1.3 Требования к защите от замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью.

Защита от замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью. Однофазные замыкания на землю в обмотках и на выводах статора для сетей собственных нужд электрических станций с глухозаземленной нейтралью (0,4 кВ) сопровождаются большими токами и представляют собой однофазные короткие замыкания. Значение тока однофазного КЗ на землю в сети 0,4 кВ с глухозаземленной нейтралью лежит в диапазоне 8 - 18 кА в зависимости от мощности питающего трансформатора собственных нужд (ТСН). Однофазные замыкания на землю, как и междуфазные КЗ, представляют большую опасность для двигателей и создают недопустимые возмущения в системах электроснабжения. Поэтому такие защиты должны работать без выдержки времени. Данный вид повреждений является наиболее частым.

1.4 Требования к защите от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью.

Защита от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью. Однофазное замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью не является коротким и не вызывает глобальных быстроразвивающихся разрушений изоляции. Однако в месте повреждения, где может возникнуть электрическая дуга, возможно выгорание стали статора. Для восстановления статора после таких аварий требуется очень трудоемкий ремонт с полной разборкой машины. Кроме того, повышается вероятность второго замыкания на землю в других фазах, т.к. напряжение этих фаз относительно земли возрастает до линейного (т.е. увеличивается в 1,73 раза), и это может привести к более опасному междуфазному замыканию на землю. В отечественной практике данные защиты в основном работают на сигнал или на отключение с выдержкой времени. Реализация данных защит основана на применении либо трансформаторов тока нулевой последовательности, либо трансформаторов напряжения нулевой последовательности, либо тех и других с применением современных микропроцессорных защит, оценивающих состояние сети сразу по нескольким параметрам, что повышает надежность срабатывания этих защит.

1.5 Требования к защите от междуфазных кз

- Защита от междуфазных КЗ должна отключать повреждённый двигатель с минимальной выдержкой времени (например, согласно ПУЭ [1] в сетях 0,4 кВ tоткл.КЗ<0,2с) и может быть реализована с помощью тепловых реле или электрмагнитных расцепителей автоматических выключателей в сетях до 1000 В и на базе электромеханических реле в сетях выше 1000В, либо с использованием микропроцессорных устройств. Междуфазные КЗ вызывают наибольшие повреждения двигателей и создают недопустимые возмущения в системах электроснабжения, и, как уже сказано выше, должны отключаться с минимальной выдержкой времени. Такую защиту принято называть токовой отсечкой. В системе собственных нужд электростанций при недостаточной чувствительности электромагнитных расцепителей автоматических выключателей для защиты электродвигателей могут применяться выносные электромагнитные и статические токовые реле с действием на независимый расцепитель выключателя [1]. Для защиты крупных и ответственных электродвигателей применяются микропроцессорные защиты. При недостаточной чувствительности токовой отсечки её действие резервирует защита от перегрузки с зависимой от тока характеристикой. В сетях до 1000В при защите электродвигателей воздушными автоматическими выключателями применяются автоматы с двумя расцепителями: тепловым и электромагнитным. Но и в этом случае при несрабатывании токовой отсечки и отключении КЗ расцепителем автомата с зависимой от тока характеристикой tср.=f(IКЗ) сложно обеспечить требования ПУЭ по быстродействию защиты от КЗ. Правильно работающая защита от КЗ должна быть отстроена от пусковых токов и не срабатывать при пуске (или самозапуске) двигателя. Значения пусковых токов приводятся в паспорте на двигатель и составляют.. Реальные токи при пусках двигателя могут на 15÷20% отличаться от паспортных значений. Для крупных электродвигателей рекомендуется индивидуальное измерение пусковых токов при нагруженном на них механизме. Ток при междуфазных КЗ вблизи нулевой точки статорной обмотки двигателя или витковых КЗ (с замыканием малого числа витков статорной обмотки) меньше значения пускового тока двигателя. Защита от таких КЗ должна сработать при токах меньших пускового тока двигателя. Эти противоречивые требования делают невозможным построение полноценной защиты двигателей простыми способами. Решить данную проблему позволило применение микропроцессорных защит. Защита электродвигателей от междуфазных КЗ, входящая в состав многофункциональных микропроцессорных защит, выполняется с помощью токовой отсечки. Микропроцессорные устройства позволяют загрублять действие защиты во время пуска и самозапуска двигателя и обеспечить срабатывание защиты в стационарном режиме работы двигателя при токах меньше пускового тока двигателя. микропроцессорных устройств при защите крупных ответственных электродвигателей.

При построении релейной защиты крупных электрических двигателей либо при большой длине соединительного кабеля токовая отсечка оказывается недостаточно чувствительной и не обеспечивает полноценной защиты двигателя и систем его питания. Для защиты ответственных двигателей, можно рекомендовать применение продольной дифференциальной защиты в трехфазном исполнении. Продольная дифференциальная защита двигателей обладает более высокой чувствительностью, чем токовая отсечка, защищает двигатель при любых КЗ, включая междуфазные КЗ вблизи нулевой точки статорной обмотки двигателя, и наилучшим образом резервирует действие защиты от однофазных замыканий на землю. Применение продольной дифференциальной защиты возможно для двигателей, имеющих нулевые выводы статорных обмоток. Электродвигатели малой мощности (до 28 кВт) собственных нужд электростанций подключают к вторичным реактированным сборкам. Эти двигатели защищаются относительно слаботочными автоматическими выключателями с низкой отключающей способностью. Применение автоматических выключателей с токовой отсечкой для защиты таких электродвигателей неэффективно, поскольку токи КЗ ограничиваются реактором, и при защите двигателя токовая отсечка может не сработать. Для защиты от междуфазных КЗ маломощных электродвигателей, подключенных к вторичным реактированным сборкам собственных нужд электростанций, применяются автоматические выключатели с зависимой от тока характеристикой tср.защ.=f(IКЗ). Но использование автоматических выключателей с зависимой от тока характеристикой делает невозможным выполнение требований ПУЭ по быстродействию защиты от КЗ (опять же, в сетях 0,4 кВ tоткл.КЗ<0,2с).