9.3.Защита электродвигателей

Для синхронных и асинхронных двигателей напряжением выше 1 кВ должна предусматриваться релейная защита от следующих поврежде­ний и ненормальных режимов работы:

- многофазных замыканий в обмотке статора и, на ее выводах;

-замыканий на землю в обмотке статора:

- токов перегрузки

-снижения и исчезновения напряжения.

Для синхронных двигателей предусматривается, кроме того, защита от асинхронного режима и замыкания в цепи, возбуждения.

В табл.9.2 приведены основные требования ПУЭ по объему устройств релейной защиты для различных двигателей напряжением выше 1 кВ.

Рассмотрим некоторые особенности выполнения и расчетов ука­занных защит.

Токовая отсечка. При построении схем токо­вых отсечек для двигателей следует ориентироваться на применение переменного оперативного тока.

Ток срабатывания отсечки выбирается из условия отстройки от, наибольших пусковых токов. Для защит, выполненных на реле РТ-40

где коэффициенты надежности Кн=1.2 и возврата Кв=0,85.

Реле РТ-80 имеет коэффициент возврата электромагнитного элемента, Кв= 0,3 - 0,4. Поэтому, сработав при броске пускового тока, реле не может вернуться в исходное положение после затуха­ния ' апериодической составляющей. Ток срабатывания защиты, выпол­ненной на реле типа РТ-80 выбирается из условия:

где 1,8- коэффициент, учитывающий действие апериодической сос­тавляющей пускового тока.

Коэффициент надежности Кн=1.2.

Токи срабатывания реле определяются с- учетом коэффициента схемы соединений трансформаторов тока и обмоток реле Ксх и коэф­фициента трансформации трансформаторов тока :

Коэффициент чувствительности:

Таблица 9.2

Объем и виды защит электродвигателей напряжением выше 1 кВ

Вид повреждения или ненормального режима	Вид защиты	Мощность двигателя, кВт
1	2	3
1.многофазные КЗ в двигателе и на его выводах 2.Замыкания на землю 3.Перегрузка 4.Снижение или исчезновение напряжения 5.Асинхронный режим (для синхронных двигателей)	Токовая отсечка с одним реле, включенным на разность токов двух фаз, действие на отключение, t=0. Токовая отсечка с двумя реле, включенными на фазные токи, действие на отключение, t=0. Продольная дифференциальная с тремя реле, действие на отключение, t=0. Продольная дифференциальная с двумя или одним реле, действие на отключение, t=0. Максимальная токовая нулевой последовательности с действием на отключение, t=0. Однофазная или двухфазная МТЗ с действием на сигнал, технологическую разгрузку или отключение, t0 Защита минимального напряжения с действием на отключение, t0 Защита от асинхронного режима	до 2000 свыше 2000 свыше 5000 до 5000 при наличии шести выводов, если то не удовлетворяет требованиям чувствительности до 2000 кВт при Iз  10 А При Рном  2000 кВт и токе замыкания Iз  5 А Для двигателей, подверженным технологическим перегрузкам Для двигателей, не работающих в режиме самозапуска Для всех двигателей

Продольная дифференциальная за­щита может быть выполнена для двигателей, имеющих шесть выв­одов. Эта защита имеет большую чувствительность по сравнению с токовой отсечкой, так как броски тока, обусловленные внешними КЗ. токами пуска и самозапуска электродвигателей оказываются сбалан­сированными. Продольные дифференциальные защиты для электродвига­телей могут применяться в двухфазном или трехфазном исполнении.

Ток срабатывания защиты при условии идентичности трансфор­маторов тока и выбора их по кривым 10%-ной кратности принимается равным:

Где Iном- номинальный ток двигателя.

Коэффициент (1,5 - 2) учитывает отстройку от токов неба­ланса при внешних коротких замыкания при пуске самозапуске и двигателей.

Чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувстви­тельности

где I к. мин - ток двухфазного КЗ на выводах двигателя.

Защита от замыканий на землю в обмотке статора предусматривается при токах замыкания не менее 10А для двигателей мощностью до 2000 кВт и не менее 5 А для дви­гателей, мощность которых равна или более 2000 кВт. Защита выпол­няется с помощью трансформаторов тока нулевой последовательности и действует на отключение двигателя от сети без выдержки времени.

Защита от перегрузки устанавливается в случаях, когда возможны перегрузки двигателя по технологическим Причинам или имеются тяжелые условия пуска и самозапуске. Защита выполняется с действием на сигнал, автоматическую разгрузку меха­низма или отключение.

В качестве защиты от перегрузки применяется МТЗ с выдержкой времени. Ток срабатывания реле

где Кн - коэффициент надежности (отстройки); для защиты, действующей на

сигнал Кн=1.1 - 1,2 ; для защиты, действую щей на отключение Кн=

1,5- 1,75

Кв - коэффициент возврата': для реле рт-40 Кв-0.85, для реле РТ-80 Кв=

0,8 ;

п_гд - коэффициент трансформации трансформаторов тока;

Iном - номинальный ток двигателя.

Защита от снижения напряжения устанавливается с целью предотвратить самозапуск или повторный пуск двигателя после короткого замыкания или отключения напряже­ния в сети, если это недопустимо по технологии производства, или правилам техники безопасности, а также для обеспечения успешного самозапуска двигателей ответственных механизмов за счет отключе­ния, части других двигателей.

Защита от снижения напряжения выполняется одно- или двухсту­пенчатой. Выдержка времени отстраивается от отсечек двигателей и устанавливается равно 0.5 - 1.5 с. Выдержка времени на отклю­чение ответственных, двигателей принимается равной 10-15 с [18].

Защита синхронных двигателей от асинхронного режима действует с выдержкой времени на запуск системы ресинхронизации, автоматическую разг­рузку механизма до такой степени, чтобы двигатель вошел в синхро­низм.

Тип защиты - максимальная токовая в однофазном однорелейном исполнении. Если на двигателе установлена защита от перегрузки, то ее следует совмещать с защитой от асинхронного хода. Для двигателей с тяжелыми условиями пуска предусматривают вывод этой защиты на время пуска и самозапуска.