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:
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:
: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.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.