Защита двигателей

10.1. Общее.

Релейная защита электродвигателей должна реагировать на внутренние повреждения и опасные ненормальные режимы. Релейную защиту следует выполнять простой и дешевой, но для электродвигателей мощностью более 200кВт возможно применение сложных защит.

Особую ответственность представляют электродвигатели механизмов собственных нужд, отключение которых из-за неправильного действия релейной защиты может вызвать нарушение нормальной работы электростанции. Поэтому защита электродвигателей ответственных механизмов электростанций должна отличаться большой надежностью.

Большое значение имеет самозапуск электродвигателей, что часто происходит при к.з. и при автоматическом переключении двигателя (АВР). Защита электродвигателей должна обеспечить самозапуск, т.е. она не должна преждевременно отключать электродвигатели как при уменьшении напряжении, так и при его восстановлении.

Для защиты электродвигателей могут быть установлены:

1.Частные повреждения м.ф.к.з. в обмотках статора приводят к значительным повреждениям и понижения напряжения сети, поэтому должна быть обязательно защита электродвигателей от м.ф.к.з.

2.Однофазные к.з. обмотки статора на землю менее опасны, т.к. электродвигатели работают с изолированной нейтралью. Защита от 1ф.к.з. устанавливается, когда Iк.з.>(5-10)А.

3.Защиту от витковых замыканий не устанавливают, т.к. простых способов ее выполнения не существует.

4.Часто возникают перегрузки током, поэтому защита от перегрузки, в зависимости от условий действует на сигнал, разгрузку приводного механизма или отключение электродвигателя.

10.2. Защита от м.ф.к.з.

В качестве защиты применяется токовая отсечка, отстроенная от пусковых токов и токов самозапуска электродвигателей. При недостаточной чувствительности ТО электродвигателей мощностью более 2000кВт, имеющих 6 выводов применяется дифференциальная токовая защита. На электродвигателях мощностью более 5000кВт применение диф.защиты является обязательно. Электродвигатели Uном≤500В защищаются от к.з. предохранителями.

Для защиты целесообразно применять переменный оперативный ток с применением реле прямого действия, что упрощает вторичную коммутацию и позволяет сэкономить контрольный кабель на электростанциях.

Для электродвигателей подверженных перегрузке применяется схема а), для электродвигателей не подверженных перегрузке применяется схема б), когда однолинейная схема не обеспечивает чувствительности при 2 ф.к.з. применяется схема в).

ТО отстраивается в первый момент к.з. в сети и от пускового тока электродвигателя при полном напряжении питающей сети и выведенном пусковом сопротивлении в цепи ротора. Если в защите применяется реле РТ-40, то для отстройки от апериодической составляющей пускового тока дополнительно устанавливается промежуточное реле с t_в=(0,04-0,06)сек.

где I_п.пуск – периодический пусковой ток;

к_н- коэффициент надежности равный 1,2;

к_в- коэффициент возврата равный 0,85.

Коэффициент чувствительности равен:

где - ток металлического 2ф.к.з. на выводах двигателя при минимальной режиме работы питающей сети.

Применение диф.защиты дает большую чувствительность, чем МТЗ, т.к. броски тока при внешнем к.з.и пускового тока, самозапуска в схеме оказывается сбалансированы.

Ток срабатывания защиты рассчитывается по формуле:

Коэффициент чувствительности равен:

где - ток металлического 2ф.к.з. на выводах двигателя при минимальной режиме работы питающей сети.

10.3. Защита от 1ф.к.з.

Защита от 1ф.к.з. устанавливается на двигателях мощностью до 2000кВт при токе к.з. менее 10А и на двигателях мощностью более 2000кВт при токе к.з. менее 5А. Защита выполняется с действием на отключение без выдержки времени с использованием ТНП, ТЗЛ.

10.4. Защита от перегрузки.

Перегрузка возникает в следующих случаях:

- при затянувшимся пуске или самозапуске;

- по техническим причинам и перегрузке механизмов;

- обрыв фазы;

- при повреждении механической части электродвигателей, вызывающего момент сопротивления и торможение электродвигателя.

Перегрузки бывают устойчивые и кратковременные.

Основной опасностью сверхтоков является сопровождающее их повышение температуры отдельных частей и обмоток.

Перегрузочной способностью электродвигателя определяется характеристикой зависимости между величиной сверхтока и допускаемым временем его прохождения:

где t – допустимая длительность перегрузки, сек;

Т – const времени нагрева, сек;

а – коэффициент, зависящий от типа изоляции, а также периодичности и характера сверхтоков, а=1,3;

к – кратность сверхтоков, к=I_дл/I_ном.

На электродвигателях не подверженных технологическим перегрузкам и не имеющих тяжелые условий пуска защита от перегрузки не устанавливается (циркуляционные, питательные насосы). На электродвигателях подверженных перегрузкам защита должна обязательно устанавливаться (электродвигатели мельниц, дробилок). Защита выполняется на отключение, если не обеспечивается самозапуск. Защита выполняется на сигнал или разгрузку механизма автоматически или вручную без останова механизма.

Лучше других работает защита, выполненная с тепловыми реле. Реле настраивается так, чтобы уставка срабатывания по теплу, выделение которого происходит в электродвигателе, была равна предельно допустимому:

Защита от перегрузки также может быть выполнена с токовым реле:

Ток срабатывания равен:

Уставка по времени срабатывания: t_перег>t_пуск или t_перег>t_самоз. Т.к. время пуска асинхронного двигателя (10-15)сек, то характеристика реле РТ-90 в независимой части времени должна быть не менее (12-15)сек.

Дата добавления: 2014-01-11