Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 22
Министерство образования Российской Федерации Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)
ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» Механико-технологический факультет Кафедра электроснабжения и электропривода Методические указания К курсовой работе для специальности 1004 «Релейная защита и автоматика систем электроснабжения промышленных предприятий» Орск 2004 ББК 31.27 – 05 Н 1.67 УДК 621.316.925 Рецензенты кандидат технических наук Н.С. Дугин Цапенко В.Н. Нагорный Ф.Д. Н 1.67 Релейная защита и автоматика систем электроснабжения промышленных предприятий; Методические указания; Оренб. госуд. техн. университет – Оренбург, 2004. - с. Приведена краткая теория расчёта основных защит элементов системы электроснабжения промышленных предприятий, приведён перечень рекомендованной литературы. Методические указания предназначены для выполнения курсовых работ по дисциплине «Релейная защита и автоматика» для студентов специальности 1004. Нагорный Ф.Д.2004 Содержание ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................... 1. Методические указания и задания на курсовую работу............................ 1.1 Порядок выполнения курсовой работы.......................................................... 1.2 Форма 1...................................................................................................... 1.3 Технические данные элементов схем электроснабжения......................... 1.4 Схемы электроснабжения......................................................................... 2. Методические указания к расчету защит потребителей электроэнергии…………………………………………………. 2.1 Защита трансформаторов................................................................................. 2.1.1 Токовая отсечка........................................................................... 2.1.2. Продольная дифференциальная защита................................ 2.1.3. Газовая защита.......................................................................... 2.1.4. Защита от ненормальных режимов......................................... 2.1.5. Токовая защита от перегрузок................................................. 2.2. Защита асинхронных и синхронных электродвигателей выше 1000 В....... 2.2.1. Защита от перегрузки................................................................ 2.2.2. Минимальная защита напряжения.......................................... 2.3. Защита низковольтных электродвигателей..................................................... Список использованных источников…………………………………………... Приложение………….....................................................................................
ВВЕДЕНИЕ
Системы электроснабжения являются сложными производственными объектами кибернетического типа, все элементы которых участвуют в едином производственном процессе, основными специфическими особенностями которого являются быстротечность явлений и неизбежность повреждений аварийного характера. Поэтому надежное и экономичное функционирование систем электроснабжения возможно только при автоматическом управлении ими. Для этой цели используется комплекс автоматических устройств, среди которых первостепенное значение имеют устройства релейной защиты и автоматики. Задачей изучения дисциплины является овладение принципами построения устройств релейной защиты и автоматики, их схемами, а также особенностями применения этих устройств в различных системах электроснабжения; приобретения навыков самостоятельного решения инженерных задач по расчету и выбору параметров устройств релейной защиты и автоматики конкретного элемента системы электроснабжения и в регулировке этих устройств. Изучение данной дисциплины базируется на знаниях, полученных студентами в предшествующих дисциплинах: Теоретические основы электротехники, Электрические машины, Электрические системы и сети, Промышленная электроника и информационно - измерительная техника, Электрические станции и подстанции систем электроснабжения, Переходные процессы в системах электроснабжения. В свою очередь, знания, полученные по Релейной защите и автоматике являются основой для изучения дисциплин по электроснабжению. В курсовой работе на основе параметров нормального и аварийного режимов заданной системы электроснабжения студенты выбирают с учетом требования ПУЭ устройства защиты и автоматики, определяются их параметры срабатывания, чувствительность и селективность. Все схемы релейной защиты и автоматики должны быть вычерчены согласно действующих ГОСТов. Положение контактов реле, а также контактов других коммутационных аппаратов на принципиальных схемах релейной защиты соответствуют обесточенному состоянию аппарата. В конце настоящего пособия указана литература, изданная до 1991 года. Студентам необходимо самостоятельно обращаться к новейшим источникам технической информации, обязательно делая в тексте пояснительной записки ссылки на используемую литературу.
1. Методические указания и задания на курсовую работу.
Выбор варианта задания на курсовую работу производится из табл. 1¸2 по трем признакам: первой букве фамилии, последней и предпоследней цифрам номера зачетной книжки. Варианты выполняемой расчетной работы указанные в табл. 3, выбираются по первой букве фамилии студента. Порядок выполнения курсовой работы
1.1. Пользуясь ПУЭ и табл. П.6 настоящего пособия необходимо выбрать объем и перечень релейной защиты и автоматики следующих элементов системы электроснабжения предприятия (рис. 1-4) с учетом, что потребители относятся к I и II категориям: 1.ЛЭП 35¸220 кВ.; 2. кабельных линий 6¸1 0 кВ.; 3. трансформаторов главной понизительной подстанции (ГПП); 4. цеховых трансформаторов (ТП); 5. синхронных и асинхронных двигателей (СД и АД); 6. трансформаторов электродуговых печей (ДСП); 7. трансформаторов полупроводниковых преобразовательных подстанций (КПП); 8. конденсаторных батарей (ККУ). Например согласно ПУЭ на трансформаторах ГПП мощностью 6,3 МВА устанавливаются следующие виды защит и автоматики: ДТ Г 3. максимальная токовая защита на стороне высшего напряжения с Т/В Т/В 5. автоматическое регулирование трансформаторов под нагрузкой РПН Т АВР Выбранный объем релейной защиты и автоматики элементов системы указать на однолинейной схеме электроснабжения (рис. 1-4) условным обозначением. 1.2 Для элементов системы электроснабжения, указанных в табл. 3 и отмеченных знаком «+» и их техническим данным табл. 1-2, П1-П6, выбрать и начертить полные принципиальные схемы защит, произвести расчет уставок токовых, дифференциальных реле, чувствительность защит, выдержки времени максимальных токовых защит (МТЗ). После завершения всех расчетов необходимо построить карту селективности токовых защит [1]. 1.3 Начертить полную принципиальную схему одной из применяемых схем автоматики (АВР, АПВ, РПН, АРВ, АРКОН), выбрать уставки их срабатывания и кратко описать их назначение и принцип работы. При выполнении курсовой работы рекомендуется использовать типовые схемы защит, автоматики и методику расчета, указанные в современной учебной и справочной литературе [2, 3, 4]. Для расчета токовых отсечек, дифференциальной защиты трансформатора ГПП и проверки выбранных токов защит по чувствительности необходимо предварительно произвести расчет токов трехфазного и двухфазного коротких замыканий в точках К2-К4. Методику расчета токов короткого замыкания позаимствовать из учебников по дисциплине «Электромагнитные переходные процессы в электрических системах» [5]. При составлении схем замещения следует учитывать, что секционные выключатели сборных шин ГПП, ГРП и РП в нормальном режиме питания выключены и питающие линии и трансформаторы ГПП работают раздельно, а сопротивление системы или ТЭЦ до точки К1 определяется по выражению: xc
= U2
cp
/Sкз1
(1.1) или в относительных единицах: x*
c
= Sб
./S кз1
, при Sc
= ∞ (1.2) x *
c
= Sc
(тэц) / S кз
1
(1.3) где: хс
-
индуктивное сопротивление системы; х* с
-
относительное индуктивное сопротивление системы; S
с
, Sтэц
,
S
б
, Sk
з1
-
мощности, соответственно, - системы, ТЭЦ, базисная мощность, мощность короткого замыкания в точке К1; Ucp
-
среднее напряжение линии. В расчетах токов короткого замыкания можно пренебречь активным сопротивлением ЛЭП, кабельных линий, цеховых трансформаторов, синхронных и асинхронных двигателей, если: х*Σ
≥(1/3)
r
* Σ
Двухфазный ток короткого замыкания для проверки чувствительности токовых защит определяется из выражения: I(2)
кз
=0,87·I(3)
кз
Однофазный ток замыкания на землю в сетях 6-10 кВ. принять условно в пределах 8÷ 15 А. Для расчета токовых защит ток нагрузки можно выбрать по номинальной мощности защищаемого элемента (трансформатора, двигателя), допустимому току кабельной линии, а максимальный ток с учетом эксплуатационных перегрузок (или тока самозапуска) увеличить в 2÷3 раза. Трансформаторы тока выбрать в 1,5÷2,0 раза больше номинального тока защищаемого элемента. Карта селективности строится для токовых защит (МТЗ и ТО), при этом производится графическое согласование [3] время – токовых характеристик защит последовательных элементов системы электроснабжения напряжением 0,4(0,69)÷6(10)÷35(220) кВ. При выборе выдержки времени МТЗ цеховых трансформаторов учесть, что время действия селективного автомата А при к.з. на стороне 0,4÷0,69 кВ. равно t=0,25÷0,4с, а ступень выдержки времени ∆t=0,5÷0,7с. Для питания трансформаторов КПП, электродвигателей принять длину кабелей в пределах 200÷500м, а сечение по допустимому току нагрузки кабеля марки ААБ-6(10)-(Зх95÷Зх150). Оформление курсовой работы должно удовлетворять общепринятым требованиям [6, 7]. В объем выполняемой курсовой работы входит пояснительная записка со схемами защиты и автоматики в пределах 15-20 страниц. Пояснительная записка выполняется от руки чернилами и представляет собой текстовую часть курсовой работы, оформленную в виде переплетенной брошюры. Записка начинается титульным листом (форма 1), на котором указывается тема курсовой работы, фамилии и подписи руководителя и исполнителя. За титульным листом следует задание с исходными данными, оглавление, введение, основное содержание работы, выводы, список используемой литературы. Схемы релейных защит и автоматики выполняются в карандаше на чертежной или миллиметровой бумаге с соблюдением действующих ГОСТов на листах формата А4 и вкладываются в записку
Таблица 1 Номера вариантов по последней цифре номера зачетной книжки и первой букве фамилии студента (первая половина алфавита). Первая буква фамилии студента А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И, К, Л, М, Н, О Последняя цифра номера зачетной книжки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Схема электроснабжения, рис. 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 Мощность системы, МВА ∞ 1000 900 ∞ 800 950 700 800 600 ∞ 2 Мощность к.з. системы в т. К1 , МВА 1200 950 1000 1200 950 1100 850 900 700 1500 3 Напряжение системы, кВ. 115 115 115 220 115 115 37 37 37 220 4 Мощность трансформатора ГПП, МВА 16 25 10 40 16 40 10 25 6,3 63 5 Высоковольтные асинхронные, синхронные двигатели, кВт 1600 2000 1250 2500 800 2000 1000 1600 630 2500 6 Трансформатор электродуговой печи, кВА 1250 4000 2000 4000 2000 2000 1250 1250 630 4000 7 Кабельная линия ГПП-РП1 ААБ 10(6)-(3x240), км 1,0 0,8 2,0 1,4 1,7 1,1 1,5 1,6 1,2 2,0 Таблица 2 Номера вариантов по предпоследней цифре номера зачетной книжки и первой букве фамилии студента (первая половина алфавита). Первая буква фамилии студента А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И, К, Л, М, Н, О Предпоследняя цифра номера зачетной книжки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 Напряжение на сборных шинах ГПП, кВ. 10,5 6,3 10,5 6,3 10,5 6,3 10,5 6,3 10,5 6,3 2 Мощность цеховых трансформаторов, кВА 2500 1600 1000 1600 1000 630 2500 1600 1000 630 3 Напряжение вторичное цеховых трансформаторов, кВ. 0,69 0,4 0,4 0,69 0,4 0,4 0,69 0,69 0,4 0,4 4 Асинхронные двигатели низковольтные, кВт(М1/М2) 75 160 18,5 45 7,5 37 30 160 37 0 37 75 22 132 15 132 11 110 7,5 55 5 Трансформатор КППТМРУ-б(10) кВ., кВА 3500 2600 2000 1250 3500 2600 1000 2000 1250 1000 6 Конденсаторная батарея ККУ-6( 10) кВ., квар 3000 1800 1400 130 2400 2000 1600 1200 1000 800 7 Расстояние от подстанции системы до ГПП предприятия, км 30 18 22 32 17 8 25 20 15 10 Таблица 3 Номера вариантов по последней цифре номера зачетной книжки и первой букве фамилии студента (вторая половина алфавита). Первая буква фамилии студента П, Р, С, Т, У, Ф, X, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я Последняя цифра номера зачетной книжки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Схема электроснабжения предприятия, рис. 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 1 Мощность ТЭЦ, МВА 450 500 800 450 600 400 500 300 400 350 2 Мощность к.з. системы в т. К1, МВА 400 250 650 280 600 310 550 320 500 300 3 Напряжение ТЭЦ, кВ. 6,3 6,3 10,5 10,5 10,5 6,3 6,3 10,5 6,3 10,5 4 Мощность цеховых трансформаторов, кВА 1000 630 1600 2500 630 1000 1600 2500 1000 1600 5 Вторичные напряжения цеховых подстанций, кВ. 0,69 0,4 0,69 0,69 0,4 0,69 0,69 0,69 0,4 0,4 6 Высоковольтные асинхронные, синхронные двигатели, кВт 2000 1600 2500 1250 2000 1000 1600 800 1000 800 7 Ток (А) и реактивное сопротивление (Ом) реактора РБА-6(10) кВ. 630 0,22 1000 0,22 1600 0,25 1000 0,35 1000 0,22 Таблица 4 Номера вариантов по предпоследней цифре номера зачетной книжки и первой букве фамилии студента (вторая половина алфавита). Первая буква фамилии студента П, Р, С, Т, У, Ф, X, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я Предпоследняя цифра номера зачетной книжки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 Асинхронные двигатели 0,4(0,69) кВ., кВт (МЗ/М4) 7,5 45 11 55 15 90 18,5 90 22 110 30 ПО 30 132 37 132 37 160 75 160 2 Трансформатор ДСП электродуговой печи, кВА 1000 630 1250 1250 2000 1250 2000 4000 4000 4000 3 Конденсаторная батарея ККУ-6( 10) кВ., квар. 800 800 800 1000 1000 1250 1600 1600 2000 2500 4 Кабельная линия КЛ1 (ТЭЦ-ГРП1) ЗААБ-6(10)-(Зх240), км 3,0 4,0 4,5 5,0 4,0 5,0 6,0 4,0 4,5 3,0 5 Кабельная линия КЛ2(ГРП1-ГРП2) 2ААБ-6(10)-(Зх185), км 1,5 2,0 0,8 1,0 1,1 1,3 0,6 0,7 1,6 2,5 Таблица 5. Перечень элементов схемы электроснабжения, требующих расчета РЗиА. Первая буква фамилии студента А, Б В,Г,Л Д,Е, О Ж, 3, М и, к,н П,Р Т, У, Ч Ф,С, Э Х.Ц Ю щ щ, я 1 Трансформатор ГПП + + + + + 2 Цеховой трансформатор + + + + + 3 Трансформатор электродуговой печи + + + + 4 Трансформатор КПП + + 5 Высоковольтные асинхронные и синхронные двигатели + + + + + + + + + + 6 Низковольтные асинхронные двигатели + + + + + + + + + + 7 Конденсаторная батарея + + + + 8 Кабельная линия КЛ1,КЛ2(ТЭЦ-ГРП1,ГРП1-РП2, ГПП-РП1,ГРП1-ГРП2) + + + + + + + + + + 1.4 Схемы электроснабжения 2. Методические указания к расчету защит потребителей
электроэнергии.
2.1 Защита трансформаторов
В процессе эксплуатации возможны повреждения в трансформаторах и на их соединениях с коммутационными аппаратами. Могут быть также опасны ненормальные режимы работы не связанные с повреждением трансформатора или его соединений. Возможность повреждений и ненормальных режимов обуславливает необходимость установки на трансформаторах защитных устройств. В качестве таких защит применяется токовая отсечка, дифференциальная, газовая, температурная. Система релейной защиты трансформатора имеет два назначения: основное - автоматическое, без выдержки времени, отключение трансформатора от энергосистемы при возникновении внутреннего к.з. и дополнительное - сигнализация или отключение трансформатора с выдержкой времени при возникновении опасного ненормального (анормального) режима работы [8]. 2.1.1
Токовая отсечка.
Ток срабатывания защиты выбирается: а) из условия отстройки от максимального тока к.з. за трансформатором. I сз
=Kн
·I(3)
к
.
макс
(2.1) где Кн
- коэффициент надежности (Kн
=1,2÷3) б) из условия отстройки от броска тока намагничивания, возникающего при включении трансформатора под напряжение: I сз
=Kн
.
от
·
·Iном
..m
(2.1) где Кнот
- коэффициент отстройки защиты от бросков тока намагничивания (Кнот
=3÷5) 2.1.2. Продольная дифференциальная защита.
Предварительно необходимо изучить полную принципиальную схему защиты понижающих трансформаторов, вычертить ее и приступить к расчету [2, 8, 9, 10]. 1. Определяются первичные номинальные токи на сторонах трансформатора (IНОМ1
и IНОМ2
) и коэффициенты трансформации трансформатора тока: nT
1
Δ
=( Iном..1·
√ 3 ) / 5 nT
2Y
= Iном..2
/ 5 (2.3) 2. Определяются вторичные номинальные токи в плечах дифференциальной защиты i12
=(Iном
.1
√3) / nT1
i22
=(Iном
.2
√3) / nT2
По большему значению i2
принимается основная сторона дифференциальной защиты и все расчеты приводятся к основной стороне. 3. Выбирается ток срабатывания защиты из условия отстройки: а) от броска тока намагничивания Iсз
=Kн.д.з.
• Iном.
mp
где: Кндз
- коэффициент отстройки дифференциальной защиты от бросков тока намагничивания. (Кндз
=1,3 для реле РНТ-565, Кндз
=1,2÷1,5 для реле ДЗТ-11) б) от максимального тока небаланса: Iсз
=Kн.б.
• Iнб.макс
где: Кнб
= 1,3 для РНТ-565, Iнбмакс.
=1'нб
+ 1'нб
+ 1''''
нб
1'нб
обусловлена погрешностью (токов намагничивания) трансформаторов тока, питающих дифференциальную защиту. I'нб =
Коп
' К0дн
• fi • Ik
.
(3)
макс. '
(2.8) трансформаторов тока (К0дн
=0,5÷1,0); fi - коэффициент, учитывающий 10%-ую погрешность трансформаторов тока, fi =0,1; Коп
- коэффициент, учитывающий переходный режим, К0п
= 1,0 для реле с БНТ; 1(3)
кмакс
- максимальное значение тока к.з. за трансформатором, приведенное к основной стороне трансформатора; 1''нб
обусловлена регулированием напряжения защищаемого трансформатора: 1''нб
=(±ΔN/100)· 1(3)
кмакс
где: ±ΔN - полный диапазон регулирования напряжения. 1'''нб
-обусловлено неточностью установки на коммутаторе реле РНТ (ДЗТ) расчетного целого числа витков уравнительных обмоток: 1'''нб
=((W1p
- W1
)/ W1p
)· ik.
(3)
макс
где W1
p
, W1
, - соответственно расчетное и установленное число витков обмоток РНТ для неосновной стороны. На первом этапе расчета уставки дифференциальной защиты по (2.6) /Iнб
’’’
не учитывается, т.е. Ic
з
=
Кнб
(1'нб
+ 1''нб
) (2.11 ) За расчетную величину тока срабатывания защиты принимается большее значение определенное по формулам (2.5) и (2.1 1). 4. Производится предварительная проверка чувствительности защиты при повреждениях в зоне ее действия: Kч
=(Iк.мин
/Iсз
)·Kсх
где: 1кмин
. - минимальное значение тока к.з. (обычно двухфазное в зоне защиты). kcx
- коэффициент, учитывающий схему соединения трансформатора тока; при соединении в звезду kcx
=1, при соединении в звезду, при включении по схеме треугольника kcx
=√3 Если коэффициент чувствительности больше двух (Кц
> 2), то расчет можно продолжать. 5. Определяется ток срабатывания реле, отнесенный к стороне с большим током в плече (основной стороне) Iср.
=(Iсз
/ nT
)·Kсх
(2.13) где: nT
- коэффициент трансформации трансформаторов тока на той стороне защищаемого трансформатора, для которой подсчитан Iср
6. Определяется число витков обмотки реле на основной стороне: W осн.р
=Fср
/Iср
где: Fcp
- намагничивающая сила (Fcp
=60 АВ для РНТ-562, 7^ = 100 АВ для РНТ-565). Полученное число витков округляется до ближайшего меньшего числа витков, которое можно установить на реле. 7. Определяется число витков обмотки РНТ: по которым проходит ток неосновного плеча. Указанные витки находятся из уравнения баланса намагничивающих сил при внешнем к.з. при условии, что по обеим обмоткам защищаемого трансформатора проходят равные номинальные мощности W неосн
.
р
=( Wдиф
·Iн
1
)/ Iн
2
где: Iн1
- вторичный номинальный ток основной стороны; Iн2
- вторичный номинальный ток другого плеча защиты. 8. Определяется ток небаланса с учетом I'''нб
; 9. Повторно определяется первичный ток срабатывания защиты и вторичный ток срабатывания реле по формулам (2.5, 2.11 и 2.13). Если 1СЗ
окажется недостаточно отстроенным от тока небаланса, то необходимо принять новое значение числа витков дифференциальной обмотки (Wдиф
), ближайшее меньшее расчетного и провести пересчет параметров. 10. После повторно найденных чисел витков дифференциальной и уравнительной обмоток проверяется чувствительность защиты при к.з. в ее зоне. При недостаточной чувствительности из-за большего значения тока небаланса приходится применять более сложные реле с торможением [2]. 2.1.3. Газовая защита.
Газовая защита основана на использовании явления газообразования в баке поврежденного трансформатора. Интенсивность газообразования зависит от характера и размеров повреждения. Это дает возможность выполнить газовую защиту, способную различать степень повреждения и в зависимости от этого действовать на сигнал или отключение. Газовая защита выполнена на реле типа РГЧЗ-66 [2]. 2.1.4. Защита от ненормальных режимов.
Ненормальные режимы работы трансформаторов обусловлены внешними короткими замыканиями и перегрузками. В этих случаях в обмотках трансформатора появляются большие токи. В качестве защит от внешних коротких замыканий применяются токовые защиты с выдержкой времени и включением реле на полные токи фаз и на их симметричные составляющие. В соответствии с [3] на трансформаторах мощностью менее 1 МВА предусматривается максимальная токовая защита действующая на отключение. Совместно с токовой отсечкой максимальная токовая защита (МТЗ) полностью защищает трансформатор и является вместе с тем его защитой от сверхтоков внешних коротких замыканий. Ток срабатывания МТЗ выбирается исходя из условий отстройки (несрабатывания) от перегрузки. Ток перегрузки определяется из рассмотрения двух режимов: а) отключение параллельно работающего трансформатора Iнагр.макс.
=2·Iном.тр
(2.16) б) автоматическое подключение нагрузки при действии АВР: Iраб.макс.
= I1
+ I2
≈0,7· (Iномтр1
+Iномтр.2
) (2.17) I
сз
=(Котсмтз
· Ксзп
)/Кв
)·Iраб
.
макс
где: Котсмтз
- коэффициент отстройки, (Котсмтз
=1,1÷1,2); Ксзп
- коэффициент самозапуска обобщенной нагрузки, (Ксзп
≈ 2,5); Кв
- коэффициент возврата реле, (Кв
=0,8). Коэффициент чувствительности МТЗ должен быть Кч
> 1,5 при коротких замыканиях на низшей стороне трансформатора и Кч
>1,2 при коротких замыканиях в конце линий, отходящих от шин низшего напряжения. Выдержка времени МТЗ выбирается на ступень ∆t больше максимальной выдержки времени 1эл.макс
защит предыдущих элементов: tт. МТЗ
=tэл.макс.
+Δt (2-19) 2.1.5. Токовая защита от перегрузок.
Ток срабатывания определяется по выражению: Iсз
=(Kотспер
/Kв
)·Iном.тр
где Kотс
=1,05; Kв
=0,8÷0,85 Выдержка времени принимается на ступень селективности больше, чем время срабатывания защиты трансформатора от внешних коротких замыканий: tпер
=t МТЗ
+Δt 2.2. Защита асинхронных и синхронных электродвигателей выше
1000В.
Для защиты электродвигателей мощностью до 5000 кВт от междуфазных к.з. применяются токовые отсечки (ТО). Ток срабатывания ТО выбирается из условий отстройки от периодической составляющей пусковых токов [2]. Iсз
=Kотс
·Iпуск
(2.21) где: 1пуск
- пусковой ток двигателя (берется из справочника); Котс
- коэффициент отстройки (Kотс
= l,8 при выполнении ТО с реле РТ-40, Komc
=2,0 при выполнении ТО с реле РТ-80, РТМ). Продольная дифференциальная защита устанавливается на электродвигателях мощностью Рд
≥ 5000 кВт и менее, если токовая отсечка оказывается недостаточно чувствительной. Для упрощения защита выполняется двухфазной. В трехфазном исполнении она рекомендуется только если двигатели мощностью Рд
≥ 5000 кВт не имеют быстродействующей защиты от замыкания на землю. Ток срабатывания дифференциальной защиты принимается равным: Iсз
=Kотсдз
·Iном.дв
(2.22) где: Kотсдз
= l,4÷2,0 для защиты с реле РТМ и РТ-40. Чувствительность защиты определяется коэффициентом: KЧ
=I(2)
к.мин
/(Iсз
·Kсх
)≥2,0 где: 1(2)
к.мин
- ток двухфазного к.з. на выводах электродвигателя. Ток срабатывания реле: 1ср
=(Kc
х
·Ic
з
)/nТ
(2.23) где: Kc
х
=1,73 - при однорелейной ТО; Kc
х
=1,00 - при двухрелейной ТО. Защита от замыканий на землю предусматривается на электродвигателях соответствующей мощности [3]: для Р≤2000 кВт ток срабатывания токовой защиты нулевой последовательности 1СЗ
≤ 10 А; для Р ≥ 2000 кВт - 1СЗ
≤ 5 А. Дополнительно применяют схему контроля изоляции. 2.2.1. Защита от перегрузки.
В соответствии с [3] защита от перегрузки предусматривается на электродвигателях, подверженных перегрузке по технологическим причинам, а также на электродвигателях с особо тяжелыми условиями пуска и самозапуска длительностью 20 с и более. Перегрузка является симметричным режимом, поэтому защита от нее может быть выполнена одним реле, включенным в одну фазу электродвигателя. Выдержка времени защиты отстраивается от длительности пуска электродвигателя в нормальных режимах и самозапуска после действия УАВР и УАПВ, при этом наиболее удобны характеристики тепловых и индукционных реле [2]. Ток срабатывания МТЗ от перегрузки устанавливается из условий отстройки от номинального тока электродвигателей: I
сз
=(
K
отс
·
I
ном.дв
)/
K
в
где: Kотс
=1,05, Kв
=0,85 для реле РТ-40 и РТ-80. 2.2.2. Минимальная защита напряжения.
В общем случае защита выполняется двухступенчатой. Первая ступень предназначена для облегчения самозапуска ответственных электродвигателей, она отключает электродвигатели неответственных механизмов. Напряжение срабатывания первой ступени устанавливается примерно равным Uc
3
= 0,7UHOMf
, а выдержка времени принимается на ступень селективности больше времени действия быстродействующих защит от многофазных коротких замыканий; tсз
=0,5÷1,5 с [2]. Вторая ступень защиты отключает часть электродвигателей ответственных механизмов, самозапуск которых недопустим по условиям техники безопасности или из-за особенностей технологического процесса. Напряжение срабатывания 2 ступени U"с3
=0,5UHOM
, а выдержка времени принимается t"с3
=10÷15 с. В курсовой работе необходимо дать обоснование применения данной схемы защиты. 2.3. Защита низковольтных электродвигателей.
Для защиты асинхронных двигателей напряжением до 1 КВ. от коротких замыканий применяются предохранители с плавкими вставками или расцепителями автоматических выключателей и тепловыми реле магнитных пускателей. Выбор плавких вставок предохранителей и уставок автоматов производится в следующей последовательности [2]. 1. Номинальное напряжение предохранителей и автоматов должно быть не ниже напряжения сети. 2. Ток плавкой вставки и расцепителей автоматов выбирают с учетом следующего: 1всном
≥Кот
c
·Iном.дв
1всном
≥1пуск.дв
/Кпер
( 2.25) 1всном
≤1К
min
/(10..15 где: 1вс
ном
- номинальный ток вставок предохранителей или автомата; Iном.дв
-номинальный ток двигателя; 1пуск.дв
- пусковой ток двигателя; 1К
min
- минимальный ток короткого замыкания; Кот
c
= 1,1÷1,25 - коэффициент отстройки; Кпер
=1,6÷2,5 - коэффициент перегрузки, зависит от условий пуска двигателя. 3. Ток уставки срабатывания электромагнитного расцепителя автомата мгновенного действия 1уэ
принимается на 25÷30% выше пускового тока двигателя: Iу.э.
≥(1.25÷1.35)· 1пуск
,дв
(2.26) где: 1пуск
,дв
= (6 ÷7) • 1ном
.дв
.. Ток уставки (срабатывания) теплового расцепителя автомата Iу.
T
или магнитного пускателя отстраивается от максимального рабочего тока, т. е. Iу.
T
= (1,1 ÷1,3) • 1ном
.дв
.. После выбора предохранителей и автоматов необходимо убедиться, что плавкая вставка и расцепители автомата надежно защищают участок сети, на котором они установлены. В четырехпроводных сетях 380/220 В и 660/380 В с глухозаземленной нейтралью однофазное замыкание на землю является коротким замыканием и должно отключаться защитой. К предохранителям, как и к другим устройствам защиты, предъявляются следующие требования чувствительности [3]: 1. Номинальный ток плавкой вставки должен быть по крайней мере в три раза меньше минимального тока короткого замыкания в конце защищаемого участка Iк.
min
; в сетях напряжением до 1 КВ. с глухозаземленной нейтралью расчетным при определении Iк.
min
является замыкание между фазным и нулевым проводами. Ток короткого замыкания: I(1)
к
.min
≈( Uф
/(( zn+
ZT
)/3)) где: Uф
- фазное напряжение сети, В; ZT
- сопротивление трансформатора, Ом; zn
=√rn
2
+x2
- полное сопротивление фазной-нулевой петли провода линии. Если предохранитель или автомат защищает сеть только от коротких замыканий, то требования, изложенные выше не обязательны при условии, что номинальный ток 1вс.ном
и 1уэм
. не превышает длительного допустимого тока Iдл.доп
защищаемого участка сети более: 1вс.ном
≤3· Iдл.доп
1уэ.а
≤4,5· Iдл.доп
(2.28) Если в защищаемой предохранителями сети установлены магнитные пускатели или контакторы, то для исключения их отпускания из-за снижения напряжения при коротких замыканиях плавкая вставка должна перегореть за время tnp
=0,1÷0,2 с при повреждении в наиболее удаленной точке сети. Это условие обеспечивается при кратности тока короткого замыкания: I(3)
кз
/1вс.ном
= 10÷15. Одним из основных условий выбора предохранителей является обеспечение избирательности действия между собой: автоматами, предохранителями и релейной защитой. Для этого необходимо построить карту селективности последовательно установленных предохранителей и автоматов. Селективность обеспечивается если защитные характеристики этих аппаратов не пересекаются и при коротком замыкании в какой-либо точке сети перегорит ближайший к точке к.з. предохранитель (или срабатывает автомат). Приложение Таблица П1 Паспортные данные масляных трансформаторов с регулировкой напряжения под нагрузкой. Тип Мощность, кВА Номинальное напряжение обмоток трансформатора, кВ. Uк
% Схема и группа соединений обмоток ВН нн 1 ТМН-6300/35 6300 35±9% 6,3; 10,5 7,5 Y/Δ-1 2 ТМН-6300/110 6300 115±16% 6,6; 11,0 10,5 Y0
/Δ-3 3 ТДН- 10000/35 10000 35±12% 6,3; 10,5 8,0 Y/Δ-5 4 ТДН- 10000/110 10000 115±16% 6,6; 11,0 10,5 Y0
/Δ-7 5 ТДН- 16000/35 16000 35±12% 6,3; 10,5 10,5 Y/Δ-9 6 ТДН- 16000/110 16000 115±16% 6,6; 11,0 10,5 Y0
/Δ- Δ-11 7 ТРДН-25000/35 25000 35±12% 6,3/6,3; 10,5; 10,5/10,5 10,5 Y/Δ- Δ-9 8 ТРДН-25000/110 25000 115±16% 6,3/6,3; 10,5; 10,5/10,5 10,5 Y0
/Δ- Δ-7 9 ТРДН-40000/230/110 40000 230/110±16% 6,3/6,3; 10,5; 10,5/10,5 10,5 Y0
/Δ- Δ-5 10 ТРДН-63000/230/110 63000 230/110±16% 6,3/6,3; 10,5; 10,5/10,5 10,5 Y0
/Δ- Δ-3 Таблица П2 Паспортные данные высоковольтных асинхронных и синхронных двигателей Тип двигателя Рн
кВт UH
, кВ. Iном,А
Iпуск
/Iном
cosφ
|