CC BY
1УДК 620.9 Киргинцев С.И., Петровский С.В.
Киргинцев С.И.
Самарский государственный технический университет (г. Самара, Россия)
Научный руководитель: Петровский С.В.
к.т.н., доцент.
Самарский государственный технический университет (г. Самара, Россия)
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА ДЛЯ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ
Аннотация: в существующий период времени наблюдается тенденция перехода на микропроцессорные устройства релейной защиты, в том числе и на двигателях, применяемых в металлообработке. Тем не менее, двигатели продолжают выходить из строя, а их ремонт или полная замена весьма ресурсозатратны и несут собой потери в связи с простоем оборудования
Ключевые слова: релейная защита, асинхронные двигатели, автоматика.
1. ВВЕДЕНИЕ.
Следует понимать, что асинхронные двигатели могут подвергаться различным повреждениям и замыканиям в процессе эксплуатации, что требует применения соответствующей защиты для предотвращения серьезных поломок. Вот несколько типичных повреждений и замыканий, которые могут происходить в асинхронных двигателях: перегрев, перегрузка, потеря фазы (фаз), межвитковые замыкания и так далее, о чем подробнее будет рассказано в дальнейшей работе. Все это может привести не только к браку в производстве, но и полной остановки рабочего процесса, производимого на оборудовании,
связанным с этим двигателем вследствие его повреждения, а также невозможности ремонта двигателя и необходимости дорогостоящей замены е, а также вынужденному простою. Все это выливается в большую трату денежных средств. Чтобы этого избежать, рекомендуется применять защитные устройства двигателей, в частности релейную защиту.
В связи с этим можно выделить ряд проблем:
Необходимость разработки универсального устройства защиты, сочетающее в себе алгоритмы всех необходимых защит.
Необходимость внедрения предиктивной автоматики, для преждевременной диагностики двигателя.
Возможность сделать защиту дешевой, но в то же время сочетающей в себе возможность применения систем АСУ и мониторинга двигателей.
2. ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ В ХОДЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ.
Каждый вид повреждения двигателя имеет свои уникальные причины и последствия. Предлагаю емко пройтись по возможным причинам повреждений, описав причины их возникновения, а также возможные последствия таких повреждений, в случае, когда двигатель не оборудован необходимым устройством защиты или же это устройство не чувствительно к таким видам повреждений.
Одним из самых распространенных видов повреждений является «перегрев», а именно перегрев обмоток статора. Причинами перегрева могут быть эксплуатация при перегрузке, неправильная вентиляция, снижение эффективности системы охлаждения. Все это может привести к повреждению изоляции обмоток, обрыву проводов, а также к ухудшению магнитных свойств материалов обмоток.
Самым же фатальным повреждением можно назвать короткое замыкание в обмотках, оно же «межвитковое замыкание». Возникает оно вследствие механического повреждения, воздействия влаги, нарушения состояния изоляции
и приводит к резкому повышению тока, повреждению обмоток и остальных элементов двигателя.
По выполняемым функциям устройства АВ можно разделить на такие группы, как:
с электромагнитным (иногда и с электронным) расцепителем мгновенного действия. Такие АВ призваны ликвидировать КЗ в режиме токовой отсечки. Время отключения таких устройств может составлять tоткл < 0,01 с. Таким образом, выключатель отделяет присоединения от питающей цепи раньше, чем ток короткого замыкания достигнет пикового значения, тем самым значительно сокращая повреждения,
селективные АВ с электромагнитным действием с независимой от тока характеристикой нужны для защиты АД и резервирования вышеописанных выключателей. Выдержка времени таких выключателей обычно не регулируется и составляет ¿ср = 0,01 ^ 0,1 с. Благодаря такой выдержке можно отстроить защиту от апериодической составляющей пускового тока. Но в современном мире уже распространены выключатели с регулируемой выдержкой времени Ьср = 0,01 ^ 0,7 с. Что позволяет защитам быть селективными,
с тепловым (или же с электронным инерционным) расцепителем максимального тока с зависимой от тока характеристикой. Их задачей является защита от перегрузок и резервирование отказов защит с низкой чувствительностью.
с электромагнитным и тепловым расцепителем - комбинированы АВ. Они способны защищать присоединение одновременно как от КЗ, так и перегрузок,
с расцепителем минимального напряжения - способны выполнять защиту по минимальному напряжению и нулевую защиту. Они выполняют роль отключения двигателя при перерывах в подаче питания, когда повторный пуск или самозапуск недопустим. иср = (0,65 ^ 0,7)ином. Время же срабатывания зависит от типа нагрузки на двигатель и свойств восстановления нормального режима,
с независимым расцепителем, предназначенные для отключения от внешних защит,
устройства защитного отключения (УЗО) - срабатывают от превышения тока утечки на землю. ВЫВОДЫ:
1) Применение релейной защиты асинхронного двигателя повышает надежность работы станка,
2)Для безопасной работы человека, в данной статье показано применение
УЗО.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Гуревич, В. И. Проблемы стандартизации в релейной защите / В.И. Гуревич. - М.: ДЕАН, 2015;
2. Инструкция для оперативного персонала по обслуживанию устройств релейной защиты и электроавтоматики. СО 34.35.502-2005. - М.: Энергия, 2014;
3. Киреева, Э.А. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем: Учебник / Э.А. Киреева. - М.: Academia, 2017;
4. IEC 61970/61968 Common Information Model for Transmission and Distribution;
5. Гуревич, В.И. Уязвимости микропроцессорных реле защиты: проблемы и решения / В.И. Гуревич. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2016
Международный научный журнал «ВЕСТНИК НАУКИ» № 10 (79) Том 4. ОКТЯБРЬ 2024 г. Kirgintsev S.I., Petrovsky S. V.
Kirgintsev S.I.
Samara State Technical University (Samara, Russia)
Scientific advisor: Petrovsky S.V.
Candidate of Technical Sciences, associate professor.
Samara State Technical University (Samara, Russia)
RELAY PROTECTION FOR ASYNCHRONOUS
MOTORS OF METALWORKING MACHINES
Abstract: in the current period of time, there is a tendency to switch to microprocessor-based relay protection devices, including engines used in metalworking. Nevertheless, the engines continue to fail, and their repair or complete replacement is very resource-intensive and incur losses due to equipment downtime
Keywords: relay protection, asynchronous motors, automation.
