Для асинхронных ЭД напряжением выше 1 кВ предусматриваются устройства релейной защиты, действующие при многофазных КЗ на выводах и в обмотках статора; перегрузках, вызванных технологическими причинами и затянувшимся пуском или самозапуском; исчезновении или длительном снижении напряжения. В необходимых случаях должна устанавливаться защита от однофазных замыканий на землю. Эти защиты выполняются с помощью вторичных реле прямого действия или реле косвенного действия на оперативном переменном токе. Наряду с защитой ЭД снабжаются устройствами АПВ и АВР.
Защиты от многофазных КЗ. Применяются в этом случае плавкие предохранители, токовые отсечки без выдержки времени и продольные дифференциальные защиты.
Плавкие предохранители могут использоваться при подключении ЭД к сети через выключатель нагрузки.
Токовая отсечка без выдержки времени устанавливается на ЭДмощностью Рн.д < 5000 кВт, причем для ЭД Рн.д < 2000 кВт она выполняется однорелейной, с включением реле на разность токов двух фаз. Если на ЭД мощностью Рн.д > 2000 отсутствует защита от однофазных замыканий на землю, то их отключение при двойных замыканиях на землю осуществляется токовой отсечкой. В таком случае она выполняется трехфазной трехрелейной.
Защита от замыканий на землю в обмотке статора. Она предусматривается на ЭД соответствующей мощности при I з ≥ 5 А, а при I з < 5 А – желательна. Реле защиты подключается к однотрансформаторному фильтру тока нулевой последовательности. Если число кабелей, соединяющих РУ с ЭД, больше трех, то используются ТА нулевой последовательности с подмагничиванием переменным током, см. раздел 1.4 и [7, 13, 22]. Первичный ток срабатывания защиты, выполненной на трансформаторах нулевой последовательности без подмагничивания, выбирается из условия отстройки защиты от броска емкостного тока при внешних замыканиях на землю I c.з ≥ К отс ⋅ К бр ⋅ I с, где Котс = 1,3; К бр = 2,5...3,0 – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока; I c – собственный емкостный ток присоединения.
Защита от перегрузки выполняется на ЭД, подверженных перегрузке по технологическим причинам, а также на ЭД с особо тяжелыми условиями пуска и самозапуска длительностью 20 с и более. Перегрузка является симметричным режимом, поэтому защита от нее выполняется одним реле, включенным в любую фазу ЭД [17]. Реле не должно срабатывать в нормальном режиме работы ЭД
Защита от потери питания устанавливается для предотвращения повреждения электродвигателей, затормозившихся в результате кратковременного или длительного снижения напряжения, при восстановлении питания, а также для обеспечения требований техники безопасности и условий технологического процесса. Защита выполняется групповой для каждой секции шин.
В зависимости от требований по быстродействию и от соотношения числа синхронных и асинхронных электродвигателей, присоединенных к одной секции шин, защиты подразделяются на две группы:
– защита минимального напряжения;
– защита минимального напряжения и минимальной частоты с блокировкой по направлению мощности.
Для правильного выбора типа защиты от потери питания все электродвигатели целесообразно разделить на две группы по степени ответственности каждого механизма, проанализировать режимы, приводящие к снижению или перерыву питания, оценить возможность самозапуска.
Защита минимального напряжения выполняется двухступенчатой. Первая ступень предназначена для облегчения самозапуска ответственных ЭД, она отключает ЭД неответственных механизмов. Напряжение первой ступени устанавливается на уровне Uн, а вы-держка времени принимается на ступень селективности больше времени действия быстродействующей защиты от многофазных КЗ: 0,5…1,5с.
Вторая ступень защиты отключает часть электродвигателей ответственных механизмов, самозапуск которых недопустим по условиям техники безопасности или из-за особенностей технологического процесса. Напряжение срабатывания второй ступени не превышает 0,5U, а выдержка времени принимается 10…15с. Схемы защит минимального напряжения выполняются таким образом, чтобы исключить ее ложное действие при нарушениях во вторичных цепях трансформаторов напряжения.
Наиболее простая однорелейная схема защиты – применяется только при использовании реле прямого действия РНВ
Релейная защита. Для синхронных ЭД предусматриваются те же защиты, что и для асинхронных, однако при выборе параметров токовой отсечки и продольной дифференциальной защиты учитываются дополнительные условия. Кроме того, синхронные ЭД должны иметь защиту от асинхронного режима и защиту от потери питания. При наличии устройств АГП защиты, действующие на отключения ЭД, должны действовать также на УАГП.
Токовая отсечка. При выборе тока срабатывания наряду с условием (7.1) необходимо обеспечить отстройку от сверхпереходного тока I"д, посылаемого электродвигателем в точку повреждения при трехфазном КЗ на шинах, к которым он подключен. Для определения тока срабатывания в выражение (7.1) необходимо вместо Iпуск.max ввести значение 
сверхпереходные ЭДС и сопротивление электродвигателя. Если ЭД подключен к шинам через постоянно включенный реактор с сопротивлением Хр, то при определении тока I"д необходимо принимать 
.
Продольная дифференциальная защита. Как и для токовой отсечки, при выборе тока срабатывания продольной дифференциальной защиты необходимо исключить ее действие не только при пусках ЭД, но и при внешних КЗ В этом случае, определяя максимальный расчетный ток небаланса по выражению (4.4), необходимо вместо I(3) кз.вн.max взять ток I"д.
Защита от потери питания. При потере питания и действии устройств АПВ и АВР происходит несинхронное включение синхронных ЭД. Ток несинхронного включения может значительно превышать значение пускового тока, поэтому такие включения не всегда допустимы по условию предотвращения повреждения ЭД. Кроме того, при несинхронном включении возбужденного ЭД снижается вероятность его ресинхронизации. Из сказанного следует, что при потере питания может возникнуть необходимость отключать синхронные ЭД или снимать с них возбуждение с последующей ресинхронизацией. Это возлагается на защиту от потери питания, рассмотренную выше (см. выражение 6.8).
Защита от асинхронного режима. Ее выполняют одним из следующих способов [17]: с помощью реле, реагирующего на увеличение тока в обмотке статора; с помощью устройства, реагирующего на появление переменного тока в обмотке ротора; с помощью устройства, действующего на принципе отсчета числа электрических проворотов ротора при асинхронном режиме. Известны и другие способы.
Распространение получила защита, реагирующая на увеличение тока в обмотке статора. При асинхронном режиме в обмотке статора проходит уравнительный ток, действующее значение которого