Bài giảng chuyên đề bảo vệ động cơ điện

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... DÒNG KHỞI ĐỘNG VÀ DÒNG HÃM CỦA ĐỘNG CƠ 1.2 Động cơ bị hãm Trường hợp này không

BẢO VỆ ĐỘNG CƠ

I DÒNG KHỞI ĐỘNG VÀ DÒNG HÃM CỦA ĐỘNG CƠ

1.1 Dòng khởi động

10

100

100 50

Tốc độ đồng bộ %

Ir %

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 thấyIkđ tồn tại trong khoảng thời gian đúng bằng thời gian Ikđmax cho đến khi ĐC đạt tốc độ thông thường

Do đó khi chọn I và t của BV quá tải, giả thiết Ikđ=const và bằng

Ikđmax 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

Iđm

Đặc tuyến kđ của động cơ

Ih

th

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 I1 = I2

Rs, RR : Điện trở pha của stator và rotor chuyển về phía stator

Xm: Hỗ cảm

Xs, XR : Kháng trở pha của stator và rotor chuyển về stator

S: Độ trượt

 

2

2 1

R

S

 2  2

2

2 2

2

R

R

S



2

2 2

2

R

R

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 ZM1/ZM2 gần bằng tỷ

số của Ikđ/Iđm đầy tải Do

đó dòng điện thứ tự

nghịchI2  U2(Ikđ/Iđm)

RS1 RR1 ((1-S)/S)RR1

jXm

jXm

E1

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 I2 sinh ra moment nghịch << so với moment đầy tải nên có thể bỏ qua (0,5%)

Ảnh hưởng chủ yếu của I2 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 Ikcb

II NHỮNG TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH

THƯỜNG CỦA ĐỘNG CƠ

2.2 Sử dụng rơle quá dòng để bảo vệ

Khi mất một pha (giả sử pha C) thì

tổng trở tương đương là:

Rtđ = (RB nối tiếp RC)//RA

Dòng điện IA tăng lên so với đường

dây, dòng vào IB, IC 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 > Iđặt để BV ĐC khi U không đối xứng Tuy nhiên có một số nhược điểm:

Chỉ so sánh Idây mà không so sánh Ipha nên không đo đúng dòng I2

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

II NHỮNG TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC KHÔNG BÌNH

THƯỜNG 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 chạm đất stator.

Sự cố chạm đất stator này thường do hỏng 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.

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 đột ngột, BV chống công suất ngược,

BV quá áp, thấp tần số…