5.5.2 Мгновенная токовая отсечка

МТО является основной защитой от КЗ в обмотке статора. Схема защиты должна быть наиболее простой, надёжной и экономичной. Защита выполняется реагирующей на значение тока, протекающего к месту повреждения со стороны питающей сети, и действует без выдержки времени на отключение двигателя от сети, а также и на гашение поля.

Уставка по току мгновенной токовой отсечки отстраивается от пускового тока электродвигателя:

,

где – коэффициент отстройки,

– коэффициент пуска.

Таким образом, получаем:

, А.

МТО имеет независимую от тока характеристику. Постоянная минимальная выдержка времени перед отключением, обусловленная временем срабатывания выключателя, составляет 50 мс.

Проверим чувствительность МТО по формуле:

,

где – ток двухфазного КЗ в минимальном режиме на выводах электродвигателя.

Так как кабельная линия, соединяющая двигатель со сборными шинами РП, имеет большое сечение и маленькую длину, а значит и маленькое сопротивление, то:

А.

Тогда:

.

Следовательно, мгновенная токовая отсечка чувствительна к минимальному току двухфазного КЗ на выводах двигателя.

5.5.3 Защита двигателя от замыканий на землю в обмотке статора

Двигатель подключается к сети через кабельную линию. Трансформаторы тока нулевой последовательности, к которым подключается защита, распола­гаются в распределительном устройстве (см. рисунок 23). В зону действия защиты попадают линия и электродвигатель.

Рисунок 23 – Схема подключения ТТПН

Ток срабатывания защиты от замыканий на землю выбирается из условия отстройки от собственного тока защищаемого присоединения при дуговых перемежающихся ОЗЗ:

,

где – коэффициент надежности срабатывания защиты,

– коэффициент броска тока.

Собственный емкостный ток защищаемого присоединения равен:

,

где , А – собственный емкостный ток двигателя,

, А – собственный емкостный ток кабельной линии, соединяющей двигатель со сборными шинами РП.

Собственный ёмкостный ток двигателя I_с.д определяется по формуле

,

где С_д - емкость фазы статора электродвигателя относительно земли, принимается по справочным данным, Ф; U_н.ф – номинальное фазное напряжение сети;

ω = 2 ∙ π ∙ f – круговая частота.

Емкость фазы статора относительно земли, Ф, определяется по выражению

где S_д.н - номинальная мощность двигателя, МВА

S_Д.Н = Р_Н / cosφ = 2/0,88 = 2.273 МВА;

U_д.н.л - номинальное линейное напряжение двигателя, В;

n_д.н=500, об/мин - номинальная частота вращения ротора [7, табл. 27.15].

Собственный ёмкостный ток двигателя:

Собственный ёмкостный ток линии, входящей в зону защиты, можно определить по удельному емкостному току кабельной или воздушной линии и ее длине [4, раздел 18]

I_с.л = I_уд.л ∙ L_л,

где I_уд.л=0,65 А/км– удельный емкостный ток для кабеля АС-3x35 с полиэтиленовой изоляцией, А/км [4, табл. 18.1]; L_л=0,06 км – длина линии, питающей электродвигатель.

Тогда получим:

I_с.л = 0,65 ∙ 0,06=0,039 А.

Тогда получим:

А.

Отсюда:

А.

Выяснила, что ток однофазного замыкания на землю в обмотке статора равен 0,173 А. Согласно ПУЭ [1, п.5.3.48] для двигателей более 2 МВт ток замыкания на землю 5 А, значит, эту защиту можно не ставить.