Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Короткие замыкания и защита линий 0,4-35 кВ. II часть - 2110002 «Монтаж и наладка электрооборудования электрических станций, подстанций и линий электр
.pdf
k
=
H
I
воз
ном
k
I
с.з.
Время действия защиты от перегруз должно быть таким,
чтобы оно было больше времени пуска электродвигателя при
эксплуатационно возможном понижении напряжении а у электродвигателей, для которых предусмотрен самозапуск, больше
времени самозапуска. С другой стороны, это время не должно
превышать допустимой для двигателя длительности прохождения сверхтока.
Обычно эти условия удовлетворяются, так как первая величина значительно меньше второй.
Время пуска асинхронных электродвигателей обычно составляет 10—15 с. Поэтому характеристика реле типа РТ-80
должна иметь в независимой части время не меньше 12—15 с.
На защите от перегрузки с независимой характеристикой выдержка времени принимается 12—20 с.
6-7. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
ОТ ПОНИЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
Защита минимального напряжения устанавливается на электродвигателях, которые необходимо отключать при понижении
напряжения для обеспечения самозапуска ответственных электродвигателей или самозапуск которых при восстановлении напряжения недопустим по условиям техники безопасности или
особенностям технологического процесса.
На электростанциях к ответственным относятся такие электродвигатели, отключение которых вызывает снижение нагрузки или остановку станции.
К ним относятся электродвигатели питательных, конденсатных и циркуляционных насосов, электродвигателя дымососов,
дутьевых вентиляторов и питателей пыли.
Неответственными считаются электродвигатели, отключение которых не отражается на нагрузке станции, например
электродвигатели мельниц на станциях с промежуточными
бункерами, багерных насосов и т. п.
161
Если мощность всех ответственных электродвигателей превышает допустимую мощность по условию самозапуска, то при
понижении напряжения необходимо отключать и некоторые ответственные электродвигатели.
По истечении времени, достаточного для развертывания неотключаемых электродвигателей, отключенные ответственные
электродвигатели можно включать обратно при помощи АПВ.
Схемы защиты минимального напряжения должны обеспечивать отключение электродвигателей как при полном исчезновении напряжения, так и при длительном коротком замыкании
в сети, вызывающем торможение двигателей.
Отключение электродвигателей при исчезновении напряжения обеспечивается установкой одного реле минимального напряжения, включенного на линейное напряжение (рис. 6.13).
Рис.6.13- Защита минимального напряжения с одним реле
Защита с одним реле напряжения надежно реагирует на трехфазные к. з. Однако при двухфазных к. з. защита с одним реле
действует только при к. з. между фазами, на которые включено
реле. Так, если реле включено на напряжение U
в случае замыкания между фазами В и С напряжение U
жается незначительно. Оно составляет 1,5 U
(рис. 6.14), то
АВ
, т. е. уменьшается
ф
АВ
сни-
всего на 15% номинального значения.
Поскольку по условию возврата реле минимального напряжения уставка на нем не может быть выше 70 - 80% номинального напряжения сети, то защита в рассматриваемом случае
действовать не будет. Такое же положение имеет место в случае
к. з. между фазами А и С.
162
Рис. 6.14- Векторные диаграммы напряжений:
а — нормального режима; б — при двухфазных к. з. между фазами В и С
Для обеспечения работы защиты при всех случаях двухфазного к. з. иногда применяется трехфазная схема, показанная на
рис. 6.15.
Эту схему применяют в сетях, где возможно длительное отключение к. з., сопровождаемых снижением напряжения ниже 70%.
В сетях, оснащенных быстро действующими на линиях реакторами, необходимость в защите, реагирующей на понижение напряжения при к. з. отпадает. Поэтому, как правило, применяется более простая однофазная схема (рис. 6.13).
Рис. 6.15- Трехфазная защита минимального напряжения
Существенным недостатком защиты минимального напряжения является возможность ее неправильной работы в случае
обрыва цепей напряжения, чаще всего возникающего при перегорании предохранителей в этих цепях. Поэтому защита по
схеме рис. 6.13 и 6.15 применима лишь для неответственных
электродвигателей.
163
Во избежание ложного отключения электродвигателей при
обрыве цепи напряжения в ответственных установках применяются с двумя комплектами реле напряжения, включенными
на разные трансформаторы напряжения (рис. 6.16) или разные
линейные напряжения одного и того же трансформатора напряжения (рис. 6.1). Контакты реле обоих комплектов соединяются последовательно. Поэтому при нарушении цепи питания одного комплекта реле защита может подать импульс на
отключение двигателей.
Рис. 6.16- Защита минимального напряжения с двумя реле, питаемыми от
разных трансформаторов напряжения
В случае же исчезновения питающего напряжения защита
приходит в действие. В схеме приведенной на рис. 6.17, действие
защиты возможно только при полном исчезновении первичного
напряжения или трехфазном коротком замыкании в сети.
Схема с питанием реле от разных трансформаторов напряжения (рис. 6.16) более надежна, поскольку одновременное повреждение цепей двух разных трансформаторов напряжения
практически исключено.
При включении реле на разные фазы одного трансформатора напряжения имеется возможность одновременного снижения напряжения на обоих реле при обрыве средней фазы цепей
напряжения, к которой присоединены оба реле (рис. 6.17).
Для уменьшения вероятности такого обрыва в средней фазе
вторичной цепи предохранитель не устанавливается. Кроме того,
опасность неправильного действия защиты по схеме на рис. 6.17
164
при обрыве одного провода с высокой или низкой стороны трансформатора напряжения устраняется выбором напряжения срабатывания реле защиты меньше 50% номинального напряжения.
Рис. 6.17- Защита минимального напряжения с двумя реле, питаемыми от
разных междуфазных напряжений одного трансформатора напряжения
Для экономии аппаратуры защита минимального напряжения часто выполняется в виде групповой защиты, т. е. действующей сразу на группы электродвигателей.
При необходимости отключать от одной защиты минимального напряжения несколько электродвигателей с разными выдержками времени в схеме предусматривается соответствующее количество реле времени.
Например, с первой выдержкой времени 0,5—0,7 с отключается группа электродвигателей для обеспечения самозапуска
секции, со второй выдержкой времени порядка 6—10 с защита
действует на выключатели электродвигателей, отключение которых необходимо по условиям технологии производства, техники безопасности или для запуска АВР двигателей.
Напряжение срабатывания защиты минимального напряжения выбирается таким, чтобы обеспечивался самозапуск ответственных электродвигателей. Это напряжение определяется
путем расчетов или на основании специальных испытаний.
Как указывалось, самозапуск электродвигателей, как правило, обеспечивается при напряжении на шинах порядка 55%
U
. Поэтому напряжение срабатывания защиты должно иметь
ном
величину порядка 60—70% U
ном
.
165
Выдержка времени защиты минимального напряжения опре-
деляется ее назначением:
а). Выдержка времени защиты, предназначенной для облегчения самозапуска ответственных электродвигателей, в целях
убыстрения и повышения эффективности самозапуска принимается минимальной и отстраивается только от времени действия мгновенных защит электродвигателей:
t = 0,5с.
б). Выдержка времени защиты, предназначенной для отключения двигателей по условиям технологии производства
и техники безопасности, принимается достаточно большой, с
тем чтобы отключение двигателей происходило только при длительной посадке напряжения или его исчезновении:
t = 6÷10 с.
6-8. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
НАПРЯЖЕНИЕМ НИЖЕ 1000 В
Защита электродвигателей напряжением 500, 380 и 220 В
осуществляется, исходя из тех же требований, что и электродвигателей более высоких напряжений.
Для этих электродвигателей применяются:
а) мгновенная защита от междуфазных к. з.;
б) защита от перегрузки;
в) защита минимального напряжения.
Защита от междуфазных к. з. и перегрузки, как и аналогичные защиты электродвигателей высокого напряжения, должна
надежно отстраиваться от пусковых токов и токов самозапуска.
Однако часто при небольшой мощности электродвигателей
ниже 1000 В и во многих случаях малоответственных двигателей защиты имеют свои особенности, а именно:
а) для них в значительно большей мере применяется защита
предохранителями; б) в ряде других случаев допускаются схемы соединения, при которых отключение к. з. в одном электродвигателе осуществляется выключателем, установленным на
ответвлении, питающем несколько электродвигателей; в) для
защиты минимального напряжения широкое распространение
имеют магнитные пускатели.
166
Магнитными пускателями называются обычно трехфазные
автоматические выключатели низкого напряжения (контакторы), рас считанные на разрыв нормального рабочего тока двигателя и тока его перегрузки. Отключение токов к. з. при применении магнитного пускателя обычно возлагается на последовательно с ним включаемые предохранители.
Рис.6.18- Принцип действия магнитного пускателя
Магнитные пускатели (рис. 6.18) в большинстве случаев не
имеют защелки и во включенном положении удерживаются
действием электромагнита К, обмотка которого подключена на
напряжение питания.
Включение магнитного пускателя осуществляется нажатием
кнопки В (включение). При этом замыкается цепь обмотки удерживающего электромагнита, якорь которого притягивается и замыкает механически связанные с ним силовые контакты. Кнопка
В имеет самовозврат, поэтому после ее размыкания цепь обмотки электромагнита остается замкнутой через вспомогательный
контакт Б, шунтирующий кнопку В. Для отключения пускателя
вручную служит кнопка О (отключение), при нажатии которой
разрывается цепь удерживания электромагнита и якорь его, отпадая, размыкает силовые контакты. При понижении напряжения
питающей сети электромагнит отпадает и двигатель отключается, чем осуществляется защита минимального напряжения. После восстановления напряжения магнитный пускатель сам включиться не может и включение его должно вновь осуществляться
вручную. Для ответственных электродвигателей это является существенным недостатком. Для его устранения кнопка В шунтируется ключом или рубильником Р (показан пунктиром).
167
При замкнутом рубильнике после восстановления напряжения электромагнит пускателя вновь притягивает якорь и включает двигатель, так как цепь его обмотки остается замкнутой.
При необходимости осуществить на электродвигателе, помимо предохранителей, защиту от перегрузки последовательно
в цепь самоудерживания электромагнита вводится выходной
контакт защиты З.
Для защиты от перегрузки электродвигателей низкого напряжения, управляемых контакторами, допускается применение
тепловых реле. Магнитный пускатель, являющийся по принципу действия индивидуальной защитой электродвигателя, весьма прост в эксплуатации.
6-9. РАСЧЕТ ТОКОВ САМОЗАПУСКА
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ И ОСТАТОЧНОГО
НАПРЯЖЕНИЯ НА ИХ ЗАЖИМАХ
а) Общие положения
Расчет самозапуска необходим для выбора уставок защит
источников питания, а также для определения предельной мощности самозапускающихся электродвигателей. Задача расчета
сводится к определению суммарного тока самозапуска электродвигателей I
Расчет самозапуска выполняется для наиболее тяжелого режима при остановленных электродвигателях (s = 1).
Ниже рассмотрен расчет самозапуска остановленных электродвигателей при питании их от шин источника «бесконечной
мощности» через трансформатор и реактор.
Расчет самозапуска от генератора, мощность которого соизмерима с мощностью самозапускающихся электродвигателей,
более сложен.
Целью расчета является определение суммарного тока двигателей и остаточного напряжения на их зажимах при самозапуске.
Как было указано выше, ток в момент пуска или самозапуска
отдельного электродвигателя равен току трехполюсного к. з. за
сопротивлением остановленного двигателя.
и остаточного напряжения на их зажимах U
пΣ
б) Расчет самозапуска электродвигателей
ос т.
168
Рис.6.19- Расчетные схемы для определения токов и напряжения при
1
U
U
самозапуске двигателей:
а — схема питания электродвигателей; б — расчетная схема замещения;
е — расчетная схема после преобразования
При самозапуске группы электродвигателей (рис. 6.19) их
результирующее сопротивление находится путем параллельного сложения сопротивлений электродвигателей, участвующих в
самозапуске:
1 = 1 + 1
z
р.д zд1 zд2
+ .... +
Величины сопротивлений отдельных заторможенных элек-
1
zдn
тродвигателей определяются по выражению
U
=
ном
п.пуск
z
д
3 I
где
U
— номинальное напряжение двигателя;
ном
I
— начальное значение периодической составляющей
п.пуск
пускового тока двигателя при U
ном
.
Значение периодической составляющей пускового тока
определяется или по паспортным данным, или практически путем осциллографирования тока при пуске двигателя.
При питании шин двигателя от трансформатора все сопротивления и расчетное напряжение приводятся к одной ступени
= z
2
2
;
2
напряжения по формулам:
Ź = zn
2
T
169
1
3
U
= U
расч
расч nT.
где z — действительное значение сопротивления;
ż — приведенное значение сопротивления;
n
— коэффициент трансформации трансформатора;
T
U
— номинальное напряжение с учетом действительной от-
2
пайки трансформатора со стороны, к которой осуществляется
приведение;
U
— то же на стороне, с которой осуществляется приведение;
1
U
— расчетное напряжение (линейное);
расч
U
- приведенное значение расчетного напряжения.
расч
Ток самозапуска электродвигателей, питающихся через
трансформатор или реактор, равен:
U'
i
=
n∑
расч
(x + z
р.д.
)
где
I
— ток самозапуска группы двигателей;
пΣ
х - сопротивление трансформатора или реактора;
z
— результирующее пусковое сопротивление группы элек-
р.д
тродвигателей, приведенное к расчетной ступени напряжения.
Для упрощения расчета полное сопротивление заторможенных электродвигателей и реактивное сопротивление трансформатора или реактора складывается арифметически.
Падение напряжения на сопротивлениях схемы замещения
пропорционально величинам соответствующих сопротивлений
Отсюда может быть определено остаточное напряжение на
зажимах двигателей при самозапуске:
z'
U'
= U'
ост
расч
x + z'
р.д.
р.д.
где
U
- остаточное напряжение на зажимах двигателя, приве-
ост
денное к расчетной ступени напряжения.
170
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]