Третья ступень МТЗ имеет три характеристики срабатывания:
независимую
характеристику срабатывания, интегрально зависимую
характеристику срабатывания для защиты электродвигателя от
перегрузки, трансформаторную характеристику срабатывания для
защиты трансформаторов с сухой изоляцией.
При защите от перегрузки электродвигателя
(зависимая характеристика) используется интегрально зависимая
характеристика срабатывания, максимально приближенная к
перегрузочной характеристике двигателя (рисунок).
Принцип действия защиты основан на
вычислении теплового импульса Bt, накопление которого во времени
происходит по экспотенциальному закону. Накопление импульса
программно имитирует процесс нагрева двигателя, 0% соответствует
«холодному», работающему в нормальном режиме двигателю, 100% -
недопустимо перегретому двигателю.
Накапливание теплового импульса начинается при превышении током
нагрузки значения, заданного токовой уставкой. Значение
теплового импульса нарастает со скоростью, пропорциональной
кратности тока К1 Защита срабатывает при достижении теплового
импульса Bt=100%.
При токах, меньших уставки срабатывания, величина теплового
импульса снижается в зависимости от коэффициента охлаждения Кохл
(значение коэффициента охлаждения задается программно), который
имитирует охлаждение электродвигателя с постоянной времени,
соответствующей постоянной времени охлаждения работающего
электродвигателя, а после отключения электродвигателя вследствие
перегрузки - с постоянной времени охлаждения остановленного
электродвигателя.
Имеется возможность программной настройки характеристики
срабатывания в зависимости от параметров электродвигателя путем
изменения тока срабатывания, постоянной времени, коэффициента
интеграции.
Совместно со ступенью МТ33 на зависимой характеристике могут
быть применены настройки системы диагностики двигателя: «Тяжелый
пуск» и «Запрет пуска».
Защита «Запрет пуска» осуществляет запрет повторного пуска
электродвигателя при перегреве. При каждом пуске и в процессе
работы двигателя защита вычисляет текущее значение теплового
импульса, значение которого меняется с постоянной времени
охлаждения. При повторных пусках и периодических перегрузках
защита учитывает накопленный ранее тепловой импульс, и, если
сумма текущего импульса и контрольного пускового больше 100 (то
есть, с учетом нагрева, ожидаемого при пуске двигателя, его
температура превысит предельно допустимую), пуск запрещается.
При срабатывании защиты формируется сигнал «Запрет пуска»,
действующий на блокировку включения выключателя и сигнализацию
на время, пока текущее значение теплового импульса не снизится
до допустимого для повторного запуска значения. На индикаторе
блока выводится сообщение «СРАБОТАЛА ЗАЩИТА ЗапретПуск», на
лицевой панели блока включается световая сигнализация «Авария»,
которая потом отключается при исчезновении признака. Сообщение
сбрасывается кнопкой «СБРОС». Формируется аварийный протокол «ЗапретПуск».
Работа алгоритма МТЗЗ с двигательной
характеристикой, а также функций «Запрет пуска» и «Тяжелый пуск»
проиллюстрирована рисунком. При превышении током фаз токовой уставки Icp
начинается процесс накопления теплового импульса (показан на нижнем
графике). Скорость нарастания импульса пропорциональна кратности тока и
зависит от выбранной перегрузочной характеристики (коэффициента
интеграции, методика выбора приведена выше).
Нарастание импульса продолжается до накопления 100%, после чего подается
команда на отключение по МТЗЗ. После отключения тепловой импульс
начинает снижаться со
Так как на приведенном примере введена функция «Запрет пуска», защита
контролирует сумму текущего импульса и контрольного пускового и, пока
эта сумма превышает 100%, то есть, при пуске двигателя ожидается
превышение допустимого уровня нагрева, блокирует пуск двигателя. На
графике эта зона показана как «Запрет пуска».
После снижения теплового импульса ниже уровня запрета пуска, может быть
произведен пуск двигателя. На показанном примере при пуске ток вновь
вырос выше токовой уставки, начался процесс нарастания теплового
импульса. Так как введена функция «Тяжелый пуск», алгоритм сравнивает
импульс, накопленный с момента пуска с контрольным пусковым импульсом.
При превышении текущего приращения импульса контрольного значения,
происходит сигнализация о «Тяжелом пуске».
После того, как значение тока фаз становится ниже значения тока уставки
вновь начинается снижение теплового импульса со скоростью, заданной
коэффициентом охлаждения.
Защита работает следующим образом. На участке характеристики от
1,21ном до 1,621ном защита вычисляет тепловой импульс Bt,
срабатывание защиты произойдет при достижении Bt= 100%. Причем,
алгоритм построен таким образом, что скорость нарастания
импульса соответствует таблице допустимых перегрузок,
приведенной в ПТЭ, то есть, при постоянной перегрузке 130% 1ном
полное накопление импульса и отключение произойдет через 45
минут, при 140% - через 32 минуты, и т.д. При превышении током
значения 1,621ном дополнительно запускается независимая выдержка
времени срабатывания и срабатывание защиты происходит через
время, равное временной уставке. При этом записывается текущее
значение теплового импульса Bt=100%.
При работе МТЗЗ по трансформаторной характеристике также
доступны функции «Запрет пуска» и «Тяжелый пуск», описанные
выше.
Пример работы МТЗЗ с трансформаторной характеристикой показан на
рисунке. После превышения током номинального значения на 20%
(1,2 1ном) начинается процесс нарастания теплового импульса.
Скорость нарастания определяется кратностью тока в соответствии
с графиком допустимой перегрузки сухих трансформаторов,
приведенном выше. При нахождении тока в пределах (1,2-4,62)1ном
импульс продолжает нарастать и при достижении им 100% произойдет
отключение (или сигнал, в зависимости от настройки защиты).
Однако, в приведенном случае, ток вырос более 1,621ном и
алгоритм перешел на работу по независимой характеристикой.
Поскольку значение тока не уменьшилось в течение промежутка
времени, заданного временной уставкой Тср, произошло отключение
по МТЗЗ.
После отключения значение теплового импульса начало снижаться со
скоростью, заданной коэффициентом охлаждения.
Уставка Тср - независимая выдержка времени,
устанавливается в соответствии с перегрузочными характеристиками
объекта (обычно более 5-10 секунд).
Ввод/вывод ступени производится программным переключателем
«введена/выведена».
Защита может работать на отключение или сигнал - в зависимости
от выставленного переключателя OTKJI/СИГНАЛ.
Настройка уставок для использования зависимой характеристики:
Уставка К - коэффициент интеграции, определяет вид перегрузочной
характеристики. Базовое значение коэффициента интегрирования,
выставляемое на заводе - 180 (что соответствует характеристике
4). При необходимости получения защиты с большей
чувствительностью следует выбирать меньший коэффициент (кривые
1-3), при задании большего коэффициента (кривые 5-7)
чувствительность защиты падает.
Ввод/вывод ступени производится программным переключателем
«введена/выведена».
Защита может работать на отключение или сигнал - в зависимости
от выставленного переключателя ОТКЛ/СИГНАЛ.
Настройка уставок Оля использования трансформаторной
характеристики:
Программный переключатель в положении «ТРАНСФОРМАТОРНАЯ»
Уставка Т - независимая выдержка времени, определяет выдержку
перед отключением после достижения 162%1ном (обычно более 5-10
секунд).
Ввод/вывод ступени производится программным переключателем
«введена/выведена». Защита может работать на отключение или
сигнал - в зависимости от выставленного переключателя ОТКЛ/СИГНАЛ.
Ввод/вывод диагностики тяжелого пуска двигателя производится
программным переключателем «Тяжелый пуск: ДА/НЕТ»
Ввод/вывод диагностики системы запрета пуска двигателя
производится программным переключателем «Запрет пуска: ДА/НЕТ»
