4) Мгновенная токовая отсечка.

Для защиты от повреждений на выводах трансформатора, а также от внутренних повреждений может предусматриваться токовая отсечка без выдержки времени (мгновенная токовая отсечка). Токовой отсечкой называется быстродействующая максималь­ная токовая защита с ограниченной зоной действия и относится к группе защит с абсолютной селективностью. Примени­тельно к понижающим трансформаторам в зону действия от­сечки входит только часть обмотки трансформатора со стороны ВН. При КЗ за транс­форматором отсечка не должна приходить в действие. Это условие обеспечивается тем, что ток срабатывания отсечки выбирается большим, чем максимальный ток внешнего КЗ. Благодаря этому, токовая отсечка трансфор­матора может быть выполнена без выдерж­ки времени.

Уставка по току мгновенной токовой отсечки выбирается с учетом отстройки от максимального тока трехфазного КЗ на выводах 10 кВ трансформатора:

А.

Мгновенная токовая отсечка имеет независимую от тока характеристику, срабатывает без выдержки времени (t_с.мгн = 0 c) и действует на отключение трансформатора. Но перед отключением всё равно пройдёт некоторое время, высчитываемое по следующей формуле:

t= t_рз + t_откл + t_{гор.дуги}=0,01+0,01+0,06=0,08 с ,

где t_рз – время срабатывания защиты, t_откл - собственное время отключения автомата, t_{гор.дуги} – время горения дуги.

Проверим чувствительность защиты к минимальному току двухфазного КЗ на выводах 110 кВ трансформатора по условию:

,

где – ток двухфазного КЗ в минимальном режиме на выводах 110 кВ трансформатора, приведенный к стороне НН:

А.

То есть:

.

Следовательно, мгновенная токовая отсечка чувствительна к минимальному току двухфазного КЗ на выводах 110 кВ трансформатора.

5) Газовая защита.

Газовая защита основана на ис­пользовании явления газообразования в баке поврежденного трансфор­матора. Интенсивность газообразования зависит от характера и разме­ров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различать степень повреждения, и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение.

Достоинствами газовой защиты являются: высокая чувствительность и реагирова­ние практически на все виды повреждения внутри бака; сравнительно небольшое время срабатывания; простота выполнения, а также способ­ность защищать трансформатор при недопустимом понижении уровня масла по любым причинам. Наряду с этим защита имеет ряд существен­ных недостатков, основной из которых – не реагирование ее на повреж­дения, расположенные вне бака, в зоне между трансформатором и вы­ключателями. Защита может подействовать ложно при попадании воз­духа в бак трансформатора, например, при доливке масла после ремонта системы охлаждения.

Газовую защиту выполним с помощью блока 63 цифрового терминала SEPAM T87.

Данный трансформатор имеет устройство РПН (регулирование под нагрузкой), которое установлено в отдельном баке. Для защиты РПН применим специальное струйное реле, встроенное в патрубок, соединяющий бак РПН с расширителем.

6) Контроль температуры изоляции при работе трансформаторов выполним с помощью блока 49T терминала SEPAM T87. Данный терминал позволяет подключать датчики температуры. Эта защита работает на сигнал, а также может работать на частичную разгрузку трансформатора или на отключение.

4 РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

4.1 Организация релейной защиты синхронного двигателя

В данном случае необходимо обеспечить защиту синхронного двигателя типа СД2-18/64-12 напряжением кВ и мощностью кВт (см. таблицу 4), подключенного с помощью кабельной линии к сборным шинам РП (см. рисунок 4).

Согласно [4, п. 5.3.43], на электродвигателях должны предусматриваться следующие виды защит:

- защита от токов перегрузки,

- защита от многофазных замыканий,

- защита от однофазных замыканий на землю,

- защита минимального напряжения,

- защита от асинхронного хода.

1) Защита от перегрузки должна предусматриваться на электродвигателях, подверженных перегрузке по технологическим причинам, либо имеющих особо тяжелые условия пуска и самозапуска [4, п. 5.3.49]. Защиту от перегрузки следует предусматривать в одной фазе с зависимой или независимой от тока выдержкой времени, отстроенной от длительного пуска электродвигателя в нормальных условиях и самозапуска после действия АВР и АПВ.

На электродвигателях, подверженных перегрузке по технологическим причинам, защита, как правило, должна выполняться с действием на сигнал и автоматическую разгрузку механизма.

Данную защиту выполним с помощью одной из ступеней МТЗ блока 51 цифрового терминала SEPAM M20.

2) Для защиты электродвигателей от многофазных замыканий должна предусматриваться [1, п. 5.3.46] токовая двухрелейная отсечка без выдержки времени (мгновенная токовая отсечка), отстроенная от пусковых токов.

Данную защиту выполним с помощью одной из ступеней МТЗ блока 51 цифрового терминала SEPAM M20.

3) Защита от однофазных замыканий на землю устанавливается для электродвигателей мощностью свыше 2 МВт. Данная защита действует без выдержки времени на отключение. Выполним её с помощью блока 51N цифрового терминала SEPAM M20.

4) Для облегчения условий восстановления напряжения после отключения КЗ и обеспечения самозапуска электродвигателей наиболее ответственных механизмов следует предусматривать отключение защитой минимального напряжения электродвигателей неответственных механизмов [1, п. 5.3.52]. Время выдержки должно выбираться на ступень больше времени действия

быстродействующих защит от многофазных КЗ, а уставки по напряжению должны быть, как правило, не выше 70% от .

На электродвигателях ответственных механизмов для обеспечения их самозапуска должна устанавливаться защита минимального напряжения с выдержкой времени не более 10 с и уставкой по напряжению, как правило, не выше 50% от [1, п. 5.3.53].

Данную защиту выполним с помощью блока 27R цифрового терминала SEPAM M20.

5) Защита синхронных электродвигателей от асинхронного режима может осуществляться при помощи реле, реагирующего на увеличение тока в обмотках статора [1, п. 5.3.50].

Данную защиту выполним с помощью блока 66 цифрового терминала SEPAM M20.

Кроме того, для контроля температуры синхронного двигателя применим блок 49T терминала SEPAM M20, а также в качестве тепловой защиты двигателя используем блок 49RMS цифрового терминала SEPAM M20.

Таким образом, для защиты синхронного двигателя используем блоки 51, 51N, 49RMS, 49T, 66 и 27R цифрового терминала SEPAM M20.

4.2 Защита электродвигателя от перегрузок

Согласно [4], защита от перегрузок должна предусматривать­ся для двигателей, подверженных перегрузке по технологическим причинам, для двигателей с особо тяжелыми условиями пуска и самозапуска (длительность прямого пуска непосредственно от сети 20 с и более), перегрузки которых возможны при чрезмерном увеличении длительности пуска, вследствие понижения напряже­ния в сети.

Защита от перегрузок, обусловленных технологическими причинами, действует на сигнал, который передается на пост управления двигателем. Далее дежурный персонал разгру­жает двигатель, не останавливая его.

Согласно [4], допускается действие на отключение, если защита от перегрузок совмещена с защитой от асинхронного режима.

Защита электродвигателя от перегрузок выполняется на прин­ципе максимальной токовой защиты и отстраивается от номинального тока двигателя:

,

где – коэффициент надежности отстройки,

– коэффициент возврата реле.

Номинальный ток двигателя определяется по формуле:

А.

Тогда уставка срабатывания защиты от перегрузок будет равна:

А.

Время срабатывания защиты от перегрузок отстраивается от времени пуска двигателя:

,

где – коэффициент отстройки от времени пуска,

– время пуска двигателя; примем, что в нашем случае имеет место прямой пуск и время его равно: с.

Таким образом, получаем:

, с.

Рассчитаем время-токовую характеристику. Для этого сначала определим:

- А,

- с,

- поправочный коэффициент:

.

Далее строим характеристику SIT с учетом принятых изменений.

Рассчитаем характеристику защиты и сведем результаты расчетов в таблицу 12.

Таблица 12

	1	1,1	1,2	1,5	2	2,5	3	4	5	7	10
, А	188,7	207,6	226,4	283,1	377,4	471,8	566,1	754,8	943,5	1320,9	1887
, с	–	24,7	12,9	5,8	3,38	2,55	2,12	1,68	1,44	1,2	1
, с	–	148,2	77,4	34,8	20,3	15,3	12,7	10,1	8,64	7,2	6

По данным таблицы 12 построим ВТХ защиты двигателя – SEPAM M20 (см. рисунок 6).

Рисунок 6 – Время-токовые характеристики защиты

синхронного двигателя