Vrste električne zaštite asinkronih elektromotora

Zaštita asinkronih elektromotora

Trofazni izmjenični asinkroni motori napona do 500 V snage od 0,05 do 350 — 400 kW najčešći su tip elektromotora.

Pouzdan i nesmetan rad elektromotora osigurava se prije svega njihovim pravilnim odabirom u pogledu nazivne snage, načina rada i oblika izvedbe. Ništa manje važno je poštivanje potrebnih zahtjeva i pravila pri sastavljanju električnog kruga, odabiru upravljačke opreme, žica i kabela, ugradnje i rada električnog pogona.

Hitni načini rada elektromotora

Čak i za ispravno projektirane i upravljane električne pogone, tijekom njihovog rada uvijek postoji mogućnost pojave hitnih ili nenormalnih načina rada motora i druge električne opreme.

Načini rada u hitnim slučajevima uključuju:

1) višefazni (trofazni i dvofazni) i jednofazni kratki spojevi u namotima elektromotora; višefazni kratki spojevi u priključnoj kutiji elektromotora iu vanjskom strujnom krugu (u žicama i kabelima, na kontaktima sklopnih uređaja, u otpornim kutijama); fazni kratki spojevi s kućištem ili neutralnom žicom unutar motora ili u vanjskom krugu — u mrežama s uzemljenom neutralnom žicom; kratki spojevi u upravljačkom krugu; kratki spojevi između zavoja namota motora (krugovi zavoja).

Kratki spojevi su najopasnije hitne situacije u električnim instalacijama. U većini slučajeva nastaju zbog oštećenja izolacije ili preklapanja. Struje kratkog spoja ponekad dosežu vrijednosti koje su desetke i stotine puta veće od vrijednosti struja u normalnom načinu rada, a njihov toplinski učinak i dinamičke sile kojima su dijelovi pod naponom izloženi mogu dovesti do kvara cjelokupna elektro instalacija ;

2) toplinsko preopterećenje elektromotora zbog prolaska povećanih struja kroz njegove namote: kada je radni mehanizam preopterećen iz tehnoloških razloga, posebno teški uvjeti pokretanja, motor pod opterećenjem ili zastoj, dugotrajno smanjenje mrežnog napona, gubitak jedna od faza strujnog kruga vanjskog napajanja ili puknuće žice u namotu motora, mehanička oštećenja motora ili radnog mehanizma te toplinska preopterećenja s pogoršanim uvjetima hlađenja motora.

Toplinska preopterećenja prvenstveno uzrokuju ubrzano starenje i uništavanje izolacije motora, što dovodi do kratkog spoja, odnosno teške nesreće i prijevremenog kvara motora.

Vrste zaštite asinkronih elektromotora

Predviđene su zaštitne mjere za zaštitu motora od oštećenja u slučaju narušavanja normalnih radnih uvjeta, kao i pravovremeno isključenje neispravnog motora s mreže, čime se sprječava ili ograničava razvoj nezgode.

Glavno i najučinkovitije sredstvo je električna zaštita motora, izvedena u skladu s «Pravila za izgradnju električnih instalacija» (PUE).

Ovisno o prirodi mogućih kvarova i nenormalnih načina rada, postoji nekoliko osnovnih najčešćih vrsta električnih zaštita asinkronih motora.

Zaštita asinkronih motora od kratkog spoja

Zaštita od kratkog spoja isključuje motor kada se pojave struje kratkog spoja u njegovom strujnom (glavnom) krugu ili u upravljačkom krugu.

Uređaji koji pružaju zaštitu od kratkog spoja (osigurači, elektromagnetski releji, prekidači s elektromagnetskim okidačem) djeluju gotovo trenutno, odnosno bez vremenskog kašnjenja.

Zaštita od preopterećenja asinkronih motora

Zaštita od preopterećenja štiti motor od neprihvatljivog pregrijavanja, posebno čak i kod relativno malih, ali dugotrajnih toplinskih preopterećenja. Zaštitu od preopterećenja treba koristiti samo za elektromotore ovih pogonskih mehanizama kod kojih su moguća neuobičajena povećanja opterećenja u slučaju poremećaja radnog procesa.

Uređaji za zaštitu od preopterećenja (temperatura i toplinski releji, elektromagnetski releji, automatski prekidači s toplinskim okidačem ili sa satnim mehanizmom) kada dođe do preopterećenja, isključuju motor s određenim kašnjenjem, tim većim što je preopterećenje manje, au nekim slučajevima kod značajnih preopterećenja i odmah.

Zaštita asinkronih elektromotora od manjka ili nestanka napona

Zaštita od niskog ili niskog napona (nulta zaštita) provodi se uz pomoć jednog ili više elektromagnetskih uređaja, djeluje pri gašenju motora u slučaju nestanka struje ili kada mrežni napon padne ispod zadane vrijednosti i štiti motora od spontanog uključivanja nakon otklanjanja prekida napajanja ili uspostavljanja normalnog mrežnog napona.

Posebna zaštita asinkronih elektromotora od dvofaznog rada štiti motor od pregrijavanja, kao i od "prevrtanja", odnosno zaustavljanja pod strujom zbog smanjenja momenta koji razvija motor kada jedna od faza glavnog strujni krug je prekinut. Zaštita radi kada se motor pokrene.

Kao zaštitni uređaji koriste se toplinski i elektromagnetski releji. U drugom slučaju, zaštita možda neće imati vremensko odgađanje.

Ostale vrste električne zaštite asinkronih motora

Postoje i neke druge, manje uobičajene vrste zaštite (od prenapona, jednofaznih zemljospojeva u mrežama s izoliranom nultom, povećanje brzine vrtnje pogona itd.).

Električni uređaji koji se koriste za zaštitu elektromotora

Električni zaštitni uređaji mogu primijeniti jednu ili više vrsta zaštite istovremeno. Na primjer, neki prekidači osiguravaju zaštitu od kratkog spoja i preopterećenja. Neki od sigurnosnih uređaja, na primjer osigurači, uređaji su s jednostrukim djelovanjem i zahtijevaju zamjenu ili ponovno punjenje nakon svakog aktiviranja, drugi, poput elektromagnetskih i toplinskih releja, uređaji su s višestrukim djelovanjem. Potonji se razlikuju po načinu na koji se vraćaju u stanje pripravnosti za uređaje za samopodešavanje i ručno resetiranje.

Izbor vrste električne zaštite asinkronih elektromotora

Izbor jedne ili druge vrste zaštite ili više njih istovremeno se vrši u svakom konkretnom slučaju, uzimajući u obzir stupanj odgovornosti pogona, njegovu snagu, uvjete rada i postupak održavanja (prisutnost ili odsutnost stalnog osoblja za održavanje) .

Od velike koristi može biti analiza podataka o stopi havarija električne opreme u radionici, na gradilištu, u radionici i sl., otkrivajući najčešće ponavljane poremećaje normalnog rada motora i tehnološke opreme. Uvijek biste trebali težiti tome da zaštita bude što jednostavnija i pouzdanija u radu.

Svaki motor, bez obzira na snagu i napon, mora biti zaštićen od kratkog spoja. Ovdje treba uzeti u obzir sljedeće okolnosti. S jedne strane, zaštitu moraju onemogućiti struje pokretanja i kočenja motora, koje mogu biti 5-10 puta veće od njegove nazivne struje.S druge strane, u nizu slučajeva kratkog spoja, na primjer u strujnim krugovima namota, kratkih spojeva između faza u blizini neutralne točke namota statora, kratkih spojeva na kutiju unutar motora itd., zaštita mora rade na strujama niskim od početne struje.

Teško je ispuniti te proturječne zahtjeve istovremeno s jednostavnim i jeftinim lijekovima. Stoga je sustav zaštite niskonaponskih asinkronih motora izgrađen na namjernoj pretpostavci da se kod nekog od gore navedenih kvarova u motoru isti ne isključuje iz zaštite odmah, već tek tijekom razvoja tih kvarova, nakon struja koju motor troši iz mreže značajno se povećala.

Jedan od najvažnijih zahtjeva za uređaje za zaštitu motora je njegovo jasno djelovanje u hitnim i nenormalnim režimima rada motora i istovremeno nedopustivost lažnih alarma. Stoga zaštitne naprave moraju biti pravilno odabrane i pažljivo podešene.