ЗАЩИТА ОТ КОЛЕБАНИЙ НАГРУЗКИ (ЗКН) – алгоритм защиты, обеспечивающий выявление колебаний нагрузки компрессорных или вентиляторных установок (помпажа) [27]. В отличие от других алгоритмов, используемых в цифровых устройствах релейной защиты (МТЗ, ДФЗ, ДТО и т.п.), ЗКН является технологической и не связана с аварийными режимами в электрической сети [9].

        Данную защиту необходимо применять для синхронных и асинхронных электродвигателей во всех случаях, когда существует возможность возникновения колебаний нагрузки [13].

        Принцип действия алгоритма ЗКН основан на выявлении колебаний активной мощности электродвигателя, период которых находится в диапазоне от 2 до 8 с, а амплитудой ∆Р_мин, превышающей некоторое заранее заданное значение (рис. 1).

       

 

Структурная схема алгоритма ЗКН, используемая в блоках серии БМРЗ-ДС [29] приведена на рис. 2.

 

 

        На вход алгоритма поступают пять аналоговых сигналов – два напряжения (U_AB, U_BC) и три тока (I_A, I_B, I_C). Значение тока обратной последовательности I2 вычисляют на основании измеренных значений фазных токов. На вход алгоритма поступает также сигнал от алгоритма защиты от несимметричных режимов ЗНР. Работа алгоритма ЗКН блокируется при пуске ЗНР, при напряжении ниже 0,8 U_ном, а также при токе обратной последовательности I2>0,2 I_ном.

Пусть электродвигатель работает с постоянной нагрузкой (рис. 3), а в момент времени t1 возникает первое колебание нагрузки, превышающее значение ∆Р_мин, которое, возможно, является началом помпажных колебаний. В момент времени t1 происходит пуск ступени ЗКН1 и зажигается инди-

 

 

катор «ПУСК» на лицевой панели блока (рис. 4). Если очередное колебание активной мощности, превышающее заданную уставку ∆Р_мин, не будет зафиксировано в течение 10 с, то произойдет возврат ступени защиты ЗКН1 в исходное состояние.

        В том случае, когда колебания нагрузки продолжаются, то в момент времени t2 срабатывает реле ЗКН1.

 

 

После срабатывания реле ЗКН1 начинает мигать индикатор «СРАБ», а индикатор «ПУСК» продолжает мигать. После окончания промежутка времени t2-t3 возможно два варианта продолжения работы алгоритма.

Первый из них соответствует тому случаю, когда на интервале времени t3-t4 колебаний нагрузки сверх ∆Р_мин не происходит. В этом случае алгоритм ЗКН возвращается в исходное состояние.

        Если же за промежуток времени t3-t4 выявлено колебание нагрузки, превышающей ∆Р_мин, то срабатывает реле ЗКН2, после чего индикаторы «ПУСК» и «СРАБ» продолжают мигать.

        Реле ЗКН2  срабатывая запускает выдержку времени, а алгоритм продолжает контролировать колебания нагрузки. После окончания промежутка времени t4-t5 возможно два варианта продолжения работы алгоритма.

Когда колебания нагрузки прекращаются, то происходит возврат алгоритма ЗКН в исходное состояние.

Если же за промежуток времени t4-t5 алгоритм фиксирует изменения нагрузки на величину, превышающую ∆Р_мин, то срабатывает третья ступень защиты и формируется сигнал на отключение электродвигателя и индикатор «СРАБ» начинает светиться постоянно.

        При исчезновении оперативного питания и последующем его восстановлении состояние индикаторов сохраняется.

 

Литература

 

1. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г. Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Токовая отсечка. //Материал размещен на страницах: http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/to.htm и http://www.elec.ru/articles/raschet-ustavok-dlya-cifrovyh-ustrojstv-relejno/

2. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г. Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Дифференциальная защита электродвигателя. //Материал размещен на странице http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/DZT_DTO.htm

3. Королев Е.П., Либерзон Э.М. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. М.: Энергия, 1980.

4. Правила устройства электроустановок. М.: Госэнергонадзор России, 1998, 608 с.

5. Шабад М.А. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. Экспериментальная и расчетная проверки. Конспект лекций. СПб, ПЭИПК, 2010.

6. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат, 2007, 549 с.

7. Александров А.М. Выбор уставок срабатывания защит асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1987/

8 Информация об алгоритмах, выполняемых блоками БМРЗ и БМРЗ-100 различных исполнений и модификаций // Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/algoritmy.htm

9. Алгоритмы защиты, выполняемые БМРЗ// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/new/_ANSI.htm

10 Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г.Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 3. Алгоритм дифференциальной защиты электродвигателя с торможением.// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/DZT_DTO2.htm//

11. Слодарж М.И. Режимы работы, релейная защита и автоматика синхронных двигателей. М.: Энергия, 1977.

12. Шабад М.А. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ. СПб, ПЭИПК, 2001

13. Рекомендации по выбору алгоритмов зашит электродвигателей, предусмотренных в блоках БМРЗ и БМРЗ-100// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/Zash.htm

14. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г.Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 4. Защита от замыканий на землю// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/ZZ2.htm

15. ГОСТ 183-74. Межгосударственный стандарт. Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия, изд. июль 2001 г. (отменен 01.07.2010 г)

16. ГОСТ Р 52776-2007. Национальный стандарт РФ. Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и характеристики. (введен 01.01.2008 г.)

17. Корогодский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. – М.:Энергоатомиздат, 1987

18. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г. Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 5 Защита электродвигателей от перегрузки. Материал размещен на странице: http://www.bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload.htm     

19. Исследование цифровых устройств защиты электродвигателей серии БМРЗ-Д на физической модели.// Статья размещена на странице :http://www.olgezaharov.narod.ru/BMRZ-D.pdf

20. ГОСТ 8865-93. Межгосударственный стандарт. Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и и классификация.

21. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1984.

22. Захаров О.Г., Фрейцис И.И. Метод определения коэффициента загрузки асинхронного электродвигателя.

//Вопросы судостроения, серия Судовая электротехника и связь, 1985, вып. 42, С.78

23. Захаров О.Г., Фрейцис И.И. Энергосберегающий метод испытаний на нагревание судового электрооборудования.// Вопросы судостроения, серия Промышленная энергетика, 1983, вып. 3 , С. 82.

24. ГОСТ 13109-97. Межгосударственный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

25. ДИВГ.648228.001 Д3.Методические указания по расчету уставок защит синхронных и асинхронных электродвигателей 6 – 10 кВ.// Материал размещен на странице: http://rzdoro.narod.ru/mtr_1.files/murz_6_10.pdf

26. Методические указания по расчету уставок защит синхронных и асинхронных электродвигателей 6 – 10 кВ // Материал расположен на странице: http://www.rza.org.ua/down/o-377.html

27. Воронецкий А. В. Современные центробежные компрессоры. — Премиум Инжиниринг, 2007. — 144 с

28. Улучшение качества практического применения тепловых моделей электродвигателей //Материал размещен на странице http://www.energoboard.ru/articles/252-uluchshenie-kachestva-prakticheskogo-primeneniya-teplovih-modeley-elektrodvigateley.html

29 Блок специальных защит электродвигателей БМРЗ-ДС .