Функция ЗМН расшифровывается как защита минимального напряжения, хотя скорее ее можно отнести к функциям автоматики, а не защиты.
Защита минимального напряжения: назначение
Защита минимального напряжения предназначена для работы на энергообъектах, в нагрузке которых значительную долю имеют электрические двигатели, что характерно для электрических станций или промышленных предприятий. На таких распределительных устройствах существуют проблема обеспечения самозапуска электрических двигателей. Что же это за проблема?
В нормальном режиме, когда работают все двигатели, нет никаких повреждений, напряжение в норме, по присоединениям протекает номинальный ток. В случае исчезновения напряжения по каким-либо причинам либо снижении его значения, например, в результате близкого короткого замыкания (КЗ), двигатели начинают тормозить, и их скорость вращения снижается. После того как напряжение восстанавливается, например, замыкание ликвидировано, двигатели пытаются вернуться к нормальному режиму работы и, соответственно, начинают разгоняться. И вот этот режим совпадает с пусковым режимом двигателя, так называемым режимом самозапуска.
В режиме самозапуска двигатели, для того чтобы разогнаться, начинают потреблять из сети значительно большие токи. На пусковой характеристике, представленной на рис. 1, можно увидеть, что пусковой ток двигателя может достигать 5-8 номинальных токов двигателя: Iпуск двиг = 5-8 Iном двиг. Другими словами, если исчезновение напряжения было достаточно значительным, то, соответственно, ток самозапуска вырастет в несколько раз по отношению к номинальному току. Таким образом, если было исчезновение напряжения на секции, а потом его появление, то значительное увеличение тока приводит к значительному падению напряжения от источника питания до двигателей. Отсюда следует, что то напряжение, которое поступает на двигатели, является уже недостаточным, для того чтобы двигатель нормально работал, и самозапуск двигателя может быть неуспешным. Для того чтобы решить данную проблему и была разработана функция ЗМН.
Защита минимального напряжения: принцип действия
Основная задача ЗМН – снизить пусковые токи за счет отключения части двигателей. Для этого двигатели делят на две основные категории: неответственные двигатели (работа которых не влияет на технологический процесс, т.е. их можно достаточно безболезненно отключить на определенный интервал времени) и ответственные двигатели (работа которых должна обеспечиваться без перерыва питания). Если существует возможность такого деления, то функция ЗМН обеспечивает отключение неответственных двигателей, тем самым снижая ток самозапуска двигателей и, соответственно, снижение напряжения, что в конечном счете должно обеспечить успешный самозапуск данных двигателей.
В отечественной практике принято использовать две очереди ЗМН (рис. 2). Первая очередь ЗМН (ЗМН-1) обеспечивает отключение неответственных двигателей и возможность самозапуска ответственных. Если самозапуск ответственных двигателей произошел успешно, то вторая очередь ЗМН (ЗМН-2) действовать не будет, а после этого, если предусмотрено на энергообъекте, запустится автоматическое повторное включение (АПВ) отключенных по ЗМН двигателей. Тем самым полностью восстановится питание всех потребителей. Если же отключение неответственных двигателей по ЗМН-1 не спасло ответственные двигатели, и все равно их самозапуск был неуспешным, тогда с выдержкой времени действует ЗМН-2, и отключаются уже ответственные двигатели с последующим АПВ. Это необходимо в том случае, если технологический процесс не предусматривает работу какой-то части двигателей в отдельности.
Виды реализации защиты минимального напряжения
Есть 2 варианта реализации ЗМН: централизованный и распределенный.
Для централизованного ЗМН необходимо одно устройство, которое измеряет напряжение на секции шин и в случае снижения этого напряжения с выдержкой времени дает команду на отключение неответственных двигателей. В случае распределенного ЗМН данная функция реализуется в устройстве РЗА в каждой ячейке двигателя.
В обоих вариантах реализации ЗМН есть свои плюсы и минусы, и тут уже зависит от эксплуатации – какую схему защиты они предпочитают – централизованную или распределенную.