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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA
Sección 5. Centrales eléctricas Motores eléctricos y sus dispositivos de conmutación. Protección de motores eléctricos asíncronos y síncronos con tensiones superiores a 1 kV
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Normas para la instalación de instalaciones eléctricas (PUE) 5.3.43. Los motores eléctricos deben estar provistos de protección contra fallas multifásicas (ver 5.3.46) y, en los casos especificados a continuación, protección contra fallas a tierra monofásicas (ver 5.3.48), protección contra corrientes de sobrecarga (ver 5.3.49) y protección contra subtensión (véanse 5.3.52 y 5.3.53). En los motores eléctricos síncronos, además, se debe proporcionar protección contra el modo asíncrono (ver 5.3.50 y 5.3.51), que puede combinarse con protección contra corrientes de sobrecarga. La protección de los motores eléctricos con velocidad de rotación variable debe realizarse para cada velocidad de rotación mediante un conjunto independiente que actúa sobre su propio interruptor. 5.3.44. En motores eléctricos con lubricación forzada de rodamientos se debe instalar una protección que actúe sobre la señal y apague el motor eléctrico cuando sube la temperatura o el lubricante deja de funcionar. En motores eléctricos con ventilación forzada se debe instalar una protección que actúe sobre la señal y apague el motor eléctrico cuando sube la temperatura o se detiene la ventilación. 5.3.45. Los motores eléctricos con devanados enfriados por agua y estator activo de acero, así como con enfriadores de aire incorporados enfriados por agua, deben tener una protección que actúe sobre la señal cuando el caudal de agua disminuye por debajo de un valor establecido y al apagar el motor eléctrico cuando para. Además, se debe proporcionar una alarma que se active cuando aparezca agua en la carcasa del motor. 5.3.46. Para proteger los motores eléctricos de cortocircuitos multifásicos en los casos en que no se utilizan fusibles, se debe proporcionar lo siguiente: 1. Corte de corriente de un solo relé sin retardo de tiempo, desintonizado de las corrientes de arranque con los dispositivos de arranque retirados, con un relé directo o indirecto conectado a la diferencia de corrientes de dos fases - para motores eléctricos con una potencia inferior a 2 MW. 2. Corte de corriente de dos relés sin retardo, desintonizados de las corrientes de arranque cuando se retiran los dispositivos de arranque, con relés de acción directa o indirecta - para motores eléctricos con una potencia de 2 MW o más, con protección de disparo contra tierra monofásica fallos (ver 5.3.48), así como para motores eléctricos con una potencia inferior a 2 MW, cuando la protección según la reivindicación 1 no cumple con los requisitos de sensibilidad o cuando un corte de dos relés resulta apropiado para el implementación de protección completa o accionamiento aplicado con un relé de acción directa. En ausencia de protección contra fallas a tierra monofásicas, el corte de corriente de los motores eléctricos con una potencia de 2 MW o más debe realizarse mediante tres relés con tres transformadores de corriente. Se permite la protección bifásica con la adición de protección contra fallas a tierra dobles, realizada mediante un transformador de corriente homopolar y un relé de corriente. 3. Protección de corriente diferencial longitudinal: para motores eléctricos con una potencia de 5 MW o más, así como menos de 5 MW, si la instalación de cortes de corriente de acuerdo con las cláusulas 1 y 2 no garantiza el cumplimiento de los requisitos de sensibilidad; La protección diferencial longitudinal de los motores eléctricos, si tienen protección contra falta a tierra, deberá tener un diseño bifásico, y en defecto de esta protección, un diseño trifásico, con tres transformadores de corriente. Se permite la protección en versión bifásica con la adición de protección contra doble falla a tierra, realizada mediante un transformador de corriente homopolar y un relé de corriente. Para motores eléctricos con una potencia de 5 MW o más, fabricados sin seis terminales del devanado del estator, se debe prever un corte de corriente. 5.3.47. Para unidades de transformador (autotransformador) - motor eléctrico, se debe proporcionar protección general contra cortocircuitos multifásicos: 1. Corte de corriente sin retardo, ajustado a partir de corrientes de arranque con los dispositivos de arranque retirados (ver también 5.3.46) - para motores eléctricos con una potencia de hasta 2 MW. Al conectar los devanados de un transformador estrella-triángulo, el corte se realiza mediante tres relés de corriente: dos conectados a las corrientes de fase y uno conectado a la suma de estas corrientes. Si es imposible instalar tres relés (por ejemplo, con un número limitado de relés de acción directa), se permite un circuito con dos relés conectados a los devanados secundarios de tres transformadores de corriente conectados en triángulo. 2. Corte diferencial en diseño de dos relés, ajustado contra sobretensiones de la corriente magnetizante del transformador - para motores eléctricos con una potencia superior a 2 MW, así como 2 MW o menos, si la protección según la cláusula 1 no cumple con los requisitos de sensibilidad para un cortocircuito entre fases en los terminales del motor. 3. Protección de corriente diferencial longitudinal en un diseño de dos relés con transformadores de corriente intermedios saturables - para motores eléctricos con una potencia de más de 5 MW, así como de 5 MW o menos, si la instalación de cortes de acuerdo con los párrafos 1 y 2 no lo hace. no cumple con los requisitos de sensibilidad. La evaluación de la sensibilidad debe realizarse de acuerdo con 3.2.19 y 3.2.20 para un cortocircuito en los terminales del motor. La protección debe actuar para desconectar el disyuntor de la unidad y, en el caso de motores eléctricos síncronos, también para el dispositivo AGP, si está previsto. Para unidades con motores eléctricos superiores a 20 MW, por regla general, se debe prever una protección de falla a tierra, cubriendo al menos el 85% de las vueltas del devanado del estator del motor eléctrico y actuando sobre la señal con retardo de tiempo. Las instrucciones para realizar otros tipos de protección de transformadores (autotransformadores) (ver 3.2.51 y 3.2.53) y motores eléctricos cuando funcionan por separado también son válidas cuando se combinan en una unidad de transformador (autotransformador) - motor eléctrico. 5.3.48. La protección de motores eléctricos con una potencia de hasta 2 MW contra fallas a tierra monofásicas en ausencia de compensación debe proporcionarse para corrientes de falla a tierra de 10 A o más, y si hay compensación disponible, si la corriente residual en condiciones normales excede este valor. Dicha protección para motores eléctricos con una potencia superior a 2 MW debe proporcionarse a corrientes de 5 A o más. La corriente de disparo de la protección del motor eléctrico contra fallas a tierra no debe ser mayor que: para motores eléctricos con una potencia de hasta 2 MW 10 A y para motores eléctricos con una potencia de más de 2 MW 5 A. Se recomiendan corrientes de disparo más bajas si esto no complica la implementación de la protección. La protección debe realizarse sin demora (con la excepción de los motores eléctricos, que requieren una desaceleración de la protección debido a la desafinación de procesos transitorios) utilizando transformadores de corriente de secuencia cero, instalados, por regla general, en el cuadro. En los casos en que la instalación de transformadores de corriente homopolares en el cuadro sea imposible o pueda causar un aumento en el tiempo de protección, se permite instalarlos en los terminales del motor en el pozo de cimentación. Si la protección, basada en la condición de desintonización de procesos transitorios, debe tener un retardo de tiempo, entonces para garantizar un apagado rápido de fallas a tierra dobles en varios puntos, se requiere un relé de corriente adicional con una corriente de operación primaria de aproximadamente 50-100 A. debe ser instalado. La protección debe actuar para apagar el motor eléctrico, y en el caso de motores eléctricos síncronos, también para el dispositivo AGP, si está previsto. 5.3.49. Se debe proporcionar protección contra sobrecargas en motores eléctricos sujetos a sobrecargas por razones tecnológicas, y en motores eléctricos con condiciones de arranque y arranque automático particularmente difíciles (la duración del arranque directo desde la red es de 20 s o más), cuya sobrecarga es posible si la duración del período de inicio aumenta excesivamente debido a una disminución de la tensión en las redes. La protección contra sobrecarga debe proporcionarse en una fase con un retardo de tiempo independiente o dependiente de la corriente, ajustado a la duración del arranque del motor eléctrico en condiciones normales y del arranque automático después de la operación del sistema de transferencia automática y el reenganche automático. El retardo de tiempo para la protección contra sobrecarga de motores eléctricos síncronos, para evitar operaciones innecesarias durante la excitación prolongada, debe ser lo más cercano posible a la característica térmica máxima permitida del motor eléctrico. En los motores eléctricos sujetos a sobrecarga por razones tecnológicas, la protección, por regla general, debe realizarse incidiendo en la señal y descarga automática del mecanismo. Se permite la acción de protección para apagar el motor eléctrico:
Para motores eléctricos que están protegidos de corrientes de cortocircuito por fusibles que no tienen contactos auxiliares para señalar su quemado, se debe proporcionar protección contra sobrecarga en dos fases. 5.3.50. La protección de motores eléctricos síncronos del modo asíncrono se puede realizar mediante un relé que responde a un aumento de corriente en los devanados del estator; debe ajustarse en el tiempo desde el modo de arranque y la corriente durante la acción del refuerzo de excitación. La protección, por regla general, debe realizarse con una característica de retardo de tiempo independiente de la corriente. Está permitido utilizar protección con una característica dependiente de la corriente en motores eléctricos con una relación de cortocircuito superior a 1. Al implementar un circuito de protección, se deben tomar medidas para evitar fallas de la protección durante los golpes de corriente en modo asíncrono. Está permitido utilizar otros métodos de protección que garanticen una protección confiable cuando ocurre un modo asíncrono. 5.3.51. La protección de motores eléctricos síncronos desde el modo asíncrono debe funcionar con un retardo de tiempo de acuerdo con uno de los esquemas, siempre que: 1) resincronización; 2) resincronización con descarga automática a corto plazo del mecanismo a una carga tal que asegure que el motor eléctrico entre en sincronismo (si la descarga a corto plazo está permitida de acuerdo con las condiciones del proceso tecnológico); 3) apagado del motor eléctrico y arranque automático repetido; 4) apagado del motor eléctrico (si es imposible descargarlo o resincronizarlo, en ausencia de necesidad de reinicio automático y resincronización según las condiciones del proceso tecnológico). 5.3.52. Para facilitar las condiciones para el restablecimiento de la tensión después de desconectar el cortocircuito y asegurar el arranque automático de los motores eléctricos de los mecanismos críticos, es necesario prever la protección de tensión mínima para desconectar los motores eléctricos de los mecanismos no críticos con la potencia total determinada. por las capacidades de la fuente de energía y la red para garantizar el arranque automático. Los retardos de tiempo mínimos de protección de voltaje deben seleccionarse en el rango de 0,5 a 1,5 s, un paso más que el tiempo de acción de la protección de alta velocidad contra cortocircuitos multifásicos, y los ajustes de voltaje, por regla general, no deben ser mayores. superior al 70% de la tensión nominal. En presencia de motores eléctricos síncronos, si el voltaje en la sección desconectada decae lentamente, para acelerar la acción de la transferencia automática y el reenganche automático, se puede aplicar la supresión de campo de los motores eléctricos síncronos de los mecanismos críticos utilizando una protección de frecuencia mínima. u otros métodos que garanticen la detección más rápida de la pérdida de energía. Los mismos medios se pueden utilizar para desconectar motores eléctricos síncronos no críticos, así como para evitar el encendido no sincronizado de motores desconectados si las corrientes de desconexión exceden los valores permitidos. En instalaciones eléctricas de empresas industriales, en los casos en que no se pueda realizar el arranque automático simultáneo de todos los motores eléctricos de los mecanismos críticos (ver 5.3.10), una parte de dichos mecanismos críticos debe apagarse y reiniciarse automáticamente al finalizar el auto. -arranque del primer grupo de motores eléctricos. Los grupos siguientes se pueden activar mediante corriente, tensión o tiempo. 5.3.53. En los motores eléctricos de potencia crítica se debe instalar una protección de tensión mínima con un retardo de no más de 10 s y un ajuste de tensión, por regla general, no superior al 50% de la tensión nominal (excepto en los casos indicados en 5.3.52). mecanismos también en los casos en que el arranque automático de los mecanismos después de una parada sea inaceptable según las condiciones del proceso tecnológico o según las condiciones de seguridad y, además, cuando no se pueda garantizar el arranque automático de todos los motores eléctricos de los mecanismos críticos (ver 5.3.52 .XNUMX). Además de estos casos, esta protección también debe utilizarse para garantizar la confiabilidad del arranque ATS de motores eléctricos de mecanismos mutuamente redundantes. En motores eléctricos con velocidad variable de rotación de mecanismos críticos, cuyo arranque automático está permitido y aconsejable, la protección de tensión mínima debe cambiar automáticamente a una velocidad más baja. 5.3.54. Los motores eléctricos síncronos deben tener supresión automática de campo. Para motores eléctricos con una potencia de 2 MW o más, el AGP se lleva a cabo introduciendo resistencia en el circuito del devanado de excitación. Para motores eléctricos con una potencia inferior a 2 MW, se permite realizar AGP introduciendo resistencia en el circuito del devanado de excitación del excitador. Para motores eléctricos síncronos de menos de 0,5 MW, normalmente no se requiere un AHP. En los motores eléctricos síncronos, que están equipados con un sistema de excitación realizado sobre elementos semiconductores controlados, la AGP, independientemente de la potencia del motor, se puede realizar por inversión si así lo proporciona el circuito de alimentación. De lo contrario, el AGP debe realizarse introduciendo resistencia en el circuito del devanado de excitación.
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