Электроснабжение машиностроительного завода

        КI – коэффициент трансформации трансформатора тока.

     

Чувствительность отсечки определяется по выражению:

Кч = I(2)2 к.мин / Iср ,                                                                                         (13.18)

где I(2)2 к.мин - вторичный ток двухфазного КЗ на выводах двигателя при минимальном режиме питающей системы.

 

                        

Коэффициент чувствительности отсечки однорелейной схемы определяется при двухфазном КЗ между фазами в одной из которых нет трансформатора тока. В этом случае ток в реле в два раза меньше, чем при КЗ между фазами с трансформаторами токов. В двухрелейной схеме токи в  реле одинаковы при двухфазных КЗ между любыми фазами. Значение Кч должно быть не менее двух.

                     

защита чувствительна.                

Защита от замыканий на землю обмотки статора

Защита от замыканий на землю электродвигателей напряжением 6-10 кВ, работающих в сети с изолированной нейтралью, выполняется с помощью одного реле типа РТЗ-51, подключенного к трансформатору тока нулевой последовательности (ТНП) типа ТЗ, ТЗЛ, ТЗР. В случае, когда питание двигателя осуществляется по двум параллельным кабелям, вторичные обмотки ТНП каждого кабеля соединяют последовательно  и подключают к одному реле.

Ток срабатывания защиты выбирают из условия несрабатывания защиты при внешнем однофазном замыкании на землю:

••

где Котс = 1,2-1,3 - коэффициент отстройки; Кб = 2 -2,5 - коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока в момент зажигания дуги;

Ic - установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения.

Значение Ic определяется как сумма емкостных токов двигателя Iсд и линии Iсл от места установки ТНП до линейных выводов двигателя:

Ic = Iсд + Iсл .                                                                                                  (13.21)

Собственный емкостной ток электродвигателя:

Iсд = 2•p•fн•3•Сд•Uн /Ö3 .                                                                         (13.22)

Значение Iсд по (13.22) получают в амперах, если номинальная частота сети fн выражена в герцах, емкость фазы статора Сд - в фарадах, а номинальное напряжение двигателя Uн - в вольтах.

При отсутствии сведений завода изготовителя для практических расчетов емкость фазы статора можно определять:

для неявнополюсных синхронных двигателей и асинхронных с короткозамкнутым ротором:

Сд = ( 0,0187•Sн•10--6 ) / (1,2 •Ö Uн • ( 1 + 0,08 Uн ) ) ,                           (13.23)  

где Sн - номинальная полная мощность двигателя, МВА;

Uн - номинальное напряжение, кВ;

для остальных электродвигателей:

Сд = 40• Sн3/4 •10-6 / (3000•(Uн + 3,6) •nн1/3 ) ,                                        (13.24)

где nн - номинальная скорость вращения ротора, об/мин.

Емкостной ток кабельной линии Icл можно рассчитать, А:

Icл = Iс0•L•m ,                                                                                               (13.25)

где Iс0 - удельный емкостной ток однофазного замыкания на землю ,А/км;  L - длина линии, км; m - число кабелей в линии.

Если Iсз, вычисленное по формуле (13.20), окажется меньше минимального значения, указанного в таблице 13.3, то Iсз следует принять по таблице 13.3.

 

 

 

Т а б л и ц а 13.3 Минимальные и максимальные токи срабатывания защиты от замыканий на землю

Кол-во	1	2
Тип ТНП
ТЗЛ	0,68-3,96	1,25-6,8
ТЗЛМ	0,6-3,26	1,06-6,35
ТЗР	0,9-3,8	1,26-6,2
ТЗРЛ	0,81-4,17	1,34-7,9

 

Т а б л и ц а 13.4   Удельные емкостные токи однофазного замыкания на землю  кабелей 6-10 кВ, А/км

Сечение жилы, мм2	6 кВ	10 кВ	Сечение жилы, мм2	6 кВ	10 кВ
10	0,33	-	95	0,82	1,0
16	0,37	0,52	120	0,89	1,1
25	0,46	0,62	150	1,1	1,3
35	0,52	0,69	185	1,2	1,4
50	0,59	0,77	240	1,3	1,6
70	0,71	0,9

 

Определяем ёмкость фазы статора по (13.24)

 

Собственный емкостной ток электродвигателя по (13.22)

        

Емкостной ток кабельной линии Ic по (13.25)

L = 0,06 км; m =1; по таблице 13.5 Iс0 = 0,77 А для Fст = 50 мм2

                      

Установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения определяем по (13.21)

                 

Ток срабатывания защиты по (13.20)

                   

принимаем по таблице 13.3 Iсз = 0,68 А.

При определении окончательной уставки реле, подключенного к ТНП в КРУ, необходимо помнить, что ток срабатывания защиты должен быть не только с определенным запасом меньше опасного для электродвигателей тока (10 А -мощностью до 2 МВт и 5 А - мощностью 2 МВт и более), но и обеспечивать чувствительность защиты линии, питающей двигатель.

Коэффициент чувствительности

       

 

защита чувствительна.

Расчёт защиты от токов перегрузки

Защиту от перегрузки устанавливают в одной фазе, отстроенной от длительности пуска двигателей в нормальных условиях и условиях самозапуска.

Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется по условию отстройки от номинального тока двигателя Iн :

Iсз = Котс•Iн / Кв ,                                                                                         (13.25)

где Котс = 1,05 при действии защиты на сигнал; Котс =1,1-1,2 - при действии на отключение, Кв = 0,85 для реле РТ – 40.

                          

Ток срабатывания реле

 

Выдержка времени защиты от перегрузки tсз выбирается из условия надежного несрабатывания при пуске или самозапуске двигателя:

 tсз = Котс•tп ,                                                                                                (13.26)

где Котс =1,2-1,3; tп - время пуска двигателя, не подлежащего самозапуску (или время самозапуска двигателя с самозапуском).

                                

Расчет защиты минимального напряжения

Защита от потери питания выполняется обычно групповой (один комплект защиты на несколько присоединений).

Если самозапуск невозможен по условиям технологии при любых перерывах питания продолжительностью более tпп и снижении напряжения до 0,7 Uн , тогда

Uсз = 0,7•Uн ,                                                                                                (13.27)

tсз < tпп .                                                                                                          (13.28)

 

 

 

13.11 Расчёт параметров релейной защиты для синхронного двигателя

Защита от многофазных коротких замыканий

Расчёт токовой отсечки

Первичный ток срабатывания отсечки определяется по выражению (13.15)

Определяем номинальный ток двигателя по (13.16)

 

Принимаем для РТ-40:

Котс = 1,7; Кп = 4,4.

 

Ток срабатывания реле Iср по (13.17)

 

Чувствительность отсечки определяется по выражению (13.18)

 

         

защита чувствительна.

Защита от замыканий на землю обмотки статора

Определяется ёмкость фазы статора по (13.24)

     

Собственный емкостной ток электродвигателя по (13.22)

      

Емкостной ток кабельной линии Ic по (13.20)

L = 0,018 км; m =1; по таблице 13.5 Iс0 = 0,69 А для Fст = 35 мм2.

                        

Установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения определяем по (13.21)

                   

Ток срабатывания защиты по (13.20)

             

принимаем по таблице 13.3 Iсз = 0,68 А.

Коэффициент чувствительности

 

 

защита чувствительна.

Расчёт защиты от токов перегрузки

Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется по (13.25)

где Котс = 1,05 при действии защиты на сигнал; Котс =1,1-1,2 - при действии на отключение, Кв = 0,85 для реле РТ – 40.

                          

Ток срабатывания реле

 

Выдержка времени защиты от перегрузки tсз выбирается из условия надежного несрабатывания при пуске или самозапуске двигателя:

 tсз = Котс•tп ,                                     (13.20)

где Котс =1,2-1,3; tп - время пуска двигателя, не подлежащего самозапуску (или время самозапуска двигателя с самозапуском).

                                    

Расчёт защиты от асинхронного режима

Ток срабатывания защиты от асинхронного режима выбирают по выражению (13.19) с учетом Котс = 1.1-1.2.

Время действия ступени защиты, действующей на перевод синхронного двигателя в асинхронный режим без возбуждения и разгрузку механизма, принимается на ступень селективности больше времени отключения коротких замыканий в сети, сопровождающихся протеканием тока I ³ Iсз , но не менее 1,5 с. Время действия ступени защиты, действующей на отключение, определяется по (13.25).

Время возврата промежуточного реле, обеспечивающего устойчивое действие защиты при колебаниях тока статора в асинхронном режиме, принимается наибольшим возможным для данного типа реле (РП-252): tв = 1,1-1,4 с.

 

 

 

Расчет защиты минимального напряжения

Определяется по (13.27) и (13.28)