Виды повреждений и ненормальных режимов.

1) Многофазные КЗ в обмотке статора (двух и трёхфазные). Сопровождаются значительным увеличением тока, увеличением температуры, оплавляется вся обмотка, может выгореть магнитопровод.

2) Однофазное замыкание на землю в обмотке статора:

а) в сетях с изолированной нейтралью (с компенсированной нейтралью).

Защита устанавливается, если номинальная мощность двигателя менее 2 МВт и при этом ток замыкания на землю более 10 А. Также защита ставится при номинальной мощности двигателя более 2 МВА и током ЗЗ более 5 А, защита действует на отключение.

В этом случае протекает емкостной ток:

где, l_k – длина кабельных линий сети.

Согласно ПУЭ для сетей напряжением 6 кВ предельный ток ЗЗ < 30 А, напряжением 10 кВ – ток ЗЗ < 20 А, напряжением 35 кВ – ток ЗЗ < 10 А.

Из всех видов повреждений изоляции ОЗЗ составляют до 80%. При превышении тока замыкания на землю рекомендуется нейтраль заземлять через ДГР для компенсации емкостного тока.

При возникновении двух замыканий на землю – двухфазное КЗ. В этом случае необходимо предусмотреть отключение ЭД – защита от замыканий на землю. Если она будет иметь выдержку времени, то в неё дополнительно вводят реле тока, действующее без замедления при токе 50 - 100 А.

В месте замыкания на землю может возникнуть перемежающая дуга. Из-за неё имеют место броски ёмкостного тока, вызываюющие коммутационные перенапряжения в сети с амплитудой 4 – 6U_ном. Эти перенапряжения могут пробить изоляцию ЭД, линий, трансформаторов.

б) В сетях с глухозаземлённой нейтралью ( в сети менее 1 кВ).

Ток однофазного КЗ представляет опасность поврежденного ЭД и должен отключатся без выдержки времени. Это выполняет защита от многофазных КЗ.

3) Витковые замыкания.

4) Обрывы в цепях возбуждения СД. Эти обрывы происходят редко (защита ставится только на мощных СД).

5) Замыкание на землю обмотки ротора СД. Ставится защита (не обязательна) на несколько ЭД от замыкания во второй точки.

Ненормальные режимы работы.

1. Технологические перегрузки.

Увеличение тока статора и температуры могут привести к заклиниванию.

Защита имеет выдержку времени и может выполняться с действием на автоматическую разгрузку, либо на сигнал или отключение. Длительная перегрузка вызывает перегрев обмотки, повышенное старение изоляции, дополнительно зависит от многих факторов (предварительной нагрузки, от температуры окружающей среды, массы ЭД и т.д.).

Допустимое время перегрузки двигателя упрощенно:

К – кратность перегрузки по току: К=I_ПЕР/I_Дном ;

А – 250 для закрытых АД, имеющих большую массу и габариты;

А – 150 для открытых АД.

В ПУЭ предусмотрена защита, которая ставится в одной фазе. На практике, защиты от перегрузки ставят в двух а иногда и в трёх фазах.

2. Понижение напряжения.

Возникает при КЗ. При этом ЭД может затормозиться либо остановиться. Для неответственных ЭД, а так же для ЭД которые не имеют самозапуска по технологическим причинам, защита должна действовать на отключение.

3. Обрыв фазы. (В с/х происходит до 60-70 %)

Это приводит к перегреву двигателя, увеличивается ток, двигатель не запускается, останавливается. Наиболее часто такое случается при защите плавкими предохранителями. Защитой ЭД напряжением до 1 кВ являются встроенные температурные датчики.

4. Асинхронный ход СД.

Имеет место при понижении напряжения сети, при уменьшении тока возбуждения, и когда вращающий момент ЭД менее момента скольжения приводимого механизма двигателя.

У СД напряжением до 1 кВ специальная защита от асинхронного хода не устанавливается, а ее функции выполняет защита от перегрузки по току статора.

Для СД напряжением более 1 кВ ставится специальная защита от асинхронного хода. Она действует на разгрузку, ресинхронизацию или отключение СД с повторным автоматическим пуском.