2.2. Защита от перегрузки

Выполняется токовой (т.е. реагирующей на возрастание тока) или температурной (т.е. реагирующей на повышение температуры обмотки или других частей двигателя). Токовая защита может выполняться посредством автоматического выключателя с замедленным срабатыванием или посредством реле косвенного действия - тепловых или электромагнитных.

При использовании автоматического выключателя типа А3100 с нерегулируемым тепловым расцепителем, для защиты от перегрузки, его необходимо выбирать исходя из следующего условия:

(2.5)

где – номинальный ток расцепителя;

– расчетный ток нагрузки.

Защита от перегрузки в таких автоматических выключателях выполнена нерегулируемым тепловым реле (основной элемент которого биметаллическая пластинка), время срабатывания которого зависит от величины тока. На практике нашли применение автоматические выключатели с комбинированным расцепителем, т.е. реагирующие на ток КЗ, так и на ток перегрузки (автоматические выключатели следующих типов: А3110; А3120; А3130; А3140).

Защита от перегрузки выполненная с использованием электромагнитных реле, состоит из токового реле и реле времени. Ток срабатывания пускового органа выбирается аналогично току срабатывания МТ3 ЛЭП, а именно:

(2.6)

где =1.1-1.2-коэффициент запаса,

- коэффициент возврата, для реле РТ80 =0,8.

Недействие защиты в пусковом режиме обеспечивается применением выдержки времени, превышающей время нормального пуска не менее чем на 3с.

Температурная защита, использует датчики нагрева обмоток двигателя (температурные реле или терморезисторы). Основным элементом температурного реле серии Т, является биметаллическая мембрана, которая при определенной температуре скачкообразно меняет направления своего изгиба и размыкает контакты. Работа защиты с использованием терморезистора основана на скачкообразном изменении сопротивления резистора при определенной температуре.

Обрыв фазы сети питающей электродвигатель ведет к уменьшению его вращающего момента и к возрастанию токов неповрежденных фаз. Такой режим может, возникнуть вследствие перегорания предохранителя или потере контакта в одном полюсе коммутационного аппарата. Для защиты электродвигателя от обрыва фазы используют различные схемы, реализованные при помощи реле обрыва фаз.

В данной лабораторной работе представлена защита АД с КЗ ротором, от повреждений и ненормальных режимов. Защита от повреждений (от межфазного замыкания) реализована автоматическими выключателями типа АЕ2033. Защита от ненормальных режимов, таких как: превышение тока электродвигателя относительно настроенного; обрыве любого из фазных проводов; перегреве электродвигателя свыше 95^оС или 115^оС, выполнена с использованием электронного блока защиты БТЗ1-4. Блок БТЗ на схеме стенда показан в виде прямоугольника, данный блок отрабатывает все вышеперечисленные режимы, размыканием своего исполнительного контакта(6-7). Такая работа блока БТЗ происходит вследствие поступления сигналов от внешних устройств на клеммы блока 1,2,3. Схема самого блока БТЗ на схеме исследуемого стенда не приводится. Блок БТЗ, предназначен для защиты трехфазных электродвигателей напряжением 0,4кВ. Конструктивно блок БТЗ, выполнен в пластмассовом корпусе, все элементы которого размещены на печатной плате. Под лицевой крышкой находиться ручка потенциометра настройки БТЗ на рабочий ток (ток срабатывания БТЗ - ) и переключатели режимов работы. Переключатели обеспечивают установку следующих режимов работы БТЗ:

- первая кнопка обеспечивает установку температуры срабатывания БТЗ: 95^оC (кнопка отжата) и 115^оС (кнопка нажата);

- вторая кнопка позволяет выбрать режим работы БТЗ: режим “Настройка” (кнопка отжата) и режим “Работа” (кнопка нажата);

- третья кнопка обеспечивает включение (кнопка нажата) и отключение (кнопка отжата) задержки по времени срабатывания БТЗ;

- положение четвертой кнопки определяется мощностью защищаемого электродвигателя: мощность до 15 кВт (кнопка отжата), мощность от 15 до 250 кВт (кнопка нажата).

При превышении тока статора АД свыше 30% тока срабатывания БТЗ, в режиме “Задержка откл.”, срабатывание БТЗ, должно происходить за время не более 6с. В режиме “Задержка вкл.” время отключения определяется по токозависимой характеристике, экспоненциального характера. Режим включения задержки по времени необходим для того, чтобы исключить срабатывание БТЗ при пусковых токах электродвигателя.

При отсутствии тока в фазе (уменьшение тока до 10% относительно настроенного), контролируемой трансформатором тока срабатывание БТЗ происходит через 5-6 сек. не зависимо от положения третьей кнопки. При отсутствии тока в фазе, не контролируемой трансформатором тока, отключение АД происходит из-за увеличения тока в контролируемой фазе (т.е. в которой установлен трансформатор тока) при этом время срабатывания БТЗ, будет зависеть от положения третьей кнопки.

На панели БТЗ расположены три индикатора, поясним их функциональное назначение сверху вниз:

- первый красный - “Авария”, включается при превышении током электродвигателя установленного значения (такой режим может возникнуть при перегрузке электродвигателя либо при отсутствии тока в фазе, контролируемой трансформатором тока);

- второй красный - “Перегрев” включается при темпера-

туре датчика (ВТ) 95^оС или 115^оС в зависимости от выбранного режима (в качестве датчика-температуры используется диод КД 522Б);

- третий зеленый – “Сеть” индицирует подачу напряжения сети на БТЗ, ярко светится в штатном режиме и с пониженной яркостью после срабатывания БТЗ.

Снизу блока БТЗ, находятся контакты для его подключения.

На рисунке представлена схема защиты асинхронного двигателя, реализованная с использованием электронного блока БТЗ и автоматического выключателя QF. Контакты тумблера SА1 на схеме показаны для блока БТЗ находящегося в режиме “Настройка”. При переводе блока БТЗ в режим “Работа”, (тумблер SА1 на стенде необходимо перевести в верхнее положение), при этом контакты SА1.2, SА1.3 – примут замкнутое, а контакт SА1.1 разомкнутое положение.