Исходные данные:

Таблица – 1:

Последняя цифра Элементы шифра системы электроснабжения	Первая буква фамилии студента (У)
	5
Схема снабжения завода, рисунок 1.3-1.4	3
Мощность ТЭЦ, МВА	450
Мощность К.З., МВА	400
Напряжение ТЭЦ, кВ	6,3
Ток (А) и реактивное сопротивление (Ом) реактора РБА – 6(10) кВ	1000-0,22
Кабельная линия ТЭЦ-ГРП-1 3ААБ6(10)-(3х240), км	4
Ассинхронные двигатели 0,4(0,69)кВ, АД1/АД2, кВт	11/132

Таблица – 2:

Предпоследняя цифра Элементы шифра системы электроснабжения	Первая буква фамилии студента (Т)
	1
Кабельная линия ГРП-1, ГРП-2 2ААБ6(10)-(3х185), км	1,5
Мощность цеховых трансформаторов, кВА	1000
Напряжение вторичное цеховых п/ст, кВ	0,4
Ассинхронные, синхронные двигатели 6(10) кВ, кВт	800

Таблица – 3: Технические данные асинхронных и синхронных двигателей напряжением 6 и 10 кВ

Тип двигателя	Рн, кВт	Uн, кВ	Iном, А	Iпуск/Iном	cos н	н
АТД-800-4	800	6/10	90/55	5,6	0,9	0,89

Таблица – 4: Технические данные цеховых трансформаторов 6-10 кВ

Тип	Sн, кВА	Напряжение обмоток, кВ			Uкз, %		Схема и группа соединения обмоток трансформатора
		ВН	НН
ТМЗ-1000/10	1000	6;10	0,4-0,23	5,5		/-0-11

Таблица – 5: Технические данные асинхронных двигателей серии 4А с КЗ ротором напряжением 380/660 В

Тип	Рн, кВт	n0, об/мин	Uн, В	Iном, А	н	cos н	Iпуск/Iном
4А132М-4	7,5	1500	380/660	14/8	0,88	0,87	7
4А132М-2	11	3000	380/660	20/12	0,88	0,9	7

Рисунок – 1.3 Схема электроснабжения промышленного предприятия

Расчетно-графическая работа №2

1) Расчет токов короткого замыкания.

Для расчета токовых отсечек, дифференциальной защиты трансформатора ГПП и проверки выбранных токовых защит по чувствительности необходимо предварительно произвести расчет тока короткого замыкания. Для этого составляем схему замещения.

1.1) Определяем индуктивные сопротивления элементов электроснабжения

Схема замещения для рисунка 1.3

1.2) ток короткого замыкания

2) Защита цехового трансформатора:

а) из условия отстройки от максимального тока КЗ за трансформатором в точке К4:

I_сз=К_отс I⁽³⁾_к.макс

где К_отс - коэффициент отстройки (К_отс=1,1 – 1,3);

I_сз= К_отс ·I⁽³⁾_к.макс =1,3·36,7 ·10³ =47,71 кА

б) из условия отстройки от броска тока намагничивания, возникающего при включении трансформатора под напряжение

I _ном.тр = S_ном.тр / √3 · U_ном.тр =1000·10³ /√3·6·10³=96,339 А

I_сз=К_отс ·I _ном.тр =3·96,339=289,017 А  

 где  К_отс=3-5, для реле РТ-40.

3) Максимальная токовая защита

МТЗ устанавливается с высшей стороны трансформатора, является резервной защитой и действует с выдержкой времени при к.з.

1) Определяем ток срабатывания защиты

I_{раб.макс} = 0,7·I_ном.тр= 0,7·96,339 =67,43 А

I_сз = к_н·к_смз· I_{раб.макс.}/к_в=1,1·2,5·67,43/0,85=218,15 А

где к_н – коэффициент надежности (к_н = 1,1); к_смз – коэффициент само запуска (к_смз = 2,5); к_в – коэффициент возврата (к_в = 0,85)

2) Произведем проверку чувствительности защиты

к_ч = I⁽²⁾_{кз к-2}/ I_сз = 4600/218,15 = 21,08> 1,5

4) Защита от перегрузки

1) Ток срабатывания защиты выбирается из условия возврата реле при номинальном токе трансформатора

I_сз = к_н· I_ном.тр/к_воз,

где к_н – коэффициент надежности (к_н = 1,05); к_воз – коэффициент возврата (к_воз = 0,85)

I_сз = 1,05·96,339 /0,85 =119,007 А

2) Произведем проверку чувствительности защиты

к_ч = I⁽²⁾_{кз к-4}/ I_сз = 9400/119,007 = 78,98

Расчето-графическая работа №3

5) Газовая защита

Газовая защита реагирует на образование газов внутри трансформатора. Защита действует в зависимости от интенсивности газообразования на сигнал или на включение. В соответствии с ПУЭ установка газовой защиты обязательна для трансформаторов мощностью

6,3 МВА и более, а также для трансформаторов меньшей мощностью при отсутствии быстродействующих защит.

Газовая защита может выполняться реагирующая на выделение газа или на повышение давления в кожухе трансформатора. При выполнении газовой защиты на отключение необходимо обеспечение надежного срабатывания выключателей трансформатора при кратковременном замыкании контактов газового реле. Схема газовой защиты должна предусматривать перевод ее действия только на сигнал.

Технические данные асинхронных и синхронных двигателей напряжением

6 и 10 кВ

Тип двигателя	Рн, кВт	Uн, кВ	Iном, А	Iпуск/Iном	cos н	н
АТД-800-4	800	6/10	90/55	5,6	0,9	0,89

Для защиты электродвигателей мощностью до 5000 кВт от междуфазных к.з. применяется токовая отсечка.

1) Токовая отсечка

1.1) Первичный ток срабатывания защиты токовой отсечки выбирается из условия отстройки от периодической составляющей пусковых токов

I_сз = к_н · I_пуск,

где для АД I_пуск/I_ном = 5,6 А; I_ном.сд = 90 А; n_т = 100/5 = 20; к_н – коэффициент надежности (к_н= 1,8 с реле РТ-40).

I_{пуск сд} = 5,6 · 90= 504 А;

I_{сз сд} = к_н · I_{пуск сд} = 1,8 · 504=907,2 А

2) Определяем ток срабатывания реле

I_ср = к_сх · I_сз/n_т

где к_сх – коэффициент схемы (к_сх = 1,73 – при однорелейной т.о.);

I_{ср сд} = 1,73 · 907,2/20 = 78,47 А

3).7944 фициент самозапуска Проверяем чувствительность защиты

к_{ч сд} = I⁽²⁾_{кз к-2}/ I_сз = 4600/907,2= 5

2) Максимальная токовая защита

Ток срабатывания МТЗ от перегрузок выбирается из условия отстройки от номинального тока электродвигателя

I_сз = к_н· I_ном/к_воз, где к_н = 1,05; к_в = 0,85

I_{сз сд} = 1,05 · 90/0,85 = 111,17 А

3) Защита от понижения напряжения

Напряжение срабатывания защиты минимального напряжения выбирается из условия обеспечения самозапуска электродвигателей

U_сз = (0,6-0,7) · U_н

U_сз = 0,7 · 6 = 5,6 кВ

4) Защита от замыканий на землю

Установка защиты электродвигателей от однофазных замыканий на землю считается обязательной при токе замыкания на землю 5 А и более. Защита от замыканий на землю действует на отключение электродвигателя от сети, а у синхронных электродвигателей - на автоматическое гашение поля, если оно предусмотрено. Типы защиты - токовая защита нулевой последовательности с реле типа РТЗ-51 или токовая направленная защита нулевой последовательности типа ЗЗП-1. Для защиты от двойных замыканий на землю – одно релейная, с реле типа РТ-40, токовая отсечка нулевой последовательности. Для подключения защиты типа ЗЗП-1, а также для защиты с реле типа РТЗ-51 при числе кабелей, соединяющих электродвигатель с распределительным устройством, не превышающим пяти, применяются трансформаторы тока нулевой последовательности (ТАN) типов ТЗ, ТЗЛ, ТЗЛМ.

Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от броска собственного емкостного тока

I_сз  I_{сз расч} = к_отс · к_б · I_с,

где к_отс – коэффициент отстройки (к_отс = 1,2); к_б – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока (к_б = 2,5); I_с – собственный емкостный ток.

I_с = I_сд + I_сл,

где I_сд – собственный емкостный ток электродвигателяя (можно пренебречь, т.к. S_{ном дв} < 3 МВт; I_сл – собственный емкостный ток кабельной линии, входящий в зону защиты;

тогда I_с = I_сл.

I_сл = I_со · l · m,

где I_со – значение собственного емкостного тока 1 км кабеля (I_со = 1,33 А/км); l – длина линии (l = 2 км); m – число кабелей в линии (m = 2).

I_сл = 1,33 · 2 · 2 = 5,32 А;

I_сз = 1,2 · 2,5 · 5,32 = 15,96 А.

5) Защита низковольтных электродвигателей.

Технические данные асинхронных двигателей серии 4А с КЗ ротором напряжением 380/660 В

Тип	Рн, кВт	n0, об/мин	Uн, В	Iном, А	н	cos н	Iпуск/Iном
4А132М-4	7,5	1500	380/660	14/8	0,88	0,87	7
4А132М-2	11	3000	380/660	20/12	0,88	0,9	7

Для защиты асинхронных двигателей напряжением 380 или 660 В от междуфазных коротких замыканий применяются предохранители с плавкими вставками или автомат с электромагнитными расцепителями.

Выбор плавких вставок предохранителей и уставок автоматов производится в следующей последовательности.

1) Номинальное напряжение предохранителей

U_{ном пр}  U_с,

U_{ном ав}  U_с.

2) Номинальный ток плавких вставок I_вс.ном и расцепителей автоматов I_раc.ном должен быть равен или больше длительного максимального тока нагрузки двигателя