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同步电动机失步的危害和保护措施


《电气与电控》 / 2012-07-11

     通常,失步类型不同,对同步电动机的危害和应采取的保护措施也不同。下面分别加以说明。


    (1)断电失步的危害和保护措施。断电失步对同步电动机的危害,主要是在电源中断又恢复的瞬间,电动机遭受巨大的冲击电流和非同步冲击转矩。理论分析和实测表明,非同步冲击电流可能高达电动机出口三相短路电流的1.8倍,非同步冲击转矩可能高达电动机出口三相短路时的冲击转矩的3倍以上。显然,这样大的冲击电流和冲击转矩是电动机所不能承受的,这将造成定、转子绕组崩断P164381,绝缘损伤,机轴和联轴器扭伤等后果,甚至引起电动机内部短路等严重事故。通常,电动机容量越大,其各结构部分的机械强度储备系数越小,非同步冲击所造成的损坏越严重。因此,规程规定,大容量同步电动机不允许非同步冲击时,宜装设防止非同步冲击的保护装置。


    同步电动机断电失步时,有功功率的变化最大、最明显。这是因为电动机正常同步运行时,无论是带载(电动机状态)或空载(调相机状态),都从电网吸取有功功率,往电网输送无功功率;电源中断期间,电动机转为发电运行,同时输出有功功率和无功功率。可见,断电失步时,有功功率方向发生变化,因此可用有功功率方向继电器作为电动机断电失步时防止非同步冲击的保护装置。


    (2)带励失步、失磁失步的危害和保护措施。带励失步对同步电动机的危害,主要是脉振转矩较长时间的反复作用,产生机械应力和可能引起的电气或机械共振,使绕组端部和端部绑线、转子绕组接头处、机轴和联轴器等部位承受正负交变的扭矩,此扭矩若长时间反复作用,将降低这些部位的机械强度,缩短电动机的使用寿命,甚至损坏设备。


    失磁失步对同步电动机的危害,主要是造成转子绕组(尤其是阻尼绕组)过热、开焊,甚至烧坏。根据同步电动机阻尼绕组的热容量和散热条件P550699,一般允许电动机在10min以内失磁异步运行。


    综上所述,对于同步电动机的带励失步和失磁失步,都可装设失步保护装置来保护。


    必须指出,上述各种保护装置都应带时限动作。而重要的同步电动机的保护装置,则应动作于灭磁和再整步控制回路。
 

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