Защита двигателей от междуфазных КЗ

Защита от КЗ между фазами является основной РЗ электродвигателей и установка ее обязательна во всех случаях. В качестве РЗ электродвигателей мощностью до 5000 кВт от КЗ применяется токовая отсечка.

Токовая отсечка должна быть отстроена от пускового тока двигателя. В момент включения двигателя появляется бросок тока намагничивания в 1,6…1,8 раза превышающий по амплитуде установившийся пусковой ток двигателя. Этот бросок учитывается повышенным коэффициентом надежности при отстройке от пускового тока двигателя.

, (20.1)

где I_СЗ – первичный ток срабатывания отсечки;

к_н – коэффициент надежности, с учетом отстройки от броска тока намагничивания равен 1,8 - для отсечек с временем срабатывания 0,05 с и 1,6 - при времени срабатывания более 0,1с;

Iп max– пусковой ток двигателя в максимальном режиме.

Кратность пускового тока двигателя может быть взята из паспорта двигателя. Пусковой ток равен:

(20.2)

После выбора уставки должна быть проверена чувствительность отсечки по току при двухрелейной схеме:

(20.3)

где к_ч – коэффициент чувствительности, он должен быть не менее 2;

– ток двухфазного КЗ на выводах электродвигателя в минимальном режиме.

Если ток срабатывания отсечки отстроен от пускового тока электродвигателя, то она надежно отстроена и от тока, который электродвигатель посылает в сеть при внешнем КЗ.

Токовую РЗ электродвигателей мощностью до 2000 кВт ранее выполняли на простой и дешевой однорелейной схеме, включая реле на разность токов двух фаз. Недостатком этой схемы является более низкая чувствительность по сравнению с двухрелейной отсечкой к двухфазным КЗ между одной из фаз, на которых установлен ТТ, и фазой без ТТ. Ток срабатывания реле отсечки, выполненной по однорелейной схеме, в √3 раз больше, чем в двухрелейной схеме: при выборе уставки учитывался коэффициент схемы при симметричном пусковом режиме равный к_сх=√3:

(20.4)

Соответственно ниже в √3разполучается и чувствительность защиты.

На электродвигателях мощностью 2000…5000 кВт токовую отсечку необходимо выполнять двухрелейной (рис.20.1, а). Двухрелейную схему отсечки требуется также применять на электродвигателях мощностью до 2000 кВт, если коэффициент чувствительности однорелейной схемы при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя окажется менее двух. При использовании цифровых реле отсечка выполняется 2–элементной или 3–элементной независимо от мощности двигателя.

На электродвигателях мощностью 5000 кВт и более должна устанавливаться продольная дифференциальная защита, обеспечивающая более высокую чувствительность к КЗ на выводах и в обмотках (I_сз ≤ I_ном). Если токовая отсечка не обладает необходимой чувствительностью, то дифференциальная защита может выполняться и на двигателях меньшей мощности при условии наличия на двигателе выводов фаз со стороны нейтрали (рис. 20.6, б).

Для этого применяются специальные дифференциальные реле, включаемые на комплекты трансформаторов тока, соединенные в неполную звезду на сторонах линейных выводов и нейтрали двигателей. Защита выполняется двухфазной. Могут использоваться реле РНТ-565, ДЗТ-11 или РСТ-15, а также цифровые реле.

Рис. 20.1. Схема защиты электродвигателя от междуфазных КЗ: а – токовая отсечка; б – дифференциальная защита в однолинейном исполнении.

Поскольку РЗ в двухфазном исполнении не реагирует на двойное замыкание на землю, одно из которых возникает в обмотке электродвигателя на фазе В, в которой отсутствует ТТ, дополнительно устанавливается специальная РЗ от двойных замыканий на землю, которая выполняется токовым реле, подключенным к ТТНП. Эта функция может выполняться защитой от замыкания на землю, если она не имеет выдержки времени.