Дипломная работа: Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения
- ступень селективности,
принимаем равной 0,2 с.
с
с
с
7. Проверка селективности между
элементами релейной защиты
Селективность между последовательно
установленными предохранителями соблюдается, если выполняется условие
[8,стр.384]:
(7.1)
где - время сгорания плавкой вставки
предохранителя, расположенного ближе к источнику питания; - время сгорания плавкой
вставки предохранителя, расположенного ближе к нагрузке; коэффициент 1,7-3
учитывает конструктивные особенности плавких вставок.
Наибольшее время сгорания имеет
предохранитель, защищающий двигатель М2
с.
с,
чем меньше времени, определенного для
FU3 по типовым характеристикам: с.
с,
чем меньше времени, определенного для
предохранителя FU2 по типовым характеристикам:
с.
Селективность действия автоматических
выключателей обусловлена выдержками времени рассчитанными в Пункте 6.
8. Расчет защиты двигателей
напряжением 6 кВ
Синхронные электродвигатели защищают
от следующих повреждений и ненормальных режимов работы:
- от междуфазных КЗ обмотки статора;
- от замыканий на землю обмотки
статора;
- от перегрузки;
- от понижения напряжения.
Защита от междуфазных КЗ в обмотке
статора
Для защиты двигателя от междуфазных
КЗ в обмотке статора применяем токовую отсечку с использованием токовых реле
типа РТ-40. Схема соединения трансформаторов тока неполная звезда. Ток
срабатывания отсечки отстраивается от пускового тока двигателя, согласно
[6,стр.379]:
(8.1)
где - коэффициент надежности, =1,4 для реле
серии РТ-40.
Номинальный ток двигателя:
(8.2)
где - параметры синхронного двигателя
(табл. 1)
А
Пусковой ток двигателя:
А
А
Ток срабатывания реле согласно
[6,стр.379]:
(8.3)
где - коэффициент схемы, = 1 для схемы
соединения трансформаторов тока неполная звезда; - коэффициент трансформации
трансформаторов тока.
Принимаем трансформатор тока типа
ТВЛМ6-УЗ; =150
А, = 5 А [2,стр.294].
А
Для выполнения защиты применяем
токовое реле РТ-40/50 с током срабатывания =32 А, соединение катушек
параллельное, указательное реле РУ-21/0,05 и промежуточное реле РП-23, =220 В.
Коэффициент чувствительности защиты
согласно [6,стр.379]:
(8.4)
где =2250 А – ток двухфазного КЗ в
сети 6 кВ (табл. 1.1).
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от замыканий на землю обмотки
статора
Защита от замыканий на землю
выполняется на токовом реле, подключаемом к трансформатору тока нулевой
последовательности с подмагничиванием. Ток срабатывания защиты согласно [7,стр.401]:
(8.5)
где = 1,25 – коэффициент надежности; - коэффициент,
учитывающий бросок собственного емкостного тока двигателя при внешних
перемежающихся замыканиях на землю (для защиты без выдержки времени принимают =3,5 );
- собственный ток замыкания на
землю.
(8.6)
где =314 - угловая частота; - номинальное напряжение
двигателя, кВ;
- емкость двигателя, мкФ/фазу:
(8.7)
где k – коэффициент, учитывающий класс изоляции (k=40 для класса изоляции В);
S – номинальная мощность двигателя,
кВА; -
скорость вращения ротора двигателя (данные на двигатель в табл. 1).
Номинальная мощность двигателя:
кВА;
мкФ/фазу
А
А
Так как ток срабатывания защиты не
превышает 10 А (для двигателей до 2000 кВт), защиту от замыканий на землю не
устанавливаем.
Защита от перегрузок
Для защиты двигателей от перегрузки
используем однорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно
[7,стр.379]:
(8.8)
где =1,2; - коэффициент возврата (для реле
РТ-40: =0,8);
А
Ток срабатывания реле:
А
Для выполнения защиты выбираем
токовое реле РТ-40/10 с током срабатывания = 5,75 А. Соединение катушек
параллельное. Для создания выдержки времени применяем реле времени ЭВ-143 с
временем срабатывания 15 с.
Защита от понижения напряжения
Напряжение срабатывания защиты
согласно [7,стр.394]:
(8.9)
кВ
Напряжение срабатывания реле:
(8.10)
где =1,25; =1,2 для реле минимального
напряжения РН-54;
- коэффициент трансформации
трансформатора напряжения.
Принимаем трансформатор напряжения
НТМИ-6-66: =6
кВ, =100
В, [1,стр.634].
В
Для выполнения защиты применяем реле
напряжения РН-54/160 с =47 В (первый диапазон). Для
создания требуемой выдержки времени применяем реле времени ЭВ-123. Время
срабатывания защиты принимаем 1 с, считая защищаемый двигатель неответственным.
Проверка трансформаторов тока на 10%
погрешность
При проверке руководствуемся
рекомендациями, изложенными [8,стр.330].
Определим сопротивление нагрузки на
трансформатора тока.
(8.11)
где - сопротивление соединительных
проводов, Ом; - сопротивление обмоток реле,
включенных в фазный провод, Ом; - сопротивление обмоток реле,
включенных в нулевой провод, Ом; =0,1 Ом – переходное сопротивление
контактов.
Сопротивление проводов:
(8.12)
где - удельное сопротивление
материала провода (=0,0283 , для алюминия); - расчетная длина соединительных
проводов от трансформатора тока до реле (=5 м); - сечение провода ( =4 мм).Сопротивление
реле:
(8.13)
где - потребляемая мощность реле, ( для РТ-40/50: =0,8 ВА; для
РТ-40/10: =0,5
ВА); - ток
срабатывания реле, А.
Ом
Ом
Ом
Ом
Кратность расчетного тока
срабатывания к номинальному току трансформатора тока составит:
(8.14)
где =1,2 – коэффициент, учитывающий
наличие апериодической составляющей тока КЗ; =0,8 – коэффициент. учитывающий
возможное ухудшение характеристик намагничивания трансформаторов тока.
По кривой 10% погрешности трансформатора
тока, с учетом кратности первичного тока срабатывания, определяем Ом, что больше расчетного
0,1764 Ом [6,стр.340].
Трансформаторы тока будут работать в
заданном классе точности.
Схема защиты приведена в приложении.
9. Расчет защиты цехового
трансформатора
Защита предусматривается от следующих
повреждений и ненормальных режимов:
- от междуфазных КЗ в обмотках
трансформатора и на их выводах;
- от витковых замыканий;
- защита от внешних КЗ;
- перегрузки;
- снижение уровня масла в баке
трансформатора.
Защита трансформатора от междуфазных
КЗ
Для защиты трансформатора от
междуфазных КЗ применяем токовую отсечку без выдержки времени. Схема соединений
трансформатора тока и обмоток реле неполная звезда.
Ток срабатывания защиты отстраивается
от тока трехфазного КЗ за трансформатором, согласно [7,стр.297]:
(9.1)
=1,4 – коэффициент надежности; =40900 А – ток
трехфазного КЗ за трансформатором (табл. 1.1).
А
Ток срабатывания защиты, приведенный
к стороне ВН:
А,
где - коэффициент трансформации
трансформатора Т9 (Т10).
Номинальный ток трансформатора:
А
Принимаем трансформатор тока типа
ТФЗМ35А-У3; =50
А, =5 А [2,стр.302].
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения защиты применяем
токовое реле РТ-4040/100 с током срабатывания =65,4 А, соединение катушек
параллельное, указательное реле РУ-21/0,5 и промежуточное реле РП-23, =220 В.
Коэффициент чувствительности защиты
согласно [7,стр.297]:
(9.2)
где =1520 А – ток двухфазного КЗ на
стороне ВН трансформатора (табл. 1.1).
;
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от внешних КЗ
Для защиты от внешних КЗ и
резервирования действия основных защит (токовой отсечки и газовой защиты)
устанавливается МТЗ с выдержкой времени.
Ток срабатывания МТЗ отстраивается от
номинального тока трансформатора с учетом самозапуска двигателей, согласно
[6,стр.296]:
(9.3)
где =1,2 и =0,8 – коэффициенты надежности и
возврата реле РТ-40;
- коэффициент, учитывающий
самозапуск заторможенных электродвигателей
=(3-3,5).
А.
Ток срабатывания реле:
А,
Для выполнения защиты применяем
токовое реле РТ-40/20 с током срабатывания = 18,55 А, соединение катушек
параллельное.
Выдержка времени МТЗ выбирается с
учетом селективности:
(9.4)
где =0,6 с –выдержка времени автомата QF1 на стороне НН трансформатора =0,5 с –
ступень селективности для МТЗ.
с
Для создания выдержки времени
применяем реле времени ЭВ-114.
Коэффициент чувствительности защиты
согласно [6,стр.297]:
(9.5)
где = 35420 А – ток двухфазного КЗ на
стороне НН трансформатора (табл. 1.1).
Приводим величину тока двухфазного КЗ
на стороне НН трансформатора к стороне ВН, и вычисляем коэффициент
чувствительности:
;
что удовлетворяет условию проверки.
Защита трансформатора от перегрузки.
Для защиты от перегрузки используем
однорелейную токовую защиту. Ток срабатывания защиты согласно [7,стр.332]:
(9.6)
где =1,05; - коэффициент возврата (для реле
РТ-40: =0,8);
А
Ток срабатывания реле:
А
Для выполнения защиты выбираем
токовое реле РТ-40/10 с током срабатывания =54,1 А. Соединение катушек
параллельное.
Выдержка времени защиты от перегрузки
выбирается на ступень селективности больше выдержки времени МТЗ:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
|