Bài giảng chuyên đề bảo vệ động cơ điện

BẢO VỆ ĐỘNG CƠ I. DÒNG KHỞI ĐỘNG VÀ DÒNG HÃM CỦA ĐỘNG CƠ 1.1 Dòng khởi động 10 10 50 100 100 50 Tốc độ đồng bộ % I r % 0 Đặc tuyến của Ikđ dựa trên tốc độ và thời gian k/đ của động cơ. Dòng điện rotor của một ĐC cảm ứng tính theo tốc độ trượt là: 2 2 2 r KE I R X S =   +  ÷   Tỷ số biến đổi sđđ Hệ số trượt Điện trở kháng trở của ĐC I. DÒNG KHỞI ĐỘNG VÀ DÒNG HÃM CỦA ĐỘNG CƠ 1.1 Dòng khởi động Đường cong đặc tuyến dòng khởi động - tốc độ của ĐC ứng với X=10R. Đường cong cho thấyI kđ tồn tại trong khoảng thời gian đúng bằng thời gian I kđmax cho đến khi ĐC đạt tốc độ thông thường. Do đó khi chọn I và t của BV quá tải, giả thiết I kđ =const và bằng I kđmax trong thời gian khởi động lớn nhất. 1.2 Động cơ bị hãm ĐC có thể bị hãm hoặc không khởi động được do tải nặng, sự cố…làm dòng điện tăng lên. I. DÒNG KHỞI ĐỘNG VÀ DÒNG HÃM CỦA ĐỘNG CƠ 1.2 Động cơ bị hãm Trường hợp này không thể dùng bộ phận phân biệt trị số I mà phải dùng thời gian khởi động giới hạn. Quá thời gian cho phép mà ĐC không khởi động thì ngắt nguồn cung cấp. I t Đặc tuyến chịu nhiệt động cơ Đặc tính rơle nhiệt I đm Đặc tuyến kđ của động cơ I h t h II. NHỮNG TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ 2.1 Động cơ điện 3 pha trong điều kiện U không đối xứng U cung cấp cho ĐC có thể không đối xứng do đứt một pha, sự cố các phát tuyến cung cấp…. Ukcb có thể dẫn đến quá nhiệt trong các cuộn dây của ĐC. Khi đứt một pha, trong mạch tương đương tổng trở thứ tự thuận và thứ thự nghịch nối tiếp. Do đó dòng I 1 = I 2 . Rs, R R : Điện trở pha của stator và rotor chuyển về phía stator. X m : Hỗ cảm. Xs, X R : Kháng trở pha của stator và rotor chuyển về stator. S: Độ trượt ( ) 2 2 1 1 1 1 1 R M S S R R Z R X X S   = + + +  ÷   ( ) ( ) 2 2 1 1 1 1 1 (1) M S R S R Z R R X X= + + + ( ) 2 2 2 2 2 2 2 2 R M S S R R Z R X X S   = + + +  ÷ −   ( ) 2 2 2 2 2 2 2 (2) 2 R M S S R R Z R X X   = + + +  ÷   Tổng trở thứ tự thuận của ĐC ở bất kỳ độ trượt nào là Khi ĐC đứng yên, S=1 thì: Tổng trở thứ tự nghịch của ĐC theo độ trượtlà: Khi tốc độ ĐC bình thường, S nhỏ thì: Do R<<X nên (1)≈(2). Tỷ số Z M1 /Z M2 gần bằng tỷ số của I kđ /I đm đầy tải. Do đó dòng điện thứ tự nghịch I 2 ≈ U 2 (I kđ /I đm ) R S1 R R1 ((1-S)/S)R R1 R S2 R R2 ((S-1)/(2-S))R R1 jX S1 jX R1 jX m jX S2 jX R2 jX m E 1 a. Dòng thứ tự thuận và thứ tự nghịch (I 1 , I 2 ) b. ĐC hoạt động trong điều kiện I không đối xứng Thành phần dòng I 2 sinh ra moment nghịch << so với moment đầy tải nên có thể bỏ qua (0,5%). Ảnh hưởng chủ yếu của I 2 là làm tổn thất đồng tăng lên =>giảm công suất ĐC. Nếu một cuộn dây pha tăng nhiệt => các cuộn khác cũng bị tăng do lõi thép truyền qua. Sự truyền nhiệt này phụ thuộc vào mối quan hệ giữa các thành phần thứ tự thuận và thứ tự nghịch của I kcb . II. NHỮNG TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ 2.2 Sử dụng rơle quá dòng để bảo vệ A B C Khi mất một pha (giả sử pha C) thì tổng trở tương đương là: R tđ = (R B nối tiếp R C )//R A Dòng điện I A tăng lên so với đường dây, dòng vào I B , I C giảm => BV quá dòng không chính xác II. NHỮNG TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ 2.3 Sử dụng rơle không cân bằng pha. Rơle này tác động khi I trên một đường dây > I đặt để BV ĐC khi U không đối xứng. Tuy nhiên có một số nhược điểm: Chỉ so sánh I dây mà không so sánh I pha nên không đo đúng dòng I 2 mà dòng này là nguyên nhân chính gây quá nhiệt ĐC. Quá nhạy khi có không đối xứng nhỏ và một pha bị thấp nên có thể cắt ĐC không cần thiết. [...]... CỦA ĐỘNG CƠ 2.4 Bảo vệ quá tải Dùng RI có chỉnh định thời gian để BV ĐC sử dụng cho tải dao động Động cơ nối trực tiếp với tải ngắt nhanh chóng bất cứ sự quá tải nào cũng có thể gây hư hỏng ĐC Cần tuỳ trường hợp, không nhất thiết cứ bất kỳ quá tải nào cũng ngắt ĐC Nên chú ý tránh tác động nhầm khi ĐC khởi động II NHỮNG TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ 2.5 Bảo vệ stator a Bảo vệ chống... cách điện nên dùng rơle quá dòng để BV IkđR=0,2Iđm nối từ dòng I0 của ba BI Thường nối rơle với một điện trở cố định để tránh tác động nhầm với Ikcb bão hoà của BI hoặc giá trị đỉnh của Ikđ ĐC b Bảo vệ chống chạm pha-pha Dùng rơle quá dòng cắt nhanh để BV với Ikđ=0,2Iđm Có thể dùng BVSL đê BV các ĐC có công suất lớn và quan trọng II NHỮNG TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ 2.5 Bảo vệ stator... trọng II NHỮNG TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ 2.5 Bảo vệ stator c Bảo vệ chống chạm chạm các vòng dây trong 1 pha BV này chỉ phát hiện và tác động đúng khi các cuộn dây của stator được phân ra nhiều mạch d Bảo vệ hư hỏng các cực Dùng rơle quá dòng cắt nhanh Chú ý tác động nhầm của rơle khi khởi động ĐC Với ĐC đồng bộ cần thêm các BV như: BV quá tải cuộn từ trường, BV chống quá tải . BẢO VỆ ĐỘNG CƠ I. DÒNG KHỞI ĐỘNG VÀ DÒNG HÃM CỦA ĐỘNG CƠ 1.1 Dòng khởi động 10 10 50 100 100 50 Tốc độ đồng bộ % I r % 0 Đặc tuyến của Ikđ dựa trên tốc độ và thời gian k/đ của động cơ. Dòng. gian khởi động lớn nhất. 1.2 Động cơ bị hãm ĐC có thể bị hãm hoặc không khởi động được do tải nặng, sự cố…làm dòng điện tăng lên. I. DÒNG KHỞI ĐỘNG VÀ DÒNG HÃM CỦA ĐỘNG CƠ 1.2 Động cơ bị hãm Trường. tác động nhầm khi ĐC khởi động. II. NHỮNG TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH THƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ 2.5 Bảo vệ stator. a Bảo vệ chống chạm đất stator. Sự cố chạm đất stator này thường do hỏng cách điện