Проект системы электроснабжения оборудования для группы цехов Челябинского тракторного завода (стр. 11 из 17)
Ток срабатывания реле:
А.Принимаем уставку по току Iуст = Iср / 3 = 4,2 / 3 = 1,4 А по кривой характеристики (аналог РТВ-1)
Так как уставка (МТЗ-2) может быть выбрана в диапазоне от 0.4 до 200 А с дискретностью 0,01 А, то принимаем Iуст = 1.4 А.
Защита работает с выдержкой времени t = 5 секунд.
Данное значение выдержки времени установить возможно так как выдержка времени (МТЗ-2) может быть выбрана в диапазоне от 0,1 до 100 с, дискретностью 0,01 с.
Проведем выбор выдержки времени для МТЗ-2 с действием на отключение и АГП:
Выдержка времени защиты от перегрузки выбирается из условия надежного несрабатывания защиты при пуске и самозапуске:
,где: кзап - коэффициент запаса, принимаемый равным 1,3;
tпуск - время пуска для электродвигателей, не подлежащих самозапуску, или время самозапуска для двигателей, которые участвуют в самозапуске;
время самозапуска t = 10 сек.
Тогда:
сек.Выбираем время срабатывания защиты с момента запуска tс.з. = 13 сек
Защита от асинхронного хода сработает на отключение через 3 с
после 10 с выдержки на самозапуск
Данное значение выдержки времени срабатывания защиты установить возможно, так как она может быть выбрана в диапазоне от 0,1 до 100 с, дискретностью 0,01 с.
8.3 Защита от однофазного замыкания на землю в обмотке статора
Повреждаемость электродвигателя в 84% происходит из-за пробоя изоляции при перенапряжениях, связанных с операциями включения и отключения электродвигателей или при замыканиях на землю в сети. Большинство повреждений изоляции обмотки статора приводит к замыканию фазы на корпус и, как правило, через электрическую дугу.
Значение опасного для электродвигателя тока замыкания на корпус определяют по объему повреждения активной стали статора и возможности устранения его простыми средствами. В мировой практике не существует единого мнения о конкретном значении опасного тока замыкания. В России считается опасным ток более 5 А, критерий который был установлен еще в довоенные годы, хотя проведенные в последние десятилетия исследования показали, что токи замыкания в 1-1,5 А могут привести к значительным местным нагревом с последующим переходом однофазного замыкания в витковое. В то же самое время было показано, что замыкания на корпус через дугу с токами не превышающими 10А могут самоустранятся в течении первых 0,2 сек.
Принимая во внимание большое количество электродвигателей малой мощности, ПУЭ предлагает для электродвигателей мощностью до 2000 кВт устанавливать защиту от однофазных замыканий на землю только при токах замыкания 10 А и более при отсутствии компенсации, а при наличии компенсации - если остаточный ток в нормальных условиях превышает это значение.
Для электродвигателей мощностью более 2000 кВт защита от замыканий на землю должна предусматриваться при токах 5 А и более.
Первичный ток срабатывания защит от замыкания на землю должен быть не более:
для электродвигателей мощностью до 2000 кВт - 10А;
для электродвигателей мощностью свыше 2000 кВт - 5А.
Рекомендуются меньшие значения токов срабатывания, если это не усложняет выполнение защиты.
Защиту следует выполнять без выдержки времени с использованием трансформаторов тока нулевой последовательности и с действием на отключение электродвигателя. В зону действия защиты должен входить и питающий кабель.
Чувствительность защиты разрешается не проверять. Если по условию отстройки от переходного режима потребуется значительное загрубление защиты, то следует ввести в защиту выдержку времени, но для обеспечения быстрого отключения двойного замыкания на землю необходимо установить в цепи трансформатора тока нулевой последовательности дополнительное токовое реле с первичным током срабатывания 50¸100 А.
Первичный расчетный ток срабатывания защиты от замыкания на землю в обмотке статора электродвигателя определяется по условию отстройки от броска собственного емкостного тока присоединения при внешнем замыкании на землю:
,где:
котс - коэффициент отстройки равный 1,2;
кб- коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока присоединения в начальный момент внешнего замыкания на землю. кб = 2 ¸ 3.
Iс∑ - утроенное значение собственного емкостного тока.
Iс∑ = Ic.дв + Iс.л
где:
Iс.дв - собственный емкостный ток электродвигателя;
Iс.л. - собственный емкостный ток кабельной линии, входящей в зону защиты.
Утроенное значение собственного емкостного тока электродвигателя определяется:
,где:
f - частота сети;
сдв - емкость фазы статора электродвигателя, Ф;
Uном - номинальное линейное напряжение сети, В.
Ориентировочно емкость электродвигателя можно рассчитать по формуле:
,где:
Sном.дв. - полная номинальная мощность электродвигателя, МВА;
Uном - номинальное напряжение электродвигателя, кВ.
Для двигателей 10 кВ.:
Фа. 
.Утроенный емкостный ток двигателя 10 кВ:
А или 0,72 мА.Утроенное значение собственного емкостного тока кабельной линии, входящей в зону защиты, определяется по выражению:
где:
Iс.уд. - утроенное значение собственного емкостного тока одного километра кабельной линии 10 кВ.;
l - длинна линии, км;
m - число кабелей в линии.
Тогда:
А;Iс∑ = 0.204+0.72·10-3 = 0,20472 А;
Iпер.с.дв..= 0,20472 ·1.2 ·2 = 0,4913 A.
Вторичный ток трансформаторов тока нулевой последовательности зависит от величины вторичной нагрузки и от числа трансформаторов тока, подключенных к реле, поэтому коэффициент трансформации таких трансформаторов не является постоянным.
По (Л7, табл. 6.2) находим минимальное значение первичного тока срабатывания реле при подключении к одному трансформатору тока нулевой последовательности типа ТЗЛ.
Iс.з.min = 0,49 А.
Принимаем ток срабатывания защиты Iс.з. = 0,5 А.
В сетях с изолированной нейтралью чувствительность земляной защиты не рассчитывается
Принятое значение первичного тока срабатывания защиты удовлетворяет условию чувствительности к однофазным замыканиям на землю и в линии к электродвигателю, и в обмотке статора:
Iпер.с.з.. ≥ Iс.з ≥ Iс∑
4 ≥ 0,5 ≥ 0,20472
В схеме предусмотрено замедление земляной защиты для отстройки от переходных процессов. tс.з = 0,5 сек. Защита работает на отключение с выдержкой времени 0,5 сек.
Данное значение уставок тока срабатывания реле установить возможно так как значение тока может быть выбрана в диапазоне от 0,05 до 2,5 А, с дискретностью 0,001 А.
Защита работает с выдержкой времени t = 5 секунд
Значение выдержек времени срабатывания реле устанавливается в диапазоне от 0,05 до 99 с, дискретностью 0,01 с.
8.4 Защита минимального напряжения
Защита минимального напряжения является общей для всех электродвигателей секции и устанавливается в релейном отсеке КРУ трансформатора напряжения. Защита имеет три ступени по напряжению и выдержкам времени.
Первая ступень отключает неответственные электродвигатели для обеспечения самозапуска электродвигателей ответственных механизмов. Уставки срабатывания этой ступени выбираются равными 70% номинального напряжения и выдержкой времени 0,5 ¸ 1,0 сек.
Вторая ступень предназначена для отключения ответственных электродвигателей при длительном отсутствии напряжения для обеспечения условий безопасности и в случаях, когда самозапуск механизмов после останова недопустим по условиям технологического процесса. Кроме этого, вторая ступень может быть использована для обеспечения надежного пуска АВР электродвигателей взаиморезервируемых механизмов и для последовательного пуска ответственных механизмов, если одновременный пуск не может быть осуществлен. Уставки срабатывания второй ступени выбираются равной 50% номинального напряжения и выдержкой времени 3 ¸ 9,0 сек.
Список электродвигателей, отключаемых от первой и второй ступеней защиты минимального напряжения, должен быть утвержден главным инженером предприятия.
Третья ступень служит пусковым органом АВР с напряжением срабатывания равным 25% номинального напряжения и выдержкой времени, равной времени срабатывания защиты питающего секцию ввода.
Расчет групповой защиты минимального напряжения.
Расчет произведен согласно ПУЭ [п.п.5.352; 5.3.53].
I ступень
Время срабатывания: tс.з. = 0,5 сек.
II ступень.
Согласно (Л2), напряжение срабатывания II ступени отстраивается от напряжения самозапуска электродвигателей.
