Релейная защита и расчет токов короткого замыкания (стр. 3 из 8)

2. Расчёт защиты высоковольтного двигателя Д

Для защиты асинхронных электродвигателей напряжением выше 1000 В предусматриваются следующие защиты:

1) продольная дифференциальная токовая защита;

2) защита от перегруза — МТЗ с выдержкой времени;

3) защита минимального напряжения.

2.1 Продольная дифференциальная токовая защита

1) Защита выполняется с помощью дифференциального реле РСТ 15.

2) Для выбора трансформатора тока определим номинальный ток двигателя:

, (2.1)

где

– номинальная мощность двигателя, Вт (см. таблицу 4);

– номинальное напряжение двигателя, В (см. таблицу 4);

– номинальный коэффициент мощности двигателя.

А.

К установке принимаем трансформатор тока ТЛМ10-400-0,5/10Р:

А, А.

Коэффициент трансформации трансформатора тока:

.

ТТ со стороны питания соединены в «неполную звезду», со стороны нулевых выводов ТТ соединены в «неполную звезду».

3) Определим ток срабатывания защиты:

где

— ток небаланса.

А, (2.2)

где

– коэффициент пуска двигателя;

– коэффициент однотипности трансформаторов тока;

– коэффициент апериодической составляющей для дифференциального реле;

– допустимая погрешность трансформаторов тока;

– номинальный ток двигателя.

Ток срабатывания защиты равен:

А,

Определим расчетный вторичный ток срабатывания защиты:

А, (2.3)

Определение числа рабочих витков РНТ:

витка (2.4)

Принимаем к установке 27 витков, которым соответствует ток срабатывания защиты:

А, (2.5)

4) Коэффициент чувствительности определяется при двухфазном коротком замыкании в минимальном режиме на шинах, к которым подключен двигатель:

. (2.6)

Так как коэффициент чувствительности превышает нормируемое значение, то защита удовлетворяет требованию чувствительности.

2.2 Защита от перегруза — МТЗ с выдержкой времени

1) Защита выполняется с помощью токового реле РСТ 13 с коэффициентом возврата

.

2) Перегруз является симметричным режимом, поэтому защита выполняется одним реле, включенным в одну из фаз. Используем те же трансформаторы тока, что и для токовой защиты (коэффициент трансформации

, коэффициент схемы ).

3) Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от номинального тока двигателя:

, (2.7)

где

– коэффициент отстройки.

А.

4) Коэффициент чувствительности не определяется.

5) Ток срабатывания реле:

А. (2.8)

Принимаем к установке реле РСТ 13-19, у которого ток срабатывания находится в пределах

.

Определим сумму уставок:

. (2.9)

Принимаем уставку

.

Найдем ток уставки реле:

А.

6) Выдержка времени защиты отстраивается от времени пуска электродвигателя и равна

с. Используем реле времени РВ-01.

2.3 Защита минимального напряжения

Защита выполняется двухступенчатой. Первая ступень отключает неответственную нагрузку.

1) Для выполнения защиты будем использовать реле типа РСН 16, которое имеет коэффициент возврата

.

2) Выбираем трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10:

В, В.

Коэффициент трансформации трансформатора напряжения:

.

3) Напряжение срабатывания первой ступени отстраивается от минимального рабочего напряжения, которое составляет 70 % от номинального:

:

В, (2.10)

здесь

– коэффициент отстройки.

4) Коэффициент чувствительности не рассчитывается, так как неизвестно минимальное остаточное напряжение на шинах при металлическом коротком замыкании в конце зоны защищаемого объекта.

5) Напряжение срабатывания реле первой ступени

В.

Принимаем к установке реле РСН 16-28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах

.

Определим сумму уставок:

. (2.11)

Принимаем уставку

.

Найдем напряжение уставки реле I ступени:

В.

6) Выдержка времени принимается на ступень селективности больше времени действия быстродействующей защиты от многофазных коротких замыканий. Примем

с. Реле времени РВ-01.

Вторая ступень защиты отключает сам двигатель.

1) Вторую ступень защиты также выполним на реле РСН 16, коэффициент возврата

.

2) Реле включается во вторичные цепи того же трансформатора напряжения, что и реле первой ступени.

3) Напряжение срабатывания второй ступени:

В, (2.12)

здесь

– коэффициент отстройки.

4) Коэффициент чувствительности не определяем.

5) Напряжение срабатывания реле первой ступени

В.

Принимаем к установке реле РСН 16-23, у которого напряжение срабатывания находится в пределах

.

Определим сумму уставок:

. (2.13)

Принимаем уставку

.

Найдем напряжение уставки реле I ступени:

В.

6) Время срабатывания второй ступени защиты принимаем

с, так как по технологии недопустим самозапуск двигателя от напряжения . Используем реле времени РВ-01.

3. Расчет защиты трансформатора Т3

Сборные шины Е подключаются к питающей сети переменного тока через трансформатор Т3. Повреждения и ненормальные режимы возможны как в трансформаторе, так и на сборных шинах, поэтому необходима установка защит как со стороны питания, так и со стороны сборных шин.