- Коротко про призначення
- Принцип роботи захисту мінімальної напруги
- Пристрій і схема ЗМН
- Сходинки спрацьовування ЗМН
- Приклад двоступеневої ЗМН
- застосування
- Розрахунок уставок ЗМН
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Захист мінімальної напруги (далі по тексту ЗМН) використовується спільно з іншими системами, контролюючими стан електромережі. Основне завдання такого захисту - забезпечити роботу відповідального обладнання при короткочасних зниженнях напруги. Дізнатися, як здійснюється цей процес, можна прочитавши про принцип роботи ЗМН, її устрій і сфері застосування. Всю цю інформацію Ви знайдете в нашій статті.
Коротко про призначення
Як відомо, при зниженні напруги живлення асинхронних двигунів зменшується рівень магнітного потоку, а, отже, і крутного моменту. При цьому збільшується споживання струму, що веде до зниження рівня напруги в електромережі, що відбивається на роботі інших пристроїв, підключених до неї.
Крім цього не слід забувати про стартових токах, що утворюються при запуску двигунів. ЗМН виробляє відключення менш важливого обладнання, щоб забезпечити процес самозапуску відповідальних двигунів, при відновленні параметрів електромережі. Якщо автозапуск відповідальних електродвигунів не відповідає нормам ТБ або НЕ передбачається умовами техпроцесу, то реле мінімальної напруги встановлюється і на це обладнання.
Коли параметри мережі не відповідають мінімальній напрузі, то ЗМН виробляє відключення обладнання та / або подає відповідний сигнал системі управління або оператору, це може відбуватися в наступних випадках:
- При фазному або міжфазному короткому замиканні. В цьому випадку відбувається різке перевищення номінального струму, що провокує падіння напруги нижче допустимого рівня. Якщо спрацьовують при цьому струмові реле, то відбудеться повне зникнення напруги.
- Значне перевищення номінальної потужності, що також призводить до падіння в живлять ланцюгах напруги.
Захист виробляє відключення живлення устаткування, що не відноситься до категорії високої важливості. Це дозволяє зробити нормальний автозапуск відповідальних електромашин при високих пускових токах, в іншому випадку може статися помилкове спрацьовування релейних захистів.
Принцип роботи захисту мінімальної напруги
Незалежно від сфери застосування ЗМН, її принцип дії залишається незмінним. Пояснимо алгоритм роботи захисту на прикладі довільного об'єкта, де для виробничого процесу використовується кілька електродвигунів і підключено обладнання власних потреб. Припустимо, на лінії живильної об'єкт відбулося КЗ, що викликало спрацьовування вимикача введення (струмовий захист). Після завершення ремонтних робіт і відновлення харчування відбуваються такі дії:
- Автозапуск двигунів, що призводить до появи високих пускових струмів, і, відповідно, до зниження напруги в мережі.
- Контакти реле захисту проводять відключення невідповідальних механізмів, тобто обладнання, що не бере участь у виробничому процесі або простий якого не критичний для технологічного циклу. Це призводить до нормалізації струму і підвищенню напруги до номінального рівня, що дозволяє зробити штатний автозапуск основних вузлів.
Пристрій і схема ЗМН
Найпростіший варіант при організації ЗМН можна зробити на одному реле, котушка якого запитана від міжфазного напруги. Приклад такої схеми наводиться нижче.
На жаль, такий варіант виконання не відрізняться високою надійністю. Якщо станеться обрив ланцюга напруги, то піде помилкове відключення обладнання системою ЗМН. У зв'язку з цим дана схема захисту застосовується для відключення невідповідальних електродвигунів і обладнання власних потреб.
Щоб виключити помилкове спрацьовування системи ЗМН практикується застосування більш складних схем захисту. Як приклад наведемо одну з них, що встановлюється на чотири асинхронних двигуна.
Як видно з наведеної схеми включення ЗМН обмотки реле KVT1-4 підключаються до міжфазних напруг (АВ і ВС). Для підвищення надійності захисту і виключення КЗ на землю одна з фаз (в нашому випадку В) підключається за допомогою пробивного запобіжника до заземлювальної шини. На фази А і С встановлюються однофазні АВ (автоматичні вимикачі). Причому один з них обладнаний електромагнітної захистом, а другий - теплової.
Розглянемо, як буде вести себе даний пристрій релейного захисту у випадках різних пошкоджень ланцюга харчування:
- Фазна КЗ. В даному випадку не піде відключення вимикачів SF2 і SF3, оскільки ланцюг харчування не облаштована глухим заземленням.
- Міжфазова КЗ. Якщо замикання відбувається між фазами В і С, то це викликає відключення вимикача SF3 по току спрацьовування. Ланцюги обмоток KVT1-2 продовжують одержувати живлення від номінального напруги, тому дані реле не спрацьовують. Що стосується KVT3-4, то вони включаються, коли відбудеться КЗ. Але, як тільки спрацює SF3, на котушки реле подається фаза А (через ємність С1).
Якщо станеться замикання між іншими фазами (АС або АВ), відбудеться спрацьовування SF2, відповідно, напруга на обмотки KVT1-2 буде подано через ємність C1 від фази С, а KVT3-4 не спрацюють.
Як бачимо, в даній схемі помилкове спрацьовування малоймовірно, для цього має статися замикання всіх трьох фаз, що викличе одночасне спрацьовування SF2 і SF3.
Сходинки спрацьовування ЗМН
На практиці застосовуються двоступеневі системи захисту. Такий алгоритм роботи дозволяє розмежувати реакцію ЗМН в залежності від напруги. Розглянемо роботу ступенів спрацьовування.
1-ша щабель.
Дана щабель захисту активується при напрузі 70% від номінальної величини (U ном), тимчасова затримка спрацьовування встановлюється в діапазоні 0, 5-1, 5 сек, що відповідає параметрам струмових отсечек АВ. При спрацьовуванні 1-го ступеня захисту проводиться відключення неответсвенного обладнання.
2-а ступінь.
Її спрацьовування відбувається при падінні напруги до 50% від номіналу. При таких умовах автозапуск електродвигунів неможливий. Затримка активації 2-го ступеня встановлюється в діапазоні 10, 0-15, 0 сек, після чого проводиться відключення відповідальних двигунів. Такий час встановлюється, щоб дати можливість автоматиці підключити резервне джерело живлення або знизити оперативні струми шляхом відключення невідповідального обладнання.
Приклад двоступеневої ЗМН
Для наочності наведемо схему простий двоступеневої захисту і коротко опишемо алгоритм її роботи.
Як бачимо з малюнка відключення невідповідального обладнання виробляє реле часу Т1 (установка спрацьовування 0, 5 - 1, 5 сек.). Його харчування проводиться через замкнуті контактори трьох реле V1, включених на міжфазова напруга. При падінні U ном нижче 70% від номіналу, реле T1 (перший ступінь) виробляє включення вимикача невідповідального обладнання, щоб підняти мінімальну залишкову напругу.
Другий ступінь захисту активується проміжним реле напруги V2, обмотка якого розрахована на відключення при U ≤ 0.5U ном, через проміжок часу, заданий на Т2 (як правило не більше 15 секунд). Якщо за відведений часом не буде підключений резервний ввід (наприклад, пуск схеми АВР електродвигунів) або не відбудеться зниження напруги, буде проводитися відключення відповідального обладнання.
застосування
Безумовно, що розглянута нами захист не позбавлена недоліків (наприклад, в простих схемах спостерігається помилкове спрацьовування при нульовому струмі), проте вона довела свою ефективність у багатьох сферах виробництва. Наприклад, ЗМН встановлюється на електростанції, а також розподільчі та трансформаторні підстанції. Це дозволяє при максимальних струмових навантаженнях відключити від шини підстанції третьої категорії споживачів.
Великим плюсом системи ЗМН є те, що вона може використовуватися спільно з дистанційною, резервної та диференціальної захистом, а також з пристроєм автоматичного введення резерву, трансформаторами струму і т.д. Це істотно розширює сферу застосування.
Розрахунок уставок ЗМН
Уставки розраховуються виходячи з особливостей технологічного процесу. Наведемо приклад розрахунку пуску схеми типовий двоступеневої захисту. Напруга спрацьовування першого ступеня розраховується за такою формулою: U з1 = 0, 7 х U ном. Тобто, 70% від номінальної напруги. Підвищення чутливості системи шляхом підвищення межі падіння напруги може привести до зниження ефективності через помилкових спрацьовувань.
Час затримки спрацьовування секційних вимикачів встановлюється в межах 0, 5 -1, 5 сек.
Розрахунок спрацьовування другого ступеня захисту виконується за формулою: U З2 = 0, 5 х U ном.
Час затримки вибирається в діапазоні 10, 0 -15, 0 сек.