Глава 2. Виды защит электродвигателей

2.1 Защита от многофазных кз

В сетях с глухозаземленными нейтралями защиты электродвигателя от коротких замыканий выполняется трехфазной. Этим обеспечивается ее действие не только при многофазных повреждениях, но и при однофазных коротких замыканиях. В сетях с изолированными нейтралями трехфазной выполняется только защита предохранителями. При использовании других аппаратов можно ограничиваться включением их в две фазы.

Защита плавкими предохранителями выполняется, как правило, отдельно для каждого электродвигателя. Выбор предохранителей и их плавких вставок осуществляется по условиям (11.1) и (11.2). При этом в качестве максимального рабочего тока I раб max берется номинальный ток электродвигателя 450Iд. ном, а ток кратковременной перегрузки Iпер применяется равным пусковому току Iпуск электродвигателя. В отдельных случаях допускается использовать один комплект предохранителей для защиты нескольких электродвигателей малой мощности.

Защита расцепителями автоматических выключателей более совершенна, чем защита предохранителями. Расцепители позволяют выполнить все виды защиты - от коротких замыканий, перегрузок, снижения напряжений. Защитой от коротких замыканий является токовая отсечка, для выполнения которой используют в зависимости от типа автоматического выключателя электромагнитные или полупроводниковые расцепители. Ток срабатывания токовой отсечки выбирают, как и для электродвигателей напряжением выше 1кВ, по условию (16.1). Если чувствительность к однофазным коротким замыканиям оказывается недостаточной, то рекомендуется предусматривать специальную защиту с помощью выносных реле.

Защита максимальными реле тока выполняется в виде токовой отсечки. Для этого обычно используют электромагнитные первичные реле косвенного действия РЭВ-200, РЭВ-570 и др., рассчитанные на различные номинальные токи.

На рис. 15.8, а показана схема токовой отсечки без выдержки времени в трехфазном исполнении. Реле тока КА1-КА3 включаются в каждую фазу статора непосредственно. При срабатывании хотя бы одного реле размыкается соответствующий контакт КА1-КА3 в цепи катушки контактора КМ и электродвигатель отключается от сети.

Для защиты можно использовать и вторичные реле косвенного действия, включаемые через трансформаторы тока. При выборе тока срабатывания коэффициент отстройки можно принять Kiотс = 1.3…1.5.

Чувствительность отсечки считается достаточной, если при коротких замыканиях на выводах электродвигателя коэффициент чувствительности Kq ≥2.0.

2.2 Защита от замыканий на землю и от обрыва фаз

Если для электродвигателя, защищаемого предохранителями (или подключение к сети с такой защитой), возникает необходимость в защите от обрыва фазы, то она может выполняться по одной из схем рис. 15.10 [146]

В первой схеме (рис. 15.10, а) при перегорании одного из предохранителей F1-F3 на обмотке соответствующего реле контроля обрыва фазы KS1-KS3 возникает напряжение, реле своим размыкающим контактом KS1-KS3 разрывает цепь самоудерживания контактора КМ и электродвигатель отключается. Во второй схеме (рис. 15.10, б) применены реле тока КА1-КА3, обмотки которых выбираются по номинальному току электродвигателя, а токи отпускания - меньше тока холостого хода электродвигателя. При нормальном пуске реле времени КТ не успевает срабатывать и его контакт не размыкает цепь самоудержания контактора КМ. После исчезновения тока в одной из фаз реле КТ отключает электродвигатель. В третьей схеме (рис. 15.10 в) использовано одно реле KV (КА), реагирующее на смещение нейтрали обмотки статора при обрыве фазы. При этом может использоваться или реле напряжения KV, имеющее уставку Uср ≈ 0.3Uном/Кu, или реле тока КА с уставкой I ср < 0.3I д.ном/ К1. По такой схеме можно включить и обмотку максимального расцепителя (если электродвигатель подключается к сети через автоматический выключатель).

Отметим, что в эксплуатации находятся и другие схемы защиты от обрыва фазы. Например, в [134] предложено катушку контактора КМ подключать к трем фазам через трехфазный выпрямитель. При обрыве одной из фаз выпрямленное напряжение снижается и контактор отключается. Имеются различные схемы комбинированных защит на полупроводниковой элементной базе, в которых защита от обрыва фазы совмещается с защитой от перегрузки.

В [131] рассматривается устройство защиты от несимметричных коротких замыканий и обрыва фазы, реагирующее на изменение фазовых сдвигов между токами статора. При наличии температурной защиты специальная защита от обрыва фазы требует обоснования.