Защита от замыканий на землю электродвигателей напряжением 3-10 кВ

 

Выполняется с помощью одного токового реле РТЗ-51, которое подключается к трансформатору тока нулевой последовательности (рис.85).

Ток срабатывания

,

где – емкостной ток двигателя; =1,2…1,3; -коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока электродвигателя при внешних перемежающихся замыканий на землю. Для защиты, действующей без выдержки времени =3…4.

Ток срабатывания не должен превышать 10 А для электродвигателей до 2000 кВт, и 5 А для электродвигателей до 5000 кВт и более. Если расчетная величина тока срабатывания получается большей, то необходимо время срабатывания принять t = 1…2 с и =1,5…2.

 

Рис.85. Сема подключения реле защиты

 

Если питание электродвигателя подается по двум параллельным кабелям, то трансформаторы тока, надетые на каждый кабель, соединяются последовательно и подключаются к одному общему реле. На электродвигателях большой мощности, для питания которых используется больше двух кабелей, защиту от замыканий на землю выполняют одним общим трансформатором тока нулевой последовательности типа ТНП аналогично защите генераторов.

Для защиты от двойных замыканий на землю на электродвигателях, оснащенных продольной дифференциальной защитой в двухфазном исполнении к вторичной обмотке трансформатора тока нулевой последовательности подключается второе токовое реле, имеющее уставку срабатывания 100-200 А (первичный ток), как и в защите генераторов.

Ток срабатывания при двойных замыканиях на землю

,

.

Защита от перегрузки

Предусматривается на электродвигателях, подверженным перегрузкам по технологическим причинам (вентиляторы, дымососы, мельницы, дробилки и т. д.), а также на электродвигателях с особо тяжелыми условиями пуска и самозапуска длительностью более 20 с. Перегрузка – симметричный режим, поэтому защита от нее может быть выполнена одним реле, включенным в любую фазу электродвигателя. Выдержка времени защиты отстраивается от длительности пуска электродвигателя в нормальном режиме и самозапуска после действия УАВР и УАПВ. Обычно осуществляется индукционными элементами реле РТ-80, электромагнитные элементы которых используются для выполнения токовой отсечки (токовая отсечка осуществляется двухступенчатой защитой).

Действует защита на отключение допускается на электродвигателях с тяжелыми условиями пуска или самозапуска, а также в тех случаях, когда отсутствует возможность своевременной разгрузки без остановки электродвигателей или если нет постоянного дежурного персонала.

Ток срабатывания защиты

,

где =1,1…1,2.

Время срабатывания составляет t_СЗ =(10…15) с.

7. Резервирование отказов в действии релейной зашиты и

выключателей

Неотключенное КЗ разрушительно воздействует на поврежденный элемент. Опасно для данной электроустановки и для сети в целом. Поэтому резервирование отключения КЗ является обязательным условием при осуществлении релейной защиты.

Резервирование отключения КЗ с использованием для этой цели резервного действия защит соседних элементов сети принято называть дальним резервированием. Такой способ резервирования обладает высокой надежностью, так как резервирующее и резервируемое устройство не имеют общих элементов конструкции и поэтому не могут быть поврежденными по одной и той же причине. Для осуществления дальнего резервирования не требуется специальных устройств релейной защиты. Эти положительные качества дальнего резервирования определяют его широкое распространение.

Основным недостатком дальнего резервирования является сложность в обеспечении требуемой чувствительности защит, осуществляющих дальнее резервирование, особенно в сложных сетях с протяженными и сильно загруженными линиями при наличии параллельных ветвей и мощных подпиток.

Наряду с дальним резервированием применяется так называемое ближнее резервирование. Для резервирования, кроме основной релейной защиты, данный элемент электроустановки оборудуется резервным комплектом защиты. Резервная защита действует на отключение тех же выключателей, что и основная защита. При этом релейная защита, как правило, обеспечивает необходимую чувствительность при повреждениях в конце защищаемой линии.

Для повышения эффективности ближнего резервирования защит необходимо, чтобы основная и резервная защиты имели независимые друг от друга измерительные и оперативные цепи, а также независимые источники питания. Кроме того, желательно, чтобы основная и резервная защиты имели разный принцип действия, реагировали на разные электрические величины, например, ток и сопротивление или другие. Такое выполнение основной и резервной защит в наибольшей степени исключает возможность отказа обеих защит из-за одной общей причины. Для обеспечения этих условий применяют подключение основных и резервных защит к разным трансформаторам тока (или чаще к разным вторичным обмоткам одного трансформатора тока), использование двух трансформаторов напряжения, двух аккумуляторных батарей. К системе ближнего резервирования относят также устройства резервирования отказа выключателей (УРОВ), которые запускаются защитами отказавшего выключателя и действуют на отключение всех выключателей данной подстанции, через которые ток КЗ подходит к месту повреждения – линии с отказавшим выключателем. УРОВ предназначается для ликвидации с наименьшими потерями повреждений, сопровождающихся отказов выключателя, и КЗ в зоне между трансформатором тока и выключателем (если применяются выносные трансформаторы тока).

 

Рис.86. Пример действия УРОВ

 

При КЗ на линии W1 (рис.86) в случае отказа выключателя Q1 УРОВ отключит выключатели Q5, Q6 и Q9, отделяя тем самым место повреждения от неповрежденной части энергосистемы. Без напряжения останется только часть системы шин подстанции А. В том же случае при дальнем резервировании действие релейной защиты будут отключены выключатели Q2-Q4.

Недостатком дальнего резервирования является также его низкое быстродействие. Время отключения КЗ может достигать 3-5 с.

Таким образом, ближнее резервирование обеспечивает более быструю и селективную ликвидацию повреждения, при этом не возникает задач с обеспечением необходимой чувствительности пусковых органов. В тоже время система ближнего резервирования менее надежна, так как устанавливается на одном и том же объекте и может отказать по той же причине.