Выбрано реле времени с уставкой, равной 22 с.
Ток срабатывания защиты при однофазных замыканиях на землю:
kотс = 1,2÷1,3
kб = 1,5÷2 – коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока двигателя Ic, для защиты с временем действия 1-2 с.
Емкость двигателя
kг – коэффициент учитывающий класс изоляции(kг = 40 для изоляции класса Б при t=25 С)
Sд.ном – ном. мощность двигателя
nд – частота вращения двигателя
Таким образом окончательно:
Uд.ном = 6 кВ,
Защита на двигатель от замыканий на землю не требуется согласно ПУЭ:
Напряжение срабатывания защиты двигателя при понижении напряжения выбираем таким образом, чтобы обеспечивался самозапуск других более ответственных двигателей, т.е. (0,6-0,7)Uд.ном.
Для питания реле минимального напряжения используем ТН, которые установлены в распределительных пунктах(РП) для контроля и учета электроэнергии. Считаем, что в РП установлены трансформаторы напряжения НТМИ-6.
Выбрано микропроцессорное реле максимального напряжения РН-111/280 .
Технические характеристики РН-111/280
Номинальное напряжение, В | 220 |
Частота сети, Гц | 48-52 |
Диапазон регулирования:- срабатывания по Umin, В- срабатывания по Umax, В- время автоматического повторного вкл., сек | 160-210230-2805-900 |
Фиксированное время срабатывания по Umax, сек | 0,5 |
Фиксированная задержка отключения по Umin, сек | 12 |
Фиксированное время срабатывания при снижении напряженияболее 30 В от уставки по Umin, сек | 0,1 |
Фиксированное время срабатывания при повышении напряженияболее 30 В от уставки по Umax, сек | 0,1 |
Максимальный коммутируемый ток (активной нагр.), А, не менее | 16 |
Точность определения порога срабатывания по U, В | до 3 |
Напряжение, при котором сохраняется работоспособность, В | 400 |
Кратковременно допустимое Umax, сохраняющее работоспособностьреле, В | 450 |
Гистерезис (коэффициент возврата по напряжению), не менее, В | 5-6 |
Диапазон рабочих температур, оС | -35 - +40 |
Суммарный ток потребления от сети, мА | до 15 |
Габаритные размеры, ширина*высота*глубина, мм | 52*88*65(Три модуля типа S) |
Напряжение срабатывания реле:
Время срабатывания защиты минимального напряжения принимаем равным 0,5 с.
Проверяем ТТ из условия 10%-ой погрешности.
Сопротивление вторичной нагрузки ТТ при трехфазном КЗ:
Rпр – сопротивление соединительных проводов
Zр1,Zр2 – сопротивления КА1 и КА2
Rпер = 0,1 Ом – переходное сопротивление контактов
l,s - длина и сечение соединительных алюминиевых проводов
ρ = 1/γ – удельное сопротивление
Sр1, Sр2 – мощность реле КА1 иКА2
Iс.р.1, Iс.р.2 – ток срабатывания реле КА1 и КА2
Таким образом
Кратность расчетного первичного тока I1расч. К первичному номинальному I1ном току ТТ определяется:
k1 – коэффициент, учитывающий возможное ухудшение характеристики намагничивания установленного ТТ по сравнению с типовой характеристикой
k2 – коэффициент, учитывающий неточность расчетов и влияние апериодической составляющей тока к.з. на работу ТТ. (k2 = 1,25)
I1max – мах. значение первичного тока, при котором должна обеспечиваться работа ТТ с погрешностью не более 10%.
I1max = 1,1I1с.з. – для ТО и МТЗ с независимой характеристикой.
По кривой 10%-ной погрешности для трансформатора тока ТПЛ-10 находим Zн.доп = 0,6 Ом, т.е. Zн.доп<Zн, поэтому уменьшаем сопротивление вторичной нагрузки ТТ за счет увеличения сечения соединительных проводов до 6 мм^2.
В качестве примера выбирается тип защиты и определим токи срабатывания защиты и реле СД типа СДН-16-54-10.
Защита СД выполняется аналогично защите АД и дополняется защитой при асинхронном ходе.
Токи срабатывания токовой отсечки и реле при междуфазных к.з.:
Ток срабатывания округляется до 30 А. Выбирается микроэлектронное токовое реле РС40М - 5/40 и промежуточное реле типа РП-26.
Коэффициент чувствительности защиты:
Токи срабатывания защиты и реле при перегрузке:
Ток срабатывания реле округляется до 6 А. Выбирается микроэлектронное токовое реле РС40М - 1/8
Из расчета самозапуска известно: tс.ф = 6,8 с, tс.д. = 28,8 с.
Выбирается реле времени ЭВ-245. Уставка выдержки времени – 9 с. Защита при перегрузке одновременно является защитой при асинхронном ходе.
3. Расчет релейной защиты и цеховых трансформаторов
Выберем типы защит и определим токи срабатывания защиты и реле цехового трансформатора типа ТМ.
Основные данные:
Группа соединений обмоток треугольник - звезда с нулем.
Рассмотрим защиту цехового трансформатора (Т3, Т4) при междуфазных КЗ в обмотках и на выводах высокого напряжения (ВН), при внешних КЗ, при однофазных КЗ и при перегрузке.
Для защиты трансформатора при междуфазных КЗ в обмотках и на выводах ВН принимаем ТО без выдержки времени с использование микроэлектронного реле РС40М.
Токи срабатывания защиты (отсечки) и реле определяем:
Где Ikmax - ток проходящий через ТТ защиты при трехфазном КЗ на стороне низкого напряжения (НН):
I1т.ном - номинальный первичный ток трансформатора
Uk - напряжение КЗ трансформатора,
- ток трехфазного КЗВыбираем микроэлектронное реле тока РС40М-15/120 и промежуточное реле РТ-26
Характеристики РС40М-15/120
Диап. изм-я уставок, А | 30,0 - 124,5 |
Дискрет. изм-я уставок, А | 1,5 |
Номинальный ток, А | 25,0 |
Для защиты трансформатора при внешних КЗ и резервирования ТО и газовой защиты принимаем МТЗ с выдержкой времени.
Схема соединений ТТ – неполная звезда. Максимально токовую защиту отстраиваем от тока самозапуска полностью заторможенных ответственных двигателей, присоединенных к шинам НН. Токи срабатывания защиты и реле находим:
kсам – коэффициент самозапуска принимаемый равным 3÷3,5 , когда нет данных о присоединяемых двигателях;
Принимается микроэлектронное реле тока РС40М -5/40
Коэффициент чувствительности защиты определяем при трехфазном КЗ за трансформатором (т.е. на стороне НН):
Приведенная формула справедлива для МТЗ (в двухфазном трехрелейном исполнении) трансформаторов со схемой соединения обмоток треугольник – звезда с нулем. В этом случае два токовых реле включают на фазные токи, а одно реле – на сумму токов двух фаз; За счет такого включения повышается чувствительность защиты к двухфазным КЗ на стороне НН цеховых трансформаторов.
Для МТЗ в двухфазном двухрелейном исполнении реактированных линий, трансформаторов со схемой соединения обмоток звезда-звезда с нулем kч находят:
Выдержку времени МТЗ трансформатора выбирают из условия избирательности на ступень ∆t выше наибольшей выдержки времени защит присоединений tпр, питающихся от трансформатора, т.е.
Если МТЗ не удовлетворяет требованию чувствительности, то ее выполняют с пуском от реле минимального напряжения.
Для защиты цехового трансформатора при однофазных КЗ в обмотке и на выводах НН, а также в сети НН принимаем МТЗ нулевой последовательности с выдержкой бремени с использованием реле тока РС40М. Защиту выполняют с помощью одного токового реле, включенного на ТТ, установленный в цепи заземления нейтрали цехового трансформатора. В реле протекает полный ток однофазного КЗ.
Токи срабатывания защиты и реле определяем: