I. NGUYấN NHÂN VÀ ẢNH HỞNG KHI ĐỘNG CƠ BỊ MẤT PHA 1. Nguyờn nhõn gõy mất pha
Mất pha phớa cao ỏp xảy ra khi nguồn lới bị mất một pha. Hay khi cầu chỡ tự rơi ở cao ỏp tỏc động khụng đỳng dẫn đến mất một pha. Đối với mạch bảo vệ cao ỏp bằng cầu dao – cầu chỡ cao ỏp thỡ cũng là do dõy chảy của cầu chỡ ở một pha tỏc động khụng chuẩn xỏc dẫn đến mất pha.
Mất pha ở hạ ỏp thờng là do 3 tiếp điểm chớnh đúng cắt của khởi động từ đúng cắt dũng lớn, lực điện động lớn hồ quang sinh ra lớn làm tiếp điểm bị mũn rỗ dẫn đến khi đúng cắt tiếp điểm dự đó đúng nhng thực tế là khụng tiếp xỳc nờn vẫn gõy mất một pha (mất pha do tiếp xỳc của tiếp điểm).
Hay là do hở mạch xảy ra khi dõy bị đứt hay mối nối và cỏc đầu nối bị lỏng dõy tuột ra.
2. ảnh hởng tới thiết bị điện
Khi lới mất một pha động cơ khụng thể khởi động đợc.
Động cơ điện khi đang làm việc khi bất cứ 1 dõy pha nào bị mất thỡ dũng của pha bị mất giảm xuống 0. Cũn dũng của 2 pha cũn lại sẽ tăng lờn rất cao lớn hơn 1,5 I trung bỡnh của motơ. Khi động cơ đủ 3 pha thỡ I = Iđm mỗi pha kộo đầy tải khi mất một pha cũn 2 pha kia phải kộo cả động cơ đẫn đến 2 pha này bị quỏ tải. 2/3 cụng suất nguồn kộo đầy tải nờn trờn mỗi pha cũn laị I tăng 1,5 Iđm (tựy thuộc vào động cơ chạy đợc bao nhiờu % của tải hay núi cỏch khỏc là nú chạy đợc bao nhiờu % cụng suất động cơ) nhng tổng 3 pha vẫn khụng thay đổi và vẫn = 0. Động
cơ vẫn tiếp tục làm việc nhng do mất pha sẽ sinh ra từ trờng thứ tự ngợc (từ trờng elớp) làm động cơ quay lừ lừ rất chậm và kờu rất to nhiệt độ của mỏy tăng nhanh gõy phỏt núng. Nếu để thời gian lõu sẽ chỏy động cơ.
+ khi mất 1 pha động cơ sẽ mất đối xứng và sẽ tiờu thụ cụng suất fản khỏng từ lới
Bỡnh thờng khi điờn ỏp cỏc pha đợc cõn bằng (đối xứng) nghĩa là:
UA= UB= UC lệch pha nhau 120o
Khi mất pha ở nguồn cấp điện thỡ điện ỏp đo trờn pha đú vẫn cũn do kết cấu của dõy quấn động cơ, do phản ứng phần ứng khi roto quay nờn ỏp của pha bị mất vẫn tồn tại và vẫn bằng điện ỏp pha bị mất về trị số nhng lệch pha 180o (nh hỡnh vẽ bờn).
Cú 2 vị trớ mất pha thờng gặp:
• Mất pha nguồn lới (mất pha trớc cụngtắctơ) • Mất pha gần động cơ (mất pha sau cụngtắctơ)
II. CÁC PHƠNG PHÁP BẢO VỆ MẤT PHA. 1. Phơng phỏp biến ỏp 3 pha tam giỏc hở.
Bảo vệ mật pha phớa cao thế. Biến ỏp 3 pha 5 trụ
2. Sử dụng role nhiệt trong khởi động từ
Trong khởi động từ cú lắp kốm rơ le nhiệt. Đõy là loại rơle nhiệt 3 pha bảo vệ bằng lỡng kim, ta chỉnh điểm giữa của dải chỉnh dũng bằng dũng max của động cơ là cú thể bảo vệ đợc. Thờng trị số này đợc set từ 115 đến 130% dũng điện định mức của động cơ. Vớ dụ: nếu cụng suất của động cơ là 3,7 kW thỡ chọn relay nhiệt 3 pha cú dải là 5-9A. Khi quỏ tải, dũng tăng lờn, rơ le sẽ tỏc động. Trong truờng hợp mất pha, hoặc vỡ lý do gỡ đú mà dũng 3 pha khụng cõn bằng, thỡ nếu độ lệch dũng giữa 3 pha khoảng 30% dũng định mức, rơ le cũng sẽ tỏc động.
Nhng nếu chọn chủng loại relay nhiệt khụng đỳng (cú dải dũng chỉnh định lớn hơn dũng quỏ tải hay dũng khi động cơ bị mất một pha) thỡ sẽ khụng bảo vệ đ - ợc gõy chỏy động cơ.
Rơ le nhiệt làm việc dựa trờn nguyờn tắc đốt núng của dũng điện, và thay đổi độ cong theo nhiệt của thanh lỡng kim. Ro le nhiệt này chỉ cú tỏc dụng bảo vệ khi mất pha ở gần động cơ (sau cụngtắctơ).
3. Sử dụng role – cụng tắc tơ
Rơle – cụng tắc tơ phải đấu trớc cầu chỡ và trờn khởi động từ.
a. Sử dụng 3 contact relay 220V mắc vào 3 pha một đầu vào cỏc pha A; B; C một đầu vào dõy trung tớnh.
Mắc nối tiếp tiếp điểm NO của 3 relay này, rồi dựng nú khống chế mạch điều khiển động cơ khi cú một trong 3 pha bị mất (hoặc điện ỏp hạ thấp dới ngỡng tỏc động của relay) role tỏc động nhả tiếp điểm NO ngắt khởi động từ.
b. Trờng hợp hệ thống khụng cú dõy trung tớnh thỡ sử dụng relay 380V. Dựng 2 Relay 380VAC, lấy 2 đầu Relay số 1 mắc vào 2 dõy pha a,b. Relay thứ 2 mắc 1 đầu vào pha c, đầu kia mắc vào dõy pha bất kỳ (a hoặc b). Lấy 2 tiếp điểm NO của Relay mắc nối tiếp với nhau và nối tiếp với nguồn nuụi mạch điều khiển động cơ. Nếu mất một pha bất kỳ từ nguồn, ớt nhất 1 Relay sẽ mất điện làm cho tiếp điểm NO mở ra và nh vậy cuộn hỳt của Contactor sẽ mất điện dẫn đến mở Contactor tắt động cơ. Cỏch này bảo vệ đợc khi mất nguồn. Loại relay 380V hơi khú kiếm do đú cú thể phải quấn thờm một biến ỏp nhỏ 3 pha.
c. Hoặc chỉ dựng một rơle 380VAC. Hai đầu cuộn dõy của rơle đợc đấu vào 2 pha (thớ dụ pha A và C), thỡ pha cũn lại (pha B) cho đi vào một đầu của cặp tiếp điểm NO của rơle trờn. Đầu ra của tiếp điểm NO này lấy làm nguồn điều khiển cho
khởi động từ đúng cắt điện motor. Kết hợp cỏi này với Relay nhiệt của khởi động từ. Chỉ cần 1 rơle 380VAC mà ta sử dụng đợc cho cả một tủ điện (dự tủ điện đú là đơn giản hay phức tạp) trong vấn đề mất pha lới.
Phơng phỏp dựng role – cụngtắctơ này hiệu quả và giỏ thành rẻ. Chỳ ý rằng ở cỏc động cơ làm việc dài hạn thỡ cỏc relay này thờng phải ngậm điện rất lõu, do đú cú khả năng cỏc tiếp điểm sẽ bị dớnh. Nờn chọn loại relay tốt và cú dũng định mức chịu đợc dũng điện của mạch điều khiển.
4. Bảo vệ bằng thiết bị điện tử
a. Bảo vệ mất pha bằng cỏch dựng tớn hiệu của 3 cuộn Ti (loại biến dũng dựng cho đồng hồ đo dũng giỏn tiếp) sau khi chỉnh lu (từ AC ra DC) rồi đa vào 3 đầu vào của con IC 4051. con này cú đặc điểm là sẽ đúng 1 trong 7 cổng ra tuỳ thuộc vào tỡnh trạng của 3 đầu vào (+ hay -).
b. Dựng một IC 7410 (NAND 3 lối vào) để xỏc định việc mất 1 trong 3 pha: 3 dõy pha U,V,W qua điện trở, diode, tụ để lọc lấy điện ỏp 1 chiều khoảng 5V (so với dõy trung tớnh). Khi cả 3 pha cú điện thỡ cỏc lối vào của NAND là 1, lối ra NAND = 0. Mất điện 1 pha thỡ 1 lối vào xuống mức 0, lối ra NAND = 1. Việc tiếp theo là đổi pha cho phự hợp để đúng ngắt 1 khởi động từ qua triac (hoặc rơ le trung gian).
Khởi động từ chỉ đúng khi cú đủ 3 pha, nếu mất 1 pha thỡ nhả. Pha cấp điện cho mạch logic mất điện thỡ lối ra logic = 0 --> triac cấp cho khởi động từ khụng cú điện ỏp >0 đặt vào cổng --> khởi động từ nhả. 1 trong 2 pha cũn lại bị mất điện: lối ra logic = 0, khởi động từ khụng đúng điện.
Muốn khụng dựng triac thỡ dựng rơ le trung gian (cỡ nhỏ) để đúng ngắt khởi động từ.
nhiệt độ, độ ẩm, hơi húa chất... Thiết bị đúng cắt lại rất gần động cơ. Cỏc mạch điện tử phải thiết kế thật tốt. Hộp vỏ phải thật chắc chắn. Nguyờn tắc vẫn là đo dũng, chỉnh lu thành một chiều và so sỏnh. Sử dụng biến dũng chắc chắn là điều cần thiết, nhng phải lu ý về vấn đề điện trở tải cho biến dũng.
5. Bảo vệ dựng rơ le điện ỏp kiểu điện tử tơng tự và kiểu kỹ thuật số
Đõy là biện phỏp tốt nhất, nhng đắt tiền nhất, chỉ nờn dựng khi bảo vệ cỏc động cơ cao thế (>1000V) hoặc cỏc động cơ cụng suất rất lớn, đắt tiền. Cỏc loại role này trong nú đó tớch hợp sẵn cỏc chế độ bảo vệ sự cố động cơ trong đú cú bảo vệ mất pha. Một số loại.
PHASE SEQUENCE & FAILURE RELAY
Mó sản phẩm: DK_50
Hóng sản xuất: MIKRO
Relay Bảo Vệ Mất Pha/Ngợc Pha cho Hệ Thống Điện, Motor 3 Pha chất l- ợng, hiệu quả kinh tế cao.
MX100
Rơ le điện ỏp điện tử tơng tự EVR
Đặc tớnh
• Cấu trỳc kớn
• Chức năng bảo vệ đa dạng • Nhớ sự cố cắt 24h
• Chỉ thị cắt và sự cố – Nỳt • Đặt tay hoặc tự động • Nhạy cảm với mụi trờng
Bảo vệ
Hạng mục Thời gian cắt Qua điện ỏp OVR – Time Điện ỏp thấp UVR – Time Mất pha 0,5s
Đảo pha 0,5s
Sơ đồ nối dõy
Rơ le điện ỏp kĩ thuật số EVR-PD
Rơ le điện ỏp kĩ thuật số EVR-FD
Đặc tớnh
• Cấu trỳc kớn trờn cơ sở MCU & ASIC
• Chức năng bảo vệ đa dạng • điều chỉnh điện ỏp riờng • Đặt và đo điện ỏp kĩ thuật số • Hiển thị sự cố / Cắt
• Đặt tay / tự động / điện • Chỉnh thời gian đặt • Nhạy cảm với mụi trờng
Bảo vệ
Hạng mục Thời gian cắt
Qua điện ỏp OVR – Time
Điện ỏp thấp UVR – Time
Mất pha 0,5s
Đảo pha 0,5s
Điện ỏp mất cõn bằng 3s
6. Phơng phỏp dựng biến dũng – Rơle dũng điện
Ta mắc 3 biến dũng vào 3 pha của mạch cấp cho động cơ. Đầu ra biến dũng cấp cho 3 RI ta lấy cỏc tiếp điểm RI này khống chế mạch điều khiển.
b. Mạch bảo vệ mất pha điện ỏp vào 380V (vớ dụ lấy của 2 pha A; B) sẽ đợc đa qua một biến thế ngừ vào 380V ngừ ra 30V mắc vào mạch chỉnh lu cầu tạo điện ỏp một chiều 24V cấp cho rơ le điện ỏp lấy một tiếp điểm thờng mở của rơle này làm khúa an toàn cho mạch điều khiển động cơ. Tiếp điểm này mắc nối tiếp với pha cũn lại (pha C) làm mạch cấp cho điều khiển. Chỉ cần một trong 2 pha A; B bị mất thỡ role điện ỏp mất điện nhả tiếp điểm ra mạch điều khiển bị ngắt khỏi lới. Cũn pha C mất mạch sẽ mất điện luụn dẫn đến động cơ khụng hoạt động nữa và đợc bảo vệ an toàn.
c. Mạch gồm chủ yếu là 3 bộ R- C nối tiếp cú trị số 10K / 3W và 2MFd / 350V mắc vào 3 dõy pha. Khi cú đủ 3 pha thỡ ở điểm K điện ỏp khỏ bộ (hoặc bằng 0), cuộn dõy của relay TĐ khụng hoạt động, mạch đúng điện cho Motor sẵn sàng làm việc. Đúng contact Start, điện ỏp trờn
dõy pha 3 đổ vào làm relay TH đúng --> Motor khởi động. (dõy pha 3 là dõy cấp điện cho mạch điều khiển).
Khi cú bất cứ một pha nào bị mất điện thỡ điện ỏp ở K đủ lớn để relay TĐ hoạt động, relay TH mất ỏp nờn ngắt Motor khỏi nguồn, hoàn
tất cụng việc bảo vệ. Đặc biệt khi mất pha 3 thỡ TH mất ỏp ---> ngắt nguồn và TĐ cũng cú ỏp ---> ngăn khụng cho start.
Trong cụng nghiệp luụn luụn cú dõy trung tớnh để chống nguy hiểm rũ rỉ điện ra vỏ thiết bị nờn khụng cần đặt vấn đề là cú dõy trung tớnh hay khụng.
d. Sử dụng bộ bảo vệ mất pha điện tử. Nguyờn lý hoạt động nh sau: - 3 dõy phase đều đi qua vũng xuyến từ (dõn điện thờng gọi là CT)
- Khi motor bỡnh thờng, điện lới bỡnh thờng thỡ tổng dũng điện 3 phase = 0
- Khi mất 01 phase -> tổng dũng điện qua CT khỏc 0 -> bộ bảo vệ ngắt contactor cấp
điện motor.