Испытания высоковольтного электродвигателя и релейной защиты

Рис. №1. Комплекс ПЭВМ представляет систему обработки сведений, полученных по результатам испытаний, позволяет проводить взаимно-коррекционный и статический анализ параметров

Испытания высоковольтных электродвигателей и релейной защиты служат для подтверждения функциональности и способности автоматических устройств реагировать на возникновение неисправности.

Релейная защита служит для предупреждения последствий аварийных ситуаций, связанных с теми или иными неисправностями, возникавшими в течение периода эксплуатации электродвигателей переменного тока.

Какие бывают повреждения и ненормальные режимы работы электродвигателя

Для того, чтобы представлять всю важность совместных испытаний электродвигателя с устройствами РЗА, необходимо разобраться с типами повреждений и ненормальных рабочих режимов.

Рис. №2. Рекомендации по уставкам

Существует перечень параметров, которые нужно учитывать при проведении испытания для подбора устройств автоматической защиты. По этим параметрам проводят испытания релейной защиты для высоковольтных электродвигателей. К этапам испытаний относятся:

1. Токовая характеристика при пуске, самозапуске электродвигателя и при последующем восстановлении напряжения. Испытания включают определение коэффициента надежности и расчет дифференциальных токовых реле.
2. Выбор уставок токовой отсечки для определенного типа электродвигателя. При проведении испытаний рассчитываются уставки реле тока защиты от замыкания на землю статорной обмотки относительно первичных точек.
3. Подбираются устройства для защиты от минимального напряжения и защиты от перегрузок электродвигателя;
4. Определяются с характером возможной перегрузки в соответствии с технологическими характеристиками с последующим включением на сигнал. Определяется ток срабатывания действия мгновенной отсечки, ток срабатывания максимальной токовой защиты от перегрузки.
5. Учитываются моменты вращения и сопротивления механизма, производится расчет защиты линии динамического торможения, выполняют выбор тока срабатывания защиты, действие происходит исходя из требований наибольшего значения тока статора ЭД.
6. Расчет защиты от асинхронного режима, во время испытаний определяется ток срабатывания реле максимальной токовой защиты.
7. Расчет защиты от потери питания – во время испытания осуществляется подбор уставок срабатывания, настраивается функция направленной защиты активной мощности.
8. Проверяется направление вращения фаз с помощью максимального напряжения обратной последовательности, это делается с целью выявления небаланса фаз.

По итогам испытаний осуществляется подбор устройств РЗА, наладка и выбор токовых уставок срабатывания.

Повреждения при ненормальном режиме работы электродвигателя

К основным неисправностям электродвигателя, вызывающим необходимость проведения испытаний на соответствие устройствам РЗА, относятся внутренние повреждения и нарушения, связанные с ненормальным режимом работы.

Для предупреждения этих нарушений выполняют проверку защитных устройств и реле:

междуфазное КЗ в статоре, явление сопровождается большими токами, которые намного превосходят номинальный ток двигателя, как следствие – ремонт с заменой обмоток и железа сердечника (проверка токовой отсечки); однофазное межвитковое замыкание обмотки статора, в месте короткого замыкания наблюдается большое значение тока – защита не устанавливается, о необходимости испытания свидетельствует ненормальный режим работы электродвигателя и действие других защит; фазное замыкание на «землю» или на корпус, сопровождается возникновением емкостных токов (проверка земляной защиты); перегрузка по току намного превышающая номинальные токи электродвигателя, следствие его – ненормальная работа, вызывает нагрев статора, что служит причиной износа и выхода из строя изоляции обмотки.

Рис. №3. Междуфазное КЗ – дифференциальная защита

Основные требования, предъявляемые к релейной защите электродвигателя

1. Селективность – обеспечение отключения в самое короткое время всех типов замыканий на участке, кроме части обмотки статора, питающей линии и пускового устройства. Неселективное отключения ЭД вызывает нарушение технологии и может привести ЭД к выходу из строя. При испытаниях производится проверка защит на селективность.
2. Чувствительность защиты ЭД – свойство, обеспечивающее срабатывание защит при всех типах замыканий. Испытания показывают пригодность защиты в соответствии с коэффициентом чувствительности. К основным повреждениям относятся двухфазное КЗ на выводах обмоток ЭД и при замыкании на корпус.
3. Быстродействие – реакция защиты на отключение. Испытания показывают способность защитных устройств выводить оборудование из-под действия короткого замыкания в самые кратчайшие сроки. 

Для защиты от перегрузки используют следующие типы защит:

Рис. №4. Междуфазная токовая защита по дифференциальной схеме

• максимальную токовую защиту, испытания связаны с проверкой выдержки времени;
• тепловую защиту, действие строится на свойстве защиты реагировать на нагрев, вызванный током нагрузки;
• температурные датчики определяют нагрев подшипников и самого электродвигателя во время работы

Затянутый пуск или блокировка ротора предупреждаются при использовании следующих защитных устройств:

• уставка по току мгновенного действия устанавливается в значении менее величины пускового тока, определяемого по окончании выдержки времени, установленной в значении, превышающем нормальную продолжительность пуска
• блокировка ротора происходит при величине тока, превышающей уставку с выдержкой времени, срабатывание происходит вне пускового периода

Частые пуски

Подсчитывается число пусков за отдельный период времени и разнесенной по минутам вне пусковых действий.

Потеря насосами производительности

Защита ЭД осуществляется при использовании минимальной токовой защиты и независимой выдержки времени.

Изменение частоты вращения

При испытаниях релейной защиты электродвигателя измеряют характеристики срабатывания исполнительного органа реле РНТ и других устройств. Используются приборы измерения класса точности 0,5-1,0 в момент срабатывания или при втягивании якоря.

Благодаря проведению испытаний релейной защиты высоковольтных электродвигателей производится проверка расчета уставок защиты. Определяются параметры срабатывания уставок, которые отвечают требованиям селективности и быстродействия и проверки устойчивого функционирования (чувствительности) при расчетных видах повреждений и режимах работы сети, питающей ЭД.

Специалисты электролаборатории инженерной компании «Гефест», благодаря своему опыту и высокой квалификации, предоставят точную и достоверную информацию по результатам испытаний. Наличие в электролаборатории современного испытательного оборудования позволяет, наряду с проводимыми испытаниями и проверками, осуществить правильную наладку защиты.
По окончании электроиспытаний и проверок заказчик получает протокол с результатами, заключение по итогам и рекомендации по обслуживанию релейной защиты и эксплуатации электродвигателя.

Заключив договор на обслуживание, клиент своевременно получает проведение испытаний. Более подробную информацию о порядке сотрудничества можно получить, задав вопрос и заполнив форму на сайте компании.