Правильный выбор и настройка защиты электрических машин позволяет увеличить их рабочий ресурс, обеспечить безаварийную работу и повысить эксплуатационную надежность, защита может действовать на отключение и на сигнал. В первом случае при недопустимом отклонении режимных параметров происходит отключение электрической машины от сети, во втором — подается звуковой или световой сигнал обслуживающему персоналу о недопустимом отклонении параметров, и он уже принимает решение о необходимости отключения машины.
Применение защиты удорожает машину, поэтому выбор типа И количества защит определяется не только технической, но и экономической целесообразностью их установки.
В ПУЭ и ПЭЭП установлены следующие типы защит для электрических двигателей.
Для двигателей напряжением до 1000 В предусмотрены:
- защита от многофазных коротких замыканий и от минимального напряжения, а в сетях с глухозаземленной нейтралью дополнительная защита от однофазных замыканий (для двигателей переменного тока);
защита от коротких замыканий и от недопустимого повышения частоты вращения (для двигателей постоянного тока); Щ защита от асинхронного режима (для синхронных двигателей); В защита от перегрузки (для всех двигателей). Для двигателей переменного тока напряжением свыше 1000 В кроме того предусмотрены:
защита (на сигнал и на отключение) от повышения температуры смазки или прекращения ее циркуляции (для двигателей, имеющих принудительную смазку подшипников); ж защита (на сигнал и на отключение) от повышения температуры охлаждающего газа или прекращения вентиляции (для двигателей, имеющих принудительную вентиляцию); защита «на сигнал» от снижения циркуляции воды и защита «на отключение» от прекращения ее циркуляции (для двигателей с водяным охлаждением обмоток и активной стали и имеющих встроенные воздухоохладители, охлаждаемые водой); Щ общая защита от многофазных коротких замыканий (для блоков «трансформатор—двигатель»);
автоматическое гашение поля в аварийных режимах (как правило, для синхронных электродвигателей мощностью свыше 500 кВт). I Для защиты от коротких замыканий применяются предохранители или автоматические выключатели.
Защита от перегрузки должна выполняться с выдержкой времени и может быть построена с использованием тепловых реле. Эта защита должна действовать «на отключение» или «на сигнал», а если возможно, — на разгрузку двигателя. Защита от перегрузки Устанавливается при тяжелых условиях пуска (для ограничения Длительности пуска при пониженном напряжении) и в тех случаях, когда по технологическим причинам возможна перегрузка механизма.
Защита от минимального напряжения применяется для следующих двигателей:
для двигателем постоянного тока, не допускающих прямого пуска при напряжении сети;
для двигателей тех механизмов, самозапуск которых после останова недопустим по технологическим соображениям;
для многоскоростных двигателей тех механизмов, самостоятельный пуск которых допустим и целесообразен (при этом защита должна автоматически переключать двигатель на низшую скорость).
Зашита от асинхронного режима синхронных двигателей напряжением до 1000 В должна осуществляться с помощью защиты от перегрузки по току статора, а для двигателей напряжением свыше 1000 В защита может осуществляться с помощью токового реле, реагирующего на увеличение тока статора и отстроенного от действия пускового тока и от тока в режиме форсирования возбуждения.
Дня генераторов переменного тока мощностью свыше 1 МВт предусмотрены следующие виды защиты:
от многофазных коротких замыканий в обмотке статора и на ее выводах;
однофазных замыканий на землю в обмотке статора; двойных замыканий на землю (одно возникло в обмотке статора, другое — во внешней цепи);
замыканий между витками одной фазы в обмотке статора; внешних коротких замыканий;
перегрузки токами обратной последовательности применяется для генераторов мощностью свыше 30 МВт; симметричной перегрузки обмотки статора; перегрузки обмотки ротора током возбуждения; асинхронного режима с потерей возбуждения; замыкания на землю во второй точке цепи возбуждения. Защита от многофазных коротких замыканий для генераторов мощностью свыше 1 МВт выполняется в виде дифференциальной токовой защиты, которая должна действовать на отключение генератора от сети, гашение поля и останов приводного двигателя. Для генераторов мощностью до 1 МВт для этих целей может быть использована зашила от внешних коротких замыканий, действующая на отключение генератора и гашение поля возбуждения.
Зашита от однофазных замыканий на землю при емкостном токе замыкания на землю не менее 5 А выполняется в виде токовой защиты, действующей на отключение генератора и гашение поля возбуждения. Зашита от замыканий между витками одной фазы выполняется в виде поперечной дифференциальной токовой защиты без выдержки времени. Она должна действовать на отключение генератора и гашение поля.
Зашита от внешних коротких замыканий выполняется в виде
максимальной токовой защиты, действующей на отключение генератора.
Зашита от симметричной перегрузки обмотки статора также выполняется в виде максимальной токовой защиты, действующей на сигнал с выдержкой времени.
Зашита от асинхронного режима может действовать на сигнал, если генератор допускает работу в этом режиме (после гашения поля возбуждения), или на отключение, если асинхронный режим для генератора является недопустимым.
В настоящее время электрические машины снабжаются комплектными защитными устройствами, выполняющими одновременно функции не одной, а нескольких защит. При этом наиболее универсальной остается тепловая защита электрических машин, позволяющая наиболее полно использовать их возможности.
