Моторни защити

Защита на синхронни високоволтови двигатели

   Темата за моторните защити стартирахме в брой 7/2010 на сп. Инженеринг ревю с разглеждане на най-често срещаните повреди и ненормални режими на работа на електрическите съоръжения и съответно ролята на релейната защита за бързото откриване на повредите и незабавното изключване на съответните съоръжения. В статията бяха посочени и основните изисквания към релейните защити - селективност, чувствителност, бързодействие, надеждност. Бяха разгледани и възможните повреди и ненормални режими в електрическите двигатели. Възможните мерки за тяхната защита бяха представени във втората част на статията за моторните защити, публикувана във брой 8/2010 на сп. Инженеринг ревю, където акцентът бе поставен върху защитата на асинхронни двигатели. В настоящия брой продължаваме темата с разглеждането на възможностите за защита на синхронните високоволтови двигатели.
Принципно, за защита на синхронни високоволтови двигатели се използват същите защити, каквито се използват и при асинхронните двигатели, с тази разлика, че при синхронните двигатели защитите действат не само на изключване на двигателя, но и на спиране на възбуждането му. Обикновено на синхронните двигатели се поставят следните защити: защита от междуфазни повреди в статора; от земни съединения в статора; от претоварване; от асинхронен режим; от минимално напрежение.
Защита от междуфазни повреди в статора
Тази защита се определя като основна. Тя се изпълнява като токова отсечка или като надлъжна диференциална защита. Аналогична е на тази за асинхронните двигатели, но в случая е необходимо да има два изхода - един за изключване на прекъсвача и втори за въвеждане на АГП (автоматично гасене на полето), както при генераторите. Следващата защита - от земни съединения се счита за необходима, ако токът на земно съединение в статора на двигателя превишава 10 А. Земната защита се поставя в началото на захранващия кабел на синхронните двигатели и защитава едновременно кабела и двигателя.
За целесъобразно се счита защитата от претоварване на синхронните двигатели да се изгражда като двустъпална максималнотокова с по едно токово реле за всяка степен, включени във вторичните вериги на една и съща фаза. Първата степен се настройва на ток по-голям от 1,25.Iдв ном. Втората степен се настройва по ток по-голям от (1,5 ё 1,75).Iдв ном със закъснение по-малко от това на първата степен.

Защита от асинхронен режим
На синхронните двигатели се поставя защита от асинхронен режим. Най-често тя се реализира на база на колебанието на тока в статора или ротора, които характеризират този режим. Тази защита е токова със зависимо или независимо от тока закъснение, осигурена с елемент за задържане на токовите релета по време на циклите на асинхронния режим (фиг. 1).
Релето 1KL е със закъснение на връщане по-голямо от интервала Dt (фиг. 1а), през който измервателните токови релета 1КА, 2КА и 3КА са се върнали. Релето за време КТ затваря контактите си след 10ё15 s, ако до този момент асинхронният режим не се е самоотстранил. Контактите на токовите релета се свързват последователно, с което се гарантира, че токовете в трите фази се изменят едновременно, т.е. съществува един от признаците, характеризиращи този режим. Токовите релета заработват едновременно и при трифазно к.с., но закъснението на КТ е много по-голямо от закъснението на защитата срещу междуфазни повреди и селективното действие на защитата от асинхронен режим е осигурено.
Защитата от асинхронен режим може да се включи и в роторната верига на синхронния електродвигател.

Минимално-напреженова защита
Тази защита на синхронните двигатели е помощна и се поставя в следните случаи:
l на синхронни двигатели, задвижващи неотговорни механизми за облекчаване на условията за самопуск на отговорни двигатели;
l на синхронни двигатели, при които самопускането е невъзможно;
l на синхронни двигатели, които не трябва да се самопускат по технологични условия или по изискване на техническата безопасност.
За изграждане на минимално-напреженовата защита се използват минимално-напреженови релета, настроени да заработват при понижение на напрежението под номиналното на шините, от които се захранват синхронните двигатели. За да се осигури успешно самопускане, напрежението на заработване на защитата трябва да бъде Uзз=(0,5ё0,7)Uном
Сигналът на напреженовата защита се задържа най-малко с 0,5 s. Ако самопускането е невъзможно, минимално-напреженовата защита на 0,5Uном, като се има предвид, че двигателите, работещи на пълно натоварване, могат да излязат от синхронизъм при понижаване на захранващото напрежение с 50% или повече. И тук закъснението е 0,5 s.
Напреженовите защити, изключващи синхронните двигатели по технологични условия, се настройват да заработват на напрежение, при което се нарушава устойчивата работа (обикновено 0,5Uном) и времезакъснение - по-голямо от времето за спиране на двигателя.
От всичко гореизложено може да се заключи, че правилният избор на вида/видовете защита за скъпоструващите асинхронни и синхронни електродвигатели е от особена важност. Това е една от основните причини при изграждането на нови индустриални обекти или реконструкция на по-стари да се препоръчва внедряването на нови типове комплексни или базирани на съвременни технологии моторни защити.
Разнообразието от предлагани защити както от български производители, така и от страна на вносители е голямо. Ключов фактор за нормалната работа на моторните защити е те да бъдат правилно подбрани по функции и параметри за настройка, да бъдат грамотно монтирани, прецизно настроени и профилактично обслужвани във времето. Изпълнението на тези условия би гарантирало правилното и своевременно сработване на защитите и спасяването на електродвигателите от тежки аварии.