4.5. Селективность между элементами релейной защиты.

Селективность по времени между последовательно установленными предохранителями выполняется при условии:

Где — время перегорания плавкой вставки большего предохранителя, с ;

— время перегорания плавкой вставки меньшего предохранителя, с ;

Селективность по току между смежными предохранителями выполняется при условии:

Где — ток плавкой вставки большего предохранителя, А ;

— ток плавкой вставки меньшего предохранителя, А ;

Для двух однотипных предохранителей, установленных в сети напряжением до 1000 В, селективность будет обеспечена, если их вставки отличаются не менее чем на две ступни шкалы номинальных токов.

Селективность между последовательно установленными автоматами по времени выполняется при условии:

где — время срабатывания вышестоящего автомата, с ; — время срабатывания нижестоящего автомата, с ;

4.6. Расчет релейной защиты электродвигателей напряжением выше 1000 в

Электродвигатели согласно ПУЭ защищают при следующих повреждениях и ненормальных режимах:

При междуфазных к.з. в обмотке статора и на ее выводах;

При однофазных замыканиях обмотки статора на землю: для двигателей мощностью до 200 кВт при токах замыкания на землю 10 А и более, для двигателей мощностью свыше 200 кВт при токах замыкания на землю 5 А и более;

При перегрузке;

При понижении или исчезновении напряжения;

1. Для защиты двигателя при междуфазных к.з. в обмотке статора принимаем токовую отсечку.

Защита может быть выполнена в двух вариантах:

ПЕРВЫЙ. Защита с применением двух быстродействующих реле РТ-40 и промежуточным реле РП-26 с указателем срабатывания с замедлением на 0,04—0,06 с. Реле тока включается по схеме неполной звезды.

Ток срабатывания защиты находится по формуле:

Где: =1,4 —коэффициент надежности;

— пусковой ток двигателя, А.

Ток срабатывания реле определяется по формуле:

Где: — коэффициент схемы;

— коэффициент трансформации трансформатора тока;

По найденному значению тока выбирается тип реле и ток уставки на ближайшее стандартное значение тока;

ВТОРОЙ. Защита выполняется с помощью электромагнитного элемента реле РТ-80, включенного на разность токов двух фаз.

Ток срабатывания защиты находится по формуле:

Где: =1,2 —коэффициент надежности;

1,8— коэффициент апериодической составляющей пускового тока;

— пусковой ток двигателя, А.

Ток срабатывания реле определяется по вышеприведенной формуле.

Коэффициент чувствительности защиты находим по формуле:

Значение в соответствии с ПУЭ (1) должно быть не менее 2.

При применении схемы включения одного реле на разность токов двух фаз коэффициент чувствительности определяется по формуле:

При недостаточной чувствительности токовой отсечки на двигателях мощностью более 200 кВт устанавливают продольную дифференциальную защиту. На двигателях мощностью 500 кВт и выше продольную дифференциальную защиту устанавливают обязательно.

Ток срабатывания продольной дифференциальной защиты принимают равным:

для реле РТ ;

для реле РНТ

где — номинальный ток двигателя, А;

2. Для защиты двигателя от перегрузки принимаем

максимальную токовую защиту с использованием реле

РТ-40 и реле времени или реле РТ-80 (индукционный элемент), включенного на разность токов двух фаз.

Ток срабатывания защиты и реле при перегрузке находим по формулам:

=1,2 —коэффициент надежности для защиты с действием на сигнал;

=1,5-1,75 —коэффициент надежности для защиты с действием на отключение;

— номинальный ток двигателя, А;

=0,7-0,85 — коэффициент возврата.

По найденному значению тока выбираем тип реле и ближайшее стандартное значение тока уставки.

Для создания выдержки времени выбираем реле времени типа ВС-10-31 с пределами выдержки времени 2-60с или реле времени типа ЭВ-245 с пределами 0,5-9с. Уставку времени для защиты от перегрузки принимаем в пределах 12-20с при выполнении условия:

где:

—допустимая длительность разгона при самозапуске;

—фактическое время самозапуска двигателя;

— выдержка времени при перегрузке;

Для защиты синхронных двигателей от перегрузки принимают защиту с действием на сигнал при токе срабатывания защиты равном =1,25 и с током срабатывания защиты =(1,4-1,5) с действием на отключение. Последняя защита выполняет роль защиты от асинхронного хода синхронного двигателя;

3. Для решения вопроса о применении защиты двигателя при однофазных замыканиях на землю определяем ток срабатывания защиты по формуле:

где:

= 1,2-1,3 — коэффициент надежности;

— коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока двигателя при внешних перемещающихся замыканиях на землю;

= 4-5 для защиты без выдержки времени;

=1,5-2 для защиты с временем действия 1-2с;

Для защиты применяют реле РТЗ-50, имеющие выдержку времени. Поэтому в расчетах =1,75. Значение емкостного тока можно принять по паспортным данным или вычислить по формуле:

— номинальное напряжение двигателя, В;

=314 — угловая частота;

— емкость двигателя, определяемая по формуле:

Где: =40 — коэффициент, учитывающий класс изоляции (класс Б) при t=25º C.

— номинальная мощность двигателя, кВА;

—номинальная частота вращения ротора двигателя, об/мин;

4. Напряжение срабатывания защиты двигателя при понижении напряжения выбираем таким, чтобы обеспечивался самозапуск других более ответственных двигателей, т.е. 60-70% . Для этой защиты используются реле напряжений РН-54/160 с питанием от трансформаторов напряжения.

Напряжение срабатывания реле находим по формуле:

где:

— номинальное напряжение двигателя, В;

=1,2— коэффициент возврата реле;

=1,25— коэффициент надежности;

— коэффициент трансформации трансформатора напряжений.

Время срабатывания защиты минимального напряжения принимается равной 0,5 с, а с учетом техники безопасности и технологии производства выдержка времени может приниматься в пределах 6-10с. Напряжение срабатывания защиты в этом случае равно 50%