КАК ЗАЩИТИТЬ АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Бесперебойная работа силовых электроустановок обуславливается тремя факторами, которые следует учитывать при их подборе: мощность, форма, эксплуатационный режим. Важно соблюдать и правила составления электросхемы, безопасности при пусконаладочных, монтажных работах. Из всех этих факторов вытекает защита электродвигателя, напрямую связанная с правильной эксплуатацией асинхронных двигателей. От щепетильности соблюдения норм зависит и срок службы, впрочем, непредвиденная (аварийная) ситуация может произойти и на полностью исправном оборудовании.
Какие аварии случаются с силовыми электроустановками? Есть четыре типа ситуаций
- Короткое замыкание (КЗ). На этот счет в системе срабатывает защита, отключающая питание от сети.
- Отсутствие напряжения на фазе.
- Падение напряжения, или же его полное исчезновение.
- Перегрев мотора (перегрузка).
Для своевременного предотвращения поломки защита асинхронных электродвигателей осуществляется средствами реле, предохранителей и пускателей. Предохранители являются одноразовым вариантом контроля. В случае срабатывания, элемент перегорает, и для подачи питания его следует заменить. Переключатели автоматического типа строятся на сложной коммутационной схеме, благодаря которой могут отрабатывать при КЗ и перегрузочных режимах. Что до пускателей магнитного типа, то они делятся на две категории: с ручным или автовозвратом.
Недостаточно собрать схему на базе упомянутых узлов. Чтобы обезопасить двигатели асинхронные, схему надлежит настроить. К примеру, от замыкания устанавливают десятикратный перегруз по пусковому току. Предусматривают и такую опцию, как задержка отключения, которая отрабатывает в ситуациях, когда потребление тока из сети плавно возрастает на протяжении какого-то временного отрезка.
Случается так, что автомат перегрузки срабатывает постоянно, не позволяя нормально использовать агрегат. Это означает, что мощность мотора не отвечает его назначению. В процессе подстройки иногда наблюдаются ложные срабатывания. Их устраняют путем тщательной подгонки комплектующих. Главное помнить, чем проще способы защиты электродвигателей, те лучше, но вместе с простотой должна наличествовать и надежность.
Разновидности защиты электродвигателей: срабатывание при перегреве
Начнем разбор с тепловой разновидности. Основным элементом, срабатывающим при перегреве, является тепловое реле. Технические – это пластина из биметаллического сплава, к которой подведен ток от ротора. При перегреве пластина деформируется и активирует контакты, отключающие подачу питания на мотор. Иногда эти узлы совмещаются с магнитными пускателями. Важно правильно подобрать этот компонент, учитывая:
- напряжение сети (максимальное значение);
- рабочий ток (реле работает без деформации).
Подчеркнем, что реле не реагирует на КЗ и короткие перегрузы. Поэтому, тепловая защита двигателя всегда совмещается с применением плавких вставок.
Помимо реле, существуют датчики тепла, еще надежнее защищающие мотор. Их монтируют непосредственно на установку. Некоторые моторы имеют датчик на борту, состоящий из контакта, подведенного к защите.
Исчезновение фазы, резкое снижение напряжения
Работа при нормальной нагрузке с пониженным напряжением чревата перегревом агрегата. Наличие температурного сенсора, о котором упоминалось выше, приводит к тому, что подача питания на установку прекращается. Не все системы снабжаются подобным датчиком, и если такового нет, нужно обеспечить защиту от падения напряжения. Для этого используют реле. Во многом его работа похожа на то, как функционирует защита электродвигателя от перегрева: как только напряжение падает до определенного значения, срабатывает реле, отключая подачу питания.
В исходное положение реле приводится либо вручную, либо автоматически при возвращении номинальных показателей. В случае с автоматическим перезапуском, включение установок, объединенных единой цепью, осуществляется с задержкой по очереди, так как одновременный пуск неминуемо приведет к повторному падению напряжения.
Отдельно следует сказать о защите от обрыва фазы. С экономической точки зрения выгоднее монтировать такую защиту на двух фазах, а не на каждой при трехфазном подключении. В качестве механизмов срабатывания служат выключатели, предназначенные для гашения электродуги. Существуют версии выключателей совмещающие в себе функционал реле и даже термореле.
Как предотвратить последствия короткого замыкания?
Мы выяснили, что такое защита электродвигателя от перегрузки, определились с методами пеленгации падения и полного исчезновения напряжения. Теперь разберемся с КЗ. Начнем с того, что замыкания относятся к числу самых опасных аварийных режимов. Чаще всего причиной их возникновения служит пробой изоляции. В момент КЗ значение силы тока или напряжения возрастает в десятки, а то и сотни раз по отношению к номинальным. Усиливается и термическое воздействие.
Защита от КЗ срабатывает как «рубильник», прекращающий подачу питания в случае если, резко подскакивает значение напряжения или силы тока. Для этих целей применяют:
- электромагнитные реле;
- плавкие предохранители;
- автоматы с электромагнитным расцепителем.
В установках мощностью до 100 кВт чаще всего используют плавкие вставки. Такие виды защиты электродвигателей от КЗ ставятся на каждую фазу, и если одна отключается две другие остаются в рабочем состоянии. Расчет номинала каждой из трех вставок проводится из учета величины пускового тока.
Подбор защиты электроустановок
Выбор типа защиты – мероприятие сугубо индивидуальное, зависящее от: мощности привода, степени его ответственности, периодичности обслуживания. Если систему подлежит обновить, модернизировать, хорошим подспорьем станет анализ данных оборудования предыдущего поколения, выявления повторяющихся проблем. Одним словом, перед проведением работ, нужно дать ответ на вопрос, почему сгорает электродвигатель, или происходят аварийные ситуации.
Незыблемой остается защита от КЗ. Она применяется на каждом агрегате, независимо от его мощности. Подбирают автоматы для КЗ, отталкиваясь от пускового тока. Обычно выбирают элементы, срабатывающие при повышении в 5 или 10 раз от номинального значения.
Основная задача – настроить систему так, чтобы избавиться или же свести к минимуму ситуации с ложным срабатыванием. Это возможно только при тщательном подборе компонентов. Не на каждом предприятии имеются сотрудники столь высокой квалификации, да и специфика эксплуатации электродвигателей требует постоянного обучения, аналитики. Нужно знать не только устройство защиты асинхронного двигателя, но понимать, насколько она будет эффективна в конкретной схеме.