3.9. Защита электродвигателей
Защита электродвигателей с напряжением питания 10(6) кВ должна обеспечивать отключение двигателей при многофазных к.з. в обмотке статора, при однофазных к.з. на землю, при недопустимых перегрузках, а также предотвращать переход синхронных двигателей в асинхронный режим. Кроме того, в ряде случаев предусматривается защита от потери питания.
Для защиты двигателей от многофазных к.з. при мощности менее 2 МВт и отсутствии плавких предохранителей должна использоваться токовая однорелейная отсечка без выдержки времени, отстроенная от пусковых токов с реле прямого или косвенного действия. Для двигателей мощностью 2 МВт и более при наличии защиты от однофазных
замыканий на землю предусматривается токовая двухрелейная отсечка без выдержки времени, также с отстройкой от пусковых токов. Если электродвигатели указанной мощности не имеют защиты от замыканий на землю, то токовая отсечка выполняется трехрелейной с тремя трансформаторами тока по схеме полной звезды.
Для двигателей мощностью 5 МВт и более обязательна установка дифференциальной защиты.
Защита двигателей от однофазных к.з. обмотки статора на землю устанавливается на двигателях мощностью менее 2 МВт, если ток к.з. выше
10 А, а на более мощных двигателях — если ток к.з. выше 5 А, Защита выполняется с помощью токового реле, подключенного через фильтр токов нулевой последовательности [10, 15].
Защита от перегрузки асинхронных двигателей (АД) с напряжением ниже 1000 В выполняется токовой или температурной, реагирующей на перегрев обмотки. Для АД с напряжением выше 1000 В температурная защита практически не используется из-за недостаточной надежности. В этих случаях применяется защита на основе одного индукционного реле серии РТ-80, включаемого на разность токов фаз АиС[16].
Защита синхронных двигателей (СД) асинхронного режима и перегрузки с помощью реле, реагирующего на увеличение тока в обмотках статора, обычно используется для двигателей с постоянной или плавно изменяющейся нагрузкой. При резкопеременной нагрузке применяют защиту реагирующую на появление переменной составляющей тока роторной обмотки. Для этого реле подключается через трансформатор тока в цепи возбуждения. Однако такая защита не обладает селективностью и чувствительностью. Лучшие результаты дает использование защиты, реагирующей на изменение фазового сдвига между током в статорной обмотке и напряжением на ней [17]. В нормальном режиме ток опережает напряжение, а при переходе в асинхронный режим либо отстает, либо его фаза начинает периодически изменяться.
Защита от потери питания устанавливается на электродвигателях в тех случаях, когда по тем или иным причинам самозапуск недопустим или не может быть обеспечен для всех электродвигателей одновременно. При этом чаще других используется двухступенчатая минимальная защита по напряжению. Выдержка времени первой ступени выбирается из условия отстройки от быстродействующих защит многофазных к.з. и обычно составляет от 0,5 до 1,5 с. Уставка по напряжению обычно выбирается равной 70 % от номинального значения, что обеспечивает первоочередной самозапуск двигателей, длительная остановка которых недопустима. Выдержка времени второй ступени лежит в диапазоне 5-10 с. Уставка по напряжению — 50 % от номинального. Для защиты двигателей с напряжением питания менее 1000 В применяются контакторы с удерживающей обмоткой, подключенной к силовой сети. Контактор отключает двигатель, если напряжение в сети снижается до уровня 40-50 % от номинального.