принцип работы, схема устройства ЗМН
Защита минимального напряжения (далее по тексту ЗМН) используется совместно с другими системами, контролирующими состояние электросети. Основная задача такой защиты – обеспечить работу ответственного оборудования при кратковременных понижениях напряжения. Узнать, как осуществляется этот процесс, можно прочитав о принципе работы ЗМН, ее устройстве и сфере применения. Всю эту информацию Вы найдете в нашей статье.
Кратко о назначении
Как известно, при снижении напряжения питания асинхронных двигателей уменьшается уровень магнитного потока, а, следовательно, и крутящего момента. При этом увеличивается потребление тока, ведущее к снижению уровня напряжения в электросети, что отражается на работе других устройств, подключенных к ней.
Помимо этого не следует забывать о стартовых токах, образующихся при запуске двигателей. ЗМН производит отключение менее важного оборудования, чтобы обеспечить процесс самозапуска ответственных двигателей, при восстановлении параметров электросети. Если автозапуск ответственных электродвигателей не отвечает нормам ТБ или не предполагается условиями техпроцесса, то реле минимального напряжения устанавливается и на это оборудование.
Когда параметры сети не соответствуют минимальному напряжению, то ЗМН производит отключение оборудования и/или подает соответствующий сигнал системе управления или оператору, это может происходить в следующих случаях:
- При фазном или межфазном коротком замыкании. В этом случае происходит резкое превышение номинального тока, что провоцирует падение напряжения ниже допустимого уровня. Если срабатывают при этом токовые реле, то произойдет полное исчезновение напряжения.
- Существенное превышение номинальной мощности, что также приводит к падению в питающих цепях напряжения.
Защита производит отключение питания оборудования, не относящегося к категории высокой важности. Это позволяет произвести нормальный автозапуск ответственных электромашин при высоких пусковых токах, в противном случае может произойти ложное срабатывание релейных защит.
Принцип работы защиты минимального напряжения
Вне зависимости от сферы применения ЗМН, ее принцип действия остается неизменным. Объясним алгоритм работы защиты на примере произвольного объекта, где для производственного процесса используется несколько электродвигателей и подключено оборудование собственных нужд. Допустим, на линии питающей объект произошло КЗ, вызвавшее срабатывание выключателя ввода (токовая защита). После завершения ремонтных работ и восстановления питания происходят следующие действия:
- Автозапуск двигателей, что приводит к появлению высоких пусковых токов, и, соответственно, к снижению напряжения в сети.
- Контакты реле защиты производят отключение неответственных механизмов, то есть оборудования, не принимающего участие в производственном процессе или простой которого не критичен для технологического цикла. Это приводит к нормализации тока и повышению напряжения до номинального уровня, что позволяет произвести штатный автозапуск основных узлов.
Устройство и схема ЗМН
Самый простой вариант при организации ЗМН можно сделать на одном реле, катушка которого запитана от междуфазного напряжения. Пример такой схемы приводится ниже.
Схема ЗМН на одном реле напряженияК сожалению, такой вариант исполнения не отличатся высокой надежностью. Если произойдет обрыв цепи напряжения, то последует ложное отключение оборудования системой ЗМН. В связи с этим данная схема защиты применяется для отключения неответственных электродвигателей и оборудования собственных нужд.
Чтобы исключить ложное срабатывание системы ЗМН практикуется применение более сложных схем защиты. В качестве примера приведем одну из них, устанавливаемую на четыре асинхронных двигателя.
Схема ЗМН для четырех электродвигателей Как видно из приведенной схемы включения ЗМН обмотки реле KVT1-4 подключаются к междуфазным напряжениям (АВ и ВС). Для повышения надежности защиты и исключения КЗ на землю одна из фаз (в нашем случае В) подключается посредством пробивного предохранителя к заземляющей шине. На фазы А и С устанавливаются однофазные АВ (автоматические выключатели). Причем один из них оборудован электромагнитной защитой, а второй – тепловой.Рассмотрим, как будет вести себя данное устройство релейной защиты в случаях различных повреждений цепи питания:
- Фазное КЗ. В данном случае не последует отключение выключателей SF2 и SF3, поскольку цепь питания не обустроена глухим заземлением.
- Междуфазное КЗ. Если замыкание происходит между фазами В и С, то это вызывает отключение выключателя SF3 по току срабатывания. Цепи обмоток KVT1-2 продолжают быть запитаны от номинального напряжения, поэтому данные реле не срабатывают. Что касается KVT3-4, то они включаются, когда произойдет КЗ. Но, как только сработает SF3, на катушки реле подается фаза А (через емкость С1).
Если произойдет замыкание между другими фазами (АС или АВ), произойдет срабатывание SF2, соответственно, напряжение на обмотки KVT1-2 будет подано через емкость C1 от фазы С, а KVT3-4 не сработают.
Как видим, в данной схеме ложное срабатывание маловероятно, для этого должно произойти замыкание всех трех фаз, что вызовет одновременное срабатывание SF2 и SF3.
Ступени срабатывания ЗМН
На практике применяются двухступенчатые системы защиты. Такой алгоритм работы позволяет разграничить реакцию ЗМН в зависимости от напряжения. Рассмотрим работу степеней срабатывания.
1-ая ступень.
Данная ступень защиты активируется при напряжении 70% от номинальной величины (Uном), временная задержка срабатывания устанавливается в диапазоне 0,5-1,5 сек, что соответствует параметрам токовых отсечек АВ. При срабатывании 1-й ступени защиты производится отключение неответсвенного оборудования.
2-ая ступень.
Ее срабатывание происходит при падении напряжения до 50% от номинала. При таких условиях автозапуск электродвигателей невозможен. Задержка активации 2-й ступени устанавливается в диапазоне 10,0-15,0 сек, после чего производится отключение ответственных двигателей. Такое время устанавливается, чтобы дать возможность автоматике подключить резервный источник питания или снизить оперативные токи путем отключения неответственного оборудования.
Пример двухступенчатой ЗМН
Для наглядности приведем схему простой двухступенчатой защиты и кратко опишем алгоритм ее работы.
Двухступенчатая ЗМНКак видим из рисунка отключение неответственного оборудования производит реле времени Т1 (установка срабатывания 0,5 — 1,5 сек.). Его питание производится через замкнутые контакторы трех реле V1, включенных на междуфазное напряжение. При падении U
Вторая ступень защиты активируется промежуточным реле напряжения V2, обмотка которого рассчитана на отключение при U ≤ 0.5Uном, через промежуток времени, заданный на Т2 (как правило не более 15 секунд). Если за отведенное время не будет подключен резервный ввод (например, пуск схемы АВР электродвигателей) или не произойдет снижение напряжения, будет производиться отключение ответственного оборудования.
Применение
Безусловно, что рассматриваемая нами защита не лишена недостатков (например, в простых схемах наблюдается ложное срабатывание при нулевом токе), тем не менее она доказала свою эффективность во многих сферах производства. Например, ЗМН устанавливается на электростанции, а также распределительные и трансформаторные подстанции. Это позволяет при максимальных токовых нагрузках отключить от шины подстанции третью категорию потребителей.
Распределительное устройство с ЗМНБольшим плюсом системы ЗМН является то, что она может использоваться совместно с дистанционной, резервной и дифференциальной защитой, а также с устройством автоматического ввода резерва, трансформаторами тока и т.д. Это существенно расширяет сферу применения.
Расчет уставок ЗМН
Уставки рассчитываются исходя из особенностей технологического процесса. Приведем пример расчета пуска схемы типовой двухступенчатой защиты. Напряжение срабатывания первой ступени рассчитывается по следующей формуле: Uз1 = 0,7 х Uном. То есть, 70% от номинального напряжения. Повышение чувствительности системы путем повышение границы падения напряжения может привести к снижению эффективности из-за ложных срабатываний.
Время задержки срабатывания секционных выключателей устанавливается в пределах 0,5 -1,5 сек.
Расчет срабатывания второй ступени защиты выполняется по формуле: Uз2 = 0,5 х Uном.
Время задержки выбирается в диапазоне 10,0 -15,0 сек.
www.asutpp.ru
Защита минимального напряжения: принцип работы и назначение
Защита минимального напряжения называется групповой или секционной. Групповой она является потому, что воздействует на отключение группы присоединений, в отличие от большинства других защит. Выполняются защитные меры на секциях 0,4 кВ, 6 кВ, а также 10 кВ. Далее мы постараемся разобрать, для чего нужна и как работает данная защита.
Устройство и принцип работы
Реагирующий орган системы — реле, контролирующее минимальное напряжение. Реле подключено к секционному трансформатору напряжения. В состав защиты входит также реле времени, указательное реле, сигнализирующее о срабатывании защиты, промежуточные реле.
Назначение, которое имеет защита, реагирующая на минимальное напряжение – отключение двигателей менее ответственных механизмов для обеспечения успешного самозапуска более важных.
Чтобы понять, что это значит и для чего нужна защита, рассмотрим ее принцип действия на тепловых электростанциях. Электродвигатели механизмов каждого котлоагрегата подключены к своей секции собственных нужд станции. Каждая секция имеет рабочий ввод питания от своего трансформатора собственных нужд. Кроме этого, секции связаны между собой секционным выключателем. Нормальной считается схема, когда секции питаются от вводов трансформаторов собственных нужд, секционный выключатель при этом отключен. Представим ситуацию, когда исчезает напряжение на вводе питания секции (например, в результате повреждения трансформатора собственных нужд). Рабочий ввод отключается, срабатывает АВР (автоматика включения резерва), включающая секционный выключатель. После чего питание секции осуществляется от другого трансформатора собственных нужд, через секционный выключатель. Минимальное время работы АВР складывается из задержки в системе, контролирующей напряжение рабочего ввода, времени срабатывания промежуточных реле, времени отключения и включения выключателей рабочего и резервного вводов. За это время происходит торможение электродвигателей, питающихся от секции.
После подачи питания начинается групповой самозапуск электродвигателей, присоединенных к секции. При этом, в зависимости от глубины произошедшего торможения имеет место посадка (снижение) напряжения в большей или меньшей степени.
Примечание. При запуске котлоагрегата в штатном режиме, включение механизмов происходит последовательно с большими промежутками времени. Поэтому, при одновременном запуске (пусть даже не до конца заторможенных) механизмов, суммарное значение пускового тока существенно превышает номинальный ток питающего ТСН. Это может вызвать глубокую посадку напряжения на секции.
Защита, реагирующая на минимальное напряжение, имеет две ступени. Срабатывание первой ступени происходит, если снижение достигает отметки 0,7*Uн с выдержкой времени 0,5 с. Вторая ступень имеет уставку 0,5*Uн и время срабатывания до 9 с. Если за время бестоковой паузы произошло минимальное торможение механизмов и напряжение не достигло 70% номинального, самозапуск всех электродвигателей секции проходит успешно, котел продолжает работать.
Если напряжение снижается до 70% и ниже, на время 0,5 секунд, защитная аппаратура запускает первую ступень. Отключаются наименее важные для работы котла механизмы. Это делается для предотвращения дальнейшего снижения напряжения, чтобы дать возможность запуститься ответственным механизмам.
Вывод. Принцип работы первой ступени защиты минимального напряжения служит с целью удержать котлоагрегат в работе путем отключения механизмов, имеющих второстепенное значение.
Дальнейшее снижение напряжения (после работы 1-й ступени защиты) и достижение его уровня 50% номинала на время до 9 секунд означает, что самозапуск ответственных механизмов котла не удался. На этом этапе вопрос о работе котла уже не стоит. Включается схема работы второй ступени. Отключаются оставшиеся механизмы, подключенные к цепям защиты. Остаются только те агрегаты, отключение которых может привести к аварийной ситуации при останове котла. Например, во избежание взрыва угольной пыли в топке котла, недопустимо отключение дымососа.
Вывод. Принцип работы второй ступени защиты преследует цель вывести котел в режим безопасного гашения и останова.
Заключение
Из сказанного следует, что принцип работы защиты, реагирующей на минимальное напряжение, тесно связан с функционированием технологического оборудования, к которому она привязана. Защитная аппаратура находится на подстанции, осуществляющей питание электроустановок технологического оборудования. Таким образом, окончательно разобраться, для чего нужна защита, можно только получив хотя бы минимальное представление о том, как работает весь технологический комплекс.
Напоследок рекомендуем просмотреть полезно видео, в котором предоставлен обзор защитных аппаратов, которые применяются на сегодняшний день:
Вот мы и рассмотрели назначение и принцип работы защиты минимального напряжения. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!
Рекомендуем также прочитать:
samelectrik.ru
Защита минимального напряжения ЗМН: принцип работы
Защита минимального напряжения обеспечивает безопасную работу важных узлов, наиболее ответственных механизмов в электрических сетях, на производствах, когда происходит кратковременное исчезновение напряжения в сети. Подает сигнал, отключает группу или секции присоединений схем, электроприборов, двигателей, трансформаторов при понижении напряжения ниже допустимого значения (уставки).
Назначение
ЗМН (защита минимального напряжения) используется совместно с защитами, которые осуществляют контроль сети. Эксплуатируется вкупе с устройством автоматического включения резерва (АВР). ЗМН выполняет отключение или подает соответствующий сигнал пользователю (системе) при возникновении аварий в сети потребителей, в следствии:
- Короткого замыкания, когда происходят значительные потери электроэнергии. Возникают большие токи, напряжение резко падает.
- Перегрузки сети. (Мощности источников электропитания не хватает или один из них вышел из строя).
Такое действие обеспечивает безопасность важных механизмов во время самозапуска, когда пусковые токи вызывают снижение напряжения. Автоматика отключает работу менее важных механизмов.
Схема ЗМН
Система ЗМН, как правило, выполняется при помощи электромагнитных или электронных реле напряжения. Это своеобразный реагирующий орган в цепи.
Релейные контакты соединяют последовательно, чтобы предотвратить сбой при перегорании предохранителей в электрических цепях. На контакты реле подается фаза через вспомогательный контакт от секционного трансформатора или электрической сети.
Дополнительно в состав змн входят реле:
- Времени, обеспечивающее последовательность работы в электрической схеме.
- Промежуточное, коммутирующее управляющие сигналы.
- Указательное, которое сигнализирует о срабатывании защиты.
- Минимального напряжения.
Также система защиты на производстве включает линейные контакторы или электромагнитные пускатели.
При понижении показателей до значения 50 процентов от номинального, замыкатель отключается, размыкает, шунтирующий кнопку пуск, контакт, предотвращает самозапуск двигателя, машины.
При такой системе запуск механизмов происходит после нажатия на кнопку, которая замкнет схему.
ЗМН могут работать автономно или совместно с токовыми защитами.
Принцип работы ЗМН
Защита от минимального напряжения (ЗМН) имеет идентичный принцип работы во всех сферах защиты по напряжению. Для понимания, функциональность ЗМН можно объяснить на примере электрических двигателей.
Механизмы останавливаются при возникновении КЗ (короткое замыкание). После его ликвидации происходит самозапуск двигателей, подключенных к секциям или шинам. У каждой группы свое входное питание от трансформатора, либо иного источника. Пусковые токи в несколько раз превышают номинальные значения, во время запуска происходит «просадка» напряжения на секциях.
Защита ЗМН отключает незначительных потребителей участка сети — это электродвигатели не влияющие на процесс, их простой не вызовет сбой в производстве. Следовательно, уменьшается суммарный пусковой ток, напряжение в сети не имеет критичной просадки, его хватает на самозапуск главных двигателей или узлов.
Секционный (групповой) самозапуск электрических двигателей начинается после возобновления подачи питания.
Система АВР
При длительном отсутствии электрического питания срабатывает отключение и на главные электродвигатели. Это необходимо для запуска АВР (автоматика включения резерва), также этого требует технология производства.
При прекращении подачи электропитания на секционный ввод, срабатывает автоматика, включающая резерв, включается секционный выключатель, обеспечивающий подачу питания от резервного источника.
Минимальное время работы АВР зависит от задержки в системе, контролирующей ввод рабочего напряжения, времени срабатывания промежуточных реле, временных интервалов отключения и включения выключателей рабочего, резервного ввода.
Ступени срабатывания ЗМН
1-ая ступень
Система срабатывает при снижении напряжения до 70 % от номинального значения и с временной выдержкой полсекунды.
При включении первой ступени защиты, отключаются менее важные для производства электродвигатели. Предотвращается дальнейшее снижение одного из главных параметров, обеспечивающего возможность самозапуска главных механизмов.
2-ая ступень
Следующая ступень срабатывает после работы первой ступени. Уставка второй имеет 50 % от номинального значения разности потенциалов, время срабатывания девять секунд.
Самозапуск главных электродвигателей не происходит, отключаются оставшиеся механизмы, подключенные к цепи защиты, но поддерживается работа агрегатов, отключение которых приведет к аварийной ситуации. Вторая ступень обеспечивает режим безопасного торможения и остановки.
Защита от напряжения
Реле напряжения, на котором основана ЗМН, постоянно контролирует величину значения сети, отключает потребителей, если они выходят за рамки установленных пределов. Возобновляет работу механизмов при возобновлении требуемых параметров.
Защита минимального напряжения может быть выполнена и автоматическими выключателями с расцепителем малого напряжения, который включает автомат при 80 % от номинального значения, а отключает его, если оно становится ниже 50 %.
Расцепитель низкого напряжения подходит для дистанционного отключения автоматики.
Достоинства
- Устройства змн (реле, автоматические выключатели) имеют небольшие габариты, подходят для установки на стальную, алюминиевую или гальваническую рейку (DIN-рейку).
- Некоторые модели подходят для включения в розетку. Пользователь может обеспечить защиту группе бытовых электроприборов, не изменяя конфигурацию проводки.
- Доступность. Низкая стоимость позволяет использовать реле или группу реле простому обывателю, а не только на производстве.
- Автоматика практически мгновенно реагирует на понижение напряжения в сети, отключая и обеспечивая бесперебойную работу механизмам.
Недостатки
- При защите с помощью одного реле возможна неправильная работа, если произошел обрыв в цепи. Такая релейная защита подходит только для неответственных механизмов.
- Не устраняет колебания напряжения в сети.
- После включения выключателя ввода, может произойти его несанкционированное отключение. Происходит такое от задержки срабатывания реле. Сигнал на отключение выключателя ввода приходит раньше, чем срабатывает реле напряжения, а временное и выходное (змн) реле возвращаются в исходное состояние.
Применение
Несмотря на некоторые недостатки, защита минимального напряжения тесно связана с производственными процессами, обеспечивает надежное функционирование техническому оборудованию.
Применяется для обеспечения защиты на электростанциях, обеспечивает работу важных механизмов при кратковременном исчезновении собственного питания. Устанавливается на проблемных участках электросети и подстанциях, отключая в первую очередь потребителей третьей категории. Обеспечивает сохранение напряжения на жизненно-важных объектах (больницы, железная дорога, связь, водопровод, канализация).
Видео по теме
profazu.ru
Защита и автоматика трансформатора напряжения 6(10) кВ
В этой статье мы будем говорить про шинный трансформатор напряжения (ТН). Данный раздел РЗА интересен тем, что никакой релейной защиты и автоматики ТН как таковой нет. Сам ТН 6(10) кВ защищает предохранитель, а его защита и автоматика относятся к общеподстанционным.
Сигнализация об ОЗЗ по напряжению 3Uo
Обязательная и очень важная функция в сетях с изолированной и компенсированной нейтралью.
3Uo очень надежный и стабильный признак наличия ОЗЗ, в отличии от тока 3Io.
Емкостной ток сдвинут относительно напряжения до 90 гр. включительно, поэтому когда он максимальный, то напряжение имеет минимальное значение. Все это способствует появлению неустойчивых замыканий, которые токовая селективная защита от ОЗЗ не всегда может зафиксировать.
Напряжение 3Uо при ОЗЗ всегда появляется мгновенно, а при исчезновении тока замыкания, снижается медленно. Это свойство 3Uo позволяет легко фиксировать это напряжение и строить на базе данного эффекта надежную сигнализацию.
Недостатком сигнализации ОЗЗ по 3Uо является то, что напряжение повышается на всей секции, и при этом невозможно выявить поврежденный фидер.
Защита минимального напряжения (ЗМН)
Используется в комплектах РЗА ТН 6(10) кВ как групповая защита при потере питания своей секцией. Обычно имеет две ступени, отключающие свой объем нагрузки. Чаще всего применяется на подстанциях с двигателями, например, для обеспечения самозапуска ответственных потребителей путем отключения менее ответственных.
Групповая ЗМН может не использоваться, если в терминалах защиты двигателей есть индивидуальные ЗМН, поэтому защита в терминале ТН 6(10) кВ необязательна, хотя почти всегда там реализована.
Автоматическая частотная разгрузка (АЧР/ЧАПВ)
Широко применяется в современных проектах в целях экономии средств на отдельный терминал АЧР (это допускается не всегда). Имеет несколько уставок АЧР и несколько очередей отключения нагрузки, чем достигается гибкое дозированное отключение потребителей для восстановления баланса активной мощности в энергосистеме.
АЧР — это противоаварийная автоматика последнего рубежа, когда все остальные меры воздействия (АЛАР, форсировка возбуждения генераторов и т,д.) не принесли нужного результата. В общем, это даже не релейная защита, а гораздо круче и важнее.
Почему эту функцию интегрируют в терминал защиты и автоматики ТН? Просто удобно измерять частоту напряжения, а не тока, причем делать это нужно в месте подключения нагрузки. Вот и получается «напряжение шин», а его измеряет именно блок ТН.
При восстановлении частоты обычно запускается алгоритм частотного АПВ, когда потребители очередями вводятся в работу.
Вот такие они, одновременно простые и сложные, защиты и автоматика трансформатора напряжения 6(10) кВ.
В следующий раз рассмотрим РЗА батареи статических конденсаторов (БСК/УКРМ).
На рисунке
Терминал защиты и автоматики ТН 6(10) кВ типа Алтей-БЗП.Разработчик ООО «НПП Микропроцессорные технологии», www.i-mt.net
Алтей-БЗП содержит все перечисленные в статье защиты
pro-rza.ru
Итог по защитам типовых присоединений 6(10) кВ
Приветствую коллеги.
Сегодня мы завершаем рассмотрение защит и автоматики типовых присоединений 6(10) кВ. Проведем небольшую работу над ошибками по прошлым статьям и добавим на схемы недостающие элементы.
Хочу сказать большое спасибо всем, кто комментировал, давал советы и подсказывал моменты, которые я упустил. Без вас эта работа была бы неполной.
Ну, а теперь давайте рассмотрим дополнительные функции, которые будут внесены в финальный отчет.
Защита от обрыва фаз линии (ЗОФ)
Предложение Дмитрия Актаева
В изначальном варианте я учитывал ее (защита от неполнофазного режима) только в двигателях 6(10) кВ, но по-сути она будет полезна и на линиях.
ЗОФ обычно выполняется при помощи контроля токов обратной последовательности, которые появляются при обрыве одной ли двух фаз. Наличие I2, при отсутствии аварийных токов, говорит либо о сильно несимметричной нагрузке, либо об обрыве провода. На 6(10) кВ нет однофазной нагрузки поэтому за исключением каких-то особенных случае (выпрямительная нагрузки, тяговые ПС и т.д.) сама нагрузка хорошо симметрирована за счет трехфазного исполнения и конструкции понижающих силовых трансформаторов. Поэтому признак по I2 для ЗОФ достаточно надежный.
Данная защита будет добавлена в качестве опциональной на линии 6(10) кВ.
Контроль цепей напряжения (КЦН)
Предложение Александра Ряжских
Здесь стоит отметить, что контроль цепей напряжения обычно входит в состав тех защит и автоматики, где есть цепи напряжения (дистанционные, направленные, АВР и т.д.) В случае нарушения цепей напряжения КЦН должен блокировать защиту или переводить ее в ненаправленный режим.
Здесь же речь идет об алгоритме КЦН в терминале ТН (10) кВ, который я упустил из виду, когда писал соответствующую статью. Этот алгоритм обычно действует на сигнализацию, для привлечения дежурного и оперативного персонала.
По принципу действия самым надежным наверное является алгоритм КЦН на сравнении суммы фазных напряжений и напряжения 3Uo c одного ТН. Если есть существенная разница между этими величинами, то возможно произошел обрыв провода.
Полное отключение цепей ТН контролируют через блок-контакт автомата питания шинок ТН (через дискретный вход). Также существуют и другие алгоримты КЦН, но их мы сейчас рассматривать не будет.
Стоит отметить, что данная функция может быть реализована и в других терминалах с цепями напряжения (например, на вводных терминалах), но в ТН это делать удобнее
КЦН будет добавлен в защиты и автоматику ТН 6(10) кВ.
Защита минимального напряжения БСК 6(10) кВ
Предложение Александра Ряжских
Защита минимального напряжения, которая отключает БСК при исчезновении напряжения на секции (например, при потере питания или отключении ввода). Требуется для того, чтобы не включить неразряженную батарею, например, при включении по АВР.
ЗМН будет внесена в обязательные функции защит БСК 6(10) кВ
Небалансная защита БСК 6(10) кВ
Предложение Константина
Небалансная защита БСК основана на измерении токов между симметричными секциями установок, собранных в двойную звезду. При пробое отдельного конденсатора баланс сопротивлений секций нарушается и между ними начинает протекать ток, который и фиксирует небалансная защита.
Обычно данная защита используется для БСК 110 кВ и выше, но сегодня в проектах начинают появляться БСК 6(10) кВ аналогичной конструкции.
Небалансная защита будет внесена в опциональные функции защит БСК 6(10) кВ, для компенсирующих установок по схеме «двойная звезда».
Защита от двойных замыканий на землю на двигателях 6(10) кВ
Предложение Александра Ряжских
Защиту от двойных замыканий на землю в принципе может выполнять и трехтрансформаторная МТЗ, которая чаще всего и применяется в современных проектах. Однако, если схема двухтрансформаторная, то защиту от данного вида повреждения должна выполнять защита нулевой последовательности, которая подключается к ТТНП.
Обычно двойные замыкания на землю устраняет защита от ОЗЗ, но если она выполняется с выдержкой времени, то добавляют отдельную степень (или реле), которое настраивается с бОльшим током, но уже без выдержки времени. На ОЗЗ и переходные процессы оно не действует, но большие токи КЗ через землю чувствует.
Защита от двойных замыканий на землю будет добавлена для всех двигателей 6(10) кВ, как опциональная.
На этом все. Осталось только отредактировать схемы и собрать итоговый документ. Как будет готово — сообщу.
Кстати, первыми PDF-отчет получать те, кто подписался на одну из наших почтовых рассылок. Позже выложу все на сайте.
Всем хорошей рабочей недели. Пока!
pro-rza.ru
Защита и автоматика асинхронного двигателя 6(10) кВ
В данной статье мы разберем РЗА стандартного асинхронника малой и средней мощности, т.е. такого, где по нормам не требуется продольной дифференциальной защиты (ДЗТ, ДТО).
Согласно ПУЭ дифф. защита требуется для двигателей мощностью 5 МВт и выше, либо для двигателей 2 МВт и выше, если обычная токовая отсечка оказывается нечувствительной. Такие двигатели мы рассмотрим в следующей статье.
Кроме того, мы не будем касаться каких-то специальных защит вроде защиты от колебаний нагрузки (помпажа) или минимальной токовой защиты. Они нужны далеко не везде и начинающему специалисту не стоит делать упор на их изучении. Это позже.
Токовая отсечка (МТЗ)
По сути это стандартная МТЗ, которая отстраивается от максимального тока двигателя и работает без выдержки времени. Но в ПЭУ и технической литературе ее почему-то упорно называют отсечкой. Почему именно — я сказать не могу, но давайте придерживаться общепринятого обозначения.
Отсечка — это основная защита двигателя потому, что защищает весь двигатель и срабатывает быстрее остальных защит. Отстраивается от тока самозапуска двигателя с учетом апериодики. Выполняется без выдержки времени.
Защита от перегрузки
Защищает двигатель от длительных симметричных перегрузок, которые могут возникнуть по технологическим причинам или при снижении напряжения сети. Работает на измерении фазных токов (одного и более). Выполняется с выдержкой времени, на сигнал или отключение двигателя (в зависимости от условий работы)
Это простая и надежная защита, но она не учитывает температуру окружающей среды и полученный двигателем тепловой импульс от токов нормального режима (когда защита не пускается). Для устранения данных недостатков в микропроцессорных защитах используют тепловую модель двигателя
Защита по тепловой модели
Это еще один вариант защиты от перегрузок, только более технологичный. Основная опасность при перегрузке двигателя — это перегрев обмоток статора. Если температуру обмоток нельзя измерить непосредственно, при помощи термозондов, то пытаются предсказать температуру двигателя по заранее заданной характеристике.
Эта характеристика учитывает постоянные времени нагрева и охлаждения конкретного типа двигателей и эквивалентный ток, который состоит из геометрической суммы фазного тока и тока обратной последовательности с различными коэффициентами.
В общем алгоритм сложный, расчет уставок сложный, найти исходники на двигатель еще сложнее. Но если все получается, то вы сможете защищать двигатель от перегрузки более эффективно, чем в случае использовать максимальной токовой защиты
Защита по тепловой модели имеет несколько ступеней — на сигнализацию и на отключение. После достижения определенной точки перегрева на характеристике защита блокирует дальнейшие пуски на время охлаждения двигателя, с учетом его постоянной времени охлаждения.
Защита от неполнофазного режима
Защита на принципе замера токов обратной последовательности. Эти токи появляются при обрыве фазы/двух фаз или ослаблении контактого соединения.
В принципе эта защита полезна для любого присоединения, но для двигателя она особо важна потому, что токи обратной последовательности, даже при малом значении, разогревают двигатель. Напишите в комментариях если знаете “почему?”
Защита от блокировки ротора и затянутого пуска
По сути это одна защита, которая может различать пусковое и рабочее состояния двигателя. Делает она это при помощи фиксации начального тока статора, перед его увеличением.
Если увеличивается от нуля, то затянутый пуск. Если от номинального тока, то механическая блокировка ротора.
В общем это еще один тип защиты от перегрузки двигателя
Токовая защита от ОЗЗ
Стандартная функция работающая по 3Io, однако, при больших токах замыкания на землю, действует на отключение двигателя (ПУЭ п.5.3.48.)!
Если мощность двигателя до 2 МВт, то отключение следует производить мгновенно, при уровне токов ОЗЗ 10А и более. Если двигатель более 2 МВт, то при 5 А.
Как мы уже говорили ранее, ОЗЗ для двигателя — это очень опасное явление. Особенно при неустойчивых и близких замыканиях. Виной всему дуговые перенапряжения, возникающие при подобных анормальных режимах.
Защита минимального напряжения
Обычно применяется на неответственных двигателях, когда нужно их отключить для обеспечения самозапуска ответственных. Аналогична групповой ЗМН в ТН 6(10) кВ, только выполняется индивидуальной.
Если говорить прямо, то даже в асинхронном двигателе 6(10) кВ может быть просто куча разных защит, в том числе и технологических (вентиляция, давление масла и т.д.) Все зависит от технологического процесса, который он обслуживает. Рассматривать их все мы не будем, ограничимся только самыми базовыми.
В следующей статье рассмотрим РЗА синхронных двигателей 6(10) кВ большой мощности
На рисунке
Терминал защиты и автоматики двигателя 6(10) кВ типа БМРЗ-152-ЭД.
Разработчик НТЦ «Механотроника», www.mtrele.ru
Терминал содержит все перечисленные в статье защиты и автоматику
pro-rza.ru
Защита от минимального напряжения
От перегрузки двигатель сохраняет токовая защита, реагирующая на возрастание тока, а также синхронный двигатель нельзя оставлять в работе при длительных глубоких снижениях напряжения сети во избежание перегрева, особенно если двигатель полностью нагружен.
После отключения по КЗ происходит самозапуск электродвигателей, подключенных к секции или системе шин, на которых во время КЗ имело место снижение напряжения. Токи самозапуска, в несколько раз превышающие номинальные, проходят по питающим линиям (или трансформаторам) собственных нужд. В результате напряжение на шинах собственных нужд, а следовательно, и на электродвигателях понижается настолько, что вращающий момент на валу электродвигателя может оказаться недостаточным для его проворота. Самозапуск электродвигателей может не произойти, если напряжение на шинах окажется ниже 55-65 % Iном.
Для того чтобы обеспечить пуск наиболее ответственных электродвигателей, устанавливается защита минимального напряжения, отключающая неответственные электродвигатели, отсутствие которых в течение некоторого времени не отразится на производственном процессе. При этом уменьшается суммарный ток самозапуска и повышается напряжение на шинах собственных нужд, благодаря чему обеспечивается самозапуск ответственных электродвигателей.
В некоторых случаях при длительном отсутствии напряжения защита минимального напряжения отключает и ответственные электродвигатели. Это необходимо, в частности, для пуска схемы АВР электродвигателей, а также по технологии производства. Так, например, в случае остановки всех дымососов необходимо отключить мельничные и дутьевые вентиляторы и питатели пыли; в случае остановки дутьевых вентиляторов — мельничные вентиляторы и питатели пыли. Отключение ответственных электродвигателей защитой минимального напряжения производится также в тех случаях, когда их самозапуск недопустим по условиям техники безопасности или из-за опасности повреждения приводимых механизмов.
Для этих целей и предусматривается защита от понижения или исчезновения напряжения, называемая обычно нулевой защитой. Аппаратами этой защиты являются контакторы, магнитные пускатели и специально установленные электромагнитные реле напряжения.
При питании главной цепи и цепи управления от одной сети (например, схемы рис.2 и 3) и кнопочном управлении нулевая защита осуществляется контактором или магнитным пускателем КМ. Действительно, при исчезновении напряжения в сети контактор КМ отпадает, а включение его вновь возможно лишь после нажатия кнопки «Пуск» (SB1) при условии, что напряжение сети будет не меньше 0,85Uн.с. Объясняется это тем, что контакторы переменного тока и магнитные пускатели имеют напряжение надежного срабатывания не менее 0,85Uн.с. Напряжение возврата у них обычно не превышает (0,4-0,5)Uн.с.
В схемах управления с командоконтроллером (обычно для двигателей с фазным ротором) нулевая защита выполняется с помощью реле РН (рис.4). В исходном положении рукоятки командоконтроллера КК катушка реле РН обтекается током и контакт РН замкнут. При переводе командоконтроллера в любое рабочее положение контакт КК размыкается и катушка РН и вся остальная аппаратура получают питание теперь только через контакт РН. Когда напряжение в сети исчезает или резко падает (а также при срабатывании максимальных реле КА), реле РН размыкает свой контакт. Повторное включение двигателя возможно лишь после установки командоконтроллера в исходное положение. Тем самым предотвращается самозапуск двигателя.
Рисунок 3. Схемы нулевой защиты
Иногда цепь управления питается от сети переменного тока, не зависимой от сети, питающей главную цепь двигателя (обычно при напряжении главной цепи 380-500В). В таких схемах нулевая защита главной цепи осуществляется с помощью реле РН1 (рис.4,б), а нулевая защита цеп управления обеспечивается контактором КМ (рис.4,в) или реле РН2 (рис.4,г). На рис.4,г показан вариант включения реле РН2 для сложных схем управления с несколькими командоконтроллерами, пакетными выключателями и другими аппаратами ручного управления. В обеих схемах двигатель может быть включен только при наличии напряжения как в главной цепи, так и в цепи управления. Так как при перерыве питания в главной цепи контакты реле РН1 размыкаются, что приводит к отключению контактора КМ (или реле РН2), самозапуск двигателя становится невозможным. В схеме 4,г перед запуском двигателя нужно предварительно нажать кнопку «Подготовка пуска».
Аналогично выполняется нулевая защита в тех случаях, когда цепь управления питается от сети постоянного тока. Такие схемы применяются для электроприводов повторно-кратковременного режима с большой частотой включений, недопустимой для контакторов с управлением на переменном токе и магнитных пускателей.
Заключение
В ходе курсовой работы были рассчитаны следующие виды защит:
Трансформатора Т3- 10/0,4 кВ:
— токовая отсечка выполнена на реле РТ-40/100
Iср = 7,02А kч = 2,8 tсз=0,lc
— максимальная токовая защита выполнена на реле РТ-40/10
Iср=16,18А kч=9,3 tсз=1,1 c
— расчёт защиты нулевой последовательности
Icp=9,6A tсз=0,5c
Кабельной линииL3 – 10кВ:
— токовая отсечка выполнена на реле РТ-40;
Iср = 1297,2 А t=0,1 с
— максимальная токовая защита выполнена на реле РТ-40/50
Iср=9,83 А kч=2,02 tсз=0,1c
Асинхронного двигателя М1 – 10кВ:
— токовая отсечка выполнена на реле РТ-40/50
Iср=19,50 А kч=17,09
— защита от перегрузок выполнена на реле РТ-84
Iср =3,782 A tс.з.=10,5 c
— защита минимального напряжения
Uс.р.= 70 В tс.з.=20c
Трансформатора Т1— 110/10 кВ:
— дифференциальная токовая защита выполнена на реле ДЗТ-11
kч=4,54 Wосн = 13 витка Wнеосн = 12 витков
Wторм = 7 виток
— максимальная токовая защита выполнена на реле РТ-40/50
Iср =7,33 А kч = 8,96 tсз=2,1с
— защита от перегрузок выполнена на реле РТ-40/20
Iср =6,29 А tсз=2,6с
Асинхронного двигателя М4:
— Определяются данные и выбирается магнитный пускатель ПМ12-125 со встроенным тепловым реле РТТ-З
-Выбираем предохранитель ПН – 2 с номинальным током патрона 250 А и плавкую вставку с
Литература
1. Правила устройств электроустановок. 7 издание. – М.: Энергоатомиздат, 2003.
2. Шабад М.А. Расчёты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. – Л.: Энергоатомиздат, 1985.
3. Шабад М.А. Защита трансформаторов 10кВ. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
4. Шабад М.А. Защита трансформаторов распределительных сетей. – Л.: Энергоатомиздат, 1981.
5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.Л. Электрическая часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 1989.
6. Корогодский В.И. и др. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кв. М.: Энергоатомиздат, 1987.
7. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. – М.: Высшая школа, 2008.
8. Чернобровов Н.В. Релейная защита.– М.: Энергия, 1974.
9. Андреев В.А. Релейная защита систем электроснабжения. В примерах и задачах. – М.: Высшая школа, 2008.
10. Шеховцов В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения. – М.: Форум-Инвра, 2008
11. Ангарова Т.В. и др. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. – М.: Энергоатомиздат, 1981.
12. Астахов Б.А. и др. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
13. Шеховцов В.Л. Справочник-пособие по ЭО и ЭСН. – Обнинск, 1994.
14. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. – М.: Энергоатомиздат, 1978.
15. Гольстрем В.А., Иваненко А.С. Справочник энергетика промышленных предприятий. Киев.: Техника, 1977.
Приложение
Рисунок П-1. Схема защиты асинхронного электродвигателя : а —токовые цепи; б —выходное реле защиты минимального напряжения; в —цепи оперативного тока
Рисунок П-2. Схема токовых цепей и цепей оперативного тока дифференциальной защиты, максимальной защиты, защиты от перегрузки силового трансформатора 110/6—10 кВ
Рисунок П- 3. Схема цепей оперативного тока газовой защиты силового трансформатора 110/6—10 кВ и цепи отключения отделителя и включения короткозамыкателя
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
zdamsam.ru