Защита электродвигателей от перегрузок

В соответствии с ПУЭ защита от перегрузки предусматривается на электродвигателях, подверженных перегрузке по технологическим причинам, а также на двигателях с особо тяжелыми условиями пуска и самозапуска длительностью 20 с и более. Перегрузка является симметричным режимом, поэтому защита от нее может быть выполнена одним реле, включенным в любую фазу двигателя. Выдержка времени защиты отстраивается от длительности пуска электродвигателя в нормальных режимах и самозапуска после действия УАПВ и УАВР, при этом наиболее удобны характеристики тепловых и индукционных реле. На двигателях напряжением более 1 кВ электротепловая защита применяется относительно редко из-за недостатков, присущих электротепловым реле. Защита от перегрузки обычно осуществляется индукционными элементами реле РТ-80, электромагнитные элементы которых используются для выполнения ТО. Количество реле и схемы их соединений определяются требованиями, предъявляемыми к ТО (для двигателей мощностью Рд<2000 кВт применяют двухфазную однорелейную схему защиты, а для двигателей мощностью Рд>2000 кВт – двухфазную двухрелейную).

Действие защиты на отключение допускается на двигателях с тяжелыми условиями пуска или самозапуска, а также в случаях, когда отсутствует возможность своевременной разгрузки без двигателя или если нет постоянного дежурного персонала.

Ток срабатывания реле выбирают исходя из следующих требований:

· реле не должно срабатывать в нормальном режиме работы электродвигателя:

,

где коэффициент отстройки к_отс=1.1 – 1.2; коэффициент возврата к_в=0.8.

· реле должно приходить в действие при пусках электродвигателя:

при этом несрабатывание защиты в нормальных режимах пуска и самозапуска обеспечивается выбором выдержки времени в независимой части характеристики t_с.з.=10…15 с.

защита от перегрузки (с выдержкой времени)

токовая отсечка

3.17. Продольная дифференциальная защита сборных шин.

Дифференциальные защиты обязательны для шин напряжением 110 кВ и выше, но применяются и для шин 35 кВ ответственных понизительных подстанций. Для шин напряжением 6 –10 кВ защита выполняется по упрощенным схемам. Для выполнения дифференциальной защиты используют трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации независимо от мощности присоединения или принимают меры по выравниванию вторичных токов.

Дифференциальная токовая защита шин напряжением 35 кВ и выше эл. ст. и ПС охватывает все элементы, присоединенные к системе или секции шин. При этом число трансформаторов значительно и вероятность обрыва их вторичных цепей повышена. Это учитывается при выборе тока срабатывания защиты по условию , где I_{раб.макс.} - ток наиболее мощного присоединения. При возникновении обрыва защита автоматически с выдержкой времени выводится из действия. Как и любая дифференциальная защита, дифференциальная защита шин не должна срабатывать при внешних КЗ. Поэтому при выборе тока срабатывания необходимо учесть второе условие, по которому , где - ток небаланса; ε – полная погрешность ТТ; ΔN – погрешность, обусловленная наличием устройств регулирования напряжения на силовом трансформаторе; Δf –погрешность, обусловленная неточным выбором числа витков уравнительной обмотки.

Для повышения чувствительности защиты рекомендуется использовать реле типа РНТ или реле с торможением. Чувствительность защиты считается достаточной, если при КЗ на шинах к_ч³2.

Особенности выполнения защит шин определяются схемой первичных соединений и условиями ее работы. Например, двойная система шин имеет защиту в виде одного комплекта, если одна из систем рабочая, а другая – обходная. Если обе системы шин рабочие, то защита выполняется в виде трех комплектов.

Дифференциальная токовая защита шин напряжением 6 – 10 кВ предусматривается на эл.ст. с генераторами мощностью более 12 МВт. При этом она выполняется по упрощенной схеме. В ее цепи тока не включаются ТТ потребителей эл.эн. такая защита называется неполной дифференциальной токовой. Она является токовой защитой, включенной на геометрическую сумму токов питающих присоединений (генераторов, трансформаторов связи, секционного реактора) и ТСН. Защита выполняется двухступенчатой: 1-ая ступень – ТО, предназначенная для действия при КЗ на сборных шинах, 2-ая – МТЗ с выдержкой времени, предназначенная для резервирования первой ступени и для резервирования защит отходящих линий. Для первой ступени защиты расчетным является ток КЗ за реактором. При этом . Ток срабатывания второй ступени выбирают по условию отстройки от max нагрузочного тока секции сборных шин с учетом самозапуска электродвигателей:

. Выдержка времени защиты принимается на ступень селективности больше максимального времени срабатывания защит линий .

на отключение Q
3.18. Типы автоматических устройств и их функции.

Устройства автоматики состоят из устройств автоматического управления и устройств автоматического регулирования. В системах электроснабжения основными устройствами автоматического управления являются устройства АЧР, АВР, АПВ, а автоматического регулирования – устройства АРН и АРВ, а также автоматические синхронизаторы.

Воздействующей величиной УАЧР является напряжение, частоту которого контролирует измерительный орган – реле частоты. Реле срабатывает при снижении частоты до заданного значения. Селективность достигается выбором параметра срабатывания (частоты срабатывания) измерительного органа и выдержкой времени. При срабатывании УАЧР отключает определенную часть потребителей, способствуя восстановлению частоты в системе. Функции:

• селективность;
• поддержание частоты в энергосистеме на необходимом уровне.

УАВР контролирует положение выключателя рабочего источника питания и при его аварийном отключении включает резервный источник питания, а УАПВ действует на включение выключателя, например, ЛЭП после отключения ее РЗ. Требования:

· быстродействие;

• АПВ должно действовать при аварийном отключении выключателя линии и не должно действовать при отключении линии вручную или с помощью устройств РЗ;
• АПВ должно обеспечивать заданную кратность действия;
• Должны предотвращаться многократные включения на устойчивые КЗ;
• АВР должно приходить в действие при потере питания потребителей по любой причине;
• Действие АВР должно быть однократным;
• Включение АВР должно производиться только после отключения рабочего источника питания.

АРН предназначены для поддержания напряжения на необходимом уровне в нормальном режиме работы системы электроснабжения. Измерительный орган АРН, выполненный реле минимального и максимального напряжения, преобразует непрерывный входной сигнал, пропорциональный отклонению напряжения, в дискретный сигнал с учетом знака отклонения. Отклонение напряжения в ту или иную сторону сопровождается срабатыванием одного из реле. Это используют для управления объектом регулирования (конденсаторные установки и трансформаторы с устройствами РПН).

АРВ не только поддерживают напряжение в нормальных режимах, но и повышают устойчивость параллельно работающих генераторов и облегчают самозапуск электродвигателей при авариях. Автоматический регулятор воспринимает изменение напряжения или других величин и преобразует их в изменения тока возбуждения синхронной машины. Функции:

• быстрое и значительное увеличение возбуждения синхронных машин в аварийном режиме;
• наивыгоднейшее распределение мощности между параллельно работающими генераторами;
• поддержание требуемого уровня напряжения на шинах электростанции или в иной точке системы электроснабжения в нормальном режиме.

Функциями автоматических синхронизаторов являются регулирование напряжения и частоты вращения синхронизируемого генератора путем воздействия на АРВ и автоматический регулятор частоты вращения турбины, а также определение момента подачи команды на включение выключателя.