8. Защита синхронного двигателя
Рассчитаем защиту для синхронного двигателя СТД-630-2 мощностью 630 кВт, Uном=10 кВ, Sном=735 кВА, Iп/Iном=5,23. Двигатель связан с КРУ линией, состоящей из одного кабеля сечением 185 мм2. Длина линии 400м. Реле РТЗ-51 подключено к одному ТТНП типа ТЗЛ.
Номинальный ток двигателя:
,
А
8.1 Защита двигателя от многофазных замыканий в обмотке статора
Для двигателей до 5000 кВт основной защитой от КЗ в обмотке статора является токовая отсечка.
1.Ток срабатывания отсечки отстраивается от пускового тока:
,
А
,
А
2. Ток срабатывания отстраивается от
тока
А.
А
Ток срабатывания реле защиты:
,
А
Принимаем реле РТ-40/50 с уставкой 22,5 А.
Минимальный ток двухфазного КЗ:
, А
Коэффициент чувствительности:
>2
Отсечка имеет достаточную чувствительность.
8.2 Защита двигателя от замыканий на землю в обмотке статора
Ёмкость фазы статора электродвигателя:
(64)
,
Ф
Ёмкостной ток двигателя:
,А
(65)
,
А
Собственный ёмкостной ток линии:
,
А
(66)
где Iс0 - собственный ёмкостной ток единицы длины линии Iс0=1,51, А/км [1, таб. П4];
l - длина линии, км;
m – число кабелей в фазе;
,
А
Суммарный ёмкостной ток данного присоединения:
,
А (67)
,
А
Первичный ток срабатывания защиты:
,
А (68)
где
;
-
коэффициент, учитывающий бросок
собственного ёмкостного тока в момент
зажигания дуги для реле РТЗ-51
,
А
Полученное значение
больше
[2, таб. П6] , поэтому в дальнейшем используем
полученное значение
.
Выбираем реле РТЗ-51 с уставкой 1,93 А.
Коэффициент чувствительности:
,
Защита обладает достаточной чувствительностью.
Принятое значение тока срабатывания удовлетворяет условиям чувствительности к однофазным замыканиям на землю и в линии к двигателю, и в обмотки статора:
,
,
,
.
8.3 Защита двигателя от перегрузки
Ток срабатывания защиты:
,
А (63)
где .- коэффициент надёжности отстройки, учитывающий ошибки реле и необходимый запас, принимается равным 1,1-1,2 при действии на отключение.
- коэффициент возврата реле, принимается равным 0,85 для реле РТ-40.
,
А
Ток срабатывания реле защиты:
,
А
Принимаем реле РТ-40/6 с уставкой 3,6 А.
Время срабатывания защиты:
,
с
8.4 Защита от минимального напряжения
Чтобы оценить необходимость подключения двигателя к защите минимального напряжения следует оценить возможность его самозапуска.
Пусковое сопротивление двигателя:
,
Ом (64)
,
Ом
Мощность обобщённой нагрузки секции:
,
МВА (65)
где Sнагрсек - суммарная нагрузка секции шин, к которой подключен двигатель.
,
МВА
Сопротивление обобщённой нагрузки:
,
Ом (66)
,
Ом
Эквивалентное пусковое сопротивление:
,Ом
(67)
,
Ом
Ток самозапуска:
,
А (68)
,
А
Коэффициент самозапуска:
,
(69)
,
Остаточное напряжение на зажимах двигателя:
,В
(70)
,
В
%
Синхронный двигатель может быть включён в работу путём ресинхронизации. Если по условию технологии пуск двигателя невозможен, на него следует установить защиту минимального напряжения.
Напряжение срабатывания:
,
В (71)
,
В
Напряжение срабатывания реле:
,
В (72)
,В
Принимаем реле РН-54/48 с уставкой 48 В.
Время срабатывания защиты:
, с