Proteção de motores elétricos assíncronos e síncronos com tensões acima de 1 kV

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Seção 5. Usinas elétricas

Motores elétricos e seus dispositivos de comutação. Proteção de motores elétricos assíncronos e síncronos com tensões acima de 1 kV

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Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Regras para a instalação de instalações elétricas (PUE)

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5.3.43. Os motores elétricos devem ser dotados de proteção contra faltas multifásicas (ver 5.3.46) e, nos casos especificados abaixo, proteção contra faltas monofásicas à terra (ver 5.3.48), proteção contra correntes de sobrecarga (ver 5.3.49) e proteção de subtensão (ver 5.3.52 e 5.3.53). Além disso, nos motores elétricos síncronos deve ser fornecida proteção contra modo assíncrono (ver 5.3.50 e 5.3.51), que pode ser combinada com proteção contra correntes de sobrecarga.

A proteção de motores elétricos com velocidade de rotação variável deve ser realizada para cada velocidade de rotação na forma de um conjunto separado atuando em seu próprio interruptor.

5.3.44. Nos motores elétricos com lubrificação forçada dos mancais, deve ser instalada uma proteção que atue no sinal e desligue o motor elétrico quando a temperatura subir ou o lubrificante parar de funcionar.

Nos motores elétricos com ventilação forçada deve ser instalada proteção que atue no sinal e desligue o motor elétrico quando a temperatura subir ou a ventilação parar.

5.3.45. Motores elétricos com enrolamentos resfriados a água e estator ativo em aço, bem como com resfriadores de ar embutidos resfriados a água, devem possuir proteção que atue no sinal quando a vazão de água cair abaixo de um valor ajustado e no desligamento do motor elétrico quando ele para. Além disso, deve ser fornecido um alarme que funcione quando aparecer água na carcaça do motor.

5.3.46. Para proteger os motores elétricos contra curtos-circuitos multifásicos nos casos em que não são utilizados fusíveis, deve-se prever o seguinte:

1. Corte de relé único de corrente sem retardo, dessintonizado das correntes de partida com os dispositivos de partida removidos, com relé direto ou indireto conectado à diferença de corrente de duas fases - para motores elétricos com potência inferior a 2 PM.

2. Corte de corrente de dois relés sem retardo de tempo, dessintonizado das correntes de partida quando os dispositivos de partida são removidos, com relés de ação direta ou indireta - para motores elétricos com potência igual ou superior a 2 MW, possuindo proteção de disparo contra aterramento monofásico (ver 5.3.48), bem como para motores elétricos com potência inferior a 2 MW, quando a proteção de acordo com a reivindicação 1 não atender aos requisitos de sensibilidade ou quando um corte de dois relés for apropriado para o implementação de proteção completa ou acionamento aplicado com relé de ação direta.

Na ausência de proteção contra faltas à terra monofásicas, o corte de corrente dos motores elétricos com potência igual ou superior a 2 MW deve ser realizado por meio de três relés com três transformadores de corrente. A proteção bifásica é permitida com o acréscimo de proteção contra faltas duplas à terra, realizada por meio de um transformador de corrente de seqüência zero e um relé de corrente.

3. Proteção de corrente diferencial longitudinal - para motores elétricos com potência igual ou superior a 5 MW, bem como inferior a 5 MW, se a instalação de cortes de corrente conforme cláusulas 1 e 2 não garantir o atendimento aos requisitos de sensibilidade; a proteção diferencial longitudinal dos motores elétricos, caso possuam proteção contra faltas à terra, deverá ter projeto bifásico e, na ausência desta proteção, projeto trifásico, com três transformadores de corrente. A proteção na versão bifásica é permitida com o acréscimo de proteção contra faltas duplas à terra, realizada por meio de um transformador de corrente de seqüência zero e um relé de corrente.

Para motores elétricos com potência igual ou superior a 5 MW, fabricados sem seis terminais do enrolamento do estator, deve ser fornecido corte de corrente.

5.3.47. Para transformadores (autotransformadores) - unidades de motores elétricos, deve ser fornecida proteção geral contra curtos-circuitos multifásicos:

1. Corte de corrente sem retardo, ajustado a partir das correntes de partida com os dispositivos de partida removidos (ver também 5.3.46) - para motores elétricos com potência de até 2 MW. Ao conectar os enrolamentos de um transformador estrela-triângulo, o corte é feito por três relés de corrente: dois conectados às correntes de fase e um conectado à soma dessas correntes.

Se for impossível instalar três relés (por exemplo, com um número limitado de relés de ação direta), é permitido um circuito com dois relés conectados aos enrolamentos secundários de três transformadores de corrente conectados por um delta.

2. Corte diferencial em projeto de dois relés, ajustado contra surtos da corrente de magnetização do transformador - para motores elétricos com potência superior a 2 MW, bem como 2 MW ou menos, se a proteção conforme cláusula 1 não atende aos requisitos de sensibilidade para um curto-circuito fase-fase nos terminais do motor.

3. Proteção de corrente diferencial longitudinal em projeto de dois relés com transformadores de corrente saturáveis intermediários - para motores elétricos com potência superior a 5 MW, bem como 5 MW ou menos, se a instalação de cortes de acordo com os parágrafos 1 e 2 não não atende aos requisitos de sensibilidade.

A avaliação da sensibilidade deve ser realizada de acordo com 3.2.19 e 3.2.20 para curto-circuito nos terminais do motor.

A proteção deve atuar na desconexão do disjuntor da unidade, e para motores elétricos síncronos - também no dispositivo AGP, se houver.

Para unidades com motores elétricos superiores a 20 MW, via de regra, deve ser fornecida proteção contra falha à terra, cobrindo pelo menos 85% das voltas do enrolamento do estator do motor elétrico e atuando no sinal com retardo de tempo.

As instruções para realizar outros tipos de proteção de transformadores (autotransformadores) (ver 3.2.51 e 3.2.53) e motores elétricos quando operando separadamente também são válidas quando combinados em um transformador (autotransformador) - unidade de motor elétrico.

5.3.48. A proteção de motores elétricos com potência de até 2 MW contra faltas à terra monofásicas na ausência de compensação deve ser fornecida para correntes de falta à terra de 10 A ou mais, e se a compensação estiver disponível - se a corrente residual em condições normais exceder este valor. Tal proteção para motores elétricos com potência superior a 2 MW deve ser fornecida em correntes iguais ou superiores a 5 A.

A corrente de disparo da proteção do motor elétrico contra faltas à terra não deve ser superior a: para motores elétricos com potência de até 2 MW 10 A e para motores elétricos com potência superior a 2 MW 5 A. Correntes de disparo mais baixas são recomendadas se isso não complica a implementação da proteção.

A proteção deve ser realizada sem retardo de tempo (com exceção dos motores elétricos, que requerem desaceleração da proteção devido à dessintonização de processos transitórios) por meio de transformadores de corrente de seqüência zero, instalados, via de regra, no quadro. Nos casos em que a instalação de transformadores de corrente de seqüência zero no quadro seja impossível ou possa ocasionar aumento no tempo de retardo de proteção, é permitida sua instalação nos terminais do motor no poço de fundação.

Se a proteção, baseada na condição de dessintonia de processos transitórios, deve ter um atraso de tempo, então, para garantir o desligamento em alta velocidade de faltas duplas à terra em vários pontos, um relé de corrente adicional com uma corrente de operação primária de cerca de 50-100 A Deve ser instalado.

A proteção deverá atuar no desligamento do motor elétrico, e para motores elétricos síncronos, também no dispositivo AGP, se houver.

5.3.49. A proteção contra sobrecarga deve ser fornecida em motores elétricos sujeitos a sobrecarga por razões tecnológicas e em motores elétricos com condições de partida e partida automática particularmente difíceis (a duração da partida direta diretamente da rede é de 20 s ou mais), cuja sobrecarga é possível se a duração do período de partida aumenta excessivamente devido à diminuição da tensão nas redes.

A proteção contra sobrecarga deve ser fornecida em uma fase com retardo dependente da corrente ou independente, ajustado à duração da partida do motor elétrico em condições normais e da partida automática após a operação do sistema de transferência automática e religamento automático. O retardo de proteção contra sobrecarga de motores elétricos síncronos, a fim de evitar operações desnecessárias durante forçamentos de excitação prolongados, deve ser o mais próximo possível da característica térmica máxima permitida do motor elétrico.

Nos motores elétricos sujeitos a sobrecarga por motivos tecnológicos, a proteção, via de regra, deve ser realizada com efeito no sinal e descarga automática do mecanismo.

A ação de proteção para desligar o motor elétrico é permitida:

em motores elétricos de mecanismos para os quais não haja possibilidade de descarga oportuna sem parar, ou em motores elétricos operando sem plantão constante de pessoal;
em motores elétricos de mecanismos com condições difíceis de partida ou partida automática.

Para motores elétricos protegidos contra correntes de curto-circuito por fusíveis que não possuam contatos auxiliares para sinalizar sua queima, deve ser fornecida proteção contra sobrecarga em duas fases.

5.3.50. A proteção dos motores elétricos síncronos do modo assíncrono pode ser realizada por meio de um relé que responde ao aumento da corrente nos enrolamentos do estator; deve ser ajustado no tempo desde o modo de partida e a corrente durante a ação do boost de excitação.

A proteção, via de regra, deve ser realizada com uma característica de retardo independente de corrente. É permitida a utilização de proteção com característica dependente de corrente em motores elétricos com relação de curto-circuito superior a 1.

Ao implementar um circuito de proteção, devem ser tomadas medidas para evitar falha da proteção durante batimentos de corrente no modo assíncrono. É permitido usar outros métodos de proteção que garantam proteção confiável quando ocorre um modo assíncrono.

5.3.51. A proteção de motores elétricos síncronos do modo assíncrono deve operar com retardo em um dos esquemas, proporcionando:

1) ressincronização;

2) ressincronização com descarga automática de curta duração do mecanismo para uma carga que garanta o sincronismo do motor elétrico (se a descarga de curta duração for permitida de acordo com as condições do processo tecnológico);

3) desligamento do motor elétrico e partida automática repetida;

4) desligamento do motor elétrico (caso seja impossível descarregá-lo ou ressincronizá-lo, na ausência da necessidade de reinício automático e ressincronização de acordo com as condições do processo tecnológico).

5.3.52. Para facilitar as condições de restauração da tensão após o desligamento do curto-circuito e garantir a partida automática dos motores elétricos dos mecanismos críticos, é necessário prever a proteção de tensão mínima para desligar os motores elétricos dos mecanismos não críticos com a potência total determinada pelas capacidades da fonte de energia e da rede para garantir a partida automática.

Os atrasos mínimos de proteção de tensão devem ser selecionados na faixa de 0,5 a 1,5 s - um passo a mais que o tempo de ação da proteção de alta velocidade contra curtos-circuitos multifásicos, e as configurações de tensão devem, como regra, não ser superiores superior a 70% da tensão nominal.

Na presença de motores elétricos síncronos, se a tensão na seção desconectada decair lentamente, para acelerar a ação da transferência automática e do religamento automático, a supressão de campo dos motores elétricos síncronos de mecanismos críticos pode ser aplicada usando proteção de frequência mínima ou outros métodos que garantam a detecção mais rápida de perda de energia.

Os mesmos meios podem ser utilizados para desconectar motores elétricos síncronos não críticos, bem como para evitar a ligação não síncrona de motores desconectados se as correntes de desligamento excederem os valores permitidos.

Nas instalações elétricas de empreendimentos industriais, nos casos em que não seja possível realizar a partida automática simultânea de todos os motores elétricos de mecanismos críticos (ver 5.3.10), uma parte de tais mecanismos críticos deve ser desligada e seu reinício automático após a conclusão da auto -partida do primeiro grupo de motores elétricos. Os grupos subsequentes podem ser ligados por corrente, tensão ou tempo.

5.3.53. Proteção de tensão mínima com atraso não superior a 10 s e ajuste de tensão, via de regra, não superior a 50% da tensão nominal (exceto nos casos indicados em 5.3.52) deve ser instalada em motores elétricos de tensão crítica mecanismos também nos casos em que o arranque automático dos mecanismos após uma paragem é inaceitável de acordo com as condições do processo tecnológico ou de acordo com as condições de segurança e, além disso, quando o arranque automático de todos os motores eléctricos de mecanismos críticos não pode ser garantido (ver 5.3.52 .XNUMX). Além dos casos indicados, esta proteção também deve ser utilizada para garantir a confiabilidade da partida de ATS de motores elétricos de mecanismos mutuamente redundantes.

Nos motores elétricos com velocidade variável de rotação de mecanismos críticos, cuja partida automática é permitida e aconselhável, a proteção de tensão mínima deve mudar automaticamente para uma velocidade menor.

5.3.54. Os motores elétricos síncronos devem possuir supressão automática de campo. Para motores elétricos com potência igual ou superior a 2 MW, o AGP é realizado introduzindo resistência no circuito do enrolamento de excitação. Para motores elétricos com potência inferior a 2 MW, é permitida a realização de AGP introduzindo resistência no circuito do enrolamento de excitação da excitatriz. Para motores elétricos síncronos com potência inferior a 0,5 MW, geralmente não é necessário um AHP. Nos motores elétricos síncronos, que possuem sistema de excitação feito em elementos semicondutores controlados, o AGP, independente da potência do motor, pode ser realizado por inversão se for fornecido pelo circuito de alimentação. Caso contrário, o AGP deve ser realizado introduzindo resistência no circuito do enrolamento de excitação.

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