Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электроснабжение горного производства. Учебное пособие
.pdf
ла
мас-
ная
пол
Окончание табл. 7.30
Размеры, мм Масса, кг
L B H
Предель-
ная мощ-
ность, В А
ной
дополнитель-
обмоток, В А
Номинальная мощность
основной
Класс
точности
Однофазные каскадные, серия НКФ, масляные
обмотки
дополнительной
НН, В
обмотки
основной
Номинальное напряжение
ВН, кВ
Тип
НКФ-66-75У1 66/√3 100/√3 100 0,5 400 1200 2000 – – – 587 155
НКФ-6676У1 66/√3 100/√3 100/3 0,5 400 1200 2000 – – – 627 150
НКФ-110-57У1 110/√3 100/√3 100 0,5; 1 400 1200 2000 710 710 1630 620 155
НКФ-110-58У1 110/√3 100/√3 100/3 0,5; 1 400 1200 2000 710 710 1630 620 155
НКФ-220-58У1 150/√3 100/√3 100 0,5; 1 400 1200 2000 1044 1044 3360 1390 320
НКФ-220-58У2 220/√3 100/√3 100 0,5; 1 400 1200 2000 1044 1044 3360 1390 320
НКФ-220-58У3 230/√3 100/√3 100 0,5; 1 400 1200 2000 1044 1044 3360 1390 320
8. ВЫБОР И РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
8.1. Расчет дифференциальной
защиты трансформаторов
Расчет производится в следующей последовательности:
1) определяется ток срабатывания защиты
IkI
I
где
– номинальный ток защищаемого трансформатора;
ном
k
– коэффициент надежности отстройки;
н
2) определяется расчетный ток небаланса
ср.знном
, (8.1)
где
где
I
k
– ток небаланса, определяемый погрешностями ТТ,
1нб.расч
– коэффициент однотипности работы ТТ: k
одн
II I
нб.расч 1нб.расч 2нб.расч
IkkI
1нб.расч а одн КЗ max
ев, когда ТТ обтекаются близкими по величине токами;
, (8.2)
; (8.3)
= 0,5 для случа-
одн
k
одн
в остальных случаях;
k
– коэффициент, учитывающий влияние на быстродействую-
α
щие защиты переходных процессов при КЗ:
k
БНТ;
= 2 для реле без БНТ;
α
k
= 1 для реле с
α
δ = 0,1 погрешность ТТ, удовлетворяющих 10 %-ной кратности;
I
– наибольший ток при сквозном КЗ;
КЗ max
I
– расчетный ток небаланса, определяемый изменением коэф-
2нб.расч
фициента трансформации защищаемого трансформатора,
I
= ΔNI
где Δ
N = 0,1 – половина регулировочного диапазона с соответст-
2нб.расч
, (8.4)
КЗ max
вующей стороны от среднего значения, для которого производится выравнивание вторичных токов.
3) определяется ток срабатывания дифференциальной защиты для
отстройки ее от токов небаланса:
= 1,0
где
k
– коэффициент надежности отстройки;
н
92
IkI
ср.зннб.расч
, (8.5)
4) принимается большее значение тока срабатывания защиты;
5) определяются первичные и вторичные токи плеч дифференци-
альной защиты;
6) определяется вторичный ток срабатывания защиты, отнесенный
к основной стороне:
kI
Ik
ср 1
сх ср.з
, (8.6)
т1
где
– коэффициент трансформации ТТ с большим вторичным током;
k
т1
7) определяется расчетное число витков обмоток БНТ, включае-
мых в плечо защиты со стороны ВН:
где
WWW
осн раб ур.1
– суммарное число витков рабочей и первой
WI
осн
100
(8.7)
,
ср1
уравнительной обмоток с основной стороны;
100 – МДС срабатывания реле.
Принимается ближайшее меньшее к
значение:
осн
W
осн
;
W
8) определяется расчетное число витков, включаемых в плечо за-
щиты со стороны НН:
номВН
неосн осн
I
(8.8)
. IWW
номНН
Принимается ближайшее целое число витков для установки на
неосновной стороне –
W
неосн
;
9) величина расчетного тока небаланса, определяемая неточным
выравниванием вторичных токов:
WW W W
II I
з нб.расч 1 КЗ max 2 КЗ max
осн осн неосн неосн
WW
осн неосн
(8.9)
;
10) определяется суммарный расчетный ток небаланса
II I I
нб.расч 1 нб.расч 2 нб.расч 3 нб.расч
; (8.10)
11) уточняется ток срабатывания защиты по формуле (8.5) при
из (8.10).
I
нб.расч
93
Если ток получился больше значения, определенного по формуле
(8.1), то необходимо вновь пересчитать число витков БНТ. Расчет
повторяется до тех пор, пока ток срабатывания не станет равным или
меньше тока срабатывания, определенного по формуле (8.1);
12) определяется коэффициент чувствительности при КЗ в зоне
действия защиты
kI
где
I
– минимальный ток КЗ;
КЗ
I
– определяется по выражению (8.6).
ср1
сх КЗ max
k
ч
kI
т1 ср 1
,
Допустимый коэффициент чувствительности
2.k
ч
8.2. Расчет дифференциальной защиты
трехобмоточного трансформатора
Для трехобмоточного трансформатора расчет дифференциальной
защиты ведется в следующей последовательности:
1) определяются токи срабатывания защиты по формулам (8.1) и
(8.5). При этом ток небаланса
Принимается большее значение тока срабатывания защиты
2) определяется вторичный ток срабатывания защиты, отнесенный
к основной стороне, по формуле (8.6);
3) определяется расчетное число витков рабочей обмотки по (8.7).
В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования числа
витков рабочей обмотки принимается ближайшее меньшее к W
значение
W
осн
;
4) определяется число витков уравнительных обмоток. Так, если
отключена обмотка II, то
WW
Если отключена обмотка
ур.1 осн
I, то
WW
ур.2 осн
В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования числа витков уравнительных обмоток принимается ближайшее большее
или меньшее значение;
определяется по формуле (8.2).
I
нб.расч
II
31
II
.
I
1
32
.
I
2
I
;
ср.з
осн
94
5) вычисляются расчетный ток небаланса по формуле (8.9) и сум-
марный расчетный ток по формуле (8.10), позволяющие уточнить ток
срабатывания защиты по формуле (8.5);
6) определяется коэффициент чувствительности.
8.3. Токовая отсечка
Действие токовой отсечки трансформатора определяется тем, что
при КЗ со стороны источника питания ток КЗ значительно больше,
чем при КЗ со стороны нагрузки:
I
где
I
– максимальный ток КЗ за трансформатором;
КЗmax2
k
– коэффициент надежности отстройки (kн = 1,3–1,4 для реле
н
Ikk
ср 1 нсх
типа ЭТ-521 и РТ-40, действующих через промежуточное реле;
k
= 1,5–1,6 для реле РТ-80).
н
Коэффициент чувствительности отсечки
где
I
–ток при КЗ на вводах трансформатора.
КЗ1
k
ч
КЗmax2
k
Ik
КЗ 1 сх
Ik
ср т
,
тт
,
Коэффициент чувствительности должен соответствовать соотношению
.
2k
ч
8.4. Защита от перегрузки
Поскольку перегрузка трансформаторов обычно симметричная, то
защиту выполняют с помощью максимальной токовой защиты,
включенной на ток одной фазы: на двухобмоточных – защита устанавливается со стороны основного питания, а на трехобмоточных –
со всех трех сторон.
Ток срабатывания защиты
kk
где
k
– коэффициент надежности (kн = 1,05)
н
k
– коэффициент схемы;
сх
II
ср .зном
нсх
kk
вт
,
95
k
– коэффициент возврата реле (kв = 0,8);
в
I
– номинальный ток обмотки трансформатора, где установле-
ном
на защита.
8.5. Защита электродвигателей от многофазных КЗ
Для защиты ЭД мощностью до 5000 кВт используется максимальная токовая отсечка, выполняемая реле прямого действия,
встроенными в привод выключателя. Отсечка выполняется с независимыми токовыми реле.
Ток срабатывания отсечки
k
= 1 – для схем с двумя ТТ и токовыми реле прямого действия
где
сх
IkkI
ср.з н сх пуск
,
(РТ-84);
3k – с одним токовым реле мгновенного действия;
сх
I
– пусковой ток.
пуск
Поскольку в первый момент пуска появляется кратковременный пик намагничивающего тока, превышающий пусковой ток, ток
срабатывания отсечки выбирается с учетом коэффициента надежности:
k
= 2 для реле ИТ-82, ИТ-84 (РТ-82; РТ84), а также реле прямо-
н
го действия.
8.6. Защита ЭД от перегрузки
Защита от перегрузок устанавливается только на ЭД, подверженных технологическим перегрузкам (мельничные вентиляторы, дробилки, мельницы и др.)
Ток срабатывания защиты
k
где
k
= 1,1–1,2 – коэффициент надежности;
н
k
= 0,8 – коэффициент возврата реле.
в
II
н
ср.зном
,
k
в
96
9. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩИХ УСТРОЙСТВ
р
р
Порядок расчета:
1) сопротивление заземляющего устройства без компенсации ем-
костных токов определяется по формуле
U
где
U
– расчетное напряжение на заземляющем устройстве по от-
расч
ношению к земле, В.
rI
асч
з
,
асч
Принимается
зуется только для установок напряжением выше 1 кВ, и
U
= 250 В если заземляющее устройство исполь-
расч
U
расч
= 125 В,
если оно используется для электроустановок до 1 кВ и выше.
Для заземляющих устройств, к которым не присоединены ком-
пенсирующие аппараты, расчетный ток можно принять
I
расч
= 30 А;
2) сопротивление центрального заземляющего контура рассчиты-
вается из условия, что сопротивление заземляющей сети
r
= 4 Ом
з
(согласно ПУЭ), так как он является общим для установок напряжением до и выше 1 кВ, а сопротивление центрального заземления – 2 Ом;
определяется сопротивление растеканию одиночного заземли-
теля, Ом:
а) трубчатого или стержневого
где
k
R
тр
– удельное сопротивление грунта;
ср
ср
ld tl
24
ltl
24
ln 0, 5ln
,
l – длина трубы или стержня, см;
d – диаметр длины или стержня, заглубленного в грунт, см;
t – расстояние от поверхности земли до середины заземлителя,
см;
k = 1,5
Значения
приведены в табл. 9.1, а значения коэффициента k в табл. 9.2.
ср
Длина вертикальных электродов обычно 2–5 м. Рекомендуемые
наименьшие размеры отдельных заземлителей по условиям устойчивости и коррозии:
диаметр круглой стали – 6 мм; толщина полос – 4 мм;
сечение полос – 48 мм
где
h = 50–80 – расстояние от поверхности земли до заземлителя;
2
; толщина полок уголков – 4 мм;
0,5 , th l
97
Средние удельные сопротивления грунтов
р
р
Грунт Удельное сопро-
тивление
Глина
Глина каменистая
Земля садовая
Известняк
Суглинок
Скала
Торф
Вода:
грунтовая
речная
Значение коэффициента k для различных климатических зон
Параметры Климатические зоны
Климатические данные:
средняя низшая температура, С
средняя высшая температура, С
среднегодовое количество осадков, см
продолжительность замерзания вод, дни
Коэффициент k:
при применении стержневых электродов
длиной 2–3 м, при глубине 0,5–0,8 м
при применении протяженных электродов и глубине заложения 0,8 м
с
70
100
50
2000
100
4000
20
50
100
, Ом м
Грунт Удельное сопротив-
ление
Лёсс
Мергель
Песок
Песок крупнозернистый с валунами
Супесок
Чернозем
1 2 3 4
–20/–15
+16/+18
190–170
1,8–2,0
4,5–7,0
40
–14/–10
+18/+22
50
150
1,5–1,8
3,5–4,5
с
290
2000
500
1000
300
30
–10/0
+22/+24
50
100
1,4–1,6
2,0–2,5
Таблица 9.1
, Ом м
Таблица 9.2
0/+5
+24/+26
30–50
0
1,2–1,4
1,5–2,0
б) сопротивление растеканию полосового заземлителя, уложенно-
го на глубину
h:
ср
R
пол
2
2
2
l
,
ln
lbt
где l – длина полосы, см;
b – ширина полосы, см; для прутковой стали
(d – диаметр
2bd
стального прута);
t – глубина заложения полосы, см.
0,5 ;th b
3) определяется необходимое число трубчатых заземлителей
R
98
nR
один
заз.конт э
,
где R
– сопротивление растеканию одиночного заземлителя;
один
R
– сопротивление заземляющего контура;
заз.конт
– коэффициент экранирования, учитывающий взаимное влия-
э
ние электродов;
4) длина полосы, соединяющей электроды между собой,
где а = 5 м – расстояние между электродами;
п – число электродов;
5) определяется общее сопротивление заземляющего контура:
RR
где
, в – коэффициенты использования горизонтальных и верти-
г
R
заз.конт
тр пол
RRn
тр г пол в
,
кальных заземлителей соответственно (табл. 9.3, 9.4);
Коэффициенты использования г и в для вертикальных
заземлителей, размещенных в ряд и по контуру, без учета влияния
горизонтальных электродов связи
Размещение верти-
кальных электродов
В ряд
По контуру
Число вертикаль-
ных электродов
2
3
5
10
15
20
4
6
10
20
40
60
100
Отношение расстояний между
вертикальными электродами к их длине
0,84–0,87
0,76–0,80
0,67–0,72
0,56–0,62
0,51–0,56
0,47–0,50
0,66–0,72
0,58–0,65
0,52–0,58
0,44–0,50
0,38–0,44
0,36–0,42
0,33–0,39
0,90–0,92
0,85–0,88
0,79–0,83
0,72–0,77
0,66–0,75
0,65–0,70
0,76–0,80
0,71–0,75
0,66–0,71
0,63–0,66
0,55–0,61
0,52–0,58
0,49–0,55
Таблица 9.3
0,93–0,95
0,90–0,92
0,85–0,88
0,79–0,89
0,78–0,80
0,74–0,79
0,84–0,86
0,78–0,82
0,74–0,78
0,68–0,79
0,64–0,69
0,62–0,67
0,59–0,65
6) определяется напряжение прикосновения при расчетном сопро-
тивлении заземления:
пр пр расч заз.конт пр.доп
. UKIR U
Значения допустимых напряжений прикосновения приведены в табл. 9.5.
99
Таблица 9.4
Коэффициенты использования г и в для горизонтальных соединительных
электродов в ряду и контуре из вертикальных электродов
Размещение Отношение рас-
стояний между
Число вертикальных электродов в ряду
4 5 6 8 10 20 30 50 70 100
вертикальными
электродами к их
длине
В ряд
По контуру
1
2
3
1
2
3
0,77
0,89
0,02
0,45
0,55
0,70
0,74
0,86
0,90
0,40
0,48
0,64
0,67
0,79
0,89
0,36
0,43
0,60
0,62
0,75
0,82
0,34
0,40
0,56
0,42
0,56
0,68
0,27
0,32
0,45
0,31
0,46
0,58
0,24
0,30
0,41
0,21
0,36
0,49
0,21
0,28
0,37
0,20
0,26
0,35
Таблица 9.5
Рекомендуемое предельно допустимое напряжение
прикосновения в зависимости от его длительности
Время действия защиты
10 5 2 1 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2
(время отключения), с
Допустимое напряже-
22–25 40 60 80 90 110 120 140 160 180
ние прикосновения, В
0,20
0,34
0,47
0,19
0,24
0,35
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]