Повреждения и анормальные режимы эл двигателей Пуск и

Повреждения и анормальные режимы эл. двигателей. Пуск и самозапуск двигателей

• электродвигатели – массовый элемент энергосистемы. Представлены они синхронными и асинхронными двигателями, напряжением до и свыше 1 к. В, мощностью от 0, 25 к. Вт до нескольких сотен, требующие регулирования скорости и/или плавного изменения частоты вращения и т. д. • отсутствие контактных колец и щеточного аппарата в асинхронных (АД) с короткозамкнутым ротором (легче, дешевле в изготовлении и эксплуатации, имеют высокий соsψ) делает их надежными и долговечными.

Повреждения в двигателях • междуфазные к. з. • замыкания статорной обмотки на землю • витковые замыкания Анормальные режимы (перегрузки) вызываются • технологией производства, • повреждением приводимого механизма, • обрывом фазы двигателя, • длительным пуском или самозапуском двигателя при пониженном напряжения в сети • при потере возбуждения • Зависимости осн. параметров режима АД от скольжения при ном. напряжении называют пусковыми

Зависимость параметров обмотки ротора АД от скольжения

Пусковые характеристики АД (I 1 - ток статора, Мэл. магнитный момент, s 2–ось скольжения )

• Синхронные эл. двигатели

• Способ пуска АД – прямой пуск от полного напряжения эл. сети и самозапуск • Из пусковых хар-к видно - при разгоне вплоть до скольжения, меньших крит. (s=sкр, M=Mmax)АД потребляет знач. реактивную мощность Q. • За счет этого увеличивается ток статорной обмотки и падения напряжения в сети цепи питания АД, что ведет к снижению напряжения на выводах АД в период пуска – это неблагоприятно влияет как на АД в связи с уменьшением эл. магн. момента, так и на др. ЭП, подключенные к РУ

Особенности режимов при пуске потребляет из сети пусковой ток (4 -8 Iном), причем при развороте АД от s=1 скольжения до критического скольжения sкр он ~const и при уменьшении s уменьшается до нагрузочного тока, • характер изменения тока обусловлен зависимостью входного сопротивления двигателя от s • кроме периодической составляющей Iп пусковой ток содержит быстрозатухающую апериодическую составляющую, тогда начальное значение пускового тока Iпуск =(1, 6… 1, 8)Iп. пуск • длительность пуска не более 10 -15 с

• в эксплуатации АД может перегружаться • допустимая по условиям нагрева статора длительность перегрузки АД tдоп = T[(τдоп/ τном)- К 2 нач] / (К 2 – К 2 нач) • Τдоп-допустимое превышение температуры обмотки статора, τном - превышение температуры обмотки статора в нормальном режиме, • К – кратность тока статора по отношению к номинальному току, • Кнач – кратность тока до начала перегрузки, • T - постоянная времени нагрева обмотки

• Режим самозапуска (наступает после отключения к. з. в сети или при переключении двигателей на резервный источник питания) происходит при сниженном напряжении на зажимах двигателей и поэтому является более тяжелым режимом с точки зрения нагрева. • Чем больше время перерыва питания, тем больше тормозятся эл. дв. , более тяжелее режим самозапуска. • Пуск и самозапуск возможны, если в от начала до раб. скольжения Мэм > Мс Мэм ~U² – эл. магнитный момент эл. двигателя, Мс - момент сопротивления приводимого двигателя. • При к. з. в питающей сети эл. дв. кратковременно посылает в точке к. з. ток, в пределе ток м. б. равен пусковому току

Виды релейной защиты двигателей напряжением выше 1 к. В

Схема защиты эл. двигателя токовой отсечкой Ток срабатывания реле токовой отсечки при защите от многофазных к. з.

Схемы защиты эл. двигателя от к. з. и перегрузки(а) и от замыканий на землю (б)

Схема защиты СД от выпадения из синхронизма

Релейная защита двигателей напряжением до 1 к. В • выполняется в соответствии с требованиями к релейной защите высоковольтных электродвигателей, но на элементной базе коммутационных аппаратов до 1 к. В •

защита от режимов для дв. до 1 к. В: • от многофазных к. з. устанавливаются плавкие предохранители или максимальные токовые реле, используются также аппараты, совмещающие устройства защиты и управления – магнитные пускатели и автоматические выключатели; • от перегрузки применяются тепловые реле; • от однофазных замыканий на землю используются реле тока, подключенные к трансформатору тока нулевой последовательности; • от потери питания и понижения напряжения устанавливается магнитный пускатель или контактор, автоматически отключающийся при снижении напряжения до (0, 6… 0, 7) Uном.

Схема защиты электродвигателя напряжением до 1 к. В магнитным пускателем

Микропроцессорная защита электроустановок • Микропроцессорные устройства имеют электронные вх. и выходные цепи, функции измерительных реле и логическая часть защиты реализуются программно. • Релейная защита построена на виртуальных реле. • Имеют высокий уровень унификации элементов, гибкость, возможность реализации сложных алгоритмов выявления повреждений, развитая система функционального контроля, уменьшение расходов на обслуживание, не требуют мощных трансформаторов тока и напряжения. • Основные принципы микропроцессорной системы защиты с цифровой обработкой информации: Ш неявное резервирование, унификация, модульность, Ш функциональная децентрализация, специализация обработки информации, Ш единство информационной базы, комплектность, гибкость. • Возникновение неисправностей в аппаратной и программной частях предотвращаются путем перераспределения задач между элементами системы в полном объеме или с потерей некоторых второстепенных функций. • Вероятность отказа системы снижается.

• Центральным элементом является микропроцессор – однокристальная ЭВМ с оперативным и постоянным запоминающими устройствами, таймером и устройствами ввода-вывода. • Информационное обеспечение системы основано на параметрах входных сигналов: амплитуды, фазовые сдвиги и частота, а также их интегральные значения. • Помехи, вызванные переходными процессами и сопровождающиеся появлением апериодических и гармонических составляющих, обусловливают погрешности, снижаемые предварительной фильтрацией входных токов и напряжений. • В синусоидальном сигнале содержится информация об основной гармонике входной величины. • Широко используется цифровая обработка отсчетов мгновенных значений синусоидальных сигналов и их ортогональных составляющих

• В н. вр. новые и реконструируемые энергообъекты оснащаются микропроцессорными устройствами релейной защиты и автоматики. • Выпускаются устройства типа «Сириус» , SPAC (ABB) и др. Они выполняют функции защит линий 6 -10 к. В, электродвигателей напряжением выше 1 к. В и др. • Интересен курс на создание так называемой «цифровой подстанции» . • В концепции «цифровой подстанции» между датчиками, устройством релейной защиты и выключателем стандартами МЭК 61850 вводится «посредник» , весьма сложное устройство «общего пользования» – «шина процесса» , локальная вычислительная сеть, – виртуальная структура связи «каждый с каждым» , что несколько маскирует сильную связность системы релейной защиты и автоматики подстанции.

• Команда на отключение выключателя от устройства защиты сопровождается адресами отправителя и получателя, с привязкой к единому времени, и «срочно» посылается через «посредника» не выключателю, а его «поверенному» – «интеллектуальному электронному устройству» . • Это устройство должно в общем потоке информации обнаружить команду, принять и передать ее выключателю. • Ошибка при проектировании, конфигурировании, задержка или сбой при передаче – и происходит отказ в отключении к. з. или, в лучшем случае, задержка отключения.