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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA
Sezione 5. Centrali elettriche Motori elettrici e loro dispositivi di commutazione. Protezione di motori elettrici asincroni e sincroni con tensioni superiori a 1 kV
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Norme per l'installazione degli impianti elettrici (PUE) 5.3.43. I motori elettrici devono essere provvisti di protezione contro i guasti multifase (vedere 5.3.46) e, nei casi specificati di seguito, di protezione contro i guasti a terra monofase (vedere 5.3.48), di massima corrente (vedere 5.3.49) e di minima tensione protezione (vedere 5.3.52 e 5.3.53). Sui motori sincroni deve essere prevista anche la protezione contro il funzionamento asincrono (vedi 5.3.50 e 5.3.51) che può essere abbinata alla protezione contro le correnti di sovraccarico. La protezione dei motori a velocità variabile deve essere effettuata per ogni velocità come kit separato agendo sul proprio interruttore. 5.3.44. Sui motori con lubrificazione forzata dei cuscinetti è opportuno installare una protezione che agisca sulla segnalazione e sull'arresto del motore quando la temperatura sale o la lubrificazione cessa. Sui motori con ventilazione forzata è opportuno installare una protezione che agisca sulla segnalazione e sull'arresto del motore quando la temperatura sale o la ventilazione si interrompe. 5.3.45. I motori elettrici con avvolgimenti raffreddati ad acqua e statore attivo in acciaio, nonché con raffreddatori ad aria incorporati raffreddati ad acqua, devono avere una protezione che agisca sul segnale quando la portata d'acqua scende al di sotto del valore impostato e di spegnere il motore elettrico quando si ferma. Inoltre, dovrebbe essere fornito un allarme che funzioni quando l'acqua appare nell'alloggiamento del motore. 5.3.46. Per proteggere i motori elettrici dai cortocircuiti multifase nei casi in cui non si utilizzano fusibili, è opportuno prevedere: 1. Interruzione a singolo relè di corrente senza temporizzazione, depotenziata dalle correnti di avviamento quando vengono rimossi i dispositivi di avviamento, con relè diretto o indiretto collegato alla differenza di correnti bifase - per motori elettrici di potenza inferiore a 2 MW. 2. Interruzione della corrente a due relè senza ritardo, depotenziata dalle correnti di avviamento quando vengono rimossi i dispositivi di avviamento, con un relè ad azione diretta o indiretta - per motori elettrici con una potenza di 2 MW e oltre, con protezione contro i guasti a terra monofase agendo sullo sgancio (vedere 5.3.48), nonché per i motori elettrici di potenza inferiore a 2 MW, quando la protezione secondo il paragrafo 1 non soddisfa i requisiti di sensibilità o quando un'interruzione a due relè è appropriata per il progetto della protezione completa o del variatore utilizzato con un relè ad azione diretta. In assenza di protezione contro i guasti a terra monofase, l'interruzione di corrente dei motori elettrici con una potenza di 2 MW o superiore dovrebbe essere a tre relè con tre trasformatori di corrente. La protezione bifase è consentita con l'aggiunta della protezione contro i doppi guasti a terra, realizzata mediante un trasformatore di corrente omopolare e un relè di corrente. 3. Protezione della corrente differenziale longitudinale - per motori elettrici con una potenza pari o superiore a 5 MW, nonché inferiore a 5 MW, se l'installazione di interruzioni di corrente secondo le clausole 1 e 2 non garantisce il rispetto dei requisiti di sensibilità; la protezione differenziale longitudinale dei motori elettrici in presenza di protezione da guasto a terra deve avere un design bifase e, in assenza di questa protezione, trifase, con tre trasformatori di corrente. La protezione bifase è consentita con l'aggiunta della protezione contro i doppi guasti a terra, realizzata mediante un trasformatore di corrente omopolare e un relè di corrente. Per i motori elettrici di potenza pari o superiore a 5 MW, realizzati senza sei conduttori di avvolgimento statorico, deve essere previsto un taglio di corrente. 5.3.47. Per i blocchi trasformatore (autotrasformatore) - motore elettrico, dovrebbe essere prevista una protezione generale contro i cortocircuiti multifase: 1. Taglio di corrente senza temporizzazione, depotenziato rispetto alle correnti di avviamento con i dispositivi di avviamento rimossi (vedi anche 5.3.46), - per motori elettrici fino a 2 MW. Quando gli avvolgimenti del trasformatore sono collegati, l'interruzione stella-triangolo viene eseguita da tre relè di corrente: due accesi per le correnti di fase e uno acceso per la somma di queste correnti. Se è impossibile installare tre relè (ad esempio, con un numero limitato di relè ad azione diretta), è consentito un circuito con due relè collegati agli avvolgimenti secondari di tre trasformatori di corrente collegati da un triangolo. 2. Interruzione differenziale in una versione a due relè, depotenziata dai picchi di corrente magnetizzante del trasformatore, - per motori elettrici con una potenza superiore a 2 MW, nonché 2 MW o inferiore, se la protezione secondo la clausola 1 non soddisfa il requisiti di sensibilità per il cortocircuito fase-fase alle uscite del motore. 3. Protezione di corrente differenziale longitudinale in versione a due relè con trasformatori di corrente saturabili intermedi - per motori elettrici con una potenza superiore a 5 MW, nonché 5 MW o inferiore, se l'impostazione di interruzione secondo i paragrafi 1 e 2 non soddisfa i requisiti di sensibilità. La valutazione della sensibilità deve essere effettuata in conformità con 3.2.19 e 3.2.20 in caso di cortocircuito ai terminali del motore. La protezione deve agire per spegnere l'interruttore di blocco e, per i motori elettrici sincroni, anche il dispositivo AGP, se previsto. Per le unità con motori superiori a 20 MW, di norma, deve essere prevista una protezione da guasto a terra, coprendo almeno l'85% delle spire dell'avvolgimento statorico del motore e agendo sul segnale con un ritardo temporale. Le istruzioni per l'implementazione di altri tipi di protezione dei trasformatori (autotrasformatori) (vedere 3.2.51 e 3.2.53) e dei motori elettrici quando vengono azionati separatamente sono valide anche quando sono combinati in un'unità trasformatore (autotrasformatore) - motore elettrico. 5.3.48. La protezione dei motori elettrici con potenza fino a 2 MW da guasti a terra monofase in assenza di compensazione dovrebbe essere prevista per correnti di guasto a terra di 10 A o più, e in presenza di compensazione - se la corrente residua in condizioni normali supera questo valore. Tale protezione per i motori elettrici con una potenza superiore a 2 MW dovrebbe essere fornita per correnti di 5 A o più. La corrente di intervento della protezione dei motori elettrici contro i guasti a terra non deve essere superiore a: per motori elettrici di potenza fino a 2 MW 10 A e per motori elettrici di potenza superiore a 2 MW 5 A. Si consigliano correnti di intervento inferiori se questo non complica la protezione. La protezione deve essere eseguita senza ritardo temporale (ad eccezione dei motori elettrici, che richiedono decelerazioni di protezione dovute alla condizione di disconnessione dai transitori) utilizzando trasformatori di corrente omopolari, installati, di norma, nel quadro. Nei casi in cui l'installazione di trasformatori di corrente omopolari nel quadro non sia possibile o possa causare un aumento del tempo di protezione, è consentito installarli ai morsetti del motore nella fossa di fondazione. Se la protezione contro i transitori deve essere ritardata, è opportuno installare in vari punti un ulteriore relè di corrente con una corrente primaria di intervento di circa 50-100 A per garantire l'intervento rapido dei doppi guasti a terra. La protezione deve agire per spegnere il motore elettrico, e per i motori elettrici sincroni, anche al dispositivo AGP, se previsto. 5.3.49. La protezione da sovraccarico dovrebbe essere prevista per i motori elettrici soggetti a sovraccarico per motivi tecnologici e per i motori elettrici con condizioni di avviamento e autoavviamento particolarmente difficili (la durata dell'avviamento diretto direttamente dalla rete è di 20 s o più), il cui sovraccarico è possibile con un eccessivo aumento della durata del periodo di avviamento a causa di una diminuzione della tensione nelle reti. La protezione da sovraccarico dovrebbe essere fornita in una fase con un ritardo dipendente dalla corrente o indipendente dalla corrente, desintonizzato dalla durata dell'avvio del motore elettrico in condizioni normali e con avviamento automatico dopo l'azione di ATS e AR. Il ritardo temporale della protezione contro il sovraccarico dei motori elettrici sincroni al fine di evitare scatti non necessari durante la forzatura a lungo termine dell'eccitazione dovrebbe essere il più vicino possibile alla caratteristica termica massima consentita del motore elettrico. Sui motori elettrici soggetti a sovraccarico per motivi tecnologici, la protezione, di norma, dovrebbe essere effettuata con effetto sul segnale e scarico automatico del meccanismo. L'azione di protezione per lo spegnimento del motore elettrico è consentita:
Per i motori elettrici protetti contro le correnti di corto circuito da fusibili che non hanno contatti ausiliari per la segnalazione della loro rottura, deve essere prevista una protezione da sovraccarico in due fasi. 5.3.50. La protezione dei motori sincroni dalla modalità asincrona può essere effettuata utilizzando un relè che reagisce all'aumento della corrente negli avvolgimenti dello statore; deve essere sintonizzato nel tempo dalla modalità iniziale e dalla corrente durante l'azione di forzatura dell'eccitazione. La protezione dovrebbe normalmente essere eseguita con una caratteristica di ritardo indipendente dalla corrente. È consentito utilizzare la protezione con una caratteristica dipendente dalla corrente su motori elettrici con un rapporto di cortocircuito superiore a 1. Quando si implementa lo schema di protezione, è necessario adottare misure per prevenire il fallimento della protezione durante battiti di corrente asincroni. È consentito utilizzare altri metodi di protezione che forniscono una protezione affidabile in caso di modalità asincrona. 5.3.51. La protezione dei motori elettrici sincroni dalla modalità asincrona deve agire con ritardo su uno dei circuiti, prevedendo: 1) risincronizzazione; 2) risincronizzazione con scarico automatico a breve termine del meccanismo a tale carico, che garantisce la retrazione del motore elettrico in sincronismo (con l'ammissibilità dello scarico a breve termine secondo le condizioni del processo tecnologico); 3) spegnimento del motore elettrico e ripetuti avviamenti automatici; 4) spegnimento del motore elettrico (se è impossibile scaricarlo o risincronizzarlo, se non è necessario il riavvio automatico e la risincronizzazione secondo le condizioni del processo tecnologico). 5.3.52. Per facilitare le condizioni per il ripristino della tensione dopo lo spegnimento di un cortocircuito e per garantire l'autoavviamento dei motori elettrici dei meccanismi critici, è necessario prevedere lo spegnimento della protezione di minima tensione dei motori elettrici dei meccanismi non critici con un totale potenza determinata dalle capacità della fonte di alimentazione e della rete per garantire l'autoaccensione. I ritardi della protezione da sottotensione devono essere selezionati nell'intervallo da 0,5 a 1,5 s - un passo in più rispetto al tempo di azione della protezione ad alta velocità contro i cortocircuiti multifase e le impostazioni di tensione non devono, di norma, superare il 70% della tensione nominale. In presenza di motori elettrici sincroni, se la tensione sulla sezione sezionata diminuisce lentamente, per velocizzare l'azione dell'ATS e dell'AR, il campo dei motori elettrici sincroni dei meccanismi critici può essere estinto utilizzando la protezione di minima frequenza o altro metodi che forniscono la fissazione più rapida della perdita di potenza. Gli stessi mezzi possono essere utilizzati per disconnettere motori sincroni non responsabili, nonché per impedire l'accensione non sincrona di motori disconnessi se le correnti di commutazione superano i valori consentiti. Negli impianti elettrici delle imprese industriali, nei casi in cui non è possibile eseguire l'autoaccensione simultanea di tutti i motori elettrici dei meccanismi critici (vedere 5.3.10), l'arresto di una parte di tali meccanismi critici e il loro riavvio automatico dopo il completamento dell'auto- dovrebbe essere utilizzato l'avviamento del primo gruppo di motori elettrici. L'inclusione di gruppi successivi può essere effettuata per corrente, tensione o tempo. 5.3.53. La protezione di minima tensione con un ritardo non superiore a 10 s e un'impostazione della tensione, di norma, non superiore al 50% della tensione nominale (ad eccezione dei casi specificati in 5.3.52) deve essere installata sui motori elettrici di criticità meccanismi anche nei casi in cui l'autoaccensione dei meccanismi dopo un arresto sia inaccettabile secondo le condizioni del processo tecnologico o secondo le condizioni di sicurezza e, inoltre, quando l'autoaccensione di tutti i motori elettrici dei meccanismi critici non può essere assicurata (vedi 5.3.52 .XNUMX). Oltre ai casi indicati, questa protezione dovrebbe essere utilizzata anche per garantire l'affidabilità dell'avviamento dell'ATS di motori elettrici di meccanismi reciprocamente ridondanti. Sui motori elettrici con una velocità variabile di meccanismi critici, il cui autoavviamento è consentito e opportuno, la protezione da sottotensione dovrebbe passare automaticamente a una velocità inferiore. 5.3.54. Sui motori elettrici sincroni deve essere previsto uno smorzamento automatico del campo. Per i motori elettrici con una potenza di 2 MW o superiore, l'AGP viene eseguito introducendo resistenza nel circuito dell'avvolgimento di eccitazione. Per i motori elettrici con una potenza inferiore a 2 MW, è consentito eseguire AGP introducendo resistenza nel circuito dell'avvolgimento di eccitazione dell'eccitatore. Per i motori sincroni inferiori a 0,5 MW, AHS non è generalmente richiesto. Sui motori elettrici sincroni, dotati di un sistema di eccitazione realizzato su elementi semiconduttori controllati, l'AGP, indipendentemente dalla potenza del motore, può essere eseguito per inversione, se previsto dal circuito di potenza. In caso contrario, l'AGP deve essere eseguito introducendo resistenza nel circuito dell'avvolgimento di eccitazione.
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