ИЭ / 8 сем (станции+реле) / Лекции / Защита двигателей

ЗАЩИТА ОТ ОБРАТНОЙ МОЩНОСТИ

Защита срабатывает, если активная мощность поступает от двигателя на шины, в течение времени срабатывания, заданного уставкой.

Режим характерен при подпитке внешней точки КЗ от двигателя в процессе его торможения, что приводит к появлению остаточного напряжения на шинах.

Отключение двигателя позволяет ограничить время и уровень остаточного напряжения, что может быть полезным при выполнении автоматики сетей, например, сократить время действия АВР, контролирующего отсутствие напряжения на шинах, потерявших питание.

11

ЗАЩИТА ОТ ПОТЕРИ ПИТАНИЯ

Защита от потери питания (ЗПП) предназначена для выявления режима потери питания и отключения подпитки во внешнюю сеть со стороны СД. ЗПП действует на отключение СД.

Требования ПУЭ к ЗПП. При наличии СД на секции, для ускорения действия АВР и АПВ (в тех случаях, когда напряжение на отключенной секции затухает медленно) может быть применено гашение поля СД ответственных механизмов с помощью:

•защиты минимальной частоты;

•других защит, обеспечивающих быстрейшую фиксацию потери питания.

Эти же защиты могут быть использованы для:

•отключения неответственных СД;

•предупреждения несинхронного включения отключенных СД, если токи их включения превышают допустимые значения.

12

ПРИЗНАКИ, ХАРАКТЕРНЫЕ ДЛЯ РЕЖИМА ПОТЕРИ ПИТАНИЯ

Признаки, характерные для режима потери питания, и принципы выполнения защиты от потери питания:

•Понижение напряжения. При потере питания напряжение генерируется синхронными двигателями, процесс снижения напряжения на шинах СД характеризуется большой длительностью, поэтому по такому принципу ЗПП не выполняется. Защита минимального напряжения, выполненная по такому принципу, может применяться, как вспомогательная.

•Снижение частоты. В чистом виде этот принцип не используется, т.к. существуют сложности различия снижения частоты при потере питания и снижения частоты при дефиците мощности в ЭЭС при системных авариях. При этом отключение СД не только будет излишним, но и может усугубить дефицит реактивной мощности в ЭЭС.

•Контроль снижения частоты на разных секциях ПС с СД. Существуют ограничения работы такой РЗ, например, при питании от одного трансформатора. Поэтому этот принцип используется только для частотного пуска устройства АВР секционного выключателя, для защиты от потери питания он не пригоден.

•Контроль скорости снижения частоты, как упоминалось выше, может применяться только в тех случаях, когда скорость снижения частоты при выбеге СД в 3 – 4 раза превышает скорость снижения частоты в ЭЭС, т.е. может применяться не всегда, тем более, что скорость снижения частоты при выбеге СД зависит от их нагрузки. Рекомендуемая граница по частоте 10 Гц/с по мнению некоторых специалистов является необоснованной.

•Контроль направления активной мощности. В общем случае отсутствует отстройка от качаний, возможна ложная работа, необходимо иметь большую выдержку времени из-за необходимости согласования с защитами от замыканий на землю смежных линий электропередач.

13

РАСЧЕТ ЗАЩИТЫ ОТ ПОТЕРИ ПИТАНИЯ

Предварительно должны быть проанализированы все возможные режимы, приводящие к кратковременным или длительным снижениям напряжения и к перерывам электроснабжения всего узла нагрузки, где имеются защищаемые ЭД.

Если двигатель ответственный и самозапуск АД после останова не допустим по технологическим процессам, то уставка срабатывания выбирается равной 50 % от номинального напряжения и выдержкой времени 0,5 с.

15

ЗАЩИТЫ ОТ ОДНОФАЗНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

Рассматривается двухступенчатая защита.

Первая ступень обеспечивает защиту электродвигателя при возникновении однофазного замыкания на землю Вторая ступень обеспечивает защиту от двойных замыканий на землю и используется в тех

случаях, когда для отстройки от переходных процессов первая ступень защиты действует с выдержкой времени.

16

ЗАЩИТА ОТ ОЗЗ

Взависимости от значения тока Σ защита от ОЗЗ может быть выполнена с действием на:

•сигнализацию (при токах срабатывания меньших, чем установленные в ПУЭ);

•отключение поврежденного присоединения.

Уставку срабатывания защиты электродвигателя от ОЗЗ по току 3 0сз, А, определяют по формуле:

где отс – коэффициент отстройки защиты от ОЗЗ;в – коэффициент возврата защиты от ОЗЗ;

бр – коэффициент броска емкостного тока, обусловленного перезарядом емкостей электрической сети при ОЗЗ;дв – емкостной ток защищаемого электродвигателя (см. рис. 4), А;кл – емкостной ток кабельной линии, соединяющей электродвигатель с ячейкой ( кл1 на рис. 4), А.

Значения коэффициентов можно принять: отс = 2,1; в = 0,95; бр = 2.

В некоторых сетях собственные емкостные токи отдельных присоединений велики и соизмеримы с суммарным емкостным током сети. Использование ненаправленной токовой защиты от ОЗЗ в таких сетях невозможно, и поэтому рекомендуется применять направленную защиту.

17

ЗАЩИТА ОТ ДВОЙНЫХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

При использовании защиты от ОЗЗ, работающей с выдержкой времени для отстройки от переходных процессов, необходимо применять защиту от двойных замыканий на землю, работающую без выдержки времени.

Согласно ПУЭ, уставку срабатывания этой защиты по току выбирают от 50 до 200 А.

Уставку срабатывания защиты от двойных замыканий на землю по току, А, определяют по

где – коэффициент отстройки;

– коэффициент несимметрии, показывающий допустимое значение токов нулевой последовательности, обусловленных резистивным заземлением нейтрали при несимметрии напряжения питающей сети и разбросом индуктивных сопротивлений фазных обмоток электродвигателя;

пуск дв – пусковой ток электродвигателя, А;п – коэффициент пуска;

ном дв – номинальный ток электродвигателя, А.

Для сетей с изолированной нейтралью нес = 0,015. Для сетей с резистивным заземлением нейтрали нес = 0,025.

18

НАПРАВЛЕННАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА ОТ ОЗЗ

Применение направленной защиты в сетях с изолированной нейтралью необходимо в случаях, когда у ненаправленной защиты недостаточная чувствительность

При повреждении измерительных цепей напряжения защита переводится в ненаправленный режим (при этом возможно ее неселективное действие) или блокируется.

Для повышения чувствительности защиту выполняют с выдержкой времени 0,1 с. При этом время срабатывания токовой защиты от ОЗЗ сз = 0,1 с выбрано по условию отстройки от длительности переходных процессов.

Для обеспечения коэффициента чувствительности не менее 1,5 уставка срабатывания направленной защиты от ОЗЗ сз, А, должна удовлетворять условию:

(1)

сз < ОЗЗ1.5Σ .

19

ЗАЩИТА СД НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В

Дополнительные условия:

1. Токовая отсечка

наряду с условием

E"q и X"d – сверхпереходные ЭДС и сопротивление электродвигателя.

Если ЭД подключен к шинам через постоянно включенный реактор с сопротивлением Хр , то при определении тока I"д необходимо принимать ( X"d + Хр )

20