2.1.1.2 Защита от однофазных замыканий на землю

В соответствии с п.5.3.48 ПУЭ, защита электродвигателей мощностью до 2 МВт от однофазных замыканий на землю при отсутствии компенсации должна предусматриваться при токах замыкания на землю 10 А и более, а при наличии компенсации - если остаточный ток в нормальных условиях превышает это значение. В эксплуатации, однако, при токах замыкания на землю более 5А РЗ от замыканий на землю часто устанавливают на электродвигатели любой мощности, что способствует ограничению их повреждений при замыканиях на землю [2].

Собственный емкостной ток электродвигателя:

, (20)

где – емкость двигателя, определяемая по формуле:

, (21)

где – коэффициент, учитывающий класс изоляции ( = 40 для изоляции класса Б при t = 25° С); – номинальная мощность двигателя; – скорость вращения двигателя.

Ток срабатывания защиты:

; (22)

где – коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,2÷1,3; – коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока электродвигателя при внешних перемежающихся замыканий на землю, и принимаемый равным 3÷4 для защит без выдержки времени и 1,5÷2 – для защит с выдержкой 1-2 с.;

Защиту выполняем без выдержки времени, что позволяет не устанавливать защиту от двойных замыканий на землю, при этом принимаем =3,5.

Защита выполняется на бате ТНП типа ТЗЛМ и реле РТЗ-51. При числе витков вторичной обмотки 20 и токе срабатывания реле 0,02А ток срабатывания защиты составит приблизительно 0,8А. Уставка реле РТЗ-51регулируется на срабатывание при подаче в первичную цепь ТНП тока величиной 0,8А.

2.1.1.3 Защита от токов перегрузки

В качестве защиты от перегрузки применяем МТЗ, выполненную на двух реле РТ-40, включенных по схеме неполной звезды.

Токи срабатывания защиты и реле:

, (23)

где k_в – коэффициент возврата; I_ном – номинальный ток двигателя.

, (24)

Выбираем реле тока РТ-40/10, I_уст = 7А.

Согласование времени действия защиты при перегрузке с вре­менем самозапуска двигателя производим по выражению

(25)

где t_С.Д, t_С.Ф ^— допустимое и фактическое время разгона двигате­ля при самозапуске; t_П.Д — допустимое время действия защиты при перегрузке.

Из-за отсутствия данных о времени разгона при самозапуске, условно принимаем:

t_С.Ф = 10 с; t_С.Д = 30 с.

Выбираем реле времени РВ-144 с уставкой, равной 15 с.

2.1.1.4 Защита минимального напряжения

Так как от каждой секции шин ГПП питается по одному синхронному двигателю и самозапуск их допускается по технологическим режимам, то защиту минимального напряжения не устанавливаем.

2.1.1.4 Защита от асинхронного режима

Согласно ПУЭ (п. 5.3.50, 5.3.51):

«Защита синхронных электродвигателей от асинхронного режима может осуществляться при помощи реле, реагирующего на увеличение тока в обмотках статора; она должна быть отстроена по времени от пускового режима и тока при действии форсировки возбуждения. Защита, как правило, должна выполняться с независимой от тока характеристикой выдержки времени».

Защита синхронных электродвигателей от асинхронного режима должна действовать с выдержкой времени на одну из схем, предусматривающих:

1) ресинхронизацию;

2) ресинхронизацию с автоматической кратковременной разгрузкой механизма до такой нагрузки, при которой обеспечивается втягивание электродвигателя в синхронизм (при допустимости кратковременной разгрузки по условиям технологического процесса);

3) отключение электродвигателя и повторный автоматический пуск;

4) отключение электродвигателя (при невозможности его разгрузки или ресинхронизации, при отсутствии необходимости автоматического повторного пуска и ресинхронизации по условиям технологического процесса).

При нарушении синхронизма частота вращения электродви­гателя уменьшается, и он переходит в асинхронный режим. При этом в пусковой обмотке и цепи ротора появляются то­ки, создающие дополнительный асинхронный момент, под влиянием которого синхронный электродвигатель может остаться в работе с некоторым скольжением.

Токи, появляющиеся в статоре, роторе и пусковой обмотке электродвигателя при асинхронном режиме, вызывают повы­шенный нагрев их, поэтому длительная работа синхронных электродвигателей в асинхронном режиме с нагрузкой более 0,4-0,5 номинальной недопустима.

В связи с этим появляется необходимость в специальной РЗ от асинхронного режима, которая должна реализовать мероприятия, обеспечивающие ресинхронизацию электродви­гателя, или отключить его. Ресинхронизация состоит в том, что с электродвигателя снимается возбуждение (при этом его асинхронный момент повышается и скольжение уменьшает­ся), через некоторое время включается возбуждение, и электро­двигатель вновь втягивается в синхронизм. Признаком нару­шения синхронизма электродвигателя является появление пульсирующего тока в статоре и в роторе.

Защита от асинхронного хода выполняется так же, как и защита от перегрузок.