- Krótko o spotkaniu
- Zasada działania zabezpieczenia podnapięciowego
- Urządzenie i obwód ZMN
- Kroki operacji ZMN
- Przykład dwuetapowego ZMN
- Aplikacja
- Obliczanie ustawień ZMN
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Zabezpieczenie podnapięciowe (zwane dalej ZMN) jest używane w połączeniu z innymi systemami, które kontrolują stan sieci energetycznej. Głównym zadaniem takiej ochrony jest zapewnienie działania krytycznego sprzętu z krótkotrwałymi spadkami napięcia. Aby dowiedzieć się, jak ten proces jest przeprowadzany, możesz przeczytać o zasadzie działania ZMN, jego urządzeniu i zakresie. Wszystkie te informacje znajdziesz w naszym artykule.
Krótko o spotkaniu
Jak wiadomo, gdy napięcie zasilania silników asynchronicznych jest zmniejszone, poziom strumienia magnetycznego, a w konsekwencji momentu obrotowego również maleje. Zwiększa to zużycie prądu, co prowadzi do obniżenia poziomu napięcia w sieci energetycznej, co wpływa na działanie innych podłączonych do niego urządzeń.
Ponadto nie powinniśmy zapominać o prądach rozruchowych generowanych podczas rozruchu silnika. ZMN rozłącza mniej ważne urządzenia, aby zapewnić proces samoczynnego uruchamiania odpowiedzialnych silników, przywracając jednocześnie parametry sieci energetycznej. Jeśli automatyczne uruchamianie odpowiedzialnych silników elektrycznych nie spełnia standardów TB lub nie jest przyjęte przez warunki procesu, wówczas przekaźnik podnapięciowy jest instalowany w tym urządzeniu.
Gdy parametry sieci nie odpowiadają minimalnemu napięciu, ZMN wyzwala urządzenie i / lub wysyła odpowiedni sygnał do systemu sterowania lub operatora, może to nastąpić w następujących przypadkach:
- Z zwarciem fazowym lub międzyfazowym. W tym przypadku występuje ostry nadmiar prądu znamionowego, co powoduje spadek napięcia poniżej dopuszczalnego poziomu. Jeśli przekaźniki prądowe zostaną wyzwolone, napięcie zniknie całkowicie.
- Znaczne przekroczenie mocy znamionowej, co również prowadzi do spadku napięcia zasilania.
Zabezpieczenie wytwarza sprzęt powodujący zanik zasilania, który nie należy do kategorii o dużym znaczeniu. Pozwala to na normalne automatyczne uruchamianie odpowiedzialnych maszyn elektrycznych przy wysokich prądach rozruchowych, w przeciwnym razie może wystąpić fałszywe wyłączenie zabezpieczeń przekaźnika.
Zasada działania zabezpieczenia podnapięciowego
Niezależnie od zakresu ZMN, jego zasada działania pozostaje niezmieniona. Wyjaśnijmy algorytm operacji ochronnej na przykładzie dowolnego obiektu, w którym kilka silników elektrycznych jest używanych do procesu produkcyjnego i podłączone jest własne urządzenie. Załóżmy, że wystąpiło zwarcie na linii zasilającej obiekt, co spowodowało otwarcie przełącznika wejściowego (zabezpieczenie prądowe). Po zakończeniu prac naprawczych i przywróceniu zasilania występują następujące działania:
- Autostart silników, co prowadzi do pojawienia się wysokich prądów rozruchowych i odpowiednio do spadku napięcia w sieci.
- Styki przekaźnika zabezpieczeniowego rozłączają mechanizmy nie odpowiedzialne, to znaczy urządzenia, które nie są zaangażowane w proces produkcyjny lub które nie są bezczynne w cyklu procesu. Prowadzi to do normalizacji prądu i wzrostu napięcia do poziomu nominalnego, co pozwala na regularne uruchamianie głównych komponentów.
Urządzenie i obwód ZMN
Najprostszą opcją organizowania ZMN można dokonać na jednym przekaźniku, którego cewka jest zasilana napięciem międzyfazowym. Przykład takiego schematu podano poniżej.
Niestety ta wersja nie jest bardzo niezawodna. Jeśli występuje napięcie w obwodzie otwartym, nastąpi fałszywe odłączenie sprzętu przez system ZMN. W związku z tym ten system ochrony jest używany do wyłączania niekrytycznych silników elektrycznych i ich własnych urządzeń.
Aby wyeliminować fałszywe alarmy systemu ZMN praktykował stosowanie bardziej złożonych systemów ochrony. Jako przykład podajemy jeden z nich, który jest zainstalowany na czterech silnikach asynchronicznych.
Jak widać z powyższego schematu włączania ZMN, uzwojenia przekaźnika KVT1-4 są połączone z napięciami międzyfazowymi (AB i BC). Aby zwiększyć niezawodność ochrony i wykluczyć zwarcie do ziemi, jedna z faz (w naszym przypadku B) jest połączona za pomocą bezpiecznika penetracyjnego z szyną uziemiającą. W fazach A i C są zainstalowane jednofazowe AB (wyłączniki). A jeden z nich jest wyposażony w ochronę elektromagnetyczną, a drugi - termiczny.
Zastanów się, w jaki sposób to zabezpieczenie przekaźnikowe będzie działać w przypadku różnych uszkodzeń zasilacza:
- Błąd fazy . W takim przypadku wyłączniki SF2 i SF3 nie zadziałają, ponieważ obwód zasilania nie jest ogłuszony.
- Błąd fazy . Jeśli nastąpi zwarcie między fazami B i C, spowoduje to wyłączenie przełącznika SF3 w prądzie roboczym. Obwody uzwojenia KVT1-2 są nadal zasilane napięciem znamionowym, dlatego przekaźniki te nie działają. Jeśli chodzi o KVT3-4, są one uwzględniane, gdy występuje zwarcie. Ale gdy tylko SF3 zadziała, faza A jest podawana do cewek przekaźnika (poprzez pojemność C1).
Jeśli nastąpi zwarcie między innymi fazami (AC lub AB), SF2 zostanie aktywowane, odpowiednio, napięcie na uzwojeniach KVT1-2 będzie zasilane przez pojemność C1 z fazy C, a KVT3-4 nie będzie działać.
Jak widać, w tym schemacie nieprawdziwe fałszywie dodatnie jest mało prawdopodobne, ponieważ może to spowodować zamknięcie wszystkich trzech faz, co spowoduje jednoczesne działanie SF2 i SF3.
Kroki operacji ZMN
W praktyce stosuje się dwustopniowe systemy ochrony. Taki algorytm pozwala nam odróżnić reakcję ZMN w zależności od napięcia. Rozważ działanie stopni działania.
I etap.
Ten stopień ochrony jest aktywowany przy napięciu 70% wartości nominalnej (U nom ), opóźnienie czasu reakcji jest ustawione w zakresie 0, 5-1, 5 s, co odpowiada parametrom prądowych wyłączeń AB. Po wyzwoleniu przez pierwszy stopień ochrony wykonywane jest odłączenie niesprawnego sprzętu.
2. etap.
Jego działanie występuje, gdy napięcie spada do 50% wartości nominalnej. W tych warunkach autostart silników elektrycznych jest niemożliwy. Opóźnienie aktywacji drugiego etapu jest ustawione w zakresie 10, 0-15, 0 s, po czym odpowiedzialne silniki zostają odłączone. Ten czas jest ustawiony, aby umożliwić automatyzację podłączenia zapasowego źródła zasilania lub zmniejszyć prądy operacyjne poprzez odłączenie sprzętu niekrytycznego.
Przykład dwuetapowego ZMN
Dla jasności przedstawiamy prosty dwuetapowy schemat ochrony i pokrótce opisujemy algorytm jego działania.
Jak widać z rysunku, wyłączenie nieodpowiedzialnego sprzętu jest realizowane przez przekaźnik czasowy T1 (ustawienie wyzwalania wynosi 0, 5-1, 5 s) Jest zasilany przez zamknięte styczniki trzech przekaźników V1 podłączonych do napięcia międzyfazowego. Jeśli wartość U nom spadnie poniżej 70% wartości nominalnej, przekaźnik T1 (pierwszy stopień) włącza wyłącznik nie odpowiadającego urządzenia, aby zwiększyć minimalne napięcie resztkowe.
Drugi stopień ochrony jest aktywowany przez przekaźnik napięcia pośredniego V2, którego uzwojenie jest przeznaczone do wyłączania przy U ≤ 0, 5U nom po okresie określonym w T2 (zwykle nie więcej niż 15 sekund). Jeśli w wyznaczonym czasie wejście zapasowe nie zostanie podłączone (na przykład uruchomienie obwodu silnika AVR) lub napięcie nie zmniejszy się, odpowiedzialny sprzęt zostanie odłączony.
Aplikacja
Oczywiście, ochrona, którą rozważamy, nie jest pozbawiona wad (na przykład, w prostych obwodach występuje fałszywie dodatni prąd zerowy), jednak udowodniła swoją skuteczność w wielu obszarach produkcji. Na przykład ZMN jest instalowany w elektrowniach, a także w podstacjach rozdzielczych i transformatorowych. Umożliwia to, przy maksymalnych obciążeniach prądowych, odłączenie trzeciej kategorii odbiorników od magistrali podstacji.
Ogromną zaletą systemu ZMN jest to, że można go stosować w połączeniu ze zdalnym, rezerwowym i różnicowym zabezpieczeniem, a także z automatycznym urządzeniem do transferu rezerw, przekładnikami prądowymi itp. To znacznie rozszerza zakres zastosowania.
Obliczanie ustawień ZMN
Ustawienia są obliczane na podstawie funkcji procesu. Podajmy przykład obliczenia uruchomienia typowego dwustopniowego systemu ochrony. Napięcie wyzwalające pierwszego stopnia oblicza się według następującego wzoru: U s1 = 0, 7 x U nom . Oznacza to, że 70% napięcia znamionowego. Zwiększenie czułości systemu poprzez zwiększenie limitu spadku napięcia może skutkować zmniejszoną wydajnością z powodu fałszywych alarmów.
Czas opóźnienia działania przełączników sekcyjnych ustawia się w ciągu 0, 5 - 1, 5 sekundy.
Obliczanie drugiego stopnia ochrony odbywa się według wzoru: U s2 = 0, 5 x U nom .
Czas opóźnienia jest wybrany w zakresie 10, 0-15, 0 sekund.