8. Расчёт уставок и выбор защиты двигателей.

Расчёт уставок релейной защиты синхронных двигателей М1 и М2 марки СТД – 800 – 23УХЛ4.

Защита от междуфазных повреждений.

В качестве основной защиты от междуфазных КЗ предусматриваем токовую отсечку с использованием реле РТ-80. Составляющая сверхпереходного тока от электродвигателя, протекающая через трансформатор тока при внешнем КЗ равна:

А.

Периодический пусковой ток ЭД

А,

Из двух условий выбираем наиболее тяжелый случай и определяем ток срабатывания реле отсечки:

,

,

где – коэффициент отстройки;

–коэффициент трансформации трансформатора тока.

Определяем чувствительность защиты:

.

Защита от перегрузки и асинхронного хода.

Ток срабатывания реле МТЗ электродвигателя рассчитывается по выражению:

А,

где: – коэффициент отстройки при действии МТЗ на отключение;

–коэффициент возврата индукционной части реле серии РТ-80.

Принимаем уставку по току А, тогда кратность отсечки составит, что выполнимо для этих реле.

Выдержка времени МТЗ от перегрузки выбирается из условия надёжного несрабатывания защиты при пуске электродвигателя:

с,

где: с – время пуска для электродвигателя.

Принимается уставка по врмени 12 с, на реле типа РТ – 80.

Рассчитывается фактическое сопротивление нагрузки на ТТ при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя между фазами АВ и ВС:

Ом,

где: Ом – сопротивление реле РТ-80 при уставке реле 5 А, где S=10 ВА потребляемая мощность реле серии РТ-80; 0,8-поправочный коэффициент.

Ом – сопротивление дешунтируемого ЭО(примерно 2 Ом по данным завода изготовителя).

Допустимое значение предельной кратности при определённом значении расчетного сопротивления нагрузки 2,52 Ом. Максимальная кратность тока:

А,

.

Коэффициент, отсюда погрешностьf=28% ([2] рис.П6.2). Коэффициент чувствительности отсечки после дешунтирования ЭО:

.

Чувствительность обеспечивается при реальной погрешности.

Защита от замыкания на землю обмотки статора.

Необходимо определить уставки токовой защиты от замыкания на корпус обмотки статора синхронного электродвигателя, подключенного к сети с изолированной нейтралью, суммарный емкостной ток которой А. Электродвигатель связан с ГПП линией сечением 120 мм² длиной 250 м. Реле защиты подключено к ТТНП типа ТЗЛ.

Емкость фазы статора двигателя определяется по выражению:

Ф.

Собственный емкостной ток электродвигателя, приведенный к напряжению 35кВ, вычисляется по формуле:

А.

Емкостной ток линии, входящей в зону защиты, определяется по выражению:

А,

где - емкостной ток 1,0 км кабеля ААШв 3х120(табл. 2.245)[7].

Установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения определяется как сумма емкостных токов электродвигателя и линии:

А.

Первичный ток срабатывания защиты определяем по выражению:

А,

где: К₀=1,3 – коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,21,3;

К_Б.Р=2,5 – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока в момент зажигания дуги.

При этом условие выполняется:

Защита от понижения напряжения.

Защита минимального напряжения СД, облегчающая условия восстановления напряжения после отключения КЗ и обеспечивающая самозапуск электродвигателей ответственных механизмов, имеет выдержку времени 0,5..1,5 с.

Для защиты от понижения напряжения применяют реле напряжения типа РН-54.

Напряжение срабатывания защиты:

кВ,

В,

где принимается равным 1,1, а - 1,25 для реле РН – 54.

Напряжение срабатывания реле (коэффициент трансформации ТН составляет 6000/100=60):

В.

Расчёт уставок релейной защиты асинхронных двигателей М3 и М4 марки 2А3М1 – 400/6000УХЛ4.

Защита от междуфазных повреждений.

В качестве основной защиты от междуфазных КЗ предусматриваем токовую отсечку с использованием реле РТ-40. Составляющая сверхпереходного тока от электродвигателя, протекающая через трансформатор тока при внешнем КЗ равна:

А.

Периодический пусковой ток ЭД

А,

Из двух условий выбираем наиболее тяжелый случай и определяем ток срабатывания реле отсечки:

,

,

где – коэффициент отстройки;

–коэффициент трансформации трансформатора тока.

Определяем чувствительность защиты:

.

Защита от перегрузки.

Ток срабатывания реле МТЗ электродвигателя рассчитывается по выражению:

А,

где: – коэффициент отстройки при действии МТЗ на отключение;

–коэффициент возврата индукционной части реле серии РТ-80.

Принимаем уставку по току А, тогда кратность отсечки составит , что выполнимо для этих реле.

Выдержка времени МТЗ от перегрузки выбирается из условия надёжного несрабатывания защиты при пуске электродвигателя:

с,

где: с – время пуска для электродвигателя.

Принимается уставка по врмени 12 с, на реле типа РТ – 40.

Рассчитывается фактическое сопротивление нагрузки на ТТ при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя между фазами АВ и ВС:

Ом,

где: Ом – сопротивление реле РТ-40 при уставке реле 10 А, где S=10 ВА потребляемая мощность реле серии РТ-40; 0,8-поправочный коэффициент.

Ом – сопротивление дешунтируемого ЭО(примерно 2 Ом по данным завода изготовителя).

Допустимое значение предельной кратности при определённом значении расчетного сопротивления нагрузки 2,28 Ом. Максимальная кратность тока:

А,

.

Коэффициент, отсюда погрешностьf=65% ([2] рис.П6.2). Коэффициент чувствительности отсечки после дешунтирования ЭО:

.

Чувствительность обеспечивается при реальной погрешности.

Защита от замыкания на землю обмотки статора.

Необходимо определить уставки токовой защиты от замыкания на корпус обмотки статора асинхронного электродвигателя, подключенного к сети с изолированной нейтралью. Электродвигатель связан с РП линией сечением 35 мм² длиной 350 м. Реле защиты подключено к ТТНП типа ТЗЛ.

Емкость фазы статора двигателя определяется по выражению:

Ф.

Собственный емкостной ток электродвигателя вычисляется по формуле:

А.

Емкостной ток линии, входящей в зону защиты, определяется по выражению:

А,

где - емкостной ток 1,0 км кабеля ААГ 3х35(табл. 2.245)[7].

Установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения определяется как сумма емкостных токов электродвигателя и линии:

А.

Первичный ток срабатывания защиты определяем по выражению:

А,

где: К₀=1,3 – коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,21,3;

К_Б.Р=2,5 – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока в момент зажигания дуги.

Так как полученное значение А оказывается меньше А, для ТТНП типа ТЗЛ, то ток срабатывания защиты принимается равным А.

При этом условие выполняется:

Защита от понижения напряжения.

Защита минимального напряжения АД, облегчающая условия восстановления напряжения после отключения КЗ и обеспечивающая самозапуск электродвигателей ответственных механизмов, имеет выдержку времени 0,5..1,5 с.

Для защиты от понижения напряжения применяют реле напряжения типа РН-54.

Напряжение срабатывания защиты:

кВ,

В,

где принимается равным 1,1, а - 1,25 для реле РН – 54.

Напряжение срабатывания реле (коэффициент трансформации ТН составляет 6000/100=60):

В.