4. Защита от однофазных замыканий на землю

В сетях с глухозаземленной нейтралью (0,4 кВ) функции защиты от однофазных к.з. в питающем электродвигатель кабеле и в его обмотке статора выполняют защиты от междуфазных к.з. рассмотренные ранее (токовая отсечка или продольная диф. защита электродвигателя).

В сетях с изолированной нейтралью защита от замыкания на землю устанавливается на электродвигателях мощностью до 2 мВт если ток замыкания на землю превышает 10А, а также на электродвигателях большей мощности при токах замыкания на землю более 5А.

Защита от замыканий на землю выполняется с действием на отключение без выдержки времени с использованием трансформатора тока нулевой последовательности (ТНП).

Схема защиты электродвигателя от замыканий на землю одной фазы представлена на рис. 10-6.

Рис. 10-6. Защита электродвигателей от замыканий на землю одной фазы.

Ток срабатывания защиты выбирается на основании тех же соображений, что и для аналогичной защиты генератора, т.е.

I_с.з.К_нI_с

где:
Iс	-	собственный ёмкостный ток электродвигателя;
Кн	-	коэффициент надёжности, принимаемый равным 1,21,3.

Необходимо также учитывать бросок ёмкостного тока электродвигателя при внешних замыканиях на землю, поэтому для защиты действующей без выдержки времени ток срабатывания должен быть увеличен в 3-4 раза.

Выводы:

1. Защита от замыканий на землю применяется только на электродвигателях напряжением 3-10 кВ, работающих в сети с незаземлённой нейтралью.

2. Защита от замыканий на землю устанавливается на электродвигателях мощностью до 2 мВт при токе замыкания на землю более 10А, а также на электродвигателях большей мощности когда ток замыкания на землю более 5А.

3. Защита от замыканий на землю выполняется с помощью одного токового реле подключённого к трансформатору тока нулевой последовательности с действием на отключение без выдержки времени.

5. Защита от понижения напряжения

При понижении напряжения в сети часто не удаётся обеспечить самозапуск всех электродвигателей электроустановки. В этих случаях применяют защиты минимального напряжения для отключения неответственных электродвигателей с тем, чтобы обеспечить самозапуск электродвигателей ответственных механизмов. Особенно важно это для электродвигателей собственных нужд тепловых электростанций так как отключение некоторых электродвигателей может привести к снижению нагрузки или полному останову электростанции (например, электродвигатели питательных и циркуляционных насосов; электродвигатели дымососов и дутьевых вентиляторов и т.п.). Необходимо отключать также и электродвигатели, самозапуск которых недопустим по условиям технологии производства или по условиям техники безопасности. Отключение таких электродвигателей осуществляется специальными защитами минимального напряжения, которые должны обеспечивать отключение электродвигателей, как при полном исчезновении напряжения, так и при длительных к.з. в сети, вызывающих понижение напряжения и торможение электродвигателей.

Обычно защита от понижения напряжения электродвигателей выполняется с помощью одного реле минимального напряжения включаемого на линейное напряжение (рис. 10-7).

Рис. 10-7. Однорелейная схема защиты минимального напряжения электродвигателей.

Защита с одним реле минимального напряжения надёжно реагирует на 3-х фазные к.з. При 2-х фазных к.з. эта защита будет действовать только при к.з. между теми фазами, к которым включено реле, а при 2-х фазных к.з. между другими фазами напряжение на реле уменьшается не более чем на 15% номинального значения и защита в этом случае действовать не будет.

Для обеспечения работы защиты от понижения напряжения при всех случаях междуфазных к.з. применяют 3-х фазную схему защиты минимального напряжения с использованием 3-х реле минимального напряжения (рис. 10-8).

Рис. 10-8. Трёхрелейная схема защиты минимального напряжения электродвигателей.

К недостаткам защиты необходимо отнести возможность её неправильной работы в случае обрыва цепей напряжения (при перегорании предохранителей в схеме ТН), поэтому на ответственных электродвигателях применяются схемы с двумя комплектами реле напряжения включаемыми на разные трансформаторы напряжения (рис. 10-9), при этом контакты обоих реле соединяются последовательно. Поэтому при нарушении цепей напряжения одного из комплектов реле защита блокируется.

Рис. 10-9. Защита минимального напряжения электродвигателей с двумя реле, подключёнными к разным трансформаторам напряжения.

Напряжение срабатывания защиты минимального напряжения выбирается таким, чтобы обеспечивался самозапуск ответственных электродвигателей. Обычно напряжение срабатывания защиты выбирается равным порядка 60-70% U_ном.

Выдержка времени защиты на ответственных электродвигателях отстраивается от времени действия мгновенных защит электродвигателей и обычно принимается минимальной и равной 0,5 с.

Выдержка времени защиты на электродвигателях отключаемых по условиям технологии производства и техники безопасности отстраивается от длительности посадки напряжения и принимается равной порядка 610 с.

Выводы:

1. Для обеспечения самозапуска ответственных механизмов на электродвигателях неответственных механизмов устанавливается защита минимального напряжения. При этом уменьшается суммарный ток самозапуска и повышается напряжение на питающих электродвигатели шинах, благодаря чему обеспечивается самозапуск ответственных электродвигателей.

2. Защиты от понижения напряжения электродвигателей могут выполняться на одном или трёх реле минимального напряжения. В целях экономии аппаратуры часто защиту выполняют групповой, т.е. действующей на отключение сразу группы электродвигателей.

3. Для исключения неправильной работы защиту минимального напряжения выполняют при помощи 2-х комплектов реле, подключаемых к разным трансформаторам напряжения.