1 (2025-01-28 11:03:22 отредактировано Nekto3359)

Тема: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

Здравствуйте. Подскажите пожалуйста, нужно ли защищать двигатель 6 кВ от последствий неполнофазного режима со стороны 110кв ?
Отпаечная подстанций с изолированной нейтралью, на линии 110 кВ обрыв фазного провода без замыкания на землю (обрыв шлейфа).

Что творится с токами на стороне 6 кВ ? Они эти токи равны на всех трех фазах ? Осциллограммы нет ни у кого ?
1) Защита от несимметричного режима работы нагрузки (защита обрыва фаз – ЗОФ по току небаланса Id) ничего не почувствует получается ? А защита от перегрузок ? МТЗ ?

На стороне 6 кВ: линейные напряжения по фазам – 0,87; 0,87; 0 Uраб.л; фазные напряжения по фазам – 1; 0,5; 0,5 Uраб.ф

2)Установка индивидуальной ЗМН (защита минимального напряжения) только на сам двигатель решит проблему ?

3)Неполнофазный режим со стороны 110кв аналогичен физическому обрыву питающей фазы по стороне 6кВ ?
(Ток в каждой из двух рабочих фазах составляет от 1,6 до 2,5 номинального тока двигателя ?)
4) Напряжение нулевой последовательности (3Uo) равно нулю, значит ТЗНП не сработает ?
5) Есть хоть какая то опасность такого режима работы ? Или даже не стоит задавятся такими вопросами ?
6) Можете порекомендовать реализацию на коленке простой защиты от такого режима именно для двигателя 6кВ (на одном реле типа РЗД для примера) ? На практике кто нибудь сталкивался с выходом из строя двигателя по причине  неполнофазного режима со стороны 110кв ? Есть терминалы в которых реализована защита двигателя 6кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв ?

2

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

При обрыве на стороне 110 кВ появится напряжение обратной последовательности и на стороне 6 кВ.
Сопротивление обратной последовательности электродвигателей много меньше сопротивления прямой последовательности. Примерно в кратность пускового тока.
Фазные токи сильно возрастают, двигатель перегружается. Поле обратной последовательности оказывает тепловое и механическое воздействие.
Двигателю очень плохо, если кратко. Но отсечка может быть нечувствительна.

Режим отличается от обрыва по 6 кВ - после перехода через Y/D будет один большой ток и в противофазе к нему два по половинке. А не два одинаковых в противофазе, как при обрыве.

Токовые защиты принципиально могут реагировать на рост фазных токов, но надо тщательно выбирать уставки по току и времени, методик не видел. Аналогично ЗМН, принципиально может помочь, но какие подводные камни и как считать уставки для этого - не подскажу.

Подробнее можно почитать, например, "Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ" В.И.Корогодский, С.Л.Кужеков, Л.Б.Паперно. В других книжках по защитам двигателей тоже рассмотрены несимметричные режимы.

Защищаться можно защитой по несимметрии фазных токов (есть в ABB SPAC и SPAM) или токовой защитой обратной последовательности - есть во многих терминалах. По реализации на коленке пусть лучше кто-то другой посоветует.
Есть нюанс - защита по несимметрии фазных токов может неселективно отваливать все движки при несимметричных КЗ в питающей сети, это может оказаться очень неудобно. По крайней мере у ABB минимальная уставка фиксированная - 1 с, что может быть недостаточно для отстройки.

Но режим действительно очень тяжелый, нужно оценивать, что дороже - неселективные отключения или ремонт сгоревших двигателей.

Осциллограмм нет, однажды разбирался в этом вопросе с теоретической точки зрения.

3

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

Nekto3359 писал(а):
2025-01-28 10:54:55


Отпаечная подстанций с изолированной нейтралью, на линии 110 кВ

Самое действенное, что применяем - заземление нейтрали на трансформаторах. Всё остальное вызывает проблемы - вы не знаете где будет разрыв фазы 110 кВ рядом с подстанцией или где-то там в километрах от нее.
Заземлив нейтраль, не должно напряжение разбежаться в сторону значительного увеличения, а значит риск пробоев изоляции уменьшается. С нейтралью не всегда честно получается - на схемах показываем отключенные разъединители нейтрали, а по факту они включены.  Правила такие придумали, что правду искать бесполезно, чтобы законно заземлить, особенно, если в голове выключатели не проходят по токам отключения. Но в голове выключатели не ваши, а двигатели, которые горят порой стоят дороже , чем выключатели, даже без механизмов на валу.

4 (2025-01-29 17:36:00 отредактировано Nekto3359)

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

Drop_point
Спасибо за развернутый и понятный ответ.

Хорошо что есть этот сервис, смоделировал обрыв фазы по 110. Вижу что токи разные по 6 кВ
https://rzia.ru/uploads/images/19023/8afc70ca4ac6830bc84e357b6b135946.jpg https://rzia.ru/uploads/images/19023/8afc70ca4ac6830bc84e357b6b135946.jpg

Так же ради интереса обратился к искусственному интеллекту (deepseek) https://www.deepseek.com/ с этим вопросом, получил такой ответ.

Для защиты двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110 кВ рекомендуется следующая схема защиты:

1. Причины и последствия неполнофазного режима
Причины: Обрыв фазы на стороне 110 кВ (из-за повреждения линии, неисправности выключателя или трансформатора).

Последствия для двигателя:

Перекос токов и напряжений.

Перегрев обмоток (особенно при нагрузке >50%).

Вибрации, механические повреждения.

Снижение КПД и риск полного выхода из строя.

2. Основные элементы защиты
а) Реле контроля фаз (РКФ)
Назначение: Обнаружение исчезновения фазы на стороне 6 кВ.

Принцип действия: Отслеживает наличие напряжения во всех трех фазах. При исчезновении одной фазы мгновенно отключает двигатель.

Уставки: Минимальное напряжение срабатывания — 70–80% номинального.

б) Реле обратной последовательности тока (РОПТ)
Назначение: Обнаружение асимметрии, вызванной обрывом фазы.

Принцип действия: Реагирует на ток обратной последовательности, возникающий при несимметрии.

Уставки: 10–30% номинального тока двигателя с выдержкой времени 5–15 сек.

в) Реле максимального тока с выдержкой времени
Назначение: Защита от перегрузки из-за работы в неполнофазном режиме.

Уставки: 120–150% номинального тока, время срабатывания — 10–20 сек.

г) Дифференциальная защита (опционально)
Назначение: Обнаружение межвитковых замыканий, вызванных перегревом.

Применение: Для крупных двигателей (мощностью свыше 1 МВт).

3. Координация с защитой трансформатора 110/6 кВ
Трансформаторная защита: На стороне 110 кВ должны быть установлены:

Реле контроля фаз.

Реле обратной последовательности напряжения.

Газовая защита (для масляных трансформаторов).

Селективность: Защита двигателя должна срабатывать быстрее, чем защита трансформатора, чтобы избежать массового отключения.

4. Дополнительные меры
Тепловая защита: Встроенные термодатчики в обмотках двигателя для контроля температуры.

Автоматический ввод резерва (АВР): Для переключения на резервный источник при неполнофазном режиме.

Мониторинг качества электроэнергии: Анализ симметрии напряжений и токов в реальном времени.

5. Пример схемы защиты
Входные цепи: Трансформаторы тока (ТТ) и напряжения (ТН) на стороне 6 кВ.

Реле: РКФ, РОПТ, реле максимального тока.

Логика:

При исчезновении фазы → мгновенное отключение через РКФ.

При асимметрии токов → отключение через РОПТ с выдержкой времени.

При перегрузке → отключение через реле максимального тока.

6. Настройки и испытания
Тестирование: Регулярная проверка с имитацией обрыва фазы.

Уставки: Корректировка в зависимости от нагрузки и параметров сети.

Резервирование: Дублирование критических реле для повышения надежности.

Заключение
Защита двигателя 6 кВ от неполнофазного режима со стороны 110 кВ требует комбинации реле контроля фаз, обратной последовательности и тепловой защиты. Важна координация с защитой трансформатора и селективность срабатывания. Регулярное тестирование и настройка уставок обеспечат надежную работу оборудования.

Ну и тут место где ИИ типа размышлял над вопросом , то есть типа отобразили думы ИИ


Хорошо, мне нужно разобраться с защитой двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110 кВ. Сначала подумаю, что такое неполнофазный режим. Это когда отсутствует одна из фаз в трехфазной системе, например, из-за обрыва провода или неисправности выключателя. Для двигателя это опасно, потому что он продолжает работать на двух фазах, что вызывает перегрев, вибрации и возможное повреждение.

Теперь, защита двигателя 6 кВ. Наверное, нужно использовать реле контроля фаз. Они могут обнаружить исчезновение фазы. Но как это связано со стороной 110 кВ? Возможно, речь идет о том, что двигатель подключен через трансформатор 110/6 кВ. Тогда неполнофазный режим на стороне 110 кВ может привести к несимметрии на стороне 6 кВ, что влияет на двигатель.

Нужно предусмотреть защиту, которая бы реагировала на такие асимметрии. Может быть, использовать реле контроля напряжения или тока, которые следят за балансом фаз. Например, реле минимального напряжения или максимального тока в сочетании с реле обратной последовательности. Реле обратной последовательности хорошо определяет несимметрию, вызванную обрывом фазы.

Также стоит подумать о времени срабатывания защиты. Двигатель может выдерживать кратковременные перекосы, но длительная работа в таком режиме опасна. Поэтому защита должна срабатывать с выдержкой времени, чтобы избежать ложных отключений при кратковременных нарушениях.

Еще нужно учесть, что на стороне 110 кВ могут быть свои защиты, которые должны отключать питание при неполнофазном режиме. Возможно, требуется координация между защитами трансформатора 110/6 кВ и защитами двигателя. Например, если защита трансформатора не срабатывает при обрыве фазы, то защита двигателя должна взять на себя эту функцию.

Может быть, стоит использовать дифференциальную защиту двигателя, но она обычно применяется для защиты от коротких замыканий. Для неполнофазного режима больше подходят реле контроля фаз и симметрии.

Также важно проверить настройки защитных устройств. Уставки по току обратной последовательности должны быть правильно выбраны, чтобы реагировать именно на обрыв фазы, а не на другие виды несимметрии.

Еще момент: при обрыве фазы на стороне 110 кВ, вторичные напряжения на стороне 6 кВ могут искажаться. Нужно, чтобы защита двигателя учитывала это. Возможно, потребуется установка реле, контролирующих напряжение и ток одновременно.

В общем, основные элементы защиты: реле контроля фаз, реле обратной последовательности тока и напряжения, выдержка времени, координация с защитами трансформатора. Надо также учесть возможные ложные срабатывания и обеспечить селективность.

5

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

Nekto3359 писал(а):
2025-01-28 10:54:55

Здравствуйте. Подскажите пожалуйста, нужно ли защищать двигатель 6 кВ от последствий неполнофазного режима со стороны 110кв ?
Отпаечная подстанций с изолированной нейтралью, на линии 110 кВ обрыв фазного провода без замыкания на землю (обрыв шлейфа).
Что творится с токами на стороне 6 кВ ? Они эти токи равны на всех трех фазах ? ?

С такой ситуацией встречался на практике. Токи на стороне 6 кВ остаются симметричными. Это происходит потому, что на фазе с оборванным шлейфом на ст. 110 кВ индуцируется необходимое напряжение с помощью здоровых фаз трансформатора. На стороне НН заметных изменений режима не происходит. Потребитель не замечает обрыва фазы на стороне ВН.

Присоединяйтесь!!! Мы в социальных сетях и на Ютуб.

6

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

scherenkov писал(а):
2025-01-30 14:25:25

на ст. 110 кВ индуцируется необходимое напряжение с помощью здоровых фаз трансформатора

Допустим, трансформатор Y-n/D, 110/6.
Y: A B C
D: a b c

Обрыв питающего провода фазы B со стороны 110 кВ. Мы понимаем, что какое-то весьма высокое напряжение между землей и фазой B останется (говорим о стороне ВН). Но вот ток по фазе B течь не будет, так как там обрыв. Это значит, что ток в b на стороне треугольника тоже течь не будет. Тот самый случай, когда фазные напряжения не равны нулю, но фазные токи - равны нулю.

Y: A B C
D: a b c

При этом линейные токи со стороны треугольника будут несимметричны: ток в одной из фаз будет ровно в два раза больше токов в двух других фазах.

7

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

Vorundnah писал(а):
2025-01-30 16:10:16

Так же ради обратился к искусственному интеллекту deepseek

Вы молодец, гражданин, +300 социального рейтинга и один кошка-жена подарок.

8

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

scherenkov писал(а):
2025-01-30 14:25:25

С такой ситуацией встречался на практике. Токи на стороне 6 кВ остаются симметричными. Это происходит потому, что на фазе с оборванным шлейфом на ст. 110 кВ индуцируется необходимое напряжение с помощью здоровых фаз трансформатора. На стороне НН заметных изменений режима не происходит. Потребитель не замечает обрыва фазы на стороне ВН.

это всё верно когда нейтраль заземлена у трансформатора. Тут же в вопросе была нейтраль изолированная.

9

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

scherenkov писал(а):
2025-01-30 14:25:25

С такой ситуацией встречался на практике. Токи на стороне 6 кВ остаются симметричными. Это происходит потому, что на фазе с оборванным шлейфом на ст. 110 кВ индуцируется необходимое напряжение с помощью здоровых фаз трансформатора. На стороне НН заметных изменений режима не происходит. Потребитель не замечает обрыва фазы на стороне ВН.

Да, так, но не так. Все зависит от нагрузки трансформатора. До 50 % загрузки может и не заметит, 50 % перевалит, точно заметит. Проверено. Есть и вторая сторона. Обрыв обрыву рознь. Обрыв может быть не шлейфа. а провода в пролете в сторону трансформатора. Если от отпайки хвост не очень длинный, то резервные защиты в голове может и отработают. Если же хвост длинный, да еще и песочный грунт, например - рядом с питающей подстанцией, то на стороне НН, могут напряжения быть кривыми.

10

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

zigzag писал(а):
2025-01-30 17:16:26

это всё верно когда нейтраль заземлена у трансформатора. Тут же в вопросе была нейтраль изолированная.

Вы правы. То, что я говорил раньше относится к трансформатору с заземленной нейтралью.
Если нейтраль  трансформатора изолирована, то, при обрыве одной фазы на стороне ВН, произойдет увеличение напряжения в нейтрали трансформатора до 0,867Uф. Должен сработать разрядник в нейтрали и нейтраль "заземлится". Если разрядник не сработает, то трехфазные  двигатели на стороне НН будут подключены по однофазной схеме. В принципе они могут работать в этом случае, но с гораздо меньшим крутящим моментом.

Lekarь писал(а):
2025-01-30 17:22:21

Да, так, но не так. Все зависит от нагрузки трансформатора. До 50 % загрузки может и не заметит, 50 % перевалит, точно заметит. Проверено. Есть и вторая сторона. Обрыв обрыву рознь. Обрыв может быть не шлейфа. а провода в пролете в сторону трансформатора. Если от отпайки хвост не очень длинный, то резервные защиты в голове может и отработают. Если же хвост длинный, да еще и песочный грунт, например - рядом с питающей подстанцией, то на стороне НН, могут напряжения быть кривыми.

Тут я тоже спорить не буду. Вообще-то реплику вставил потому, что обсуждение вопроса пошло несколько не в нужном направлении.
Хочу сказать, что в трехфазной сети не обязательно наличие трех проводов на ВЛ. Хватает и двух. В 1969 году в составе студенческого строительного отряда был в Архангельской области. Занимались электрификацией сельских районов. Там наблюдали трехфазные сети 6 кВ всего с двумя проводами на ВЛ. Так называемые линии ДПЗ -  два провода - земля. Т.е. одной из фаз являлась "земля". Конечно сеть была несимметричной, но дешевой.
Последнее не относится к обсуждаемой теме. Приведено как интересный факт.

11

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

scherenkov писал(а):
2025-01-31 07:23:32

двигатели на стороне НН будут подключены по однофазной схеме

На стороне НН линейные токи будут течь во всех трех фазах, но не так, как при трехфазном режиме. Диаграмма линейных токов будет выглядеть примерно так: желтая стрелка в два раза длиннее зеленой или красной.
https://rzia.ru/uploads/images/22311/4b5822858afa74c432cf3b8b3c0e92c8.jpg https://rzia.ru/uploads/images/22311/4b5822858afa74c432cf3b8b3c0e92c8.jpg
А вот со стороны ВН при обрыве фазы это действительно похоже на однофазный режим.

12

Re: Защита двигателя 6 кВ при неполнофазном режиме со стороны 110кв.

scherenkov писал(а):
2025-01-31 07:23:32

Хочу сказать, что в трехфазной сети не обязательно наличие трех проводов на ВЛ. Хватает и двух.

До конца девяностых в отраслевой  инструкции по ликвидации аварии был целый раздел "работа по схеме два провода земля". Работали по двум фазам с небольшой нагрузкой на подстанциях. Но надо сказать, что последствия были после такой работы, даже в те времена, когда всё было государственное.