1.4 Основні функціональні вузли захистів електроприводів
Захисти електроприводів призначені для автоматичного вимкнення електроприводів при виникненні аварійних режимів:
1) коротких однофазних або міжфазних замиканнях у силових ланцюгах;
2) струмових перевантаженнях двигуна;
3) теплових перевантаженнях двигуна;
4) зниженнях напруги в живильній мережі;
5) зникненнях напруги в живильній мережі.
Захисти електроприводів поділяються на:
- захисти силових ланцюгів електропривода;
- захисти ланцюгів керування.
Ланцюга керування звичайно захищаються від коротких замикань запобіжниками із плавкими вставками або струмовими захистами, убудованими в автоматичні вимикачі.
Для захисту від однофазних і міжфазних коротких замикань застосовують максимальні струмові захисти миттєвої дії – струмові відсічення. Потужні відповідальні електроприводи захищаються диференціальними струмовими захистами.
Для захисту від струмових перевантажень двигунів застосовують максимальні струмові захисти, що відключають привід з витримкою часу.
Для захисту від теплових перевантажень двигунів застосовують теплові захисти.
Для захисту від зниження напруги в живильній мережі застосовують захисти мінімальної напруги.
Для захисту від зникнення напруги в живильній мережі застосовують нульові захисти.
Види захистів електроприводів регламентуються Правилами пристрою електроустановок [24, гл.5.3].
1.4.1 Струмове відсічення
Струмове відсічення (ТВ) призначене для миттєвого вимкнення електропривода при виникненні коротких замикань у силовому ланцюгу.
Власний час спрацьовування ТВ дорівнює сумі часу спрацьовування реле максимального струму tp і часу спрацьовування магнітного контактора tк і звичайно не перевищує 0.2 с.
.
(6)
Струм спрацьовування захисту в безтрансформаторних схемах ТВ вибирають за умовою
,
(7)
де
– коефіцієнт надійності (
= 1.3)
– мінімальний
струм короткого замикання в зоні дії
ТВ.
Струм спрацьовування реле струму ТВ (уставка) береться за умовою
,
(8)
де
–
максимальний пусковий струм.
С
хема
ТВ АД з к. з. ротором у дворелейному
виконанні наведена на рисунку 20.
До зони дії ТВ входять силові ланцюги магнітних контакторів KMV , KMN й електродвигуна М. При коротких замиканнях у зоні захисту ТВ спрацьовують реле максимального струму КА1, КА2, тому їхні контакти КА1, КА2 у ланцюгу керування вимикають за допомогою контакторів KMV або KMN ділянку силового ланцюга з ушкодженою ізоляцією.
1.4.2 Максимальний струмовий захист
Максимальний струмовий захист (МСЗ) призначений для вимикання електропривода при виникненні струмових перевантажень у силовому ланцюгу електропривода.
Захист електродвигунів від перевантаження повинен встановлюватися у випадках, коли можливе перевантаження механізму з технологічних причин, а також тоді, коли необхідно обмежити тривалість пуску при тяжких умовах пуску або самозапуску.
Струм спрацьовування реле максимальної дії в безтрансформаторних схемах МСЗ вибирають за умовою
,
(9)
де – коефіцієнт надійності реле струму;
– коефіцієнт
повернення реле струму;
– максимальний
робочий струм електродвигуна.
Для відбудування МСЗ від пускових струмів або короткочасних перевантажень її виконують на базі реле струму з обмежено-залежною характеристикою витримки часу або звичайних реле максимального струму в комплекті з реле часу.
На рисунку 21 наведена схема МСЗ від перевантажень АД з к.з. ротором.
З урахуванням симетричності струмів трьох фаз статора можна було б контролювати струм в одній фазі реле максимального струму КА1, але для підвищення надійності захисту використовують друге реле КА2.
Максимальний струмовий захист працює в такий спосіб. Якщо струм у контрольованих ланцюгах перевищує струм спрацьовування захисту, спрацьовують реле струму КА1 або КА2 (або разом), вмикаючи своїми контактами реле часу, який з витримкою часу tмcз вимикає лінійний контактор KML, що відключає двигун М від живильної мережі.
При виборі витримки часу МСЗ ураховують дві умови:
1) захист не повинен спрацьовувати при нормальному пуску або самозапуску;
2) не повинен допускатися перегрів обмоток двигуна вище його певної теплової характеристики.
Перша умова звичайно пріоритетна, тому частіше беруть залежно від часу пуску tмтз = 5...15 с.