Druhy elektrické ochrany asynchronních elektromotorů

Ochrana asynchronních elektromotorů

Nejrozšířenějším typem elektromotorů jsou třífázové střídavé asynchronní motory s napětím do 500 V o výkonech 0,05 až 350 — 400 kW.

Spolehlivý a nepřetržitý chod elektromotorů je zajištěn především jejich správnou volbou z hlediska jmenovitého výkonu, režimu provozu a formy provedení. Neméně důležité je dodržování nezbytných požadavků a pravidel při sestavování elektrického obvodu, výběru ovládacího zařízení, vodičů a kabelů, instalaci a provozu elektropohonu.

Nouzové režimy provozu elektromotorů

I u správně navržených a provozovaných elektrických pohonů je při jejich provozu vždy možnost vzniku nouzových nebo abnormálních režimů motoru a jiných elektrických zařízení.

Mezi nouzové režimy patří:

1) vícefázové (tří- a dvoufázové) a jednofázové zkraty ve vinutí elektromotoru; vícefázové zkraty ve svorkovnici elektromotoru a ve vnějším silovém obvodu (ve vodičích a kabelech, na kontaktech spínacích přístrojů, v odporových skříních); fázové zkraty ke skříni nebo nulovému vodiči uvnitř motoru nebo ve vnějším obvodu — v sítích s uzemněným nulovým vodičem; zkraty v řídicím obvodu; zkraty mezi závity vinutí motoru (obvody závitů).

Zkraty jsou nejnebezpečnější havarijní stavy v elektrických instalacích. Ve většině případů k nim dochází v důsledku poškození izolace nebo překrytí. Zkratové proudy někdy dosahují hodnot, které jsou desítky a stovkykrát vyšší než hodnoty proudů v normálním režimu a jejich tepelný účinek a dynamické síly, kterým jsou vystaveny živé části, mohou vést k selhání celá elektroinstalace;

2) tepelné přetížení elektromotoru v důsledku průchodu zvýšených proudů jeho vinutím: při přetížení pracovního mechanismu z technologických důvodů, zejména těžkých podmínek spouštění, zatížení motoru nebo jeho zablokování, dlouhodobé snížení síťového napětí, ztráta el. jedna z fází vnějšího napájecího obvodu nebo přerušení vodiče ve vinutí motoru, mechanické poškození motoru nebo ovládacího mechanismu a tepelné přetížení se zhoršenými podmínkami chlazení motoru.

Tepelná přetížení způsobují především urychlené stárnutí a destrukci izolace motoru, což vede ke zkratu, tedy k vážné havárii a předčasnému selhání motoru.

Typy ochran pro asynchronní elektromotory

Pro ochranu motoru před poškozením v případě porušení běžných provozních podmínek jsou zajištěna ochranná opatření a také včasné odpojení vadného motoru od sítě, čímž se zabrání nebo omezí rozvoj havárie.

Hlavním a nejúčinnějším prostředkem je elektrická ochrana motorů, prováděná v souladu s «Pravidla pro stavbu elektrických instalací» (PUE).

V závislosti na povaze možných poruch a abnormálních provozních režimech existuje několik základních nejběžnějších typů elektrické ochrany asynchronních motorů.

Ochrana asynchronních motorů před zkratem

Ochrana proti zkratu vypne motor, když se v jeho silovém (hlavním) obvodu nebo v řídicím obvodu objeví zkratové proudy.

Zařízení zajišťující ochranu proti zkratu (pojistky, elektromagnetická relé, jističe s elektromagnetickou spouští) působí téměř okamžitě, tedy bez časové prodlevy.

Ochrana asynchronních motorů proti přetížení

Ochrana proti přetížení chrání motor před nepřijatelným přehřátím, zejména i při relativně malých, ale dlouhodobých tepelných přetížích. Ochrana proti přetížení by se měla používat pouze u elektromotorů těchto ovládacích mechanismů, kde je možné abnormální zvýšení zatížení v případě poruch provozního procesu.

Zařízení na ochranu proti přetížení (teplota a tepelná relé, elektromagnetická relé, automatické spínače s tepelnou spouští nebo s hodinovým mechanismem) při přetížení vypnou motor s určitým zpožděním, čím větší, tím menší je přetížení a v některých případech s výraznými přetíženími, a to okamžitě.

Ochrana asynchronních elektromotorů před nedostatkem nebo zánikem napětí

Ochrana před nízkým nebo nízkým napětím (ochrana nuly) se provádí pomocí jednoho nebo více elektromagnetických zařízení, působí při vypnutí motoru při výpadku napájení nebo při poklesu síťového napětí pod nastavenou hodnotu a chrání motor před samovolným zapnutím po odstranění přerušení napájení nebo obnovení normálního síťového napětí.

Speciální ochrana asynchronních elektromotorů proti dvoufázovému provozu chrání motor před přehřátím a také před „převrácením“, to znamená zastavením pod proudem v důsledku poklesu točivého momentu vyvinutého motorem, když jedna z fází hlavního obvod je přerušen. Ochrana funguje při nastartování motoru.

Jako ochranná zařízení se používají tepelná a elektromagnetická relé. V druhém případě nemusí mít ochrana časové zpoždění.

Jiné typy elektrické ochrany asynchronních motorů

Existují i ​​některé další, méně obvyklé typy ochran (před přepětím, jednofázovým zemním spojením v sítích s izolovaným neutrálem, zvýšením rychlosti otáčení pohonu atd.).

Elektrická zařízení používaná k ochraně elektromotorů

Elektrická ochranná zařízení mohou používat jeden nebo více typů ochrany současně. Například některé jističe poskytují ochranu proti zkratu a přetížení. Některá ze zabezpečovacích zařízení kupř pojistky, jsou jednočinná zařízení a vyžadují výměnu nebo dobití po každé aktivaci, ostatní, jako jsou elektromagnetická a tepelná relé, jsou vícečinná zařízení. Ty se liší ve způsobu, jakým se vracejí do pohotovostního režimu u zařízení s automatickým laděním a ručním resetem.

Volba typu elektrické ochrany asynchronních elektromotorů

Volba jednoho nebo druhého typu ochrany nebo několika současně se provádí v každém konkrétním případě s ohledem na míru odpovědnosti pohonu, jeho výkonu, provozních podmínek a postupu údržby (přítomnost nebo nepřítomnost stálého personálu údržby) .

Velkým přínosem může být rozbor údajů o nehodovosti elektrických zařízení v dílně, na stavbě, v dílně apod., odhalující nejčastěji opakovaná porušení běžného provozu motorů a technologických zařízení. Vždy byste se měli snažit zajistit, aby ochrana byla v provozu co nejjednodušší a nejspolehlivější.

Každý motor, bez ohledu na jeho výkon a napětí, musí být chráněn proti zkratu. Zde je třeba vzít v úvahu následující okolnosti. Na jedné straně musí být ochrana deaktivována rozběhovým a brzdným proudem motoru, který může být 5-10krát vyšší než jeho jmenovitý proud.Na druhou stranu v řadě případů zkratů, například v obvodech vinutí, zkratech mezi fázemi v blízkosti neutrálního bodu vinutí statoru, zkratech do skříně uvnitř motoru atd., musí ochrana pracovat při proudech -nízkých od startovacího proudu.

Je obtížné splnit tyto protichůdné požadavky současně s jednoduchými a levnými opravnými prostředky. Ochranný systém nízkonapěťových asynchronních motorů je proto postaven na záměrném předpokladu, že při některé z výše uvedených poruch motoru nedojde k odpojení tohoto od ochrany okamžitě, ale až při rozvoji těchto poruch, po proud odebíraný motorem ze sítě výrazně vzrostl.

Jedním z nejdůležitějších požadavků na zařízení ochrany motoru — jeho jasné působení v nouzových a abnormálních režimech provozu motoru a zároveň nepřípustnost falešných poplachů. Ochranná zařízení proto musí být správně vybrána a pečlivě nastavena.