Расчет РЗ электродвигателей

2. Расчет РЗ электродвигателей

 

Согласно ПУЭ применяется отсечка при междуфазных к.з., перегрузке, замыкании на землю и понижении напряжения. Выберем тип защит и определим токи срабатывания защиты и реле АД типа АН-15-54-8.

Защита АД при междуфазных к.з. в обмотке статора принимаем ТО с использованием микроэлектронных токовых реле типа РС40. Данная защита является основной защитой АД и целью ее является защита обязательная во всех случаях.

В качестве РЗ эл. двигателя мощностью до 5000 кВт от к.з., согласно ПУЭ применяется отсечка.

Схема от трехфазных токов

Ток срабатывания защиты (отсечки) и реле:

Kотс – коэффициент отстройки

Iмах – пусковой мах. ток двигателя

kсх - коэффициент схемы

КI – коэффициент трансформации ТТ

Выбрано микроэлектронное реле тока РС40М - 5/40 и промежуточное реле РП-26 с указателем срабатывания.

Технические характеристики РС40М - 5/40

Диап. изм-я уставок, А	10,0 - 41,5
Дискрет. изм-я уставок, А	0,5
Номинальный ток, А	25,0
Относительная погрешность выдержки времени в рабочем диапазоне температур, % , не более	± 10
Относительная погрешность тока срабатывания в рабочем диапазоне температур, %, не более	± 5 (± 10)
Разброс тока срабатывания, %	± 1,5
Коэффициент возврата реле, не менее	0,8 - 0,9
Коэффициент отстройки	1,25
Механическая износоустойчивость реле, циклов ВО	10000
Потребляемая мощность на минимальной уставке, ВА	0,7 - 2,5
Габаритные размеры, мм	70x140x136
Сопротивление изоляции между входными и выходными цепями реле по ГОСТ 25071-81, ряд 3	-

Коэффициент чувствительности защиты:

Для защиты двигателя при перегрузке принято МТЗ с использованием токового реле РС40, включенного на разность токов фаз.

Ток срабатывания защиты и реле при перегрузке:.

Iд.ном – ном. ток двигателя

kв - коэффициент возврата (kв=0,85)

Выбрано микроэлектронное реле тока РС40М 5/40

Согласование времени действия защиты при перегрузке с временем самозапуска двигателя:

tс.д.,tс.ф. – допустимое и фактическое времена разгона двигателя при самозапуске

tп.д. – доп. время действия защиты при перегрузке.

Выбрано реле времени с уставкой, равной 22 с.

Ток срабатывания защиты при однофазных замыканиях на землю:

kотс = 1,2÷1,3

kб = 1,5÷2 – коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока двигателя Ic, для защиты с временем действия 1-2 с.

Емкость двигателя

kг – коэффициент учитывающий класс изоляции(kг = 40 для изоляции класса Б при t=25 С)

Sд.ном – ном. мощность двигателя

nд – частота вращения двигателя

Таким образом окончательно:

Uд.ном = 6 кВ,

Защита на двигатель от замыканий на землю не требуется согласно ПУЭ:

Напряжение срабатывания защиты двигателя при понижении напряжения выбираем таким образом, чтобы обеспечивался самозапуск других более ответственных двигателей, т.е. (0,6-0,7)Uд.ном.

Для питания реле минимального напряжения используем ТН, которые установлены в распределительных пунктах(РП) для контроля и учета электроэнергии. Считаем, что в РП установлены трансформаторы напряжения НТМИ-6.

Выбрано микропроцессорное реле максимального напряжения РН-111/280 .

Технические характеристики РН-111/280

Номинальное напряжение, В	220
Частота сети, Гц	48-52
Диапазон регулирования: - срабатывания по Umin, В - срабатывания по Umax, В - время автоматического повторного вкл., сек	160-210 230-280 5-900
Фиксированное время срабатывания по Umax, сек	0,5
Фиксированная задержка отключения по Umin, сек	12
Фиксированное время срабатывания при снижении напряжения более 30 В от уставки по Umin, сек	0,1
Фиксированное время срабатывания при повышении напряжения более 30 В от уставки по Umax, сек	0,1
Максимальный коммутируемый ток (активной нагр.), А, не менее	16
Точность определения порога срабатывания по U, В	до 3
Напряжение, при котором сохраняется работоспособность, В	400
Кратковременно допустимое Umax, сохраняющее работоспособность реле, В	450
Гистерезис (коэффициент возврата по напряжению), не менее, В	5-6
Диапазон рабочих температур, оС	-35 - +40
Суммарный ток потребления от сети, мА	до 15
Габаритные размеры, ширина*высота*глубина, мм	52*88*65 (Три модуля типа S)

Напряжение срабатывания реле:

Время срабатывания защиты минимального напряжения принимаем равным 0,5 с.

Проверяем ТТ из условия 10%-ой погрешности.

Сопротивление вторичной нагрузки ТТ при трехфазном КЗ:

Rпр – сопротивление соединительных проводов

Zр1,Zр2 – сопротивления КА1 и КА2

Rпер = 0,1 Ом – переходное сопротивление контактов

l,s - длина и сечение соединительных алюминиевых проводов

ρ = 1/γ – удельное сопротивление

Sр1, Sр2 – мощность реле КА1 иКА2

Iс.р.1, Iс.р.2 – ток срабатывания реле КА1 и КА2

Таким образом

Кратность расчетного первичного тока I1расч. К первичному номинальному I1ном току ТТ определяется:

k1 – коэффициент, учитывающий возможное ухудшение характеристики намагничивания установленного ТТ по сравнению с типовой характеристикой

k2 – коэффициент, учитывающий неточность расчетов и влияние апериодической составляющей тока к.з. на работу ТТ. (k2 = 1,25)

I1max – мах. значение первичного тока, при котором должна обеспечиваться работа ТТ с погрешностью не более 10%.

I1max = 1,1I1с.з. – для ТО и МТЗ с независимой характеристикой.

По кривой 10%-ной погрешности для трансформатора тока ТПЛ-10 находим Zн.доп = 0,6 Ом, т.е. Zн.доп<Zн, поэтому уменьшаем сопротивление вторичной нагрузки ТТ за счет увеличения сечения соединительных проводов до 6 мм^2.

В качестве примера выбирается тип защиты и определим токи срабатывания защиты и реле СД типа СДН-16-54-10.

Защита СД выполняется аналогично защите АД и дополняется защитой при асинхронном ходе.

Токи срабатывания токовой отсечки и реле при междуфазных к.з.:

Ток срабатывания округляется до 30 А. Выбирается микроэлектронное токовое реле РС40М - 5/40 и промежуточное реле типа РП-26.

Коэффициент чувствительности защиты:

Токи срабатывания защиты и реле при перегрузке:

Ток срабатывания реле округляется до 6 А. Выбирается микроэлектронное токовое реле РС40М - 1/8

Из расчета самозапуска известно: tс.ф = 6,8 с, tс.д. = 28,8 с.

Выбирается реле времени ЭВ-245. Уставка выдержки времени – 9 с. Защита при перегрузке одновременно является защитой при асинхронном ходе.