Что такое ток блокировки двигателя

Библиотека

Защита двигателей

Современные двигатели имеют значительно оптимизированные характеристики, что снижает риск работы в ненормальном режиме; так, например, речь идет об относительно хрупких электроприемниках, требующих организации надлежащей защиты. Используются асинхронные двигатели (главным образом, двигатели с беличьей клеткой или с фазным ротором) либо синхронные двигатели (двигатели возбуждения ротора постоянным током).

Вопросы защиты синхронных двигателей аналогичны особенностям организации защиты асинхронных двигателей, куда можно отнести и функции защиты генераторов.

ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ

Возможные повреждения двигателей:
• повреждения, связанные с ненормальным режимом работы;
• нарушение питания;
• внутренние повреждения двигателя.

Повреждения, связанные с ненормальным режимом работы
Перегрузка
Если потребляемая мощность больше номинальной, то в двигателе возникает ток перегрузки, и увеличиваются потери, что приводит к повышению температуры.

Затянутый и слишком частый пуск
При пуске двигателя возникает значительный ток перегрузки, который допустим только в течение короткого промежутка времени. Слишком частый или затянутый пуск, возникающий в силу недостаточного промежутка между вращающим моментом и моментом нагрузки, неизбежно приводит к недопустимому нагреву.

Блокировка
Речь идет о резкой остановке вращения, возникшей по какой?либо причине, связанной с механическим приводом. Двигатель потребляет пусковой ток и остается блокированным при нулевой частоте вращения. Вентиляции не происходит и очень быстро наступает перегрев двигателя.

Сброс нагрузки
Отказ насоса или разрыв соединения приводят к работе двигателя в режиме холостого хода, что не оказывает непосредственного вредного влияния на двигатель. Но при этом сам насос очень быстро приходит в негодность.

Нарушение питания
Прекращение подачи питания
Данный вид повреждения приводит к тому, что двигатель работает в режиме генератора, поскольку инерция нагрузки привода велика.

Снижение напряжения
Снижение напряжения приводит к уменьшению вращающего момента и скорости: замедление двигателя вызывает увеличение тока и потерь. Таким образом, происходит перегрев двигателя.

Небаланс
Иногда возникает несбалансированность системы трехфазного питания, поскольку:
— источник энергии (трансформатор или генератор переменного тока) не производит симметричное трехфазное напряжение;
— другие потребители не представляют собой симметричную нагрузку и возникает несбалансированное питание сети;
— из-за плавления предохранителя двигатель получает питание по двум фазам;
— опрокидывание фазы вызывает изменение направления вращения ротора двигателя.
В результате несбалансированного питания возникают составляющие обратной последовательности, что приводит к весьма значительным потерям и, следовательно, к быстрому перегреву ротора.

Восстановление подачи напряжения после отключения питания двигателя
Двигатель поддерживает напряжение нулевой последовательности, что может привести к возникновению тока перегрузки при повторном пуске и даже к механическому разрыву привода.

Внутренние повреждения двигателя
Межфазное короткое замыкание
Такое короткое замыкание может быть большей или меньшей силы в зависимости от места повреждения в обмотке и наносит значительный ущерб двигателю.

Замыкание на корпус статора
Амплитуда тока повреждения зависит от режима работы нейтрали сети питания и от места повреждения в обмотке.В случае межфазного короткого замыкания и замыкания на корпус статора требуется перемотка обмоток двигателя и, кроме того, замыкание на корпус может привести к непоправимым повреждениям магнитопровода.

Замыкание на корпус ротора(для двигателей с фазным ротором)
Нарушение изоляции ротора может быть причиной короткого замыкания между витками обмотки, когда возникает ток, создающий перегрев в месте повреждения.

Перегрев подшипников вследствие их износа или недостатка смазки.

Потеря возбуждения
Этот вид повреждения относится к синхронным двигателям; двигатель работает в асинхронном режиме, но его ротор подвергается значительному нагреву из-за неправильного расчета параметров.

Потеря синхронизма
Этот вид повреждения также относится к синхронным двигателям; потеря синхронизма может произойти:
— по причине механического характера: резкое изменение нагрузки;
— по причине сбоя в работе электрического оборудования: повреждение в сети питания или потеря возбуждения.

ФУНКЦИИ ЗАЩИТ

Перегрузка
Перегрузка контролируется:
— либо с помощью максимальной токовой защиты с зависимой выдержкой времени (ANSI 51);
— либо с помощью тепловой защиты (ANSI 49RMS); тепловая защита основана на определении нагрева, вызываемого потребляемым током;
— либо с помощью датчиков температуры (ANSI 49Т).

Затянутый пуск и блокировка ротора
Одна и та же функция обеспечивает эти две защиты (ANSI 48-51LR).
Для защиты от затянутого пуска мгновенная уставка тока устанавливается меньше значения пускового тока, который определяется по истечении выдержки времени, начинающейся при включении двигателя; данная выдержка времени устанавливается больше нормальной продолжительности пуска.
При блокировке ротора защита срабатывает вне пускового периода, когда значение тока больше уставки с выдержкой времени.

Слишком частые пуски
Соответствующая защита (ANSI 66) основана на подсчете количества пусков в течение определенного промежутка времени и разнесенности по времени этих пусков.

Потеря напора насосов
Данное повреждение обнаруживается с помощью минимальной токовой защиты с независимой выдержкой времени (ANSI 37), которая срабатывает, когда ток становится нулевым при остановке двигателя.

Изменение частоты вращения
Измерение частоты вращения механическим способом непосредственно на валу электрической машины также позволяет обеспечить дополнительную защиту. Защита по минимальной частоте вращения (ANSI 14) основана на контроле пониженной или нулевой частоты вращения, возникающей в результате механической перегрузки или блокировки ротора.
С помощью защиты по максимальной частоте (ANSI 12) определяется работа «вразнос» электрической машины или нарушение синхронизма синхронных двигателей.

Потеря питания
Потеря питания обнаруживается с помощью функции направленной защиты активной мощности (ANSI 32Р).

Снижение напряжения
Контроль напряжения выполняется с помощью защиты минимального напряжения прямой последовательности с выдержкой времени (ANSI 27D).
Уставки напряжения и выдержки времени регулируются с учетом селективности с защитами от коротких замыканий в сети и допусков на нормальное снижение напряжения, например, при пуске двигателя. Эта защита может быть общей для нескольких двигателей, подсоединенных к одному щиту.

Небаланс
Защита основана на измерении тока обратной последовательности с зависимой или независимой выдержкой времени (ANSI 46).
Направление вращения фаз определяется путем измерения максимального напряжения обратной последовательности (ANSI 47).

Восстановление питания
Напряжение, поддерживаемое вращающимися машинами, определяется с помощью защиты минимального напряжения, однофазной (ANSI 27R), разрешающей повторное включение для восстановления питания, если напряжение меньше уставки.

Межфазное короткое замыкание
Такое короткое замыкание обнаруживается с помощью максимальной токовой защиты в фазах с выдержкой времени (ANSI 50 и 51). Уставка тока регулируется больше значения пускового тока и устанавливается очень малая выдержка времени, чтобы защита была не чувствительна к первым пикам тока включения.
Если соответствующий выключатель является контактором, он имеет предохранители, обеспечивающие защиту от коротких замыканий.
Для двигателей большой мощности используется дифференциальная защита по высокому полному сопротивлению или процентной характеристике (ANSI 87М) (рис. 1а).

Как вариант, при надлежащем согласовании соединений со стороны нейтрали и использовании трех суммирующих трансформаторов тока с помощью простой максимальной токовой защиты (ANSI 51) обеспечивается устойчивое и точное выявление внутренних повреждений (рис. 1б).

Замыкание на корпус статора
Выбирается защита в зависимости от режима заземления нейтрали. Требуется высокочувствительная защита для ограничения повреждений магнитопровода. В случае глухозаземленной нейтрали или заземления нейтрали через активное сопротивление с помощью максимальной защиты по току нулевой последовательности с выдержкой времени (ANSI 51N/51G) обеспечивается защита основных обмоток.
В случае с изолированной нейтралью с помощью защиты максимального напряжения нулевой последовательности (ANSI 59N) обеспечивается определение смещения нейтрали. Если отходящий фидер двигателя емкостной (длинный кабель), используется максимальная направленная токовая защита на землю (ANSI 67N).

Замыкание на корпус ротора
С помощью устройства для постоянного испытания изоляции путем подачи переменного или постоянного тока проверяется возможное нарушение изоляции обмотки ротора.

Перегрев подшипников
Проводится измерение температуры подшипников с помощью термометров (ANSI 38).

Блокировка двигателя используя самоподхват реле

Каждый автолюбитель задумывался о том, как сделать так, что бы его машину мог завести только он. Для этого существует куча различных сигнализаций, которые без метки или, допустим, без нажатия секретной кнопки не снимут машину с блокировки и она не заведется.

Но, что если сигнализация вам не по карману? Или вы хотите дополнительную защиту от угона? В этом случае можно установить дополнительную секретную кнопку на запуск двигателя.

Виды секретных кнопок

Секретная кнопка может быть установлена в любом месте, как в салоне автомобиля, так и где либо снаружи. может быть в виде тумблера.

Может быть кнопкой с залипанием (кнопки фиксируется при нажатии):

И может быть кнопкой без залипания, которая при нажатии замыкает контакты, при отпускании контакт размыкается.

На фото изображена кнопка — микрик.

Первые два примера не представляют особого интереса, так как ничего сложного в их установке нет. Просто находите блокируемую цепь и разрываете ее кнопкой или тумблером. Тут все просто: вкл и выкл.

А вот сделать блокировку двигателя микриком уже сложнее. Именно этот процесс описан в данной статье.

Как сделать реле блокировки двигателя своими руками

Делать мы это будем используя самоподхват реле. Для этого нам понадобятся:

• обычное реле,
• два диода
• и, естественно, микрик.

Стоит отметить, что для блокировки не обязательно использовать дополнительные кнопки. Можно использовать штатные кнопки автомобиля. Например, можно устроить так, что ваш автомобиль заведется, только при включенных фарах или при зажатой кнопке правого заднего стеклоподъемника. Зависит все от вашей фантазии. И блокируемую цепь вы можете выбрать на ваш вкус.

Главное, что бы ваша блокировка не вызывала ошибок других блоков и систем!

Блокировка бензонасоса

Мы рассмотрим самую простейшую блокировку — это блокировка питания бензонасоса. И использовать будем кнопку – микрик. Роль микрика в вашем автомобле может сыграть любая кнопка без залипания. Например, кнопка управления стеклоподъемником.

В нормальном состоянии, при обычных условиях использования автомобиля, питание на бензонасос подается при включении зажигания и, в некоторых случаях, при начале вращения стартера.

Найдя провод, подающий плюс на бензонасос и перерезав его, мы прекратим подачу топлива в двигатель. Выработав оставшееся топливо в системе, двигатель заглохнет и завести его можно будет, только снова восстановив провод питания. Но, чтоб каждый раз, припарковав авто, нам не перерезать проводку, мы будем использовать нормальноразомкнутое реле.

Замкнутый контакт либо удаляем, либо просто изолируем.

Найдя провод питания бензонасоса, перерезаем его. Тут надо понимать, с какой стороны приходит плюс. Проверить это можно прозвонкой. Включаем зажигание и смотрим, на каком из концов провода появился плюс.

Этот провод мы подматываем к общему контакту реле. Второй, соответственно, на разомкнутый контакт.

Теперь, чтоб заработал бензонасос, нам надо подать на провода управления разные потенциалы. И один из этих проводов надо разорвать кнопкой, иначе никакого смысла в нашей блокировке не будет.

Но, прежде чем пускать провод на кнопку, нам нужно в эту схему добавить диоды.

Первый диод устанавливается между разомкнутым контактом и проводом управления реле, который идет на кнопку.

Обратите внимание на направление диода.

Если вы еще не знаете, то диод в одну сторону пропускает ток, в другую нет. Собственно, для этого он нам тут и нужен.

Если присмотреться, то можно увидеть, что на одной из сторон диода есть чёрточка. Она означает, что с этой стороны положительный заряд не пройдет на другую сторону.

На нашей схеме получается, что плюс, появившийся на разомкнутом контакте, так же будет протекать и на контакт управления. То есть, нажав кнопку, мы пропускаем положительный заряд на управление реле. Реле размыкается. На разомкнутом контакте появляется плюс, который идет на бензонасос и на контакт управления реле, что, в свою очередь, не дает реле обратно замкнуться. И это будет продолжаться до тех пор, пока мы не выключим зажигание, и, питание с общего контакта не пропадет. Как только оно пропадет на общем контакте, оно сразу же пропадет и на разомкнутом. Соответственно, исчезнет оно и с провода управления. То есть реле замкнется.

Для установки микрика такой схемы, в принципе, достаточно. Но я рекомендовал бы поставить диод еще и на провод, идущий на микрик. Так как, ток протекает во всех доступных ему направлениях. И отпустив кнопку, ток с разомкнутого контакта пойдет не только на управление реле, но и обратно на кнопку. В ситуации с микриком это не страшно. Хотя, если у вас токи разной величины, это может привести совсем не к тем результатам которые вы ожидаете. А если вы используете не микрик, а кнопку, допустим, управления стеклоподъемником, то второй диод просто необходим.

Направление диода должно быть от кнопки к реле.

Виды электрических защит и блокировок в магнитных пускателях

В магнитных пускателях может быть две электрических защиты ( при наличии теплового реле )

1) тепловая защита;

2) нулевая защита,

5.1. Тепловая защита предназначена для защиты электрического двигателя от перегрузки, т.е. от тока в обмотках двигателя превышающего номинальное значение. Увеличение тока вызывает нагрев двигателя. который может привести к разрушению изоляции и выходу двигателе из строя. Тепловая защита осуществляется с помощью двух тепловых реле TPI, ТР2, установленных в двух фазах питания двигателя* Принцип действия теплового реле основан на свойстве биметаллической пластинки, рис. 5.3, которая реагирует на протекание тока по проводнику выделением тепла. Биметаллическая пластинка I представляет собой пластинку из двух слоев различных металлов, обладающих различными коэффициентами линейного расширения при нагревании. При нагревании биметаллическая пластинка деформируется, прогибается. Один конец ее зафиксирован, второй конец, при определенной температуре освобождает отключающее устройство — электрические контакты теплового реле TPI, ТР2. Эти контакты размыкают цепь питания катушки KMI или КМ2 и отключают двигатель.

Биметаллическая пластинка в электрическую цепь включается непосредственно ( последовательно ) или косвенно, через подогреватель. Тепловое реле не защищают электрические двигатели от токов короткого замыкания, поскольку они инерционны, у них большая ( относительно ударного тока к.з, ) постоянная нагрева.

Рис. 5.3. Принцип действия теплового реле

Поэтому последовательно с магнитными пускателями, обычно устанавливается защита от токов короткого замыкания на плавких вставках.

При 20 % перегрузке тепловое реле срабатывает за время до 20 мин. При срабатывании биметаллическая пластинка встает на защелку и для возврата ее в исходное состояние необходимо нажать на кнопку возврата по истечении времени, необходимого на остывание биметаллической пластинки.

Промышленностью выпускается тепловые реле типов TFH-I0, 25,40; ТРП-25,60,150, РТ-20. Цифры указывают на номинальный ток теплового реле. Ток срабатывания теплового реле может регулироваться в пределах 25 % от номинального значения.

5.2. Нулевая и минимальная защиты

По правилам устройства электроустановок ( ПУЭ ) колебание, напряжения на зажимах электродвигателей допускается в пределах ± 5 % U н. При эксплуатации электрооборудования напряжение в сети колеблется в более широких пределах. Возможно также внезапное появление напряжения после его исчезновения.

Снижение напряжения на зажимах асинхронных электродвигателей ведет к значительному снижению момента двигателя, так как он пропорционален квадрату напряжения, и увеличению тока в обмотках, перегреву обмоток двигателя.

Внезапное появление напряжения после его исчезновения гложем вызвать самозапуск двигателя и привести к аварии или несчастному случаю.

Для предотвращения этих последствий служит минимальная нулевая защиты.

Защита, отключающая установку при снижении напряжения до 75 % U н называется минимальной.

Нулевая защита отключает установку при полном исчезновении напряжения или при снижении его до 15 % U н.

В магнитных пускателях оба вида защит осуществляется с помощью электромагнитной системы. При снижении напряжения ниже допустимого значения или при его исчезновении якорь пускателя отпускается и происходит отключение двигателя. При появлении напряжения самозапуск двигателя не произойдет из-за разомкнутой цепи питания катушки контактами пусковой кнопки SB 2 и блокировочных контактов 2, рис. 5.1.

5.3. Блокировки в магнитных пускателях

В магнитных пускателях используют электрические и механические

виды блокировок. Электрические блокировки осуществляют с помощью вспомогательных ( блокировочных ) контактов для блокирования пусковой кнопки, блокирования включения в реверсивном пускателе второй катушки, во время работы первой и наоборот; последовательное включение электродвигателей, например, конвейерных лент конвейерной линии.

Механическая блокировка осуществлена в реверсивном магнитном пускателе. Она дублирует электрическую блокировку одновременного включения двух катушек. При подгорании замкнутых электрических контактов КМ1:3 и КМ2:3 возможно их прилипание и включение второй катушки. Механическая блокировка выполнена на рычагах 1,2. При втягивании якоря одной катушкой одновременно поворачивается рычаг Г не позволяющий рычагом второй катушки втянуться второму якорю.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Электромагнитная блокировка. Определение, конструкция, принцип действия

Устройства релейной защиты осуществляют защиту оборудования в аварийных режимах. Одна из основных причин возникновения аварийных ситуаций на энергетических объектах, в частности на распределительных подстанциях – оперативные ошибки обслуживающего персонала. Основная задача руководства в данном случае сводится к исключению случаев возникновения данной негативной ситуации. Но, как показывает многолетняя практика, решить данную проблему полностью не удастся. Это связано, в первую очередь, с таким понятием, как «человеческий фактор». Как ни крути, а человек не робот и по своей природе может допускать ошибки, в том числе и при оперативных переключениях на оборудовании подстанций. Решением проблемы в данном случае является применение на оборудовании электроустановок электромагнитной блокировки. Ниже рассмотрим, что она из себя представляет.

Электромагнитная блокировка служит для предотвращения ошибочных действий на оборудовании оперативных персоналом. Данные устройства устанавливают на таком оборудовании, как разъединители, стационарные заземляющие устройства, выкатные части тележек КРУ.

Что собой представляет электромагнитная блокировка? На каждом элементе оборудования, на котором предусмотрена электромагнитная блокировка, устанавливается специальная розетка. Для производства операции с данным коммутационным аппаратом необходимо наличие напряжения в данной розетке и специальный электромагнитный ключ. То есть изначально рукоятка разъединителя или заземляющего ножа заблокирована. Для того чтобы произвести операцию включения или отключения необходимо взять электромагнитный ключ и вставить его в розетку данного элемента оборудования.

Если напряжение в розетке есть, то ключ втягивает сердечник, расположенный внутри розетки и тем самым осуществляет разблокировку рукоятки привода данного разъединителя либо заземляющих ножей. В розетке электромагнитной блокировки напряжение будет только в том случае, если выполнены те или иные условия, предусмотрены для данной схемы.

Питание схемы электромагнитной блокировки осуществляется от шкафа ЭМБ, который в свою очередь получает питание от щита переменного и постоянного тока. На данном шкафу установлены переключающие устройства для выбора режима питания, контроля изоляции, а также вольтметры для контроля наличия напряжения в схеме ЭМБ и проверки значений напряжения при контроле изоляции полюсов относительно земли.

Принцип действия электромагнитной блокировки

Рассмотрим принцип работы электромагнитной блокировки на конкретном примере присоединения распределительного устройства 35кВ подстанции.

Из приведенной схемы видно, что включено заземление (заземляющие ножи) на линейном разъединителе ЛР в сторону выключателя В. При необходимости включения шинного разъединителя ШР следует отключить заземление в сторону выключателя. В противном случае, при включении ШР и ошибочном или самопроизвольном включении выключателя произойдет короткое замыкание на данном присоединении. Электромагнитная блокировка в данном случае осуществляет защиту от ошибок оперативного персонала. Электромонтер не сможет включить ШР, не отключив заземление в сторону выключателя, так как в розетке электромагнитной блокировки будет отсутствовать напряжение.

Кроме того, обязательным условием перед включением разъединителя будет отключенное положение выключателя, так как разъединитель не предназначен для операций под нагрузкой. Для каждого разъединителя распределительных устройств определены свои условия, при которых будет разрешена коммутационная операция.

Например, операция включения стационарных заземляющих ножей системы шин разрешена при условии отключенного положения всех шинных разъединителей присоединений, зафиксированных за данной системой шин.

Аналогичный принцип действия электромагнитной блокировки в комплектных распределительных устройствах. Если выключатель данного присоединения находится во включенном положении, то выкатить тележку не получится и, наоборот – при включенном выключателе электромагнитная блокировка будет препятствовать вкатке тележки в рабочее положение. То же самое касается заземляющих ножей, включенное положение которых также будет блокировочным сигналом для приведения тележки в рабочее положение.

Следует упомянуть такое понятие, как деблокировка. Деблокировка заключается в воздействии на сердечник магнитным ключом. То есть таким образом можно осуществить операцию коммутационным аппаратам без наличия напряжения в розетке электромагнитной блокировки. В данном случае электромагнитная блокировка «игнорируется» и возможна ошибочная операция с коммутационным аппаратом. Поэтому, прежде чем деблокировать электромагнитную блокировку, необходимо выяснить причину ее отказа.

Действия в случае отказа электромагнитной блокировки

Основная причина, по которой электромагнитная блокировка не позволяет выполнить операцию с коммутационным аппаратом – это невыполнение условий, определенных для того или иного коммутационного аппарата распредустройства. Но также бывают случаи, когда электромагнитная блокировка не позволяет выполнить операции при выполнении всех необходимых условий. При возникновении данной ситуации необходимо проверить правильность выбранного элемента оборудования по диспетчерским наименованиям, убедиться в выполнении всех необходимых условий для производства операции.

Если все условия выполнены, а напряжение в розетке ЭМБ отсутствует, необходимо убедиться в наличии напряжения в схеме блокировки и целостности цепей ЭМБ данного присоединения. Кроме того, следует проверить контакты КСА тех коммутационных аппаратов, которые участвуют в схеме электромагнитной блокировки того элемента оборудования, на котором необходимо произвести операцию.

Если причину отказа ЭМБ выяснить не удалось, то деблокировку магнитным ключом можно осуществлять только с разрешения главного инженера предприятия.