8. Расчёт защиты синхронных и асинхронных двигателей напряжением выше 1000 в.
Расчёт уставок релейной защиты асинхронных двигателей М1 и М2 марки 2АЗМ-2000
На синхронных и асинхронных электродвигателях напряжением выше 1000 В устанавливают защиту от следующих видов повреждений и ненормальных режимов: многофазных КЗ в обмотке статора и на ее выводах; замыканий на землю в обмотке статора; токов перегрузки; потери питания. Защиту от многофазных замыканий устанавливают на всех ЭД, она действует на отключение ЭД.
Защита от междуфазных повреждений.
В качестве основной защиты от междуфазных КЗ предусматриваем токовую отсечку с использованием реле РТ-85. 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:
А,
где
– коэффициент отстройки;
– коэффициент
схемы при включении реле на фазные токи
трансформаторов тока;
– 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-85.
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.
Рассчитывается фактическое сопротивление нагрузки на ТТ при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя между фазами АВ и ВС:
Ом,
где:
Ом
– сопротивление реле РТ-85 при уставке
реле 20 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).
Значению
Ом соответствует
.
Максимальная кратность тока:
,
где
А.
Коэффициент
,
отсюда погрешность f=55%
([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 по условию задания
А.
Электродвигатель связан с РП линией
сечением 150 мм2
длиной 500 м. Реле защиты подключено к
ТНП 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:
А/км
- собственный емкостной ток единицы
длины линии ([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: КО=1,3 – коэффициент отстройки, принимаемый равным 1.21.3;
КБ.Р=2,5 – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока в момент зажигания дуг.
Так как полученное
значение
А
оказывается меньше
А
для ТНП типа ТЗЛ, то ток срабатывания
защиты принимается равным
А.
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:
В,
– номинальное
напряжение СД.
Напряжение срабатывания защиты:
В
где
– коэффициент
трансформации трансформатора напряжения.
Расчёт уставок релейной защиты синхронных двигателей М3 и М4 марки стд-800
Защита от междуфазных повреждений.
В качестве основной защиты от междуфазных КЗ предусматриваем токовую отсечку с использованием реле РТ-85. 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:
А,
где – коэффициент отстройки;
– коэффициент схемы при включении реле на фазные токи трансформаторов тока;
– коэффициент трансформации трансформатора тока.
Определяем чувствительность защиты:
.