أنواع حماية المحركات الكهربائية غير المتزامنة. حماية المحركات الكهربائية. مخطط حماية المحركات الكهربائية غير المتزامنة. مبدأ المحرك

مقدمة

تستخدم الآلات الكهربائية على نطاق واسع في محطات الطاقة ، في الصناعة ، في النقل ، في الطيران ، في أنظمة التحكم والتنظيم الآلي ، وفي الحياة اليومية. يقومون بتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية (مولدات) ، وعلى العكس من الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.

يمكن استخدام أي آلة كهربائية كمولد أو محرك. تسمى هذه الخاصية بالعكس. يمكن استخدامه أيضًا لتحويل نوع من التيار إلى نوع آخر (التردد ، عدد مراحل التيار المتردد ، الجهد) إلى طاقة نوع آخر من التيار. تسمى هذه الآلات بالمحولات. الآلات الكهربائية حسب نوع التيار التركيبات الكهربائيةالتي يجب أن يعملوا فيها مقسمة إلى آلات التيار المستمر وآلات التيار المتردد. يمكن أن تكون آلات التيار المتردد إما أحادية الطور أو متعددة الأطوار. الأكثر استخدامًا هي المحركات غير المتزامنة والمحركات والمولدات المتزامنة.

يعتمد مبدأ تشغيل الآلات الكهربائية على استخدام قوانين الحث الكهرومغناطيسي والقوى الكهرومغناطيسية.

يتم إنتاج المحركات الكهربائية المستخدمة في الصناعة في سلسلة ، وهي عبارة عن سلسلة من الآلات الكهربائية لزيادة الطاقة ، ولها نفس النوع من التصميم وتلبي مجموعة المتطلبات العامة. سلسلة الأغراض الخاصة تستخدم على نطاق واسع.

حماية المحركات الكهربائية. دائرة حماية المحرك

أثناء العملية محركات كهربائية غير متزامنة، مثل أي معدات كهربائية أخرى ، يمكن أن تحدث أعطال - أعطال ، وغالبًا ما تؤدي إلى عملية طارئة ، وتلف المحرك. فشله السابق لأوانه.

رسم بياني 1

قبل الشروع في طرق حماية المحركات الكهربائية ، يجدر النظر في الأسباب الرئيسية والأكثر شيوعًا للتشغيل الطارئ للمحركات الكهربائية غير المتزامنة:

· الدوائر القصيرة أحادية الطور ومن الطور إلى الطور - في الكبل ، الصندوق الطرفي للمحرك الكهربائي ، في لف الجزء الثابت (إلى الغلاف ، دوائر قصيرة متداخلة).

تعد الدوائر القصيرة من أخطر أنواع الأعطال في المحرك الكهربائي ، لأنها تصاحبها تيارات عالية جدًا تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وحرق لفائف الجزء الثابت.

· الأحمال الزائدة الحرارية للمحرك الكهربائي - تحدث عادةً عندما يكون دوران العمود صعبًا للغاية (فشل المحمل ، أو وجود حطام في البريمة ، أو بدء تشغيل المحرك تحت حمولة كبيرة جدًا ، أو إيقافه تمامًا).

أحد الأسباب الشائعة للحمل الحراري الزائد للمحرك الكهربائي ، والذي يؤدي إلى التشغيل غير الطبيعي ، هو فقدان إحدى مراحل الإمداد. هذا يؤدي إلى زيادة كبيرة في التيار (ضعف التيار المقنن) في لفات الجزء الثابت في المرحلتين الأخريين.

نتيجة الحمل الحراري الزائد للمحرك الكهربائي هي السخونة الزائدة وتدمير عزل لفات الجزء الثابت ، مما يؤدي إلى قصر دائرة اللفات وفشل المحرك الكهربائي.

تتمثل حماية المحركات الكهربائية من الأحمال الزائدة الحالية في إلغاء تنشيط المحرك الكهربائي في الوقت المناسب عندما تظهر تيارات عالية في دائرة الطاقة أو دائرة التحكم ، أي في حالة قصر الدائرة. لحماية المحركات الكهربائية من قصر الدوائر ووصلات الصمامات والمرحلات الكهرومغناطيسية ، القواطعمع إطلاق كهرومغناطيسي ، يتم اختياره بطريقة تجعلها تتحمل التيارات الزائدة في البداية ، ولكنها تعمل على الفور عند حدوث تيارات دائرة قصر.

لحماية المحركات الكهربائية من الأحمال الزائدة الحرارية ، يتم تضمين مرحل حراري في دائرة توصيل المحرك الكهربائي ، والتي تحتوي على اتصالات دائرة التحكم - يتم تطبيق الجهد على ملف بداية مغناطيسي من خلالها.

يحتاج كل من محركات التيار المتردد والتيار المستمر إلى الحماية من الدوائر القصيرة والسخونة الزائدة الحرارية والأحمال الزائدة الناتجة عن حالات الطوارئ أو الأعطال في العملية التكنولوجية التي تكون محطات الطاقة فيها. لمنع مثل هذه الحالات ، تنتج الصناعة عدة أنواع من الأجهزة ، والتي تشكل ، بشكل منفصل وبالاقتران مع وسائل أخرى ، وحدة حماية المحرك.

طرق حماية المحركات الكهربائية من الأحمال الزائدة

الى جانب ذلك ، في المخططات الحديثةتتضمن بالضرورة عناصر مصممة للحماية الشاملة للمعدات الكهربائية في حالة انقطاع التيار الكهربائي لمرحلة واحدة أو أكثر من مراحل الطاقة. في مثل هذه الأنظمة ، من أجل القضاء على حالات الطوارئ وتقليل الضرر عند حدوثها ، يتم تنفيذ التدابير المنصوص عليها في "قواعد التركيب الكهربائي" (PUE).

إيقاف تشغيل المحرك عن طريق الترحيل الحراري الحالي

لمنع فشل المحركات الكهربائية غير المتزامنة المستخدمة في الآليات والآلات والمعدات الأخرى ، حيث يمكن زيادة الحمل على الجزء الميكانيكي للمحرك في حالة حدوث انتهاك العملية التكنولوجية، استخدم أجهزة الحماية من الحمل الزائد الحراري. تشتمل دائرة الحماية من الحمل الزائد الحراري ، الموضحة في الشكل أعلاه ، على مرحل حراري للمحرك الكهربائي ، وهو الجهاز الرئيسي الذي ينفذ انقطاعًا فوريًا أو مؤقتًا لدائرة الطاقة.

يتكون مرحل المحرك الكهربائي هيكليًا من آلية ضبط الوقت قابلة للتعديل أو محددة بدقة ، وموصلات وملف كهرومغناطيسي وعنصر حراري ، وهو مستشعر لحدوث المعلمات الحرجة. الأجهزة ، بالإضافة إلى وقت الاستجابة ، يمكن تنظيمها من خلال حجم الحمل الزائد ، مما يوسع إمكانيات التطبيق ، خاصة بالنسبة لتلك الآليات التي ، وفقًا للعملية التكنولوجية ، زيادة قصيرة الأجل في الحمل على الميكانيكي جزء من المحرك الكهربائي ممكن.
تشمل عيوب تشغيل المرحلات الحرارية العودة إلى وظيفة الاستعداد ، والتي يتم تنفيذها عن طريق إعادة الضبط الذاتي التلقائي أو التحكم اليدوي ، ولا تمنح المشغل الثقة في بدء التشغيل غير المصرح به للتركيبات الكهربائية بعد التشغيل.

يتم تنفيذ مخطط بدء تشغيل المحرك باستخدام أزرار البدء والإيقاف والمبدئ الكهرومغناطيسي ، الذي يتحكمون فيه ، موضح في الشكل. تتحقق البداية من خلال ملامسات البداية ، والتي تغلق عندما يتم تطبيق الجهد على ملف بدء التشغيل المغناطيسي.

في هذه الدائرة ، يتم تنفيذ الحماية الحالية للمحرك الكهربائي ، ويتم تنفيذ هذه الوظيفة عن طريق مرحل حراري يفصل أحد أطراف اللف عن الأرض عندما يتم تجاوز التيار المقنن الذي يتدفق خلال كل أو مرحلتين أو واحدة من مراحل الطاقة. سيقوم المرحل الواقي بفصل الحمل حتى في حالة حدوث ماس كهربائي في دوائر الطاقة للمحرك الكهربائي. يعمل جهاز الحماية الحرارية على مبدأ الفتح الميكانيكي لأطراف التحكم بسبب تسخين العناصر المقابلة.

هناك أجهزة أخرى مصممة لإيقاف تشغيل المحرك الكهربائي في حالة وقوع حادث. خطوط القوةودوائر التحكم لتيارات ماس كهربائى. تأتي في عدة أنواع ، كل منها ينتج عمل تمزيق فوري تقريبًا دون توقف مؤقت. تشمل هذه المعدات الصمامات ، الكهربائية ، وكذلك المرحلات الكهرومغناطيسية.

استخدام أجهزة إلكترونية خاصة

هناك منتجات متطورة لحماية المحركات يستخدمها المهندسون ذوو الخبرة في تصميم الأنظمة الكهربائية وهي مصممة للتصدي في نفس الوقت حالات الطوارئ، مثل التشغيل غير المصرح به ، على مرحلتين ، التشغيل المنخفض أو الجهد الزائد ، دائرة قصر أحادية الطور دائرة كهربائيةإلى الأرض في أنظمة ذات محايدة معزولة.

وتشمل هذه:

محولات التردد

مقبلات ناعمة

أجهزة لا تلامسية.

استخدام محولات التردد

توفر دائرة حماية المحرك المنفذة كجزء من محول التردد الموضح في الشكل أدناه قدرات الأجهزة للجهاز لمواجهة فشل المحرك عن طريق تقليل التيار تلقائيًا أثناء بدء التشغيل ، والتوقف ، والدوائر القصيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن حماية المحرك الكهربائي بواسطة محول التردد عن طريق برمجة الوظائف الفردية ، مثل وقت الاستجابة للحماية الحرارية ، والذي يتم تنشيطه من وحدة التحكم في درجة حرارة المحرك.

كجزء من وظائفه ، يحتوي محول التردد أيضًا على تحكم في حماية الرادياتير وتصحيح للجهد العالي والمنخفض ، والذي يمكن أن يحدث في الشبكات لأسباب خارجية.

تشمل ميزات التحكم في تشغيل المحركات الكهربائية في نظام به محولات تردد إمكانية جهاز التحكممن جهاز كمبيوتر شخصي ، يتم توصيله باستخدام بروتوكول قياسي ، ونقل الإشارة إلى وحدات التحكم الإضافية التي تعالج إشارات العملية الشائعة. يمكنك معرفة المزيد حول وظائف محولات التردد من مقال حول.

مقبلات ناعمة و SIEP

مع انخفاض تكلفة الأجهزة التي تستخدم فيها أحدث عناصر أشباه الموصلات ، يُنصح باستخدام مشغلات ناعمة وأنظمة حماية غير ملامسة لحماية المحركات الكهربائية غير المتزامنة.

من أكثر الطرق شيوعًا لحماية المحركات الكهربائية ثلاثية الطور ، القفص السنجابي والدوار الطوري ، أنظمة الحماية الإلكترونية من عدم الاتصال (CEP). يظهر الرسم التخطيطي الوظيفي ، الذي يُظهر مثالاً على تنفيذ جهاز حماية المحرك SIEP ، أدناه.

يحمي SIEP المحركات الكهربائية في حالة حدوث كسر في أي سلك طور ، وزيادة التيار الزائد عن التيار المقنن ، والتشويش الميكانيكي للحديد (الدوار) وعدم تناسق الجهد غير المقبول بين المراحل. يمكن تنفيذ الوظائف عند استخدام المحولات والمحولات الحالية L1 و L2 و L3 في الدائرة.

بالإضافة إلى ذلك ، قد تشمل الأنظمة خيارات اضافية، مثل مراقبة مقاومة العزل قبل بدء التشغيل ، وأجهزة استشعار درجة الحرارة عن بُعد وحماية التيار السفلي.

تتمثل مزايا SIEP على محولات التردد في الحصول على البيانات بشكل مباشر من خلال أجهزة الاستشعار الحثية ، مما يلغي تأخير الاستجابة ، فضلاً عن التكلفة المنخفضة نسبيًا ، بشرط أن يكون للأجهزة غرض وقائي.

الزائدة الحرارية شجرة التنوب. يجب تطبيق الحماية من الحمل الزائد فقط على المحركات الكهربائية لآليات التشغيل التي قد يكون لها زيادات غير طبيعية في الحمل في حالة حدوث اضطرابات في عملية التشغيل.

أجهزة الحماية من الحمل الزائد (المرحلات الحرارية ودرجة الحرارة ، المرحلات الكهرومغناطيسية ، قواطع الدائرة ذات الإصدار الحراري أو آلية الساعة) عند حدوث الحمل الزائد ، فإنها تقوم بإيقاف تشغيل المحرك مع تأخير زمني معين ، وكلما زاد الحمل الزائد ، وصغره ، وفي بعض الحالات ، مع حمولات زائدة كبيرة - وعلى الفور.

الشكل 6 متجر لف

حماية المحركات الكهربائية غير المتزامنة ضد انخفاض الجهد أو فقدان الجهد

يتم تنفيذ الحماية ضد انخفاض الجهد أو فقدان الجهد (حماية صفرية) باستخدام واحد أو أكثر من الأجهزة الكهرومغناطيسية ، ويعمل على إيقاف تشغيل المحرك أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو عندما ينخفض جهد التيار الكهربائي عن القيمة المحددة ويحمي المحرك من التشغيل التلقائي بعد يتم التخلص من انقطاع التيار الكهربائي أو استعادته الجهد العاديالشبكات.

حماية خاصة ضد التشغيل على مرحلتين تحمي المحرك من السخونة الزائدة ، وكذلك من "الانقلاب" ، أي التوقف تحت التيار بسبب انخفاض عزم الدوران الناتج عن المحرك ، في حالة حدوث انقطاع في إحدى مراحل الدائرة الرئيسية. تعمل الحماية على إيقاف تشغيل المحرك. يتم استخدام كل من المرحلات الحرارية والكهرومغناطيسية كأجهزة حماية. في الحالة الأخيرة ، قد لا يكون للحماية تأخير زمني.

الشكل 7 استبدال وتفكيك وصيانة نظام التهوية "Climate-47"

أنواع أخرى من الحماية الكهربائية للمحركات غير المتزامنة

هناك بعض أنواع الحماية الأخرى الأقل شيوعًا (ضد الجهد الزائد ، وأعطال الأرض أحادية الطور في الشبكات ذات السرعة المحايدة المعزولة ، وسرعة القيادة المتزايدة ، وما إلى ذلك).

الأجهزة الكهربائية المستخدمة في حماية المحركات الكهربائية

يمكن لأجهزة الحماية الكهربائية تنفيذ نوع واحد أو عدة أنواع من الحماية في وقت واحد. لذلك ، توفر بعض قواطع الدائرة حماية ضد قصر الدائرة والحمل الزائد. بعض أجهزة الحماية ، مثل الصمامات ، هي أجهزة أحادية الفعل وتتطلب الاستبدال أو إعادة الشحن بعد كل عملية ، والبعض الآخر ، مثل المرحلات الكهرومغناطيسية والحرارية ، هي أجهزة متعددة المفعول. يختلف الأخير في طريقة العودة إلى حالة الاستعداد للأجهزة ذات الإرجاع الذاتي والإرجاع اليدوي.

اختيار نوع الحماية الكهربائية للمحركات الكهربائية

يتم اختيار نوع أو آخر من الحماية أو عدة في نفس الوقت في كل حالة محددة ، مع الأخذ في الاعتبار درجة مسؤولية محرك الأقراص وقوته وظروف التشغيل وإجراءات الصيانة (وجود أو عدم وجود أفراد صيانة دائمين) موقع البناء ، ورشة العمل ، إلخ ، لتحديد أعطال المحرك الأكثر تكرارًا و المعدات التكنولوجية. يجب أن تسعى دائمًا لضمان أن تكون الحماية بسيطة وموثوقة قدر الإمكان في التشغيل.

لكل محرك ، بغض النظر عن قوته وجهده ، يجب توفير الحماية ضد قصر الدوائر. يجب مراعاة الظروف التالية هنا. من ناحية أخرى ، يجب ضبط الحماية ضد تيارات البدء والفرملة للمحرك ، والتي يمكن أن تكون أعلى بمقدار 5-10 مرات من تياره المقنن. من ناحية أخرى ، في عدد من حالات الدوائر القصيرة ، على سبيل المثال ، مع دوائر قصيرة الدوران ، ودوائر قصيرة بين الأطوار بالقرب من نقطة الصفر لملف الجزء الثابت ، ودوائر قصيرة إلى السكن داخل المحرك ، وما إلى ذلك ، يجب أن تكون الحماية تعمل في تيارات أقل من تيار البداية. في مثل هذه الحالات ، يوصى باستخدام بادئ التشغيل الناعم (soft starter) ، فالوفاء المتزامن لهذه المتطلبات المتضاربة بمساعدة وسائل حماية بسيطة ورخيصة أمر صعب للغاية. لذلك ، فإن نظام الحماية للمحركات غير المتزامنة ذات الجهد المنخفض مبني على الافتراض الواعي أنه مع بعض الأضرار المذكورة أعلاه في المحرك ، لا يتم إيقاف تشغيل الأخير بواسطة الحماية على الفور ، ولكن فقط في عملية تطوير هذه الأضرار ، بعد زيادة التيار الذي يستهلكه المحرك من الشبكة بشكل كبير.

من أهم متطلبات أجهزة حماية المحرك عملها الواضح أثناء التشغيل الطارئ وغير الطبيعي للمحركات ، وفي نفس الوقت ، عدم قبول الإنذارات الكاذبة. لذلك ، يجب اختيار أجهزة الحماية بشكل صحيح وضبطها بعناية.

SUE PPZ "Blagovarsky"

المؤسسة الحكومية الموحدة "Plempticezavod Blagovarsky" هي خليفة مزرعة Blagovarskaya للدواجن ، التي تم تشغيلها في عام 1977 كمزرعة سلع لإنتاج لحم البط. في عام 1995 ، حصلت مزرعة الدواجن على وضع مصنع تربية دواجن حكومي بوظائف الاختيار والمركز الوراثي لتربية البط. يقع مصنع تربية Blagovarsky بالقرب من قرية Yazykovo ، منطقة Blagovarsky في جمهورية Bashkortostan.

عام مساحة الأرضتبلغ مساحتها 2108 هكتارًا ، تشغل الأراضي الصالحة للزراعة منها 1908 هكتارًا ، وحقول القش والمراعي 58 هكتارًا. متوسط عدد البط 111.6 ألف رأس ، منها 25.6 ألف رأس من البط البياض.

يوظف الفريق 416 شخصًا ، 76 منهم في جهاز الإدارة.

يشمل هيكل النبات:

ورشة القطيع الأم من البط: بها 30 مبنى بعدد أماكن الطيور لـ 110 ألف رأس.

محل لتربية الحيوانات الصغيرة: به 6 أبنية بعدد أماكن للطيور تتسع لـ 54 ألف رأس.

المفرخات: 3 ورش بسعة إجمالية 695520 قطعة. بيض لكل إشارة مرجعية.

ورشة مسلخ بسعة 6-7 آلاف رأس لكل وردية.

ورشة تحضير الأعلاف بسعة 50 طن لكل وردية بسعة 450 طن.

ورشة نقل السيارات: سيارات - 53 جرارات - 30 آلة زراعية 27.

في عام 1998 ، على أساس مصنع تربية الدواجن ، تم إنشاء نظام بحث وإنتاج لتربية البط ، وتوحيد عمل مزارع تربية البط في 24 منطقة في الاتحاد الروسي. يتم بيع أكثر من 20 مليون بيضة تربية و 15 مليون رأس من صغار البط من خلال النظام العلمي والإنتاجي. كما يتم توفير مواد التربية لدول مجاورة مثل كازاخستان وأوكرانيا.

أصبح البط الذي أنشأه مربو المؤسسة الحكومية الموحدة Plemptsezavod Blagovarsky منتشرًا في الاتحاد الروسي، تم تربيتها بنجاح في كل من إقليمي كراسنودار وبريمورسكي. يبلغ استخدام تربية البط في هيكل العدد الإجمالي للبط في روسيا حوالي 80 ٪.

اليوميات ، مكان العمل ، نوع العمل ، تقنية أداء العمل ، توقيع المشرفين أعمال التركيب. تفكيك وتجميع المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور. 06/28/12 منطقة Blagovarsky ، أعمال التركيب الخاصة بالمؤسسة الحكومية الموحدة "PPZ Blagovarsky". استبدال المفاتيح الآلية. 06/29/12 منطقة Blagovarsky ، أعمال التركيب الحكومية الموحدة "PPZ Blagovarsky". الكابلات. 06/30/12 منطقة Blagovarsky ، أعمال التركيب الحكومية الموحدة "PPZ Blagovarsky". الكابلات. 07/01/12 منطقة بلاغوفارسكي ، مؤسسة الدولة الموحدة "PPZ Blagovarsky" أعمال التركيب. تجميع كسارة الحبوب وتركيب سخان مياه. 07/04/12 منطقة بلاغوفارسكي ، المؤسسة الحكومية الموحدة "PPZ Blagovarsky" أعمال التركيب. استبدال وتفكيك وصيانة نظام التهوية "Climate-47" 05.07.12 منطقة Blagovarsky ، مؤسسة الدولة الموحدة "PPZ Blagovarsky" أعمال التركيب. استبدال وتفكيك وصيانة نظام التهوية "Climate-47" 06.07.12 منطقة Blagovarsky ، مؤسسة الدولة الموحدة "PPZ Blagovarsky" أعمال التركيب. تركيب نظام الإنارة. 07/07/12 منطقة Blagovarsky ، أعمال التركيب الحكومية الموحدة "PPZ Blagovarsky". تركيب وصيانة نظام التهوية "Climate-47" 08.07.12-09.07.12 منطقة بلاغوفارسكي ، مؤسسة الدولة الموحدة "PPZ Blagovarsky" العمل المخطط لها. تنظيف وتنظيف المساحات الخضراء حول المحمية لخطوط الكهرباء. 07/10/12 منطقة بلاغوفارسكي ، مؤسسة الدولة الموحدة "PPZ Blagovarsky" أعمال التركيب. تركيب محطة كهرباء تعمل بالديزل.

اليوميات التاريخ مكان العمل نوع العمل تقنية أداء العمل توقيع المشرفين ملاحظة تركيب وصيانة نظام التهوية "Climate-47" 16.07.12-17.07.12 منطقة بلاغوفارسكي ، مؤسسة الدولة الموحدة "PPZ Blagovarsky" أعمال التركيب. استبدال المفاتيح الآلية. 18.07.12-22.07.12 منطقة بلاغوفارسكي ، مؤسسة الدولة الموحدة "PPZ Blagovarsky" أعمال التركيب. استبدال وتفكيك وصيانة نظام التهوية "Climate-47" 07/23/12 منطقة Blagovarsky ، الدولة الموحدة للمؤسسة "PPZ Blagovarsky" العمل المخطط لها. تنظيف وتنظيف المساحات الخضراء حول المحمية لخطوط الكهرباء. 24.07.12-29.07.12 منطقة Blagovarsky ، أعمال التثبيت الحكومية الموحدة "PPZ Blagovarsky". تركيب وتشغيل جهاز AVM. 07/30/12 منطقة Blagovarsky ، أعمال التركيب الحكومية الموحدة "PPZ Blagovarsky". تفكيك وتجميع المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور. 07/31/12 منطقة بلاغوفارسكي ، مؤسسة الدولة الموحدة "PPZ Blagovarsky" أعمال التركيب. تركيب نظام الإنارة. 1.08.12 منطقة Blagovarsky ، أعمال التثبيت الحكومية الموحدة "PPZ Blagovarsky". صيانةمحولات. 2.08.12 منطقة Blagovarsky ، أعمال التثبيت الحكومية الموحدة "PPZ Blagovarsky". استبدال وتفكيك وصيانة نظام التهوية "Climate-47" 3.08.12-4.08.12 منطقة بلاغوفارسكي ، مؤسسة الدولة الموحدة "PPZ Blagovarsky" أعمال التركيب. استبدال المفاتيح الآلية.

بداية الممارسة 26.06.12 نهاية الممارسة 04.08.12

خاتمة

كنتيجة لممارسة تشغيل الإنتاج في State Unitary Enterprise PPZ "Blagovarsky" ، درست هيكل المؤسسة ، ومخطط شبكة إمدادات الطاقة الخاصة بالمؤسسة ، وقمت أيضًا بجمع المواد حول الموضوعات

أثناء تشغيل التركيبات الكهربائية المختلفة ، تحدث أوضاع الطوارئ. أهمها الدوائر القصيرة ، الأحمال الزائدة التكنولوجية ، أوضاع المرحلة المفتوحة ، تشويش دوار الآلة الكهربائية.

أوضاع الطوارئ لتشغيل المحركات الكهربائية

تحت دائرة مقصورةيُفهم الوضع عندما يتجاوز التيار الزائد التيار المقدر بعدة مرات. يتميز وضع التحميل الزائد بزيادة التيار بمقدار 1.5 - 1.8 مرة. تؤدي الأحمال الزائدة التكنولوجية إلى زيادة درجة حرارة ملفات المحرك فوق المستوى المسموح به ، وتدميرها وفشلها التدريجي.

وضع المرحلة المفتوحة (فقدان المرحلة)يحدث في حالة انفجار فتيل في مرحلة ، أو انكسار في الأسلاك ، أو فشل في التلامس. في هذه الحالة ، يتم إعادة توزيع التيارات ، وتبدأ التيارات المتزايدة بالتدفق عبر لفات المحرك ، وتتوقف الآلية وتفشل الآلة الكهربائية. الأكثر حساسية لأنماط المرحلة المفتوحة هي المحركات الكهربائية ذات الطاقة الصغيرة والمتوسطة ، أي التي تستخدم غالبًا في الصناعة والزراعة.

التشويش الدواريمكن أن تحدث الآلة الكهربائية عندما يتم تدمير المحمل ، يتم تشويش آلة العمل. هذا هو الوضع الأصعب. يصل معدل الارتفاع في درجة حرارة لف الجزء الثابت إلى 7-10 درجات مئوية في الثانية ، وبعد 10-15 ثانية تتجاوز درجة حرارة المحرك الحدود المسموح بها. هذا الوضع هو الأكثر خطورة بالنسبة لمحركات الطاقة الصغيرة والمتوسطة.

أكبر عدد من حالات الانقطاع الطارئ للمحركات الكهربائية بسبب الأحمال الزائدة التكنولوجية ، التشويش ، تدمير مجموعة المحامل. يحدث ما يصل إلى 15٪ من حالات الفشل بسبب فشل المرحلة وحدوث عدم توازن غير مقبول في الجهد.

أنواع الأجهزة الكهربائية لحماية المحركات الكهربائية

لحماية المعدات الكهربائية من حالات الطوارئ ، فإن المفاتيح التلقائية والصمامات وأجهزة حماية درجة الحرارة المدمجة والحماية الحساسة للطور وغيرها من الأجهزة متوفرة تجارياً.

عند اختيار نوع الحماية ، يتم مراعاة ظروف التشغيل المحددة والسرعة والموثوقية وسهولة الاستخدام والمؤشرات الاقتصادية.

في التركيبات الكهربائية حتى 1000 فولت ، عادة ما يتم تنفيذ الحماية من الدوائر القصيرة الصمامات أو إطلاق التيار الزائد الكهرومغناطيسي المدمج في قواطع الدائرة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تنفيذ الحماية ضد الدوائر القصيرة للمحركات الكهربائية بواسطة مرحل تيار مدرج في إحدى مراحل الجزء الثابت مباشرة أو من خلال محول تيار ومرحل زمني.

حماية من زيادة الحمولةتنقسم إلى نوعين: حماية العمل المباشر ، والتفاعل مع التيار الزائد ، والحماية غير المباشرة ، والتفاعل مع درجة الحرارة الزائدة. أكثر أنواع الحماية الحالية شيوعًا المستخدمة لحماية المحركات الكهربائية من الأحمال الزائدة (بما في ذلك التشويش) هي المرحلات الحرارية. يتم إنتاجها في سلسلة TRN و TRP و RTT و RTL. كما تحمي المرحلات الحرارية ثلاثية الطور RTT و RTL من فشل الطور.

حماية المرحلة الحساسة (PS)يحمي من فشل الطور ، والتشويش على الآلية ، والدوائر القصيرة ، ومقاومة العزل المنخفضة للمحرك الكهربائي.

يمكن أيضًا تنفيذ الحماية ضد الأحمال الزائدة والتشويش على الآلية باستخدام خاص وصلات الأمان. يتم استخدام نوع الحماية المحدد في معدات الضغط. للحماية من فشل الطور ، تتوفر مرحلات فشل الطور لأنواع E-511 و EL-8 و EL-10 والمرحلات الإلكترونية والمعالجات الدقيقة الحديثة تجارياً.

تشمل الحماية غير المباشرة أيضًا حماية مدمجة للحرارة UVTZ، والتي لا تتفاعل مع القيمة الحالية ، بل تتفاعل مع درجة حرارة لف المحرك ، بغض النظر عن السبب الذي تسبب في التسخين. في الوقت الحاضر ، لهذه الأغراض ، يتم استخدام المرحلات الحرارية الإلكترونية والمعالجات الدقيقة الحديثة بشكل متزايد ، والتي تتفاعل مع التغيرات في مقاومة الثرمستورات المدمجة في لف الجزء الثابت للمحرك الكهربائي.

كيفية تحديد نوع الحماية للمحركات الكهربائية

عند اختيار نوع الحماية ، يجب أن تسترشد بالأحكام التالية:

أجهزة الاستقبال الكهربائية الأكثر أهمية ، والتي يمكن أن يؤدي فشلها إلى تلف كبير ، أو عرضة للتلوث المنتظم ، أو التشغيل في درجات حرارة عالية ، وكذلك مع الحمل المتغير بشكل حاد (الكسارات ، المناشر ، مطاحن التغذية) ، يُنصح بالحماية باستخدام حماية درجة الحرارة المدمجة والمفاتيح أو الصمامات التلقائية.

يمكن تنفيذ حماية المحركات الكهربائية منخفضة الطاقة (حتى 1.1 كيلو واط) ، والتي يتم صيانتها بواسطة موظفين مؤهلين تأهيلا عاليا ، عن طريق المرحلات الحرارية والصمامات.

يوصى بحماية المحركات الكهربائية ذات الطاقة المتوسطة (أكثر من 1.1 كيلو واط) التي تعمل بدون مرافق للحماية بواسطة أجهزة حساسة للطور.

تعمل المرحلات الحرارية والحماية الحساسة للطور وحماية درجة الحرارة المدمجة بشكل موثوق في الأحمال الزائدة الصغيرة وأنماط التشغيل طويلة الأجل. يجب أن يتم اختيار الجهاز المفضل في هذه الحالة مع مراعاة المؤشرات الاقتصادية. في ظل الأحمال المتغيرة مع فترة تذبذب الحمل التي تتناسب مع ثابت تسخين المحرك ، لا يمكن الاعتماد على المرحلات الحرارية ويجب استخدام حماية درجة الحرارة المدمجة أو الحماية الحساسة للطور. في ظل الأحمال العشوائية ، تكون أكثر موثوقية وسائل وقائيةتعمل كدالة لدرجة الحرارة بدلاً من التيار.

عندما يكون المحرك الكهربائي متصلاً بشبكة مفتوحة الطور ، يمر تيار قريب من البداية من خلال لفاته ، وتعمل أجهزة الحماية بشكل موثوق. ولكن إذا حدث كسر طوري بعد تشغيل المحرك ، فإن القوة الحالية تعتمد على الحمل. تحتوي المرحلات الحرارية في هذه الحالة على منطقة ميتة كبيرة ومن الأفضل استخدام الحماية الحساسة للطور وحماية درجة الحرارة المدمجة.

مع بدء التشغيل لفترات طويلة ، يكون استخدام المرحلات الحرارية غير مرغوب فيه. في حالة بدء التشغيل بجهد منخفض ، فقد يتسبب الترحيل الحراري في تعثر المحرك بشكل خاطئ.

عندما يتعطل دوار محرك كهربائي أو آلة عاملة ، يكون التيار في لفاته أعلى بمقدار 5-6 مرات من التيار الاسمي. يجب أن تقوم المرحلات الحرارية في هذه الحالة بإيقاف تشغيل المحرك الكهربائي خلال 1-2 ثانية. ومع ذلك ، فإن حماية درجة الحرارة للأحمال الزائدة الحالية 1.6 مرة أو أكثر بها خطأ ديناميكي كبير ، لذلك قد لا يتم إيقاف تشغيل المحرك الكهربائي ، وسيحدث ارتفاع غير مقبول في درجة حرارة اللفات وانخفاض حاد في عمر الآلة الكهربائية. المرحلات الحرارية والحماية الحرارية المدمجة في الأحمال الزائدة الكبيرة تعمل بكفاءة منخفضة. من الأفضل استخدام الحماية الحساسة للمرحلة في مثل هذه الحالات.

عند استخدام المرحلات الحرارية الحديثة RTT و RTL ، يكون معدل فشل المعدات الكهربائية أقل بكثير مما هو عليه عند استخدام مرحلات من نوع TRN و TRP وفي بعض الحالات يمكن مقارنتها بمعدل الفشل عند تثبيت الحماية الحرارية المدمجة.

في الوقت الحاضر ، لحماية المحركات الكهربائية الهامة ، يتم استخدام المحركات الحديثة ، التي تجمع بين جميع أنواع الحماية ولديها القدرة على ضبط معلمات التشغيل بمرونة.

منطقة التطبيق أجهزة مختلفةتعتمد الحماية على عدد أعطال المعدات الكهربائية ، وحجم الضرر التكنولوجي أثناء الإغلاق ، وتكلفة شراء معدات الحماية. لتحديد الخيار المفضل ، من الضروري إجراء دراسة جدوى.

تعد المحركات غير المتزامنة للتيار المتردد ثلاثي الطور بجهد يصل إلى 500 فولت مع طاقات من 0.05 إلى 350 - 400 كيلو واط هي أكثر أنواع المحركات الكهربائية شيوعًا.

يتم ضمان التشغيل الموثوق وغير المنقطع للمحركات الكهربائية بشكل أساسي من خلال الاختيار المناسب لها من حيث القدرة المقدرة ، ووضع التشغيل وشكل التنفيذ. نفس القدر من الأهمية هو مراعاة المتطلبات والقواعد اللازمة عند رسم دائرة كهربائية واختيار الكوابح والأسلاك والكابلات وتركيب وتشغيل محرك كهربائي.

أوضاع الطوارئ لتشغيل المحركات الكهربائية

حتى بالنسبة للمحركات الكهربائية المصممة والمشغلة بشكل صحيح ، أثناء تشغيلها ، هناك دائمًا احتمال وجود أوضاع طارئة أو غير طبيعية للمحرك والمعدات الكهربائية الأخرى.

تشمل حالات الطوارئ:

1) دوائر قصيرة متعددة الطور (ثلاثية وثنائية الطور) وحيدة الطورفي لفات المحرك الكهربائي ؛ دوائر قصيرة متعددة المراحل في صندوق الإخراج للمحرك الكهربائي وفي دائرة الطاقة الخارجية (في الأسلاك والكابلات ، في نقاط اتصال أجهزة التبديل ، في صناديق المقاومة) ؛ دوائر قصيرة الطور إلى العلبة أو سلك محايد داخل المحرك أو في دائرة خارجية - في شبكات ذات محايد مؤرض ؛ دوائر قصيرة في دائرة التحكم ؛ دوائر قصيرة بين لفات المحرك المتعرج (دوائر الدوران).

الدوائر القصيرة هي أخطر حالات الطوارئ في التركيبات الكهربائية.في معظم الحالات ، تحدث بسبب انهيار أو وميض العزل. تصل تيارات الدائرة القصيرة أحيانًا إلى قيم أعلى بعشرات ومئات المرات من قيم تيارات الوضع العادي ، ويمكن أن تؤدي تأثيراتها الحرارية وقوىها الديناميكية التي تتعرض لها الأجزاء الحاملة للتيار إلى تلف التركيبات الكهربائية بالكامل.

2) الزائد الحراري للمحرك الكهربائيبسبب مرور التيارات المتزايدة عبر لفاتها: عندما تكون آلية العمل محملة بشكل زائد لأسباب تكنولوجية ، وخاصة الظروف الصعبة لبدء تشغيل المحرك تحت الحمل أو التوقف ، وانخفاض طويل في جهد التيار الكهربائي ، وفقدان إحدى مراحل الخارجي دائرة الطاقة أو انقطاع الأسلاك في لف المحرك ، والضرر الميكانيكي في المحرك أو آلية العمل ، وكذلك الأحمال الزائدة الحرارية عندما تتدهور ظروف تبريد المحرك.

تتسبب الأحمال الزائدة الحرارية ، أولاً وقبل كل شيء ، في تقادم سريع وتدمير لعزل المحرك ، مما يؤدي إلى قصر الدائرة ، أي إلى حادث خطير وفشل سابق لأوانه للمحرك.

أنواع الحماية للمحركات غير المتزامنة

بغرض حماية المحرك من التلففي حالة انتهاك ظروف التشغيل العادية ، وكذلك لفصل المحرك المعيب عن الشبكة في الوقت المناسب ، وبالتالي منع وقوع حادث أو الحد منه ، يتم توفير معدات الحماية.

الوسيلة الرئيسية والأكثر فاعلية هي الحماية الكهربائية للمحركات ، والتي يتم تنفيذها وفقًا لـ

اعتمادًا على طبيعة الضرر المحتمل وأنماط التشغيل غير الطبيعية ، هناك العديد من الأسباب الرئيسية الأكثر شيوعًا أنواع الحماية الكهربائية للمحركات غير المتزامنة.

حماية المحركات الكهربائية غير المتزامنة من قصر الدوائر

تعمل حماية الدائرة القصيرة على إيقاف تشغيل المحرك عندما تظهر تيارات ماس كهربائى في دائرة الطاقة (الرئيسية) أو في دائرة التحكم.

تعمل الأجهزة التي توفر الحماية ضد الدوائر القصيرة (الصمامات ، والمرحلات الكهرومغناطيسية ، وقواطع الدائرة ذات الإصدار الكهرومغناطيسي) على الفور تقريبًا ، أي دون تأخير زمني.

تعمل الحماية من الحمل الزائد على حماية المحرك من ارتفاع درجة الحرارة غير المقبول ، خاصة في حالة الأحمال الحرارية الزائدة الصغيرة نسبيًا ولكنها مطولة. يجب تطبيق الحماية من الحمل الزائد فقط على المحركات الكهربائية لآليات التشغيل التي قد يكون لها زيادات غير طبيعية في الحمل في حالة حدوث اضطرابات في عملية التشغيل.

أجهزة الحماية من الحمل الزائد (درجة الحرارة والمرحلات الكهرومغناطيسية ، قواطع الدائرة مع إطلاق حراري أو عقارب الساعة) عند حدوث الحمل الزائد ، قم بإيقاف تشغيل المحرك مع تأخير زمني معين ، وكلما زاد الحمل الزائد ، وفي بعض الحالات ، مع وجود أحمال زائدة كبيرة ، وعلى الفور.

حماية المحركات الكهربائية غير المتزامنة ضد انخفاض الجهد أو فقدان الجهد

يتم تنفيذ الحماية ضد انخفاض الجهد أو فقدان الجهد (حماية صفرية) باستخدام واحد أو أكثر من الأجهزة الكهرومغناطيسية ، ويعمل على إيقاف تشغيل المحرك أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو انخفاض جهد التيار الكهربائي عن القيمة المحددة ويحمي المحرك من التشغيل التلقائي بعد القضاء على انقطاع التيار الكهربائي أو استعادة الجهد الكهربائي العادي.

حماية خاصة للمحركات غير المتزامنة ضد التشغيل على مرحلتينيحمي المحرك من السخونة الزائدة ، وكذلك من "الانقلاب" ، أي التوقف تحت التيار بسبب انخفاض عزم الدوران الناتج عن المحرك ، في حالة حدوث انقطاع في إحدى مراحل الدائرة الرئيسية. تعمل الحماية على إيقاف تشغيل المحرك.

يتم استخدام كل من المرحلات الحرارية والكهرومغناطيسية كأجهزة حماية. في الحالة الأخيرة ، قد لا يكون للحماية تأخير زمني.

أنواع أخرى من الحماية الكهربائية للمحركات غير المتزامنة

الأجهزة الكهربائية المستخدمة في حماية المحركات الكهربائية

يمكن لأجهزة الحماية الكهربائية تنفيذ نوع واحد أو عدة أنواع من الحماية في وقت واحد. لذلك ، توفر بعض قواطع الدائرة حماية ضد قصر الدائرة والحمل الزائد. بعض أجهزة الحماية ، على سبيل المثال ، هي أجهزة أحادية الفعل وتتطلب الاستبدال أو إعادة الشحن بعد كل عملية ، والبعض الآخر ، مثل المرحلات الكهرومغناطيسية والحرارية ، هي أجهزة متعددة المفعول. يختلف الأخير في طريقة العودة إلى حالة الاستعداد للأجهزة ذات الإرجاع الذاتي والإرجاع اليدوي.

اختيار نوع الحماية الكهربائية للمحركات غير المتزامنة

يتم اختيار نوع أو آخر من الحماية أو عدة في نفس الوقت في كل حالة محددة ، مع مراعاة درجة مسؤولية محرك الأقراص وقوته وظروف التشغيل وإجراءات الصيانة (وجود أو عدم وجود أفراد صيانة دائمين) .

يمكن أن يكون من المفيد جدًا تحليل البيانات المتعلقة بمعدل حوادث المعدات الكهربائية في ورشة العمل ، في موقع البناء ، في ورشة العمل ، وما إلى ذلك ، وتحديد الانتهاكات الأكثر تكرارًا للتشغيل العادي للمحركات ومعدات العملية . يجب أن تسعى دائمًا لضمان أن تكون الحماية بسيطة وموثوقة قدر الإمكان في التشغيل.

يمثل الإيفاء المتزامن لهذه المتطلبات المتضاربة بمساعدة وسائل الحماية البسيطة والرخيصة صعوبات كبيرة. لذلك ، فإن نظام الحماية للمحركات غير المتزامنة ذات الجهد المنخفض مبني على الافتراض الواعي أنه مع بعض الأضرار المذكورة أعلاه في المحرك ، لا يتم إيقاف تشغيل الأخير بواسطة الحماية على الفور ، ولكن فقط في عملية تطوير هذه الأضرار ، بعد زيادة التيار الذي يستهلكه المحرك من الشبكة بشكل كبير.

من أهم متطلبات أجهزة حماية المحرك - عملها الواضح في حالات الطوارئ وغير العادية لتشغيل المحركات ، وفي نفس الوقت ، عدم قبول الإيجابيات الكاذبة.لذلك ، يجب اختيار أجهزة الحماية بشكل صحيح وضبطها بعناية.