Электропривод и электрооборудование: Методические указания к лабораторным работам, страница 16

Основные положения

Среди ряда аварийных режимов , происходящих при эксплуатации сельских электроустановок , особое место занимают неполнофазные режимы. Неполнофазные режимы работы асинхронных электродвигателей сельских электроустановок могут возникнуть по различным причинам. Среди них наиболее вероятны следующие :

- авария в энергосистеме (ЛЭП или трансформаторные подстанции);

- перегорание предохранителя в одной из фаз;

- эрозия и коррозия контактов магнитного пускателя;

- обрыв провода;

- загрязнение контактов.

При этом перегорание предохранителя в одной из фаз двигателя может привести его к выходу из строя, а перегорание предохранителя в общей точке подключения питающей сети может привести к выходу из строя нескольких электродвигателей. Потеря одной фазы приводит к тому, что при поддержании заданной мощности, которая требуется исполнительному механизму , ток в оставшихся фазах электродвигателя увеличивается на 30¸40% относительно номинального значения. Это вызывает падение напряжения на зажимах электродвигателя и , как следствие, уменьшение скорости вращения , нарушение рабочего режима машины, ухудшение условий эксплуатации двигателя и машины.

Если, к тому, же учесть, что перегруженные фазы интенсивно перегреваются ( тепло, выделяемое в проводнике пропорционально квадрату тока ), становится очевидно, что при длительной работе двигателя на двух фазах он быстро выходит из строя. Следовательно, для повышения надежности работы асинхронного электродвигателя  требуется его отключение от сети при возникновении неполнофазного режима.

Согласно принятой практике, асинхронные электродвигатели защищают от аварийных режимов тепловыми реле и плавкими предохранителями. Тепловые реле защищают от небольших, но длительных перегрузок , плавкие предохранители защищают от больших перегрузок и токов короткого замыкания. Однако вследствие конструктивных особенностей тепловых реле и расцепителей защита электродвигателей от перегрузок ( в том числе при обрыве одной фазы ) недостаточно надежна из-за значительной зоны разброса защитных характеристик в области небольших перегрузок (1,1¸1,5 I _{двиг. ном.} ) и изменения температуры окружающей среды в течении суток. Недостаточно надежная защита тепловыми реле вызывает в сельском хозяйстве выход из строя значительного числа асинхронных электродвигателей. Поэтому за последние годы разработаны и внедрены новые виды защит, в том числе встроенные температурные устройства защиты УВТЗ-1 и УВТЗ-4А.

Особенностью данных устройств защиты является применение температурных датчиков ( позисторов ), встроенных в обмотку статора двигателя. При повышении температуры двигателя меняется сопротивление позисторов, изменяется ток, протекающий через позистор, что служит сигналом для срабатывания защиты. Таким образом УВТЗ реагирует непосредственно на температуру двигателя и является универсальной защитой.

Она позволяет отключать двигатель при длительных перегрузках, неправильных пусках и торможениях, повышенной частоте включений, обрыве одной фазы, колебаниях напряжения до 0,7U_Н, заклинивании приводного механизма, повышении температуры окружающей среды, при нарушениях в системе охлаждения. Однако высокая стоимость УВТЗ, малое количество двигателей со встроенными датчиками температуры, запаздывание срабатывания защиты при быстром нарастании ( из-за особенностей работы терморезисторов ) значительно ограничивают ее распространение для сельских электроустановок.

Поэтому кроме описанных устройств используются методы защиты электродвигателей от неполнофазных режимов, которые можно разделить на две группы:

а) реагирующие на несимметрию напряжений;

б) реагирующие на несимметрию токов.

Последние достаточно надежны, однако довольно дороги и сложны в наладке , поэтому применяются редко.

В связи с этим наибольшее распространение получила группа устройств защиты, реагирующих на несимметрию напряжений. Эту группу можно условно подразделить на две подгруппы, в которых используются следующие основные принципы работы:

а) реагирующие на напряжение, появляющееся между  нулевой точкой электродвигателя и  нулевой точкой источника питания;