А >14,8 А

25 А >14,8 А

I СР.Т = 1,1 ∙ 14,8 = 16,3 А

Выбираем тепловое реле РТЛ-102104IНЕСР = 13…25 А [12] .

При выборе сечения проводников в электрических сетях учитываются как рабочие, так и возможные аварийные режимы сетей.

Сечение проводов и кабелей напряжением до 1000В определяется по условию нагрева в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузке при 25 0С. Основным показателем рабочего режима линий и других элементов сети является длительная или расчетная токовая нагрузка.

1) Выбор сечения проводников по расчетной токовой нагрузке заключается в соблюдении условия:

где Iдл.доп - длительно допускаемый ток проводника, А;

Iрасч - расчетная или длительная токовая нагрузка проводника, А;

К –коэффициент (для взрывоопасной среды принимается равным 1,25; для нормальной среды равным 1).

2)  После выбора сечения проводится его проверка на согласование с защищающим аппаратом:

Iдл.доп ≥ КЗ ∙ Iзащ

где Iзащ –ток защиты автоматического выключателя, А;

КЗ –коэффициент защиты (для взрывоопасной среды принимается равным 1,25; для нормальной среды равным.

Насос аккумуляторных баков:

РН = 11 кВт;IH.ДВ = 22 А.

Так как среда в помещениях электрокотельной нормальная, то К=1; КЗ=1.

Выбираем кабель: АВВГ-1 кВ (4х10) – кабель с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией, с поливинилхлоридной оболочкой, без защитного покрова.

I дл.доп= 45 А [1].

Проверка:

1)  Iдл.доп ≥ К ∙ Iрасч

45A >1 ∙ 22 A

2)  Iдл.доп ≥ КЗ ∙ Iзащ

45 A >1 ∙ 10 A

Шины 0,4 кВ:

Шины выбираются по расчетному току и проверяются по условию нагрева.

Из таблицы нагрузок Iрасч = 170,8 А

Выбираем алюминиевые шины А (20х3) одна полоса на фазу [1] .

Iдоп = 215 А [1]

Проверка:

215 А > 1 ∙ 170,8 А

4. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

4.1 РАСЧЁТ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Двигатели напряжением выше 1000 В, обслуживающие неответственные механизмы, при незначительной их мощности (до 200—300 кВт) могут защищаться плавкими предохранителями. Выбор предохранителей в этих случаях производится по кривым рис. 20-13 [8]. Из кривых следует, что при IП.В.НОМ>IДВ.НОМ и при крайности пускового тока 6—7 предохранители обеспечивают время пуска двигателя 4—60 с в соответствии с условиями пуска; здесь IП.В.НОМ— номинальный ток плавкой вставки; IДВ.НОМ — номинальный ток двигателя при полной загрузке. Если плавкие предохранители не обеспечивают требований, предъявляемых к защите двигателей, применяют релейную защиту.

На синхронных и асинхронных двигателях напряжением выше 1000 В. устанавливают релейную защиту от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

1)  многофазных замыканий в обмотке статора и на её выводах;

2)  замыканий на землю в обмотке статора;

3)  токов перегрузки;

4)  снижения напряжения;

Для синхронных двигателей предусматривается, кроме того, защита от асинхронного режима и замыкания в цепи возбуждения.

Для защиты от многофазных КЗ в обмотках статора двигателей мощностью до 5000 кВт используется токовая отсечка без выдержки времени мощностью 5000 кВт и выше - продольная дифференциальная защита. Обе защиты действуют на отключение выключателей или другого отключающего аппарата, а для синхронных двигателей и на автомат гашения поля (АГП). Токовая отсечка выполняется одним реле, включенным на разность фазных токов (для электродвигателей мощностью до 2000 кВт), или двумя реле, включенными на фазные токи (для двигателей мощностью 2000-5000 кВт). Продольная дифференциальная защита в двухфазном исполнении применяется для двигателей мощностью 5000 кВт и более, а также для двигателей мощностью менее 5000 кВт, если токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности.

Исходные данные:

Тип двигателя

ДАЗО 4 – 400ХК – 4У3. РН=315 кВт;UН=6 кВ;сosφ=0.86;η=0.937;КП=5.1

Номинальный ток:

А

Определим пусковой ток электродвигателя:

 А

Определим полную мощность электродвигателя:

кВ·А

Для определения тока двигателя в нормальном и аварийном режимах используем трансформатор тока типа ТКЛ-10-У3 0.5/10Р с коэффициентом трансформации . Для питания выбрали кабель ААГУ 6 кВ (3*35)

Ток трёхфазного замыкания на выводах статора кА. Время пуска 8 секунд.

Токовая отсечка.

Определим ток срабатывания защиты (защита отстраивается от многофазных КЗ): , где КОТС=1.5 коэффициент отстройки, для реле РТ-40 и при защите асинхронного двигателя.

Тогда ток срабатывания защиты: A

Определим теперь по току срабатывания защиты ток срабатывания реле:

,

где КСХ - коэффициент схемы равен при соединении реле на разность токов двух фаз.

А

Выбираем реле РТ 40/50 с диапазоном уставок 12.5-50 А. Секции обмоток соединены параллельно. Определим коэффициент чувствительности защиты:

Как видно коэффициент чувствительности больше двух, а значит, согласно требованиям ПУЭ, данный вид защиты можно считать основным и надёжным.

Расчёт защиты от токов перегрузки. МТЗ.

Перегрузка двигателя возникает:

1)  в следствии нарушения технологического режима;

2)  из-за неисправности исполнительного механизма или электродвигателя (выход из строя подшипников, увеличение трения при отсутствии или застывшей смазки, поломки отдельных узлов, низкое качество напряжения питающей сети, обрыв одной из фаз питающего кабеля или обмотки статора, опасной перегрузке при пуске).

Защита от токов перегрузки выполняется как однофазная или двухфазная максимальная токовая защита и устанавливается только на двигателях, подверженным технологическим перегрузкам, как правило, с действием на сигнал или разгрузку механизма. В установках без обслуживающего персонала она действует на отключение двигателя механизма.

Определим ток срабатывания защиты:

,

где КН=1.2 - коэффициент надёжности при действии защиты на сигнал,

КВ=0.85- коэффициент возврата, для реле РТ-40.

тогда:

А

Определим ток срабатывания реле:

A

Выбираем реле типа РТ - 40/10 и установим на реле ток срабатывания 9,2 А.

На реле времени установим выдержку 10 с, чтобы надёжно исключить ложное срабатывание реле при пуске, но вместе с тем не дать возникнуть длительной перегрузке. Выбираем электромагнитное реле времени типа ЭВ-143 с возможной уставкой выдержки времени от 1 до 20 секунд, с максимальным разбросом 0.8 сек. Отличительной особенностью реле ЭВ-143 является то, что реле может длительно работать в режиме перенапряжения, когда U=1.1·UНОМ

Защита от замыканий на землю.

Для защиты от однофазных замыканий на землю обмотки статора двигателя применяется максимальная токовая защита нулевой последовательности, выполняемая с помощью одного токового реле, которое подключается к трансформатору тока нулевой последовательности. Эта защита предусматривается при токах замыкания на землю 10 А и более для двигателей мощностью до 2000 кВт или 5 А и более для двигателей мощностью выше 2000 кВт.

Схема защиты состоит из полупроводникового реле типа РТЗ-50 подключенного к вторичной обмотке кабельного трансформатора тока, сердечник которого охватывает трёхфазный кабель, питающий двигатель.

Для определения тока срабатывания защиты используют условие отстройки от емкостного тока электродвигателя: , где КН=1.2 - коэффициент надёжности КБР=3 - коэффициент отстройки от бросков емкостного тока двигателя при переходных процессах. Принимается для реле РТЗ-50.

Определяем емкостной ток электродвигателя:

, где

1)  Емкостной ток самого двигателя:

определим неизвестные множители в этой формуле:

Емкость фазы электродвигателя:

 Ф.

Тогда А

2)  Емкостной ток питающей кабельной линии:

У нас один питающий кабель длиной l=0.045 км, сечение S=35 мм2 его удельный емкостной ток:IC.УД=0.65 А/км, количество кабелей, проложенных параллельно m=1

А

Общий емкостной ток электродвигателя:

А

Определим ток срабатывания защиты:

А

Рассчитанный ток срабатывания защиты сравниваем с минимальным током срабатывания, который, для реле РТЗ-50 с одним трансформатором тока нулевой последовательности типа ТЗЛ, равен 3 А. Принимаем IСЗ=3 А.

Принятое значение тока срабатывания проверяем на условие чувствительности:

,

где ICΣ=6 А - сумма собственных емкостных токов всего оборудования 10 кВ.

где  - суммарный емкостной ток всей сети;

Тогда

39,7 > 1.25 - требование ПУЭ к чувствительности защиты выполняются.

защита минимального напряжения

Защита от снижения напряжения выполняется для надёжности действия с помощью трёх реле минимального напряжения и устанавливается для отключения неответственных двигателей, обеспечивая тем самым самозапуск ответственных. При длительном отсутствии напряжения релейная защита отключает и ответственные двигатели, что необходимо, например, для пуска схемы АВР двигателей или по технологии производства. Выдержка времени релейной защиты отстраивается от отсечек двигателей и устанавливается равной 0.5-1.5 с. Выдержка времени на отключение ответственных двигателей принимается равной 10-15 с., для того чтобы релейная защита не действовала на их отключение при снижении напряжения, вызванного КЗ или самозапуском двигателей.

Целесообразно для всех двигателей, питающихся от одной секции шин выполнить общую защиту минимального напряжения. Эта защита необходима в дополнение к защите минимальной частоты с блокировкой по частоте сети.

Защиту выполняют на реле минимального напряжения РН 54/160 питающегося от трансформаторов напряжения. Напряжение срабатывания определяется:

,

где Umin.раб=0.7·UНОМ10 =0.7·6000=4200 В - минимально возможное напряжение на данном уровне, КН=1.1 - коэффициент надёжности, КВ=1.25 - коэффициент возврата для реле минимального напряжения.

Для использования в релейной защите выбираем трансформатор напряжения НТМИ-6 с коэффициентом трансформации

В Для защиты выбираем реле минимального напряжения мгновенного действия типа РН-54/160.