ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

Терминалы релейной защиты синхронных и асинхронных элктродвигателей 6-10кВ. Расчет уставок

Терминалы релейной защиты синхронных и асинхронных элктродвигателей 6-10кВ. Расчет уставок

1. Общие сведения
2. Нормативные ссылки
3. Обозначения и сокращения
4. Защиты электродвигателей от междуфазных замыканий
4.1 Требования ПУЭ к защитам от междуфазных замыканий
4.2 Расчет уставок максимальной токовой отсечки
4.3 Дифференциальная защита электродвигателей
4.4 Расчет уставок дифференциальной защиты.
4.5 Расчет уставок защит электродвигателя с плавным пуском
5 Примеры расчета уставок защит от междуфазных замыканий
5.1 ДЗТ с очувствлением для АД
5.2 ДЗТ с уставкой меньше номинального тока АД
5.3 ДЗТ с уставкой меньше номинального тока СД
5.4 ДЗТ с уставкой меньше номинального тока СД с реакторным пуском
5.5 Токовая отсечка для двухскоростного АД
5.6 ДЗТ с током срабатывания больше номинального тока АД с плавным пуском
6 Защиты от однофазных замыканий на землю
6.1 Требования ПУЭ к защитам от ОЗЗ
6.2 Защита от ОЗЗ в терминалах БМРЗ
6.3 Расчет уставок защиты от ОЗЗ
6.4 Защита от двойных замыканий на землю
6.5 Направленная токовая защита от ОЗЗ
6.6 Неселективная защита от замыканий на землю и алгоритм «селектор направления ОЗЗ»
6.7 Примеры расчета защит от ОЗЗ
6.7.1 Токовая защита от замыканий на землю.
6.7.2 Направленная токовая защита от замыканий на землю
7 Защиты минимального напряжения
7.1 Требования ПУЭ к ЗМН
7.2 ЗМН в терминалах БМРЗ
8 Защита от потери питания
8.1 Назначение ЗПП
8.2 Требования ПУЭ к ЗПП
8.3 Характеристика алгоритмов ЗПП
8.4 ЗПП в терминалах БМРЗ
9 Защита электродвигателя от неполнофазных режимов
9.1 Требования ПУЭ к защите от неполнофазных режимов
9.2 Защита от неполнофазных режимов в терминалах БМРЗ
10 Защита электродвигателей от перегрузок.
10.1 Требования ПУЭ к защите от перегрузок.
10.2 Защиты двигателей от перегрузок в терминалах БМРЗ
10.3 Расчет уставок защиты от симметричных перегрузок
10.4 Выбор уставок защиты от затянутого пуска
10.5 Расчет уставок тепловой защиты электродвигателей
10.6 Примеры расчета защит от перегрузок
10.6.1 Защита АД от симметричных перегрузок
10.6.2  Защита АД с помощью тепловой модели
10.7 Определение постоянных времени тепловой модели
11 Защиты СД от асинхронного режима
11.1 Требования ПУЭ к защите СД от асинхронного режима
11.2 Защита СД от асинхронного режима  в терминалах БМРЗ
11.3 Пример расчета защиты СД от асинхронного режима
12 Выбор уставок для алгоритма УРОВ
13 Минимальная токовая защита электродвигателя
14 Алгоритм «функция опережающего отключения»
14.1 Назначение алгоритма ФОО
14.2 Устойчивость узлов нагрузки с СД
14.3 Алгоритм ФОО в терминалах БМРЗ-ДС
14.4 Расчет уставок алгоритма ФОО
15 Защита от колебаний нагрузки
16 Рекомендации по применению защит
Список литературы

5 Примеры расчета уставок защит от междуфазных замыканий

5.1 ДЗТ с очувствлением для АД

5.1.1 Требуется определить параметры защиты от междуфазных замыканий для асинхронного электродвигателя серии А4. 

Пуск двигателя прямой от напряжения питающей сети.

Двигатель участвует в самозапуске.

Для защиты двигателя использован терминал БМРЗ-УЗД.

Исходные данные для расчета:

номинальная мощность на валу двигателя, ...................... 1000 кВт

коэффициент мощности, ................................................. 0,89

напряжение, ................................................................ 6 кВ

кпд, ................................................................................. 0,955

кратность пускового тока, .............................................. 5,7

значение тока трехфазного КЗ на вводах питания АД, ........ 3,5 кА

максимальное сопротивление токовых цепей со стороны:

- питания электродвигателя (по проекту), не более………….0,5 Ом

- нейтрали электродвигателя (по проекту),не более………..1,0 Ом

5.1.2 Подставив в формулу (1) исходные данные найдем значение номинального тока электродвигателя:

А.

Выбираем для стороны питания электродвигателя трансформаторы тока ТЛМ10-5-82 с сердечником типа Р и коэффициентом трансформации kтр = 150/5.

Трансформатор тока ТЛМ10-5-82 имеет погрешность не более 10 % при кратности тока до 17 (до 2250 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 0,5 Ом [4] *1 .

5.1.3 Максимальный бросок пускового тока электродвигателя  участвующего в процессе самозапуска, определим по формуле (2) с учетом изложенного в 4.2.8:

  А.

5.1.4 Ток срабатывания ТО I>>>принимаем равным 1650 А.

5.1.5 Так как трансформаторы тока при токе двигателя обеспечивают погрешность не более 10%, они пригодны для применения в цепях максимальной токовой отсечки.

5.1.6 Значение тока двухфазного КЗ на вводах питания электродвигателя , и коэффициента чувствительности защиты при двухфазном КЗ  определяем по формулам (7), (8):

А,

.

5.1.7 Выдержку времени защиты устанавливаем нулевую.

5.1.8 В связи с тем, что значение коэффициента чувствительности ТО оказалось меньше 2, для защиты данного двигателя от междуфазных замыканий необходимо дополнительно применить дифференциальную защиту.

5.1.9 Для этой защиты используем со стороны нейтрали электродвигателя такие же трансформаторы тока ТЛМ10-5-82, которые были выбраны ранее для стороны питания.

Погрешность трансформаторов тока ТЛМ10-5-82 не превышает 10 % при кратности тока до 12 (до 1800 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 1 Ом [4].

В связи с тем, что погрешность выбранных ТТ не превышает 10 %, они удовлетворяют требованиям [1] *2 , предъявляемым к ним при использовании в цепях дифференциальной защиты.

5.1.10 По типовой кривой намагничивания для электротехнической стали (см. рисунок 3) определяем полные относительные погрешности ТТ, установленных со стороны нейтрали электродвигателя:

 - в режиме, соответствующем максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющей;

- при номинальном токе электродвигателя.

5.1.11 Расчетное значение максимального тока небаланса Iнб.пуск, соответствующее максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющейIбр.пуск  найдем по формуле (14), подставив в неё исходные значения величин:

А.

5.1.12 Максимальный ток небаланса в цепях дифференциальной защиты , соответствующий максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учетом коэффициента отстройки

 = 1,2, находим по формуле (15):

 А.

5.1.13 Коэффициент торможения защиты  находим, используя формулу (16):

Используя полученное значение коэффициента торможения, найдем по формуле (17) уставку дифференциальной токовой отсечки IДТО, обеспечивающую отстройку от максимального тока небаланса при максимальном броске пускового тока электродвигателя :

 А.

5.1.14 По формуле (18) определяем максимальное значение тока небаланса , при номинальном токе двигателя:

А.

5.1.15 Минимальное значение уставки  находим по соотношению (19):

По условию расчета, значение  выбираем больше номинального тока электродвигателя:

 А.

5.1.16 По формуле (20) находим значение тока торможения Iторм1, соответствующее точке излома характеристики дифференциальной защиты:

 А.

5.1.17 Выдержки времени ДЗТ и ДТО принимаем равными нулю.

5.1.18 Для проверки чувствительности ДЗТ по формуле (21) определяем коэффициент чувствительности защиты  при двухфазном КЗ на вводах питания электродвигателя:

.

Поскольку коэффициент чувствительности больше 2, защита удовлетворяет требованиям ПУЭ.

5.1.19 По результатам выполненных расчетов строим характеристику работы защиты (рисунок 6).

5.1.20 При использовании для защиты двигателя терминала БМРЗ-УЗД, для повышения чувствительности защиты и исключения излишнего её срабатывания при неисправности токовых цепей имеется возможность использовать алгоритм очувствления ДЗТ.

5.1.20.1 В качестве уставки  используем вычисленное в п. 5.1.15 значение А.

5.1.20.2 Выбираем уставку меньше номинального тока двигателя:

А.

Рисунок 6 – Расчетная характеристика дифференциальной защиты АД серии А4 мощностью 1000 кВт

5.1.21 По результатам расчета строим характеристику работы защиты терминала БМРЗ-УЗД (рисунок 7).

Рисунок 7 – Расчетная характеристика дифференциальной защиты двигателя серии А4 мощностью 1000 кВт (ДЗТ с очувствлением)

 

 

5.2 ДЗТ с уставкой меньше номинального тока АД

 

5.2.1 Требуется определить параметры защиты от междуфазных замыканий асинхронного электродвигателя ДАЗО-2000-6.

Пуск двигателя прямой от напряжения питающей сети.

Двигатель в самозапуске не участвует

Исходные данные для расчета:

номинальная мощность на валу двигателя, ...................... 2000 кВт

коэффициент мощности, ................................................. 0,9

напряжение, ................................................................ 6 кВ

КПД, ................................................................................ 0,961

кратность пускового тока, .............................................. 7

значение тока трехфазного КЗ на вводах питания АД, ........ 5 кА

максимальное сопротивление токовых цепей со стороны:

- питания электродвигателя (по проекту), не более......... 0,5 Ом

- нейтрали электродвигателя (по проекту), не более....... 1,0 Ом

5.2.2 По формуле (1) определяем значение номинального тока электродвигателя :

 А.

Для стороны питания электродвигателя выбираем трансформаторы тока ТЛМ10-5-82 с сердечником типа Р и коэффициентом трансформации kтр = 300/5.

Погрешность выбранных ТТ при кратности тока до 17 (до 5100 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 0,5 Ом не превышает 10 % [4] *3 .

5.2.3 По формуле (2) определяем максимальный бросок пускового тока  электродвигателя, не участвующего в процессе самозапуска:

 А.

5.2.4 Выбираем ток срабатывания ТО А.

5.2.5 Выбранные нами ТТ пригодны для применения в цепях максимальной токовой отсечки, поскольку при токе двигателя  А их погрешность не превышает 10 %.

5.2.6 Ток двухфазного КЗ на вводах питания электродвигателя  и коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ  находим по формулам (7) и (8):

 А,

.

5.2.7 Выдержку времени защиты устанавливаем нулевую.

5.2.8 Расчетное значение коэффициента чувствительности ТО оказалось меньше 2, поэтому для защиты данного двигателя от междуфазных замыканий дополнительно необходимо применить дифференциальную защиту.

5.2.9 Для установки со стороны нейтрали электродвигателя выбираем ТТ аналогичные ТТ, устанавливаемым со стороны питания.

При кратности тока до 12 (до 3600 А при номинальном токе 300 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 1 Ом эти ТТ имеют погрешность не превышающую 10 % [4] *4 .

ТТ удовлетворяют требованиям ПУЭ для применения в цепях дифференциальной защиты (см. [1] *5 ), так как их погрешность не превышает 10 % при номинальном токе двигателя.

5.2.10 Полные относительные погрешности ТТ, установленных со стороны нейтрали электродвигателя, находим по типовой кривой намагничивания для электротехнической стали (см. рисунок 3):

 - в режиме, соответствующем максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющей;

- при номинальном токе электродвигателя.

5.2.11 Максимальный ток небаланса Iнб.пуск соответствующий максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющейIбр.пуск,А, находим по формуле (14):

 А.

5.2.12 Максимальный ток небаланса в цепях дифференциальной защиты, обусловленный максимальным значением броска пускового тока электродвигателя при коэффициенте отстройки =1,2 находим по формуле (15):

 А.

5.2.13 Коэффициент торможения  находим по формуле (16) и округляем до сотых в большую сторону:

Используя полученное значение коэффициента торможения, найдем по формуле (17) уставку дифференциальной токовой отсечки IДТО, обеспечивающую отстройку от максимального тока небаланса при максимальном броске пускового тока электродвигателя :

 А.

5.2.14 Максимальный ток небаланса при номинальном токе двигателя находим по формуле (18):

 А.

5.2.15 Минимальную уставку  находим по соотношению (19):

.

В связи с тем, что минимальное значение , принимаем:

 А.

5.2.16 Для построения характеристики ДЗТ (рисунок 8) определяем по формуле (20) ток торможения , соответствующий точке её излома:

 А.

5.2.17 Выдержки времени ДЗТ и ДТО принимаем равными нулю.

5.2.18 Для проверки ДЗТ, определяем по формуле (21) коэффициент чувствительности защиты  при двухфазном КЗ на вводах питания электродвигателя:

Поскольку коэффициент чувствительности больше 2, защита удовлетворяет требованиям ПУЭ.

5.2.19 По результатам выполненных расчетов строим характеристику работы защиты (рисунок 8).

 

Рисунок 8 – Расчетная характеристика дифференциальной защиты

электродвигателя ДАЗО-2000-6

 

5.3 ДЗТ с уставкой меньше номинального тока СД

 

5.3.1 Требуется определить параметры защиты от междуфазных замыканий синхронного электродвигателя СДНЗ.

Пуск двигателя асинхронный, прямой, от полного напряжения сети с резистором, включенным в цепь обмотки возбуждения.

Двигатель в процессе самозапуска не участвует.

Для защиты СД использован БМРЗ-УЗД.

Исходные данные для расчета:

номинальная мощность на валу двигателя, ...................... 6300 кВт

коэффициент мощности,  (см. ГОСТ Р 52776-2007)............. 0,9

напряжение, ................................................................ 10 кВ

кпд, ................................................................................. 0,964

кратность пускового тока, .............................................. 6

значение тока трехфазного КЗ на вводах питания АД, ........ 10 кА

максимальное сопротивление токовых цепей со стороны:

- питания электродвигателя (по проекту),не более.......... 0,5 Ом

- нейтрали электродвигателя (по проекту),не более........ 1,0 Ом

5.3.2 Поскольку мощность двигателя более 5 МВт, требуется применение дифференциальной защиты.

  1. Выполняем расчет ТО, поскольку планируем применить её в качестве резервной защиты.

5.3.3 По формуле (1) определяем значение номинального тока электродвигателя :



 А.

Для установки со стороны питания электродвигателя выбираем трансформаторы тока ТЛМ-10 с сердечником типа Р и коэффициентом трансформации kтр = 500/5.

Данные ТТ при кратности тока до 22 (до 11000 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 0,5 Ом имеют погрешность не превышающую 10 % [4] *6 .

5.3.4 Максимальный бросок пускового тока электродвигателя, не участвующего в процессе самозапуска,  находим по формуле (2):

 А.

5.3.5 Выбираем ток срабатывания ТО А.

5.3.6 При токе двигателя  А погрешность ТТ не превышает 10 %, поэтому они пригодны для применения в цепях максимальной токовой отсечки.

5.3.7 Ток двухфазного КЗ на вводах питания электродвигателя  и коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ  находим по формулам (7), (8):

 А,

.

5.3.8 Выдержку времени защиты принимаем равной нулю.

5.3.9 Для установки со стороны нейтрали электродвигателя применим ТТ аналогичные выбранным ранее.

Погрешность трансформаторов типа ТЛМ – 10 при кратности тока до 15 (до 7500 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не превышающем 1 Ом не превосходит 10 % [4] *7 , следовательно ТТ этого типа удовлетворяют требованиям ПУЭ [1] *8 по установке в цепях дифференциальной защиты.

5.3.10 По типовой кривой намагничивания для электротехнической стали (см. рисунок 3) определяем полные относительные погрешности ТТ, установленных со стороны нейтрали электродвигателя:

 - в режиме, соответствующем максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющей;

- при номинальном токе электродвигателя.

5.3.11 Расчетное значение максимального тока небаланса Iнб.пуск соответствующее максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющейIбр.пуск находим по формуле (14):

 А.

5.3.12 Максимальный ток небаланса в цепях дифференциальной защиты, обусловленный максимальным значением броска пускового тока электродвигателя при коэффициенте отстройки  = 1,2 находим по формуле (15):

 А.

5.3.13 Коэффициент торможения  найдем по формуле (16):

Используя полученное значение коэффициента торможения, найдем по формуле (17) уставку дифференциальной токовой отсечки IДТО, обеспечивающую отстройку от максимального тока небаланса при максимальном броске пускового тока электродвигателя :

 А.

5.3.14 Максимальное значение тока небаланса  при номинальном токе двигателя находим по формуле (18):

 А.

5.3.15 Минимальную уставку  находим по соотношению (19):

В связи с тем, что минимальное значение , принимаем:

А.

5.3.16 Для построения характеристики ДЗТ (рисунок 9), определяем по формуле (20) значение тока торможения  соответствующее точке излома характеристики дифференциальной защиты:

 А.

5.3.17 Выдержки времени ДЗТ и ДТО принимаем равными нулю.

5.3.18 По формуле (21) определяем коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на вводах питания электродвигателя :

    

Данная защита удовлетворяет требованиям ПУЭ, так как коэффициент чувствительности больше 2.

5.3.19 По результатам выполненных расчетов строим характеристику работы защиты (рисунок 9).

Рисунок 9 – Расчетная характеристика дифференциальной защиты

электродвигателя СДНЗ мощностью 6300 кВт

 

5.4 ДЗТ с уставкой меньше номинального тока СДс реакторным пуском

5.4.1 Требуется определить параметры защиты от междуфазных замыканий синхронного электродвигателя СТД-3200-2 с токоограничивающим бетонным реактором типа БР-10-1000-035.

Пуск двигателя: реакторный, после завершения пуска двигатель продолжает работать через реактор.

Двигатель в процессе самозапуска не участвует.

Исходные данные для расчета:

номинальная мощность на валу двигателя, ...................... 3200 кВт

коэффициент мощности,  (см. ГОСТ Р 52776-2007)............. 0,9

напряжение, ................................................................ 10 кВ

кпд, ................................................................................. 0,972

кратность пускового тока, .............................................. 6,63

значение тока трехфазного КЗ на вводах питания АД, ........ 1,7 кА

максимальное сопротивление токовых цепей со стороны:

- питания электродвигателя (по проекту), не более......... 0,5 Ом

- нейтрали электродвигателя (по проекту), не более....... 1,0 Ом

длительно допустимый ток реактора...................................... 1000 А

номинальное индуктивное сопротивление реактора................. 0,35 Ом

5.4.2 По формуле (1) определяем значение номинального тока электродвигателя :

 А.

Для установки со стороны питания электродвигателя выбираем ТТ типа ТЛМ10-5-82 с коэффициентом трансформации kтр = 300/5 и сердечником типа Р. Эти ТТ при кратности тока до 17 (до 5100 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 0,5 Ом имеют погрешность не более 10 % (см. [4] *9 ).

5.4.3 Максимальный бросок пускового тока электродвигателя при прямом пуске находим по формуле (2):

 А.

5.4.4 Полное пусковое индуктивное сопротивление двигателя  найдем по формуле (4):

 Ом.

5.4.5 Вычисляем по формуле (23) индуктивное сопротивление сети  необходимое для определения максимального броска пускового тока:

 Ом.

(23)

5.4.6 Подставив найденные значения в формулу (5) вычислим максимальный бросок пускового тока электродвигателя при реакторном пуске  по формуле:

 А.

5.4.7 Выбираем ток срабатывания ТО А.

5.4.8 Так как при токе двигателя А погрешность ТТ не превышает 10 %, они пригодны для применения в цепях максимальной токовой отсечки [1] *10 .

5.4.9 Ток двухфазного КЗ на вводах питания электродвигателя  и коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ  найдем по формулам (7), (8):

 А,

.

5.4.10 Выдержку времени защиты принимаем равной нулю.

5.4.11 В связи с тем, что коэффициент чувствительности ТО оказался меньше 2, для защиты данного двигателя от междуфазных замыканий дополнительно необходимо применить дифференциальную защиту.

5.4.12 Для установки со стороны нейтрали электродвигателя выбираем ТТ, аналогичные устанавливаемым со стороны питания.

Трансформаторы тока ТЛМ10-5-82 удовлетворяют требованиям ПУЭ [1] *11 по установке в цепях дифференциальной защиты, так как при кратности тока до 12 (до 3600 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 1 Ом имеют погрешность не превышающую 10 % [4] *12 .

5.4.13 По типовой кривой намагничивания для электротехнической стали (см. рисунок 3) определяем полные относительные погрешности ТТ, установленных со стороны нейтрали электродвигателя:

 - в режиме, соответствующем максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющей;

- при номинальном токе электродвигателя.

5.4.14 Максимальный ток небаланса Iнб.пуск соответствующий максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющейIбр.пуск найдем по формуле (14):

 А.

5.4.15 Максимальный ток небаланса в цепях дифференциальной защиты  обусловленный максимальным значением броска пускового тока электродвигателя при коэффициенте отстройки  = 1,2 найдем по формуле (15):

 А.

5.4.16 Коэффициент торможения  найдем по формуле (16):

Используя полученное значение коэффициента торможения, найдем по формуле (17) уставку дифференциальной токовой отсечки IДТО, обеспечивающую отстройку от максимального тока небаланса при максимальном броске пускового тока электродвигателя :

 А.

5.4.17 Максимальное значение тока небаланса при номинальном токе  находим по формуле (18):

 А.

5.4.18 Минимальную уставку  находим по соотношению (19):

В связи с тем, что минимальное значение , принимаем:

 А.

5.4.19 Для построения характеристики ДЗТ (рисунок 10), определяем по формуле (20) ток торможения  соответствующий точке излома характеристики дифференциальной защиты:

 А.

5.4.20 Выдержки времени ДЗТ и ДТО принимаем равными нулю.

5.4.21 По формуле (21) определяем коэффициент чувствительности  при двухфазном КЗ на вводах питания электродвигателя,:

Защита удовлетворяет требованиям ПУЭ, так коэффициент чувствительности больше 2.

5.4.20 По результатам выполненных расчетов строим характеристику работы защиты (рисунок 10).

 

Рисунок 10 – Расчетная характеристика дифференциальной защиты

электродвигателя СТД-3200-2 с реакторным пуском

5.5 Токовая отсечка для двухскоростного АД

 

5.5.1 Требуется определить параметры защиты от междуфазных замыканий двухскоростного асинхронного электродвигателя

АДО-1600/1000-10/12 (таблица 1).

Пуск двигателя прямой, с низшей частоты вращения.

Двигатель участвует в процессе самозапуска, который может происходить как при работе на низшей, так и на высшей частоте вращения.

Исходные данные для расчета:

напряжение, ........................................................ 6 кВ

значение тока трехфазного КЗ на вводах питания АД, 8 кА

максимальное сопротивление токовых цепей со стороны

питания АД (по проекту), не более................................. 0,5 Ом

Таблица 1.

Характеристики электродвигателя

Частота вращения *13

низшая

высшая

номинальная мощность на валу, кВт

 1000

 = 1600

коэффициент мощности

 = 0,53

 = 0,8

кпд

= 0,92

 = 0,95

кратность пускового тока

 = 6,7

 = 6,5

5.5.2 Расчет ТО для низшей частоты вращения

5.5.2.1 Номинальный ток электродвигателя для низшей частоты вращения  находим по формуле (1):

 А.

Выбираем трансформаторы тока ТЛМ10-5-82 с сердечником типа Р и коэффициентом трансформации kтр = 200/5.

Погрешность ТТ этого типа не превышает 10 % при кратности тока до 17 (до 3400 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более

0,5 Ом [4] *14 .

5.5.2.2 По формуле (2) с учетом изложенного в 4.2.8 определяем максимальный бросок пускового тока электродвигателя  для низшей частоты вращения при условии, что он участвует в самозапуске:

 А.

5.5.2.3 Выбираем ток срабатывания ТО  А.

5.5.2.4 Выбранные ТТ непригодны для применения в цепях максимальной токовой отсечки потому, что при токе двигателя  А их погрешность превышает 10 %.

Для замены выбираем трансформаторы тока ТЛМ10-5-82 с коэффициентом трансформации 300/5.

Погрешность этих ТТ при кратности тока до 17 (до 5100 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 0,5 Ом составляет не более 10 %.

5.5.2.5 По формулам (7), (8) находим ток двухфазного КЗ на вводах питания электродвигателя  и коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ :

 А,

.

5.5.2.6 Выдержку времени защиты устанавливаем равную нулю.

5.5.2.7 Так как коэффициент чувствительности ТО больше 2, то применять дополнительно дифференциальную защиту для защиты данного двигателя от междуфазных коротких замыканий не нужно.

5.5.3 Расчет ТО для высшей частоты вращения

5.5.3.1 Номинальный ток электродвигателя  для высшей частоты вращения находим по формуле (1):

 А.

Для установки со стороны питания электродвигателя выбираем трансформаторы тока ТЛМ10-5-82 с сердечником типа Р и коэффициентом трансформации kтр = 300/5.

Погрешность этих ТТ при кратности тока до 17 (до 5100 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 0,5 Ом не превышает 10% [4] *15 .

5.5.3.2 По формуле (2) с учетом изложенного в п. 4.2.8 определяем максимальный бросок пускового тока электродвигателя  для высшей частоты вращения при условии, что он участвует в самозапуске:

 А.

5.5.3.3 Выбираем ток срабатывания ТО  А.

5.5.3.4 Так как при токе   А погрешность выбранных ТТ не превышает 10 %, они пригодны для применения в цепях максимальной токовой отсечки.

5.5.3.5 По формулам (7), (8) определяем ток двухфазного КЗ на вводах питания электродвигателя  и коэффициент чувствительности при двухфазном КЗ :

 А,

.

5.5.3.6 Выдержку времени защиты устанавливаем равную нулю.

5.5.3.7 Расчетное значение коэффициента чувствительности ТО  больше 2, поэтому применять дополнительно дифференциальную защиту  нет необходимости.

 

5.6 ДЗТ с током срабатывания больше номинального

тока АД с плавным пуском

 

5.6.1 Требуется определить параметры защиты от междуфазных замыканий асинхронного электродвигателя АДО-3150-6000

Пуск двигателя плавный. В соответствии с настройками УПП максимальная кратность пускового тока: .

Двигатель участвует в самозапуске (в том числе и после переключения на питание от сети).

Исходные данные для расчета:

номинальная мощность на валу двигателя, ...................... 3150 кВт

коэффициент мощности, ................................................. 0,83

напряжение, ................................................................ 6 кВ

кпд, ................................................................................. 0,968

кратность пускового тока, .............................................. 5,5

значение тока трехфазного КЗ на вводах питания АД, ........ 8 кА

максимальное сопротивление токовых цепей со стороны:

- питания электродвигателя (по проекту), не более......... 0,5 Ом

- нейтрали электродвигателя (по проекту), не более....... 1,0 Ом

5.6.2 Выбираем схему защиты двигателя в соответствии

с рисунком 5.

5.6.3 Расчет уставок защит ячейки питания двигателя от сети

5.6.3.1 По формуле (1) и исходным данным определяем номинальный ток электродвигателя:

 А.

Для установки со стороны питания электродвигателя выбираем трансформаторы тока ТЛМ10-5-82 с сердечником типа Р и коэффициентом трансформации kтр = 400/5.

Погрешность этих ТТ при кратности тока до 22 (до 8800 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 0,5 Ом не превышает 10% [4] *16 .

  1. 5.6.3.2 По формуле (2) с учетом изложенного в 4.2.8 определяем максимальный бросок пускового тока электродвигателя  при условии, что он участвует в самозапуске:

 А.

5.6.3.3 Выбираем ток срабатывания ТО  А.

5.6.3.4 Выбранные ТТ пригодны для применения в цепях максимальной токовой отсечки, так как при токе  А их погрешность не превышает 10 %.

5.6.3.5 По формулам (7), (8) определяем ток двухфазного КЗ на вводах питания УПП  и коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ :

 А.

5.6.3.6 Выдержку времени защиты устанавливаем равной нулю.

5.6.3.7 Для защиты данного двигателя от междуфазных замыканий необходимо применить дифференциальную защиту, так как расчетное значение коэффициента чувствительности ТО меньше 2.

5.6.3.8 Для установки со стороны нейтрали выбираем ТТ, аналогичные выбранным для установки о стороны питания.

Погрешность трансформаторов тока ТЛМ10-5-82 при кратности тока до 15 (до 6000 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 1 Ом не превышает 10% [4] *17 .

5.6.3.9 По типовой кривой намагничивания для электротехнической стали (см. рисунок 3) определяем полные относительные погрешности ТТ, установленных со стороны нейтрали электродвигателя:

 - в режиме, соответствующем максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющей;

- при номинальном токе электродвигателя.

5.6.3.10 Расчетное значение максимального тока небаланса Iнб.пуск соответствующее максимальному значению броска пускового тока электродвигателя с учётом апериодической составляющейIбр.пуск находим по формуле (14):

 А.

5.6.3.11 Максимальный ток небаланса в цепях дифференциальной защиты, обусловленный максимальным значением броска пускового тока электродвигателя, с учетом значения коэффициента отстройки  = 1,2 находим по формуле (15):

 А.

5.6.3.12 По формуле (16) находим коэффициент торможения и округляем его в большую сторону до сотых:

Используя полученное значение коэффициента торможения, найдем по формуле (17) уставку дифференциальной токовой отсечки IДТО, обеспечивающую отстройку от максимального тока небаланса при максимальном броске пускового тока электродвигателя :

 А.

5.6.3.13 По формуле (18) определяем максимальное значение тока небаланса , А,  при номинальном токе двигателя:

 А.

5.6.3.14 Используя формулу (19) найдем уставку:

        По условиям расчёта значение  ,А, выбираем равным:

 А.

5.6.3.15 Для построения характеристики ДЗТ (рисунок 11), определяем по формуле (20) значение тока торможения  соответствующее точке излома характеристики дифференциальной защиты:

 А.

Выбранные для цепей данной защиты ТТ удовлетворяют требованиям, установленным в ПУЭ [1] *18 , поскольку их погрешность не превышает

10 % при токе двигателя равном .

5.6.3.16 Выдержки времени ДЗТ и ДТО принимаем равными нулю.

5.6.3.17 Вводим блокирование дифференциальных защит при снижении максимального из трёх фазных токов стороны питания электродвигателя ниже 75 % тока холостого хода ЭД.

5.6.3.18 Для проверки ДЗТ находим по формуле (21) коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ на вводах питания электродвигателя:

 .

Защита удовлетворяет требованиям ПУЭ, так как расчетное значение коэффициента чувствительности больше 2.

5.6.3.19 По результатам выполненных расчетов строим характеристику работы защиты (рисунок 11).

5.6.4 Расчет уставок защит ячейки питания УПП

5.6.4.1 Для стороны питания УПП и стороны нейтрали электродвигателя выбираем ТТ, аналогичные использованным в сетевой ячейке, т.е. ТЛМ10-5-82 с сердечником типа Р и коэффициентом трансформации

kтр = 400/5.

Погрешность ТТ этого типа при кратности тока до 15 (до 6000 А) и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 1 Ом не превышает 10 % [4] *19 .

Рисунок 11 – Ячейка питания электродвигателя АДО-3150-6000 от сети.

Расчетная характеристика дифференциальной защиты.

       

5.6.4.2 Максимальный бросок пускового тока электродвигателя при прямом пуске (двигатель участвует в процессе самозапуска, в том числе при переключении ячеек питания) находим по формуле (2) с учетом изложенного в п. 4.2.8:

 А.

5.6.4.3 Выбираем ток срабатывания ТОА.

5.6.4.4 Выбранные ТТ пригодны для применения в цепях максимальной токовой отсечки, так как при токе двигателя А их погрешность не превышает 10%.

5.6.4.5 По формулам (7), (8) находим ток двухфазного КЗ на вводах питания УПП  и коэффициент чувствительности защиты при двухфазном КЗ :

 А,

.

5.6.4.6 Выдержку времени защиты устанавливаем равную нулю.

5.6.4.7 Расчетное значение коэффициента чувствительности ТО оказался меньше 2, поэтому для защиты данного двигателя от междуфазных замыканий необходимо дополнительно применить дифференциальную защиту.

5.6.4.8 Максимальный бросок пускового тока электродвигателя при плавном пуске  определяем по формуле (24):

 А

(24)

5.6.4.9 По формуле (22) находим уставку срабатывания ДТО :

 А

5.6.4.10 Выбранные ТТ удовлетворяют требованиям ПУЭ [1] *20 , так как их погрешность не не превышает 10 % при токе, соответствующем уставке срабатывания ДТО .

5.6.4.11 Выдержку времени ДТО принимаем равной нулю.

5.6.4.12 Учитывая изложенное в п. 4.3.8, в ячейке питания УПП не используем ДЗТ.

5.6.4.13 По формуле (8) определяем коэффициент чувствительности ДТО при двухфазном КЗ на вводах питания электродвигателя:

Защита удовлетворяет требованиям ПУЭ, так как расчетное значение коэффициента чувствительности больше 2.

5.6.4.14 По результатам проведенных расчетов строим характеристику работы ДТО (рисунок 12).

*1 См. с. 118, рис. П2-6

*2 См. п.3.2.29

*3 См. с.118, рис. П2-6

*4 См.  с.118, рис. П2-6.

*5 См. п.3.2.29

*6 См. с.118, рис. П2-6

*7 См. стр.118, рис. П2-6

*8 См.  п.3.2.29

*9 См. с.118, рис. П2-6.

*10   См. п.3.2.29

*11   См. п.3.2.29

*12 См. с.118, рисунок П2-6

*13 В инженерной практике часто используют нестандартизированные термины «первая скорость» и «вторая скорость».

*14 См. с.118, рисунок П2-6

*15 См. с.118, рисунок П2-6



*16 См. с.118, рисунок П2-6

*17 См. с.118, рисунок П2-6

*18   См. п.3.2.29

*19 См. с.118, рисунок П2-6

*20   См. п.3.2.29

НТЦ "Механотроника"

 

31 Январь, 2013              73880              ]]>Печать]]>
6 / 30 ( Отлично )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Дva plus trи ? (цифрой)


Вверх страницы