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 напряжения

К 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 ЗМН

Как 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 Uном ниже 70% от номинала, реле T1 (первая ступень) производит включение выключателя неответственного оборудования, чтобы поднять минимальное остаточное напряжение.

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 ЗМН

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.

Реле минимального и максимального напряжения. Защита минимального напряжения принцип работы

ГлавнаяРазноеЗащита минимального напряжения принцип работы

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 14Следующая ⇒

После отключения 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 дляегоразворота. Самозапуск электродвигателей может не произойти, если напряжение на шинах окажется ниже 55—65 % Iном.

Для того чтобы обеспечить самозапуск 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.

Наиболее просто защиту минимального напряжения можно выполнить с одним реле напряжения, включенным на междуфазное напряжение. Однако такое выполнение защиты ненадежно, так как при обрывах в цепях напряжения возможно ложное отключение электродвигателей.

Поэтому однорелейная схема защиты применяется только при использовании реле прямого действия.Для предотвращения ложного срабатывания защиты при нарушении цепей напряжения применяются специальные схемы включения реле напряжения.

Одна из таких схем для четырех электродвигателей, разработанная в Тяжпромэлектропроекте, показана на рис. 6.5. Реле минимального напряжения прямого действия КVТ1—KVT4 включены на междуфазные напряжения ab и bс.

Для повышения надежности защиты эти реле питаются отдельно от приборов и счетчиков, которые подключены к цепям напряжения через трехфазный автоматический выключатель SF3 с мгновенным электромагнитным расцепителем (использованы две фазы автоматического выключателя).

Фаза В цепей напряжения заземлена не глухо, а через пробивной предохранитель FV, чю исключает возможность однофазных КЗ в цепях напряжения и также повышает надежность защиты.

В фазе А защиты установлен однофазный автоматический выключатель SFI с электромагнитным мгновенным расцепителем, а в фазе С — автоматический выключатель с замедленным тепловым расцепителем.

Между фазами А и С включен конденсатор С емкостью порядка 30 мкФ, назначение которого указано ниже.

Рис. 6 5. Схема защиты минимального напряжения с реле прямого действия типа РНВ

При повреждениях в цепях напряжения рассматриваемая защита будет вести себя следующим образом. Замыкание одной из фаз на землю, как уже отмечалось выше, не приводит к отключению автоматических выключателей, так как цепи напряжения не имеют глухого заземления. При двухфазном КЗ фаз В и С отключится только автоматический выключатель SF2 фазы С.

Реле напряжения KVT1 и KVT2 остаются при этом подключенными к нормальному напряжению и поэтому не запускаются. Реле KVT3 и KVT4, запустившиеся при КЗ в цепях напряжения, после отключения автоматического выключателя SF2 вновь подтянутся, так как на них будет подано напряжение от фазы А через конденсатор С.

При КЗ фаз АВ или АС отключится автоматический выключатель SF1, установленный в фазе А. После отключения КЗ реле KVT1 и KVT2 вновь подтянутся под действием напряжения от фазы С, поступающего через конденсатор С. Реле KVT3 и KVT4 не запустятся. Аналогично будут вести себя реле и при обрыве фаз А и С.

Таким образом, рассматриваемая схема защиты не работает ложно при наиболее вероятных повреждениях цепей напряжения. Ложная работа защиты возможна только при маловероятных повреждениях цепей напряжения — трехфазном КЗ или при отключении автоматических выключателей SF1 и SF2.

Сигнализация неисправности цепей напряжения осуществляется контактами реле KV1.1, KV2.1, KV3.1 и контактами автоматических выключателей SF1.1, SF2.1, SF3.1.

В установках с постоянным оперативным током защита минимального напряжения выполняется для каждой секции сборных шин собственных нужд по схеме, приведенной на рис. 6.6.

В цепи реле времени КТ1, действующего на отключение неответственных электродвигателей, включены последовательно контакты трех минимальных реле напряжения KV1.

Благодаря такому включению реле предотвращается ложное срабатывание защиты при перегорании любого предохранителя в цепях трансформатора напряжения. Напряжение срабатывания реле KV1 принимается порядка 70 % Uном.

Рис. 6.6. Схема защиты минимального напряжения на постоянном оперативном токе:а — цепи переменного напряжения; б — оперативные цепи I — на отключение неответственных двигателей;II — на отключение ответственных двигателей.

Выдержка времени защиты на отключение неответственных электродвигателей отстраивается от отсечек электродвигателей и устанавливается равной 0,5—1,5 с.

Выдержка времени на отключение ответственных электродвигателей принимается 10—15 с, для того чтобы защита не действовала на их отключение при снижениях напряжения, вызванных КЗ и самозапуском электродвигателей.

Как показывает опыт эксплуатации, в ряде случаев самозапуск электродвигателей продолжается 20—25 с при снижении напряжения на шинах собственных нужд до 60—70 %Uном.

При этом, если не принять дополнительных мер, защита минимального напряжения (реле KV1), имеющая уставку срабатывания (0,6—0,7) Uном, могла бы доработать и отключить ответственные электродвигатели.

Для предотвращения этого в цепи обмотки реле времени КТ2, действующего на отключение ответственных электродвигателей, включается контакт KV2.1 четвертого реле напряжения KV2. Это минимальное реле напряжения имеет уставку срабатывания порядка (0,4—0,5) Uном и надежно возвращается во время самозапуска. Реле KV2 будет длительно держать замкнутым свой контакт только при полном снятии напряжения с шин собственных нужд. В тех случаях, когда длительность самозапуска меньше выдержки времени реле КТ2, реле KV2 не устанавливается.

В последнее время на электростанциях применяется другая схема защиты, показанная на рис. 6.7. В этой схеме используются три пусковых реле: реле напряжения обратной последовательности KV1 типа РНФ-1М и реле минимального напряжения KV2 и KV3 типа РН-54/160.

Рис. 6.7. Схема защиты минимального напряжения с реле напряжения прямой последовательности:а — цепи напряжения; б — оперативные цепи

В нормальном режиме, когда междуфазные напряжения симметричны, размыкающий контакт KV1.1 в цепи обмоток реле времени защиты КТ1 и КТ2 замкнут, а замыкающий KV1.2 в цепи сигнализации разомкнут. Размыкающие контакты реле K.V2.1 и KV3.1 при этом разомкнуты. При снижении напряжения на всех фазах контакт KV1.

1 останется замкнутым и поочередно подействуют: первая ступень защиты минимального напряжения, которая осуществляется с помощью реле KV2 (уставка срабатывания 0,7Uном) и КТ1; вторая — с помощью реле KV3 (уставка срабатывания 0,5 Uном) и КТ2.

В случае нарушения одной или двух фаз цепей напряжения срабатывает реле KV1, замыкающим контактом которого KV1.2 подается сигнал о неисправности цепей напряжения. При срабатывании каждой ступени защиты подается плюс на шинки ШМН1 и ШМН2 соответственно, откуда он поступает на цепи отключения электродвигателей.

Действие защиты сигнализируется указательными реле КН1 и КН2, имеющими обмотки параллельного включения.

Защита силовых трансформаторов.

Защита минимального напряжения

Защита малого напряжения исключает возможность самозапуска электродвигателя либо работы его при резко пониженном напряжении сети. Эту защиту именуют время от времени нулевой.

У движков неизменного тока параллельного возбуждения и асинхронных движков при понижении напряжения миниатюризируется магнитный поток и пропорциональный ему крутящий момент, что приводит к перегрузке мотора и его перегреву.

Это уменьшает срок службы мотора и может быть предпосылкой выхода его из строя.

Не считая того, при работе с пониженным напряжением движок, потребляя увеличенный ток, наращивает падение напряжения в сети и усугубляет работу других потребителей.

Самозапуск (самопроизвольный пуск, происходящий при восстановлении напряжения после его исчезновения либо при включении общего рубильника станка магистрали и т. д.

) для движков большинства устройств промышленных компаний недопустим по условиям безопасности обслуживающего персонала, из-за угрозы поломки механизма, вследствие вероятного брака продукции и по ряду других обстоятельств.

Потому при значимом понижении напряжения в сети либо его исчезновении движки, обычно, должны автоматом отключаться специальной защитой малого напряжения.

Защита малого напряжения (нулевая защита) в схемах контакторно-релейного управления движками осуществляется линейными контакторами,
электрическими пускателями либо особыми реле малого напряжения.

К примеру, в схемах дистанционного управления с клавишами «пуск» и «стоп» при питании цепей управления и основных цепей от общего источника защиту малого напряжения делает электрический пускатель. В схемах управления крановыми движками — линейный контактор.

Напряжение отпускания пускателей и контакторов составляет около 40 — 50% от номинального напряжения катушки, потому при значимом понижении либо полном исчезновении напряжения в сети пускатель либо контактор выпадает, отключая главными контактами движок от сети.

Сразу размыкается его контакт, шунтирующий кнопку подачи команды «пуск», что исключает возможность самопроизвольного срабатывания магнитного пускателя и включение мотора после восстановления напряжения.

Повторный запуск мотора в данном случае вероятен только после повторного нажатия на кнопку «пуск», т. е. только по команде рабочего, обслуживающего механизм.

В схеме автоматического управления, где пускатели движков врубаются не клавишами, а разными элементами автоматики, работающими без роли оператора, защита малого напряжения производится особым реле малого напряжения.

При понижении либо исчезновении напряжения реле малого напряжения отключается, разрывает цепи и тем самым выключает все аппараты схемы управления.

Если подача команд осуществляется командоконтроллером либо ключом управления с фиксированными положениями ручки, защита малого напряжения также осуществляется особым реле, обмотка которого врубается через размыкающий контакт командоконтроллера, замкнутый только при положении ручки на нуле и разомкнутый во всех других положениях. Контакты всех видов защит, действующих на полное отключение установки, врубаются поочередно в цепь обмотки реле малого напряжения.

Защита малого напряжения может быть выполнена автоматическими выключателями (автоматами) с расцепителем малого напряжения, разрешающим включение автомата при напряжении сети не ниже 80 % от номинального и автоматом отключающим включенный автомат при исчезновении напряжения либо понижении его до 50% от номинального.

Расцепитель малого напряжения может быть применен для дистанционного отключения автомата, зачем в цепь его обмотки нужно включить размыкающий контакт кнопки либо другого аппарата. Некие автоматы изготовляются со специальной обмоткой отключения, выключающей автомат при включении ее под напряжение.

Школа для электрика

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Минимальная защита напряжения допускается на генераторах мощностью до 1 0 МВт, если невозможно использовать максимальную токовую защиту. При этом она, как и максимальная токовая защита, предназначается и для защиты генератора при междуфазных КЗ в обмотке статора. [1]

Минимальная защита напряжения устанавливается на подстанции ( одна на оба трансформатора) для действия во всех случаях питания только от контактной сети, когда токовые защиты не работают ввиду малых значений токов к.

На промежуточных подстанциях, приключаемых к одной питающей линии ( подстанции / /, / / / на рис. 8 – 1 6, / на рис. 8 – 1 0), указанная защита используется как единственная для действия при – повреждениях на питающей линии.

[2]

Схемыминимальной защиты напряжения выполняются таким образом, чтобы исключить ее ложное действие при нарушениях во вторичных цепях трансформаторов напряжения. [3]

Вминимальной защите напряжения ( рис. 12.3) используются три минимальных реле напряжения KV1 – KV3 типа РН-54, подключенных к трансформатору напряжения TV через автоматический воздушный выключатель SF. [4]

Следует предусматриватьминимальную защиту напряжения, действующую на отключение выключателя синхронного компенсатора. [5]

Следует предусматриватьминимальную защиту напряжения, действующую на отключение выключателя синхронного компенсатора. [6]

Для двигателей используется такжеминимальная защита напряжения в основном для обеспечения бесперебойной работы установки в целом ( отключение менее ответственных двигателей для обеспечения самозапуска более ответственных) и действия в случаях длительного исчезновения напряжения. [8]

Некоторые из рассмотренных схемминимальной защиты напряжения одновременно выполняют функции устройств АПВ, так как допускают повторное включение электродвигателей при восстановлении напряжения. Поэтому такие схемы часто называют схемами АПВ электродвигателей. Схему, показанную на рис. 14.4, а, можно назвать схемой АПВ постоянного действия, а схемы, приведенные на рис.

14.4, в, г, – схемами АПВ с действием в течение заданного времени. Устройство АПВ постоянного действия включает электродвигатель и при подключении его к сети через контактор с защелкой, однако функций минимальной защиты напряжения такой контактор не выполняет.

Приведенные схемы не исчерпывают всего многообразия устройств АПВ, применяемых на промышленных предприятиях.

[9]

Минимальная защита напряжения электродвигателей напряжением до 1 кВ. [10]

Некоторые из рассмотренных схемминимальной защиты напряжения одновременно выполняют функции устройств АПВ, так как допускают повторное включение электродвигателей при восстановлении напряжения, поэтому такие схемы часто называют схемами АПВ электродвигателей.

Схему, показанную на рис. 16.20, а, можно назвать схемой АПВ постоянного действия, а схемы, приведенные на рис. 16.20, в, г, – схемами АПВ с действием в течение заданного времени.

Устройство АПВ постоянного действия включает электродвигатель и при подключении его к сети через контактор с защелкой, однако функций минимальной защиты напряжения такой контактор не выполняет.

Приведенные схемы не исчерпывают всего многообразия устройств АПВ, применяемых на промышленных предприятиях. Многие из этих устройств выполнены на полупроводниках. [11]

Применительно к электродвигателям низкого напряженияминимальную защиту напряжения реализуют с помощью контактора с удерживающей обмоткой, подключенной к силовой сети. [13]

Автоматический выключатель может также снабжатьсяминимальной защитой напряжения ( нулевой или минимальный расцепитель), отключающей его при исчезновении или снижении напряжения и независимым расцепителем для дистанционного отключения выключателя. Основными характеристиками автоматических выключателей являются номинальный ток / аном, номинальное напряжение UatlOM и номинальный ток отключения / аоткл. [14]

Для выполнения этих функций целесообразно применятьгрупповые минимальные защиты напряжения, а рассмотренные выше защиты от перегрузок рассматривать только как резервные. [15]

Страницы: 1 2 3 4

Защита минимального и максимального напряжения

предназначена для защиты электроустановок от увеличения или от уменьшения напряжения. Для этой цели используются специальные высокочувствительные реле напряжения серии РН –50. Они выпускаются для переменного и постоянного тока.

Реле напряжения серии РН-50 выпускаются для контроля максимального напряжения (РН-51; РН-53; РН-58) и для контроля минимального напряжения (РН-54). Они срабатывают при повышении или снижении напряжения по отношению к заданной величине.

Таблица 4 – Характеристика реле РН-51(для постоянного тока)

РН-51/1,4
РН-51/6,4
РН-51/32

UНОМ,В

Рисунок 9 – Схема работы защиты минимального напряжения и общий вид реле РН-51

Реле напряжения включаются через трансформатор напряжения с контролем одной, двух или трех фаз. При уменьшении напряжения в сети до величины уставки реле последнее срабатывает с воздействием на электромагнит отключения силового выключателя.
Таблица 5 – Характеристика реле РН-53 и РН-58

Соединение обмоток
Параллельное
Последовательное

реле
UСРАБ,В
UНОМ,В
UСРАБ,В
UНОМ,В
Коэффициент возврата КВЗР

РН-53/60
15-30
30-60
0,8

-53/200
50-100
100-200
0,8

РН-53/400
100-200
200-400
0,8

РН-58
50-100
100-200
0,85

Таблица 6 – Характеристика реле РН-54

РН-54/48
РН-54/160
РН-54/320

Уставка срабатывания, В

Номинальное напряжение, В

Коэффициент возврата КВЗР не выше
1,25
1,25
1,25

Защита от замыканий на землю. Применяется в сетях напряжением 6¸35 кВ, а они в основном с изолированной нейтралью, с малыми токами замыкания на землю.

В таких сетях однофазные замыкания на землю непосредственной опасности не представляют, пока 1-фазное замыкание не перейдет в 2-х фазное и станет опасным для оборудования и персонала. Существует много схем и способов защиты от замыканий на землю в т.ч. и в карьерных сетях.

Принцип их действия основан на применении токовых и направленных устройств, реагирующих на ток, напряжение или мощность нулевой последовательности. Далее этот сигнал передается на устройства, реагирующее на величину нулевой последовательности и действующее на отключение источника.

Измерительными органами таких схем являются высокочувствительные реле и блоки: РТЗ-50; -51; РТ-40/02; ЭТД-551, РЗН-3 – реле направленной защиты, ЗЗП-1М – реле мощности.

Рисунок 10 – Трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП).

В качестве датчиков сигналов нулевой последовательности промышленность выпускает трансформаторы тока нулевой последовательности T3, T3P, ТЗЛ, ТФ, ТТНП-2 и

Эти трансформаторы тока предназначены для установки их на кабельных линиях или кабельных вставках. В качестве реагирующих органов токовой защиты применяют реле РТ-40/0,2, РТЗ-50, РТЗ-51, ЭТД-551 и другие, в том числе электронные блоки и процессоры. Так, находят применение датчики тока CSH-120 и CSH-200, компании SCHNEIDER, работающие совместно с цифровыми системами защиты.

Рисунок 11 – Общий вид современных датчиков тока и напряжения фирмы Щшейдер-Электрик

Блок Sepam-2000

Рисунок 12 – Снятие характеристик с помощью выносного пульта

Рисунок 13 – Общий вид ячеек МС-set с встроенными системами защиты Sepam и разрез ячейки с выключателем .

Рисунок 14 – Схема работы реле земляной защиты

Современные системы защиты зарубежных производителей.В настоящее время находят применение современные средства и системы защиты на базе микропроцессорной техники. Достоинством таких систем является надежность, быстродействие, возможность автоматического регулирования уставок срабатывания в связи с изменяющимися параметрами сети.

Использование цифровых технологий обеспечивает постоянную готовность к работе, простоту управления и исключение ошибок персонала, безопасность, а также, несмотря на большие капитальные затраты, приводит к снижению эксплуатационных затрат.

Так, оборудование фирмы Шнейдер Электрик позволяет устанавливать все необходимые виды защит с помощью блоков серии Sepam, в том числе модели 100, 1000,и 2000.

Опыт эксплуатации направленных устройств защиты от замыканий на землю в распределительных сетях карьеров показывает, что имеющиеся средства пока не отвечают требованиям эксплуатации электрических сетей.

Имеются 10 – 20 процентов ложных случаев срабатывания, так как расположение, длина карьерных сетей постоянно изменяются и возникают переходные процессы при работе большого количества электрических машин.

В настоящее время в сетях карьеров применяются реле типа УАКИ, а также проходят испытания различные устройства, использующие новые системы и элементную базу, например: УСЗС- устройство защиты от токов утечки, УСЗ-2;3;3М – работают на принципе сравнения токов высших гармоник, ИЗС – импульсная защита направленная – использует принцип контроля направления электромагнитных волн фаза-земля (волна распространяется от места повреждения). Большинство из них используют ток небаланса, учитываемый трансформаторами нулевой последовательности. Реле РТЗ-51 разработано и выпускается промышленностью взамен реле РТЗ-50 и обладает более стабильными эксплуатационными характеристиками.
Реле РТЗ-51

Реле предназначено для использования совместно с трансформаторами тока нулевой последовательности в качестве органа, реагирующего на ток нулевой последовательности в схемах защит от замыканий на землю генераторов, двигателей и линий с малыми токами замыкания на землю и в других схемах устройств релейной защиты.

Газовая защита.

Выполняется для защиты маслонаполненных трансформаторов от внутренних повреждений (межвитковых КЗ). При К.З. внутри трансформатора начинается усиленное газовыделение и резкое повышение давления, что может привести к выходу из строя трансформатора, в том числе к его разрушению.

Газы при этом направляются через реле, установленные в трубопроводе, соединяющем бак трансформатора с расширителем.

Под давлением газа или потока масла поворачивается чувствительный элемент газового реле и происходит замыкание контактов, далее работает штатная схема с действием на отключение трансформатора. В реле ПГ-22 чувствительным элементом является поплавок.

В реле типа РГЗ-61 имеется колба с контактами и ртутью. При повороте колбы контакты замыкаются. В реле типа РГЧ3 имеется чашечка с лопастью, которая поворачивается от движения потока газа или масла.

Газовая защита обязательна:

· для трансформаторов мощностью S более 6300 кВА,

· для трансформаторов мощностью 400 и более кВА внутри цехов;

· Для трансформаторов мощностью от 1000¸4000 кВА обязательна при отсутствии дифференциальной защиты или МТЗ.

Рисунок 16 – Комплект аппаратуры защиты Sepam

Минимальная и нулевая защиты

roland versacamm vs-640i от проверенной компании

Момент вращения асинхронных двигателей прямо пропорционален квадрату напряжения, поэтому снижение напряжения при том же моменте сопротивления на валу двигателя вызывает повышенное потребление тока и перегрев двигателей. Заводы гарантируют работу электродвигателей при отклонении напряжения от номинального значения на+ 5-10% и кратковременном снижении напряжения до 0,71/Пом. Дальнейшее снижение напряжения недопустимо из-за опасности выхода из строя двигателя.

Минимальная защита осуществляет защиту двигателей от работы при пониженном напряжении. В качестве аппарата минимальной защиты применяются минимальные реле.

Минимальные реле (рис. 17.6) представляют собой электромагнитные реле напряжения, которые могут быть первичными (для двигателей с {/

При появлении номинального напряжения на фазах а, в, с катушка реле К втягивает сердечник Я и защелка з фиксирует включаемый контактор в положении «Включено»— двигатель получает питание.

На шкале с помощью винта устанавливается предельное напряжение, при котором сила магнитного потока катушки К будет равна силе натяжения пружины 111 (на схеме — 280 В). При снижении напряжения ниже установленного значения пружина Ш размыкает защелку з и контактор силой пружины П2 отключается. Отключение можно произвести и нажатием кнопки «Стоп».

В магнитных пускателях роль минимального реле выполняют катушки контакторов, которые рассчитываются таким образом, что при снижении напряжения не могут удерживать контакты во включенном положении и контактор отключается.

Нулевая защита предназначена для отключения потребителей при исчезновении напряжения или при снижении его до 15% UUOM и предотвращения само включения их при появлении напряжения в сети.

Эта защита нужна в первую очередь для обеспечения безопасности обслуживающего персонала. При отсутствии нулевой защиты самовключение машины может «быть причиной тяжелых травм человека.

При необходимости нулевое реле может быть поставлено в любой пускатель.

По конструкции пулевое реле такое же, как.и минимальное реле, только уставка срабатывания у него нерегулируемая (0,15 Uм).

Нулевая защита обеспечивается и минимальным реле, а в магнитных пускателях — катушкой контактора с применением специальных схем включения ее.

На рис. 16.7 приведена схема управления катушкой К контактора с помощью двухкнопочного поста управления (кнопки «Пуск» и «Стоп») и блок-контакта К-3 контактора. В данной схеме нулевая защита обеспечивается катушкой К контактора и блок-контактом К-3, включенного параллельно кнопке «Пуск».

Кнопку «Пуск» можно зашунтировать и резистором определенной величины. На рис. 17.

7 блок-контакты К-2 и К-3 контактора не используются, зато параллельно кнопке «Пуск» подключен резистор R такой величины, что при включении его в цепь катушки К величина тока, проходящая через катушку К, будет недостаточной для того, чтобы образовать магнитный поток, способный притянуть якорь контактора. Однако если якорь будет притянут к сердечнику, то эта величина магнитного потока будет достаточной для удержания якоря в притянутом положении.

В данной схеме пулевая защита осуществляется катушкой К контактора и резистором, шунтирующим кнопку «Пуск». Достоинствами этой схемы является уменьшение количества проводов, идущих от контактора к посту управления.

Недостатком схемы является ненадежность нулевой защиты при значительных колебаниях напряжения (при значительном повышении напряжения схема может сама включиться). Поэтому для обеспечения падежной нулевой защиты в цепях управления этой схемы надо ставить стабилизатор напряжения.

Реле минимального и максимального напряжения | Предназначение, режимы работы, схема подключения – на промышленном портале Myfta.Ru

Предназначение реле максимального и минимального напряжения уже «описано» в самом названии устройства. Оно универсально, многофункционально и эффективно.

Чтобы контролировать допустимую величину в электрической цепи с параметрами тока 50 Гц и напряжения 100 В, для коммуникации электрических сетей в устройствах защиты и автоматических электроустановок выше 1000 В.

Типичной моделью этой группы является РН-112.

На рисунке представлена лицевая панель реле напряжения РН-112.

При применении этого прибора можно регулировать установки срабатывания его как по времени так и по напряжению. Срабатывает он при достижении установленных пороговых значений.

Реле может работать в трех режимах:

Режим реле минимального напряжения. Устройство срабатывает только при достижении минимального значения напряжения; Когда на вход подается номинальное напряжение, замыкаются контакты «пять-шесть», контакты «три-четыре» размыкаются. Происходит это, как правило, с задержкой в 0,3-0,4 секунды – это так называемое время готовности. Когда напряжение снижается до уровня нижней установки, прибор срабатывает. В этом случае также происходит задержка по времени от 0,1 до 10 секунд. По умолчанию, при снижении напряжения ниже 40В, он срабатывает в режиме оперативного ускорения, которое равно 0,1 секунде. При повышении уровня напряжения выше выставленной уставки, контакты «пять-шесть» снова замыкаются, а «три-четыре» возвращаются в замкнутое состояние. При наличии напряжения в сети и на входе на лицевой панели горит зеленый светодиод «вход». Зеленый светодиод «выход» загорается при замыкании пятого и шестого контактов.

Режим реле максимального напряжения. Прибор срабатывает только при достижении минимального значения напряжения. При повышении напряжения, подаваемого на вход, он срабатывает. Задержка времени 0,1-10 секунд, как в вышеописанном случае. При снижении напряжения до номинального уровня, устройство возвращается в исходное положение, контакты «три-четыре» замыкаются, а «пять-шесть» размыкаются. Индикация светодиодов аналогична предыдущему случаю.

Режим симметричных установок. Реле имеет возможность срабатывать при достижении двух порогов напряжения — максимальному и минимальному.

Модель РН-112 – это цифровое устройство, имеющее встроенный микропроцессор. Питание ее происходит от контролируемой сети, потому дополнительного (оперативного питания) не требуется.

Подключается РН-112 в контролируемую цепь параллельно. Для этого предназначены входные контакты «1-1» и «2-2». Для удобства крепления проводов к контактам, последние имеют спаренные клеммы.

Клемма «1-1» является одной точной присоединения, а клемма «2-2» другой точкой. На выходе устройство имеет в пары независимых контактов: «три-четыре» и «пять-шесть».

Пока прибор не подключен к сети (не находится под напряжением) контакты «три-четыре» замкнуты, а «пять-шесть» разомкнуты.

Производители реле изготавливают его полностью готовым к работе. Для ввода в эксплуатацию нет потребности в дополнительной его подготовке. Так как при производстве модели РН-112 используются цифровые технологии, то уставки точно выверены. При монтаже ее не требуется использование вольтметра для их контроля.

Если перед установкой устройство некоторое время находилось на хранении, то оно нуждается в дополнительной проверке.

Если в дальнейшем прибор эксплуатируется в соответствии с техническими характеристиками и без нарушений условий эксплуатации, даже с течение длительного времени он работает без сбоев и достаточно надежно.

Проводить выставление уставок и режима работы производители рекомендуют на реле, которое еще не подключено в сеть. В редких случаях допускается выставление уставок и под напряжением. Соблюдение техники безопасности при таких работах обязательно! Диапазоны уставок, которые регулируются по заказу покупателя, могут быть изменены заводом-производителем.

Читайте также на портале myfta.ru:

Защита минимального напряжения

Общие сведения. ЗМН использует сигналы от реле минимального напряжения и внутренний сигнал ʼʼБлокировка ЗМНʼʼ для блокирования от схемы пуска МТЗ по напряжению. Сигнал РПВ контролирует включенное состояние выключателя. Для пуска ЗМН необходимо снизить все три междуфазных напряжения ниже уставки 70 В (рис. 2-7).

Проверка выполняется в рабочем режиме.

Установить режимы работы˸

· работа ЗМН˸предусмотрена;

· режим работы ЗМН˸ на отключение;

· время срабатывания терминала измеряется по входу 2 Omicron;

· испытание проводится в приложении Quick CMC.

Установить линейное напряжение, равное 100 В аналогично пункту 2.2, затем установить галочку в поле Двоич. Вых. 1, означающий подачу сигнала РКВ при пуске Omicron.

Выполнить пуск нажатием кнопки , при этом подается сигнала РКВ и происходит включение выключателя.

Во включенном состоянии выключателя ввести в поле U A-Bзначение 69 В, при этом значения напряженийU B-СиU С-Атакжепринимаютзначение 69 В. Срабатывают ИО всех 3-х фаз ЗМН, происходит отключение выключателя и зажигается светодиод ЗМН. При испытании время срабатывания ЗМН составило 1,032 с (при уставке 1 с).

Выполнить аналогичную операцию, но после включения выключателя установить значение 71 В (больше уставки 70 В). Убедиться, что срабатывание ЗМН не происходит.

Рис. 2-7. Функциональная схема ЗМН

УРОВ

Общие сведения. УРОВ обеспечивает действие (пуск) на вышестоящий выключатель при срабатывании любых защит терминала (или внешних защит) и неуспешном отключении контролируемого выключателя.

Программной накладкой ХВ29 осуществляется вывод контроля от сигнала РПВ (для выключателей типа BB-TEL). Режим ввода в работу пуска УРОВ обеспечивается программной накладкой ХВ32, которая представлена на лицевой панели терминала в виде тумблера SА1.

Программная накладка ХВ30 определяет условие пуска функции УРОВ по сигналу внешнего отключения.

Режим действия сигнала Внешний УРОВ на вышестоящий выключатель задается программной накладкой ХВ33.

Если выключатель данного терминала не отключает линию, то формируется сигнал на выключатель верхнего уровня.

При ХВ31=1 и разомкнутом ХВ33 появление сигнала Внешний УРОВ формирует сигнал Действие УРОВ на себя, т.е.

на отключение выключателя данного терминала, хотя повреждение зафиксировал другой терминал, выключатель которого отказал. Аналогичный результат получается при ХВ31=0 и наличии сигнала пуска МТЗ.

При ХВ31=0 и отсутствии сигнала пуска МТЗ наличие сигнала Внешний УРОВ приводит к появлению сигнала “Неисправность УРОВ” через выдержку времени DT12.

При замкнутом ХВ33 сигнал Внешний УРОВ при наличии сигнала пуска МТЗ формирует сигнал на выключатель верхнего уровня (как собственно и схема УРОВ данного терминала).

Проверка выполняется в тестовом режиме.

С целью упрощения работа УРОВ проверяется от сигнала Срабатывание защит, который будем инициировать сигналом срабатывания МТЗ-2.

На время испытаний программную накладку ХВ32 УРОВ перевести в положение Работа. Эта операция аналогична операции перевода УРОВ кнопкой SA1 УРОВ на передней панели терминала в положение Ввод. При этом светодиод Вывод УРОВ должен быть погашен.

Особенности применения и срабатывания разных защит трансформатора

В связи с этим соответственно, чтобы и сами эти дорогостоящие устройства и электрооборудование, которое с помощью их питается, были надёжно защищены применяется целый рад защит. Выбор их и настройка дело довольно непростое, поэтому стоит подробно разобрать каждый из них.

Конечно же, это касается только крупных трёхфазных трансформаторов на подстанциях. Для питания и защиты маломощных трансформаторов достаточно автоматического выключателя или же предохранителей.

Слишком дорого и неоправданно устанавливать полный список защит, например, на все сварочные трансформаторы, применяемые в цехе.

Основные защиты трансформатора

Любая релейная защита трансформатора направлена на срабатывание при повреждении или же ненормальном режиме работы этого устройства. Нужно отметить, что некоторые из них направлены на мгновенное отключение в случае аварии, а другие только подают предупреждающий сигнал персоналу.

В свою очередь, персонал уже действует по инструкциям, которые разработаны непосредственно и индивидуально для каждой схемы снабжения и распределительной подстанции.

Для того чтобы было видно какой тип аварии произошёл применяются параллельно и сигнальные реле (блинкер), которые должны быть подписаны в соответствии с правилами.

Для защиты трансформатора применяется целый комплекс мероприятий и электромеханических схем, вот основные из них:

Дифференциальная защита. Она предохраняет от повреждений и коротких замыканий как в обмотках, так и на наружных выводах. Действует только на отключение;

Газовая защита. Защищает от превышения давления внутри расширительного бачка вследствие выделения газов или же выброса масла, а также от снижения его уровня ниже определённого критического показания;

Тепловая защита. Она организована в основном на термосигнализаторах (ТС), которые подают сигнал на пульт персонала или же на включения вентиляторов охлаждения. Такой вид дополнительной защиты служит как предупреждающий при начальных стадиях аварийных ситуаций. При этом выбор самого ТС не важен, главное, выставить правильно диапазон, при котором должен подаваться сигнал. Максимально допустимый нагрев масла составляет 95 градусов;

Защита минимального напряжения. Предусматривает отключение при снижении входного уровня напряжения ниже допустимого. Зачастую имеет выдержку времени, которая даст возможность не реагировать на небольшие просадки;

От замыкания на землю. Выполняется путём установки трансформаторов тока в соединение корпуса и заземляющего контура;

Максимальная токовая (МТЗ) выполняет роль защитного механизма как при коротких замыканиях в цепи вторичного тока, так и при больших перегрузках.

Защита трансформатора дифференциальная

Это одна из самых быстродействующих и важных защит, которая необходима для надёжной эксплуатации следующих трансформаторов:

На понижающих одиночно работающих трансформаторах мощность которых выше чем 6300 кВА;

При параллельной работе данных устройств с мощностью 4000 кВА и выше. При этом таком подключении данная защита является гарантией не только быстродействия, но и селективного отключения только того устройства, которое повреждено, а не полного обесточивания питаемого электрооборудования повлекшее за собой потери в производстве продукции или в появлении бракованных изделий;

Если МТЗ трансформатора не даёт необходимой чувствительности и скорости отключения, и может срабатывать с выдержкой времени более одной секунды;

Если трансформаторы меньшей мощности, то применяется обычная токовая отсечка, подключенная к реле тока.

а — нормальная работа, б — при возникновении короткого замыкания между обмотками.

Принцип действия дифференциальной защиты основан на сравнении тока, а точнее, его величины. Сравнивание происходит в конце и в начале защищаемого участка. Участком в данном случае служит одна из понижающих обмоток. То есть один трансформатор тока устанавливается с высокой, а другой с низкой стороны.

На схеме видно подключение трансформаторов ТТ1 и ТТ2 соединенных последовательно. Т — это реле тока, которое остаётся в бездействии при нормальной работе, когда токи одинаковы, то есть их разность будет равна нулевому значению.

Во время возникновения короткого замыкания в защищаемом участке цепи появится разность токов и реле втянется, тем самым отключив трансформатор от сети. Такой вид защиты будет срабатывать как при межвитковых, так и при межфазных замыканиях.

Мгновенная работа такого защитного оборудования не требует выдержки времени, так как её быстрое срабатывание является её основным положительным фактором. Выбор вставки срабатывания реле Т должен выполнятся электротехническими лабораториями или же проектировщиками данного оборудования.

Для каждого конкретного случая уровень тока втягивания реле можно изменять, чтобы не было ложных срабатываний.

Принцип действия газовой защиты трансформаторов

Газовая защита силовых трансформаторов основана на работе газового реле, которое и изображено на рисунке.

В специальном окошке при выделении газов можно увидеть пузырьки.

Реле представляет собой металлический сосуд, в котором расположены два специальных поплавка. Они врезаны в наклонный трубопровод. В свою очередь, данный трубопровод является связывающим звеном между охлаждающий корпусом имеющим радиатор и расширительным баком.

Если трансформатор находится в рабочем исправном состоянии газовое реле его наполнено трансформаторным маслом, а поплавки реле находятся в определённом нерабочем состоянии, так как внутри их масло. Поплавки непосредственно соединены с контактной группой, которая имеет аварийный и предупредительный сигнал.

В нормальном состоянии контакты находятся в разомкнутом положении. При нагреве масла в случае ненормального процесса в работе из него выделяется газ, который по закону физики легче, естественно, подымается вверх.

На пути газов находится газовое реле и его поплавки, которое при накоплении определённого количества поднимающего его газа начинает движение, чем и размыкает первую ступеньку. При более бурном развитии событий и второй поплавок приводится в движение и замыкает уже вторую ступень которая приводит к отключению.

Взятие пробы масла и его проверка, а также химический анализ позволяет определить суть повреждения.

Из практики же не каждое срабатывание газового реле приводит к взятию проб и анализу масла, иногда при заливке может попасть в систему воздух которой во время эксплуатации будет подниматься и сможет стать причиной срабатывания данной защиты. Для этого нужно всего лишь открыть специальный краник (вентиль), находящийся на корпусе реле и выпустить воздух. Эта процедура выполняется при первом срабатывании предупредительного поплавка.

Выбор самого реле основывается на конструкции трансформатора и его габаритах. Очень часто применяются несколько типов данного устройства РГЧЗ-66, ПГ-22, BF-50, BF-80, РЗТ-50, РЗТ-80. Все они имеют смотровое окошко и герметичный корпус.

Газовая защита трансформатора и принцип действия, работы в принципе несложны стоит только один раз разобраться в них.

Максимальная токовая защита трансформатора

Основную роль отключающего устройства при повышении критического уровня тока, для трансформаторов не масляных и обладающих малой мощностью, служит предохранитель.

Такой элемент защиты даёт возможность персоналу, не понимающему причины отключения, повторно произвести включение, которое может принести вред оборудованию или пожар.

Предохранителями оборудованы также измерительные трансформаторы напряжения, которые расположены на подстанциях в ячейках КРУ, в таких же, как и масляные выключатели. Они предназначены для измерения напряжения в сети 6000 кВ и выше, а также для цепей защиты от повышенного или пониженного напряжения.

Для трансформаторов выбор предохранителей осуществляется из такого соотношения

Предохранитель — самый простой способ защитить трансформатор от превышения тока.

Ток срабатывания максимальной защиты при установке её с низшей стороны, выбирается в соответствии с величиной нагрузки, на которую рассчитан трансформатор.

Конечно же, выбирая релейную защиту данного устройства, стоит учесть также пусковые кратковременные токи, которые возникают при запусках электрических вращающихся машин.

Работа таких защит основана на трансформаторах тока, вот парочка самых распространённых схем подключения.

Здесь имеется два уровня (степени) отключения, один может быть отключением от перегрузов, а другой уже срабатывает как максимальная токовая отсечка, при значительном повышении тока в контролируемых цепях, в том числе и при К.З. Цифрой 6 обозначены измерительные приборы.

Ниже представлена более усовершенствованная и развёрнутая схема уже непосредственно с подключением реле в цепи катушек маслинных выключателей.

Защита печных трансформаторов

Особенности работы и применения резонансного трансформатора Тесла

Работа печей связана с резким нарастанием и снижением тока, поэтому дифференциальную защиту здесь применять не рекомендуется, а только газовую и тепловую. Нагревательные элементы таких печей могут работать от пониженного напряжения от 220–660 Вольт.

Чаще всего здесь применяются специальные электропечные трансформаторы. Конечно же, речь идёт от печах для плавки металла, а не для приготовления пищи. В них режимы плавки меняются как питающим напряжением, так и величиной тока дуги. Печные трансформаторы должны быть оборудованы защитой от перегрузок, а также при возникновении К. З.

Защиту от перегрузок устанавливают на низкой стороне, а трансформаторы тока для мгновенного срабатывания на высокой стороне. При этом уставку реле настраивают таким образом, чтобы она не отключалась при нормальных эксплуатационных К.

З, ведь они работают в таком режиме и при некоторых коротких замыкания отключение не должно происходить, а только лишь поднятие электродов.

В любом случае в итоге хочется отметить что от настройки и правильности срабатывания зависят последствия ненормальных режимов работы трансформатора, а значит и стоимость последующего ремонта.

Защита минимального напряжения: принцип работы, схема устройства ЗМН

Кратко о назначении