Защита электродвигателей от коротких замыканий между фазами

Защита от к. з. между фазами является основной защитой элект­родвигателей, и установка ее обязательна во всех случаях.

В качестве защиты электродвигателей от к. з. применяется мак­симальная токовая защита мгновенного действия (токовая отсечка), отстроенная от пус­ковых токов и токов самозапуска электродвигателей. При недоста­точной чувствительности токовой отсечки на мощных электродвига­телях 2000 кВт и больше, имеющих шесть выводов, может применять­ся дифференциальная токовая защита. На электро двигателях 5000 кВт и более установка диффе­ренциальной защиты считается обязательной.

Электродвигатели напряжени­ем 500 В и ниже, как правило, защищаются от к. з. плавкими предохранителями. Предохрани­ тели могут применяться и на элек­тродвигателях более-высокого напряжения, если только разрыв­ная мощность предохранителей достаточна для разрыва тока к. з. Для защиты электродвигателей целесообразно применение переменного оперативного тока (рис. 18-6, а), а также реле прямого действия, что упрощает вторичную коммутацию и дает существен­ную экономию контрольного кабеля ввиду большого количества электродвигателей на предприятиях и электростанциях.

Защита от к. з. выполняется, как правило, двухфазной, так как токи замыкания на землю в сетях, от которых питаются дви­гатели, обычно невелики. При этом трансформаторы тока целесооб­разно ставить около выключателя со стороны двигателя. Во всех случаях, когда это возможно по чувствительности, преимущество отдается однорелейной схеме защиты (трансформаторы тока вклю­чаются на разность токов двух фаз).

Защита по схеме на рис. 18-6, а, выполненная при помощи реле типа РТ-86, применяется для электродвигателей, подвер­женных перегрузке. При этом отсечка используется в качестве защиты от к. з., а индукционный элемент — для защиты от пере­грузки.

Реле РТ-86 имеют два независимых контакта: один — у индук­ционного элемента (сигнальный), другой — у отсечки, действую­щий на отключение. Контакт отсечки достаточно мощен и может действовать на отключение выключателя непосредственно. На электродвигателях, не подверженных перегрузкам, устанавли­вается токовое реле типа РТ по схеме на рис. 18-6, б. Контактная система его не может работать на катушку отключения. Поэтому в схеме предусмотрено промежуточное реле.

В случаях, когда однорелейная схема защиты электродвигате­лей не обеспечивает требуемой чувствительности при двухфазных к. з. (что может иметь место на крупных электродвигателях с боль­шими пусковыми токами), применяется двухрелейная схема защи­ты (рис. 18-7).

Схема защиты на рис. 18-7 более чувствительна к двухфаз­ным к. з., чем схема на рис. 18-6.

Дифференциальная защита электродвигате­лей приведена на рис. 18-8. Дифференциальная защита дает возможность получить значительно большую чувствительность, чем максимальная токовая защита, так как броски тока от электродвигателя при внешних к. з. и токи пуска и самозапуска, от которых отстраивается максимальная токовая защита, в схеме дифференциальной защиты оказываются сбалансированными.

Ток срабатывания токовой отсечки от междуфазных к. з. отстраивается от бросков тока, посылаемых электродвигателем в первый момент к. з. в сети, питающей двигатель, и от пускового тока электродвигателя при полном напряжении питающей сети и выведенном пусковом сопротив­лении в цепи ротора (для электродвигателей с фазным ротором).

Определяющим, как правило, является второе условие.

Если защита выполнена при помощи быстродействующих реле типа РТ, имеющих достаточно высокий коэффициент возврата (порядка 0,85), то для отстройки от апериодической составляющей пускового тока устанавливается промежуточное реле, замедляющее действие защиты на 0,04—0,06 с. Ток срабатывания защиты в этом случае выбирают из условия возврата реле ЭТ или РТ при максималь­ном значении периодического пускового тока I _п.пуск, учитывая, что апериодическая составляющая пускового тока затухает до того, как успеет подействовать промежуточное реле защиты. Первичный ток срабатывания защиты равен:

Коэффициент k _нобычно принимается равным 1,2. Макси­мальное значение периодической составляющей пускового тока I _п.пуск берется по данным завода или определяется путем испытаний.

Защита, вы полненная с реле типа РТ-80, имеющим большую инерционность и плохой коэффициент воз­врата отсечки (порядка 0,3—0,4), сработав вод влиянием перво­начального броска пускового тока, не сможет вернуться после затухания его апериодической составляющей. Поэтому ток срабатывания подобных реле отстраивается от максимального значения пускового тока I _д.пуск. Первичный ток срабатывания принимается равным:

где k _н— коэффициент надежности, обычно принимаемый равным 1,2; 1,8 — коэффициент, учитывающий апериодическую состав­ляющую пускового тока. Вторичный ток срабатывания защиты находится по формуле

где k_сх — коэффициент схемы, учитывающий схему соединения трансформаторов тока, используемых для защиты; при соедине­нии трансформаторов тока на разность токов двух фаз (рис. 18-6) k _сх = , а при соединении их по схеме неполной звезды (рис. 18-7) k _сх = 1; n_т — коэффициент трансформации транс­форматоров тока защиты.

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

Чувствительность защиты от междуфазных к. з. электро­двигателя оценивается коэффициентом чувствительности, пред­ставляющим собой отношение тока металлического двухфазного к. з. на выводах двигателя при минимальном режиме работы питающей сети к первичному току срабатывания защиты двига­теля:

Дата добавления: 2014-12-23