжения или замыкания в обмотках двигателя, токовая защита тиратронного устройства срабатывает и прекращает подачу питающего напряжения на двигатель.

Устройство также блокирует возбуждение синхронного двигателя, что предотвращает его возможное повреждение при ненормальных условиях работы. В случае замыкания фазы на выходах двигателя, тиратронное устройство срабатывает и отключает питание, предотвращая поломку двигателя.

Аналогичным образом тиратронное устройство предотвращает возможность пуска двигателя в неположенное время, что защищает его от электромеханических повреждений и обеспечивает его максимальный срок службы.

В случае обрыва междуфазных или продольной замыкания обмоток двигателей с тиратронным устройством, оно также срабатывает и осуществляет отключение питающего напряжения. Изолированная земляная обмотка предотвращает понижение напряжения на выходах двигателя и обеспечивает его сохранность.

Тиратронные противовзрывные устройства выполняют функцию надежной и достоверной защиты синхронных электродвигателей от возможных повреждений и неисправностей, обеспечивая их безопасность и долговечность в процессе работы.

Датчики механического заземления

Датчики механического заземления служат для защиты синхронных электродвигателей от ненормальных режимов работы, таких как перегрузки, замыкания фазы, однофазного пуска и т. д. Они обеспечивают достоверность и надежность защиты моторов.

Основной принцип работы датчиков механического заземления состоит в контроле токов, которые протекают через фазы электродвигателей. Эти токи должны быть равными во всех трех фазах. Если возникает неравномерность токов или иной ненормальный режим работы двигателя, то датчик механического заземления срабатывает, отключая электродвигатель от питающей сети.

Датчики механического заземления обычно устанавливаются на некотором удалении от электродвигателя, в головных или ходовых позициях механизмов, для защиты двигателя от возможных повреждений.

Схема работы датчиков механического заземления основана на использовании дифференциального сопротивления, которое возникает при замыкании электромеханических сопротивлений междуфазных обмоток электродвигателей или роторных обмоток генераторов. Поэтому датчик механического заземления предназначен для предотвращения замыкания фазы или перегрузки.

В случае возникновения ненормальных условий работы, например, замыкания фазы или перегрузки, датчик механического заземления сигнализирует о начале срабатывания и подает команду на блокировку подачи напряжения на электродвигатель. Это позволяет предотвратить возможные повреждения двигателя и защитить его от дальнейшего повреждения.

Преимущества датчиков механического заземления:

• Осуществление ранней защиты от повреждений двигателя;
• Достоверность и надежность защиты двигателей;
• Быстрый отклик и точка отключения при возникновении ненормальных условий работы;
• Предотвращение повреждений и продолжение работы системы после устранения ненормальных условий.

Таким образом, использование датчиков механического заземления в системе защиты синхронных электродвигателей обеспечивает надежную и эффективную защиту от ненормальных режимов работы и предотвращает возникновение повреждений и аварий.

Релейная защита по току и напряжению

Токовая защита выполняется с помощью реле, которые срабатывают при превышении установленных токовых отсечек. При превышении уставки реле токовой защиты отключает электродвигатель и сигнализирует о срабатывании. Это позволяет предотвратить повреждение двигателя и его обмоток от избыточного тока.

Защита по току и напряжению обеспечивает возможность раннего обнаружения и остановки синхронного электродвигателя при возникновении ненормальных условий работы, таких как короткое замыкание или перегрузка.

Для обнаружения замыкания на землю в изолированной нейтрали генератора используется защита от замыкания на землю электродвигателя. Она обычно выполняется с помощью реле, которые быстро реагируют на появление замыканий и отключают электродвигатель для предотвращения возможных повреждений.

Также стоит отметить, что защита по току и напряжению нередко выбирается таким образом, чтобы срабатывание происходило при определенных значениях сопротивления и времени хода. Это позволяет учесть особенности синхронных электродвигателей при работе в различных режимах.

Дистанционное управление и контроль

Для обеспечения достоверности и надежности работы синхронных электродвигателей важно иметь возможность дистанционного управления и контроля. Многие системы и сети промышленного оборудования предоставляют такие возможности, которые позволяют оперативно реагировать на ненормальные ситуации, возникающие в процессе работы.

Защита от перегрузок и коротких замыканий

Одной из основных задач при дистанционном управлении является защита синхронных электродвигателей от перегрузок и коротких замыканий. Для этого в схеме подачи электрической энергии к двигателю обычно предусматривается установка автоматических отсечек. В случае возникновения перегрузки или короткого замыкания, эти отсечки быстро срабатывают, предотвращая возможные повреждения двигателя или оборудования в целом.

Защита от схожести фаз

Для синхронных электродвигателей, работающих в трехфазной сети, важно обеспечить защиту от схожести фаз, которая может возникнуть при неправильном подключении. В случае замыкания между двумя фазами или между фазой и заземленной нейтралью, возможны серьезные повреждения двигателя. Поэтому в таких случаях должна быть предусмотрена система блокировки запуска двигателя или генератора.

Для двигателей и генераторов с однофазными и многофазными обмотками синхронной машины требуется дифференциальная сигнализация и блокировка по сетевому напряжению между межфазными и междуфазными замыканиями. Это позволяет избежать возможных повреждений двигателей или генераторов при возникновении ненормальных ситуаций.

Возможность дистанционного управления

Для обеспечения возможности дистанционного управления синхронными электродвигателями и генераторами важно иметь систему контроля за мощностью и параметрами электрической сети. В зависимости от требований и специфики работы системы, выбирается соответствующая схема дистанционного управления и контроля.

Возможность дистанционного управления и контроля дает оператору возможность мониторить и управлять работой синхронных электродвигателей удаленно, что обеспечивает высокую надежность и эффективность системы в целом.

• Дистанционное управление и контроль представляют собой важный аспект работы синхронных электродвигателей.
• Защита от перегрузок и коротких замыканий обеспечивается установкой автоматических отсечек.
• Сигнализация по току нейтрали необходима для безопасности при пуске и работе генераторов и двигателей.
• Защита от схожести фаз и блокировка запуска предотвращают возможные повреждения двигателей при неправильном подключении.
• Дифференциальная сигнализация и блокировка по напряжению позволяют избежать повреждений двигателей при ненормальных ситуациях.
• Дистанционное управление и контроль обеспечивают высокую надежность и эффективность системы в целом.

Дифференциальная защита от короткого замыкания

Схема дифференциальной защиты включает в себя двух проводниковую и трех проводниковую схемы.

Двух проводниковая схема

В двух проводниковой схеме дифференциальная защита обеспечивается посредством сравнения токов на двух фазах. Если разность токов между фазами превышает уставку, то срабатывает защитное устройство и двигатель отключается.

Данная схема эффективно срабатывает при коротком замыкании между обмотками двигателя или при обрыве одной из фаз.

Трех проводниковая схема

В трех проводниковой схеме токовая защита выполняется между фазами и нейтралью. Если разность токов превышает уставку, срабатывает защитное устройство, и двигатель отключается.

Дифференциальная защита особенно эффективна в случаях, когда необходимо быстро выключить двигатель при коротком замыкании или при большом перегрузке.

Для синхронных генераторов, питающихся от одной точки и работающих в параллельном режиме, дифференциальная защита от короткого замыкания также является важной составляющей предотвращения повреждений обмоток генераторов.

Для обеспечения надежности работы защиты, обычно устанавливаются два установочных значения: однофазное и многофазное короткое замыкание. Также предусматривается сигнализация для контроля состояния и срабатывания защиты.

Фаза	Ток
Фаза A	10 А
Фаза B	8 А
Фаза C	7 А
Нейтраль	9 А

Таким образом, при возникновении короткого замыкания или перегрузки на одной из фаз, разность токов между фазами превысит установленную уставку, и защита отключит двигатель для предотвращения повреждений.

Защита от перегрузок и перегрева

Основным элементом защиты от перегрузок является реле тока. Оно контролирует ток, потребляемый двигателем, и при его превышении срабатывает, отключая питание двигателя. Для обеспечения надежной защиты от перегрузок и перегрева обычно используются следующие методы и средства:

1. Тепловая реле

Тепловое реле контролирует температуру обмоток статора и при ее превышении отключает питание двигателя. Тепловое реле должно быть выбрано таким образом, чтобы оно срабатывало при превышении допустимой температуры, но не слишком рано, чтобы предотвратить ложные срабатывания.

2. Реле перегрузки

Реле перегрузки контролирует ток, потребляемый двигателем, и при его превышении отключает питание двигателя. Реле перегрузки должно быть выбрано с запасом, чтобы учесть возможные колебания тока при работе двигателя.

Для защиты от перегрузок и перегрева также может использоваться система дифференциальной защиты. Она контролирует разность токов в фазах обмоток статора и срабатывает при обнаружении неправильной последовательности фаз или замыкания на землю или на нейтраль. Система дифференциальной защиты выполняется в виде электронного блока схемы или реле и обеспечивает надежную защиту от перегрузок и перегрева.

Кроме того, для защиты от перегрузок и перегрева может применяться система блокировки. Она предотвращает включение двигателя при достижении определенного значения напряжения или частоты сети. В случае неправильного режима подачи команды включения двигателя, например, при перегрузках или снижении напряжения, система блокировки автоматически отключает питание и предотвращает повреждения двигателя.

Таким образом, защита от перегрузок и перегрева является неотъемлемой частью системы защиты синхронных электродвигателей. Она должна быть надежной и эффективной, чтобы предотвращать повреждения двигателя и обеспечивать его безопасную работу.

Изолирующие прерыватели

Изолирующий прерыватель может быть выполнен в виде одной или нескольких точек замыкания на частоте пуска или остановки двигателя. Возможность выбора точек замыкания позволяет прерывать подачу тока одной или нескольких фаз в зависимости от требуемого режима работы.

Обычно изолирующий прерыватель предусматривает защиту от трех основных видов перегрузок и замыканий: междуфазных замыканий, замыканий на землю и замыканий на нейтралью.

Изолирующий прерыватель обеспечивает быстрое срабатывание при перегрузках и коротких замыканиях и предотвращает повреждения двигателя и обмоток статора. Время срабатывания такого прерывателя выбирается в зависимости от мощности двигателя и может быть установлено с помощью команды.

Принцип работы

Изолирующий прерыватель включает в себя схему, в которой установлены токовые реле и блокировка, предназначенные для обнаружения перегрузки или короткого замыкания и прерывания подачи тока к двигателю.

В нормальном режиме работы токовые реле контролируют токовую подачу к двигателю и обеспечивают стабильную мощность. При возникновении перегрузки или короткого замыкания токовые реле срабатывают, и блокировка прекращает подачу тока к двигателю. Это предотвращает повреждение двигателя и обмоток статора.

Изолирующий прерыватель также может быть использован для защиты генераторов и других многофазных электромеханических устройств, требующих надежной защиты от перегрузок и коротких замыканий.

Выбор точек замыкания

Выбор точек замыкания в изолирующем прерывателе зависит от требуемого режима работы и мощности двигателя. Обычно точки замыкания выбираются таким образом, чтобы обеспечить защиту от перегрузок и коротких замыканий в самых критичных режимах работы.

Изолирующий прерыватель позволяет настроить точки замыкания на нужные значения для обеспечения надежной защиты синхронного электродвигателя и предотвращения его повреждения.

Системы автоматической остановки

В случае перегрузки, выхода частоты и напряжения за пределы установленных значений, а также замыканий междуфазных и замыканий обмотки статора на землю или на корпус мотора, системы автоматической остановки быстро отключают подачу электроэнергии к двигателю. Это позволяет предотвратить дальнейшие повреждения двигателя и механизмов, с которыми он связан.

Токовая защита

Защита от перегрузки и недопуска выхода частоты и напряжения за пределы установленных значений

Для защиты от перегрузок и недопуска выхода частоты и напряжения за пределы установленных значений используются системы, которые мониторят частоту и напряжение в цепи питания двигателя. Если частота или напряжение выходит за установленные пределы, система автоматической остановки отключает питание двигателя для предотвращения его повреждения.

Защита от замыкания междуфазных и замыканий обмотки статора на землю или на корпус мотора

Для защиты от замыкания междуфазных и замыканий обмотки статора на землю или на корпус мотора используется защита основной изоляции обмоток статора. В случае замыканий междуфазных или замыканий обмотки статора на землю или на корпус мотора, системы автоматической остановки быстро отключают подачу электроэнергии к двигателю и предотвращают его повреждение.

В качестве дополнительной защиты от замыкания обмотки статора на корпус мотора может использоваться защита блокировкой двигателя при возникновении замыканий. В этом случае система автоматической остановки применяет пусковую команду для остановки двигателя и блокирует его работу до устранения причины замыкания.

Защита от замыкания обмотки статора на землю

При замыкании обмотки статора на землю может возникать опасность для безопасности персонала и дальнейшего повреждения электродвигателя. Для предотвращения этого используются системы автоматической остановки, которые быстро отключают подачу электроэнергии к двигателю при обнаружении замыкания обмотки статора на землю.

При замыкании обмотки статора на землю возникает ток короткого замыкания, и срабатывает токовая защита либо защита основной изоляции обмоток статора. Система автоматической остановки отключает питание двигателя и предотвращает его повреждение.

Ограничение максимальных значений тока и напряжения

Токовая защита

Напряженная защита

Таким образом, ограничение максимальных значений тока и напряжения является важной составляющей для надежной работы синхронных электродвигателей. Эта защита позволяет предотвратить перегрузку, ненормальные напряжения и замыкания, а также обеспечивает электромеханическую безопасность работы электродвигателей.

Защита от низкого и высокого напряжения в сети

Для защиты от низкого напряжения в сети используется токовая защита. В случае низкого напряжения, нейтральное напряжение в сети может понижаться, и это может привести к снижению эффективности работы двигателей и их повреждению. При применении токовой защиты реализуется защита от недостатка напряжения путем отключения электромеханических защит от замыканий, когда напряжение ниже указанного порогового значения.

Для защиты от высокого напряжения в сети используется дифференциальная защита. В случае высокого напряжения, нейтральное напряжение в сети может повышаться, и это может привести к повышению электромеханических нагрузок на двигатели и их повреждению. При применении дифференциальной защиты реализуется защита от избытка напряжения путем отключения электромеханических защит от замыканий, когда напряжение превышает указанное пороговое значение.

Выбор точек отключения основан на разных методах и принципах. В однофазном режиме работы синхронного двигателя наиболее часто используется защита с отсечкой однофазного напряжения или с отсечкой тока статора. В многофазном режиме работы наиболее часто используется защита с отсечками токов статора в двух точках или с отсечкой тока возбуждения, а также защита с отсечкой междуфазных токов.

Для предотвращения повреждения двигателя при ненормальных условиях сети, таких как понижение или повышение напряжения, также можно применять сигнализацию или автоматическое отключение двигателя.

Видео:

Как трехфазный асинхронный двигатель работает на одной фазе? #энерголикбез

Как трехфазный асинхронный двигатель работает на одной фазе? #энерголикбез by Александр Мальков 1,908,440 views 1 year ago 9 minutes, 57 seconds