2.2. Розрахунок струмового захисту електродвигуна

В даній роботі виконати дослідження захисту електродвигуна від надмірних струмів КЗ за допомогою СВ та захисту від перенавантаження.

Перш за все вибирають трансформатори струму, а потім визнача­ють очікуваний струм спрацювання вимірювальних реле захисту.

Приймаємо поширену двофазну двох релейну схему СВ (ТА1-КА1; ТАЗ-КАЗ), та однофазну одно релейну (ТА2-КА2) схему захисту від перенавантаження на індукційних реле серії РТ-80 (рис. 1).

2.2.1 Вибір вимірювальних трансформаторів струму.

Трансформатори струму ТА1-ТАЗ вибираються за величиною ро­бочого (розрахункового струму) електроустановки (електродвигуна), що підлягає захисту

де І_1ном – номінальний струм первинної обмотки ТА, А;

І_р - розрахунковий струм електродвигуна.

, А;

де Р_ном.дв – номінальна потужність електродвшуна, кВг;

U_ном – номінальна напруга, кВ;

– номінальний коефіцієнт потужності та ККД.

Коефіцієнт трансформації трансформаторів ТА

Де І_2ном = 5А – номінальний струм вторинної обмотки трансфор­маторів струмів РЗ.

2.2.2. Визначення параметрів спрацьовування захисту електродви­гуна.

2.2.2.1. Розрахунок струмової відсічки.

Струмова відсічка захисту електродвигуна від КЗ відстроюється від зовнішнього максимального струму КЗ І_{К.зовн.м} . Таким струмом вважається пусковий номінальний струм двигуна, .

Струм спрацювання захисту СВ:

де К_н – коефіцієнт надійності (запасу), величина якого приймаєть­ся: для реле РТ-80 і для реле РТ-40. Коефіцієнт чутливості струмової відсічки повинен бути , де – струм двофазного КЗ на вводі двигуна, А. Струм спрацювання реле І_ср за величиною якого встановлюють уставку спрацюван­ня контактного реле , A, де К_сх – коефіцієнт схеми з'єднання, величина якого для прийнятої схеми . Отже струм І_cр – це струм в котушці вимірюваного реле при якому спрацьо­вує відсічка .

За розрахунковою величиною струму спрацювання І_ср вибираєть­ся реле, в діапазоні регулювання уставок струму спрацювання якого знаходиться відповідна величина уставки І_у (для РТ-40 ). В ін­дукційних реле серії РТ-80 уставки фіксовані, тому за величину уставки відсічки приймається ближча більша величина за розрахункову І_ср.

2.2.2.2. Розрахунок захисту електродвигуна від перенавантаження

Перенавантаження електродвигуна виникає в результаті техноло­гічного перенавантаження механізму. Внаслідок цього зростає струм навантаження електродвигуна і температура перегріву його обмоток статора. При певних значеннях струму та терміну його дії електродви­гун може вийти з ладу.

Для захисту електродвигунів високої напруги застосовують індук­ційні реле серії РТ-80. В реле поєднано два елементи: індукційний і електромагнітний. Індукційний елемент, має, залежну характеристику часу спрацювання від стуму, а електромагнітний – незалежну. Для захисту від перенавантаження використовується індукційний вимірюва­льний елемент реле, термін спрацювання якого тим більше чим поточ­ний струм ближче до номінального. По мірі зростання струму до час спрацювання зменшується. У разі стрімкого зростання струму спрацьовує електромагнітний елемент, реле і без витримки часу подає команду на вимикання вимикача Q. Струм спрацювання захисту електродвигуна від перенавантаження:

,

де К_н – коефіцієнт надійності (запасу), ; К_п – коефіці­єнт повернення реле РТ-80, К_п=0,8, І_ном.дв – номінальний струм елект­родвигуна, А:

.

Струм спрацюван­ня реле захисту від перенавантаження: , де К_сх – коефіцієнт схеми, для одно фазної одно релейної схеми захисту, К_ТА – коефіцієнт транс­формації трансформатора струму, що прийнятий для установки.

За величиною струму спрацювання І_ср вибирають відповідне реле серії РТ-80 та уставку струму І_у його спрацювання, ближчу більшу за розрахункову величину І_ср. Уставку часу спрацювання реле вибирають з урахуванням терміну пуску електродвигуна ( с) та допус­тимого часу теплової дії очікуваного струму перенавантаження. Оскі­льки останній параметр змінний у часі, то похибка вибору уставки те­рміну спрацювання реле може бути недопустимою, а захист недоціль­ним. У таких випадках застосовують інші засоби захисту, наприклад температурно-струмові реле, захисна характеристика яких адекватна тепловій характеристиці електродвигуна.