Защита асинхронных и синхронных электродвигателей выше 1000 В

Расчет токов короткого замыкания

 

Для расчета токовых отсечек, дифференциальной защиты трансформатора ГПП и проверки выбранных токовых защит по чувствительности необходимо предварительно произвести расчет тока короткого замыкания. Для этого составляем схему замещения.   1. Определяем индуктивные сопротивления элементов электроснабжения   Sб=1000 МВА Х*с = Sб / Sкз Х*с =1000 / 550 = 1,818о.е. Х*кбтп= Худ ·L · Sб / U2ср Х*кбтп = 0,2 · 4 · 10,52 / 10,52 = 0,8о.е. Xтран=Uкз/100* Uб2/Sтр=5,5/100*10,52/0,63=9,625 Ом   2. Рассчитываем ток короткого замыкания   I(3)кз к-1= Uб /Хс=10,52 / 0,2=52500А I(3)кз к-1= Uб /Хс+Хкаб+ =10,52 / 0,22+0,2+ =140А I(3)кз к-1= Uб /Хс+Хтран+ =10,52 / 0,2+9,625+ =292А

 

 

Защитатрансформатора ГПП

 

1.Токовая отсечка цехового трансформатора

 

Ток срабатывания защиты выбирается:

а) из условия отстройки от максимального тока КЗ за трансформатором в т. К4.

I_сз=К_отсI⁽³⁾_к.максгде К_отс- коэффициент отстройки (К_отс=1,1-1,3);

I_сз= К_отс ·I⁽³⁾_к.макс=1.3·292=321,2А

б) из условия отстройки от броска тока намагничивания, возникающего при включении трансформатора под напряжение

I_ном.тр = S_ном.тр/ √3 · U_ном.тр =63000/√3·10,5=34,68 А

I_сз=К_отс ·I_ном.тр =3·34,68=104,4 А где К_отс=3-5, для реле РТ-40.

2. Максимальная токовая защита

 

МТЗ устанавливается с высшей стороны трансформатора, является резервной защитой и действует с выдержкой времени при к.з.

1. Определяем ток срабатывания защиты

I_{раб.макс} = 0,7·I_ном.тр= 0,7·273=191

I_сз = к_н·к_смз· I_{раб.макс.}/к_в=1,1·2,5·191/0,85=618

где к_н – коэффициент надежности (к_н = 1,1);

к_смз – коэффициент самозапуска (к_смз= 2,5);

к_в – коэффициент возврата (к_в = 0,85).

 

2. Произведем проверку чувствительности защиты

к_ч = I⁽²⁾_{кз к-2}/ I_сз = 21700/618=35,1> 1,5

 

Защита от перегрузки

 

1. Ток срабатывания защиты выбирается из условия возврата реле при номинальном токе трансформатора

I_сз= к_н· I_ном.тр/к_воз,

где к_н– коэффициент надежности (к_н = 1,05);

к_воз – коэффициент возврата (к_воз = 0,85)

I_сз= 1,05·273/0,85=337А

 

2. Произведем проверку чувствительности защиты

к_ч = I⁽²⁾_{кз к-2}/ I_сз = 21700/337 = 64,3

 

Газовая защита

 

Газовая защита реагирует на образование газов внутри трансформатора. Защита действует в зависимости от интенсивности газообразования на сигнал или на включение. В соответствии с ПЭУ установка газовой защиты обязательна для трансформаторов мощностью 6,3 МВА и более, а также для трансформаторов меньшей мощностью при отсутствии быстродействующих защит.

Газовая защита может выполняться реагирующая на выделение газа или на повышение давления в кожухе трансформатора. При выполнении газовой защиты на отключение необходимо обеспечение надежного срабатывания выключателей трансформатора при кратковременном замыкании контактов газового реле. Схема газовой защиты должна предусматривать перевод ее действия только на сигнал.

 

Защита асинхронных и синхронных электродвигателей выше 1000 В

 

Тип двигателя	Рн, кВт	Uн, кВ	Iном, А	Iпуск/Iном	cosjн	hн
СТД-2500-2				6,2	0,9	0,92

 

Для защиты электродвигателей мощностью до 5000 кВт от междуфазных к.з. применяется токовая отсечка.

 

Токовая отсечка

 

1. Первичный ток срабатывания защиты токовой отсечки выбирается из условия отстройки от периодической составляющей пусковых токов

I_сз= к_н· I_пуск,

где для СД I_пуск/I_ном = 6,2; I_ном.сд = 166 А; n_т = 100/5 = 20

I_{пуск сд}= 6,2 · 166= 1029,2 А;

к_н – коэффициент надежности (к_н= 1,8 с реле РТ-40).

I_сзсд= к_н· I_{пуск сд}= 1,8 · 1029,2=1852,56A

 

2. Определяем ток срабатывания реле

I_ср = к_сх· I_сз/n_т

где к_сх – коэффициент схемы (к_сх= 1,73 – при однорелейнойт.о.);

I_{ср сд}= 1,73 · 1852,56/20 = 160,2 А

3. Проверяем чувствительность защиты

к_чсд = I⁽²⁾_{кз к-3}/ I_сз = 12000/1852,56= 6,4

 

 

Максимальная токовая защита

 

Ток срабатывания МТЗ от перегрузок выбирается из условия отстройки от номинального тока электродвигателя

I_сз= к_н· I_ном/к_воз, где к_н= 1,05; к_в = 0,85

I_сзсд= 1,05 · 166/0,85 = 205А

 

Защита от понижения напряжения

 

Напряжение срабатывания защиты минимального напряжения выбирается из условия обеспечения самозапуска электродвигателей

U_сз = (0,6-0,7)· U_н

U_сз = 0,7 · 10= 7кВ

 

 

Для защиты электродвигателей от однофазных замыканий на землю предусматривается токовая защита нулевой последовательности с первичным током срабатывания: I_сз 10А для Р  2000 кВт и I_сз 5 А для Р  2000 кВт. Дополнительно применяют схему контроля изоляции.

 

Защита от замыканий на землю

Установка защиты электродвигателей от однофазных замыканий на землю считается обязательной при токе замыкания на землю 5 А и более. Защита от замыканий на землю действует на отключение электродвигателя от сети, а у синхронных электродвигателей - на автоматическое гашение поля, если оно предусмотрено.Типы защиты - токовая защита нулевой последовательности с реле типа РТЗ-51 или токовая направленная защита нулевой последовательности типа ЗЗП-1. Для защиты от двойных замыканий на землю – однорелейная, с реле типа РТ-40, токовая отсечка нулевой последовательности. Для подключения защиты типа ЗЗП-1, а также для защиты с реле типа РТЗ-51 при числе кабелей, соединяющих электродвигатель с распределительным устройством, не превышающим пяти, применяются трансформаторы тока нулевой последовательности (ТАN) типов ТЗ, ТЗЛ, ТЗЛМ.

Ток срабатывания защиты определяется из условия отстройки от броска собственного емкостного тока

I_сз³I_сзрасч= к_отс · к_б · I_с,

где к_отс – коэффициент отстройки (к_отс = 1,2);

к_б – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока (к_б = 2,5);

I_с – собственный емкостный ток.

I_с = I_сд + I_сл,

где I_сд – собственный емкостный ток электродвигателя

(можно пренебречь, т.к. S_{ном дв}< 3 МВт;

I_сл – собственный емкостный ток кабельной линии, входящий в зону

защиты;

тогда I_с = I_сл.

I_сл = I_со · l · m,

где I_со – значение собственного емкостного тока 1 км кабеля (I_со = 1,33 А/км);

l – длина линии (l = 2 км);

m – число кабелей в линии (m = 2).

I_сл = 1,33 · 2 · 2 = 5,32 А;

I_сз = 1,2 · 2,5 · 5,32= 15,96>5A