Предохранитель FU3, от которого запитана группа электродвигателей, выбирается согласно следующих условий:
, (2.5)
, (2.6)
где и -пусковой и номинальный ток максимального по мощности двигателя, питающегося от выбираемого предохранителя, А; - коэффициент спроса для этого двигателя (так как не дано иное, принимаем =1); - расчетный ток двигателей, питающихся от выбираемого предохранителя, А.
(2.7)
А
А .
Принимаем к установке предохранитель типа ПН2; = 400 А; = 355 А; [2, стр.371].
Для обеспечения селективности действия защиты для предохранителя FU2 принимаем плавкую вставку с номинальным током: = 630 А.
Предохранитель типа: ПН2; = 630 А; = 630 А; [2, стр.371].
3. Выбор установок автоматов
При выборе автоматов для защиты асинхронных двигателей руководствуемся рекомендациями, изложенными в [4, стр.98-стр.116].
Условия выбора:
(3.1)
(3.2)
где - номинальный ток уставки теплового расцепителя автомата, А;
- номинальный ток уставки электромагнитного расцепителя автомата, А;
Автомат для двигателя М1:
А
А
Выбираем автомат типа АЕ 2023М, =12,5 А, = 87,5 А, без выдержки времени (t = 0 с.).
Для остальных двигателей выбор производится аналогично. Результаты приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 Результаты выбора автоматического выключателей
|
Двигатель |
, А |
, А |
,А |
Предохранитель |
||
|
Тип |
, А |
,А |
||||
|
М1 |
10,27 |
51,35 |
64,19 |
АЕ 2023 |
12,5 |
87,5 |
|
М2 |
123,27 |
616,35 |
770,44 |
АЕ 2063 М |
160 |
800 |
|
М3 |
15,41 |
77,05 |
96,31 |
АЕ 2023 |
16 |
112 |
|
М4 |
11,3 |
56,5 |
70,63 |
АЕ 2023 |
12,5 |
87,5 |
|
М5 |
8,22 |
41,1 |
51,38 |
АЕ 2023 |
10 |
70 |
|
М6 |
30,82 |
154,1 |
192,63 |
АЕ 2043 М |
31,5 |
220,5 |
Выбор автомата QF3.
Автомат, от которого запитана группа двигателей выбирается по следующим условиям:
(3.3)
(3.4)
где - возможный кратковременный ток через автомат, А.
(3.5)
А
А
А
Принимаем автомат типа АВМ-4Н, = 200 А, = 1000 А [2 стр.371].
Принимаем такой же автомат и для QF2. Автоматы типа АВМ – 4Н имеют регулируемую (0-10 с ) выдержку времени, что позволяет получить требуемую ступень селективности.
Выбор автомата QF1.
Ток уставки автомата определяем из условия:
(3.6)
где - номинальный ток трансформатора Т9.
А
А
Принимаем автомат серии Э «Электрон» типа ЭО40С, = 6300 А [2 стр.379].
4. Проверка чувствительности предохранителя
Чувствительность предохранителя обеспечивается, если выполняется условие:
(4.1)
где = 44680 А – ток однофазного замыкания на землю (табл. 1.1).
Для двигателя М1: А;
Для двигателя М2: А;
Для двигателя М3: А;
Для двигателя М4: А;
Для двигателя М5: А;
Для двигателя М6: А;
Предохранитель FU3: А;
Предохранитель FU2: А.
Рассчитанная величина тока КЗ значительно превышает полученные величины, следовательно предохранители обладают достаточной чувствительностью.
5. Проверка чувствительности автоматов
Чувствительность автоматов обеспечивается, если выполняется условие:
(5.1)
где = 44680 А – ток однофазного замыкания на землю (табл. 1.1).
Для двигателя М1: А;
Для двигателя М2: А;
Для двигателя М3: А;
Для двигателя М4: А;
Для двигателя М5: А;
Для двигателя М6: А;
Автомат QF3 (QF2): А.
Автоматы обладают достаточной чувствительностью.
Чувствительность вводного автомата проверяем по условию:
(5.2)
где =35420 А – ток фазного КЗ на стороне НН трансформатора (табл. 1.1);
Вводной автомат обладает достаточной чувствительностью.
6. Время срабатывания предохранителя и автомата
Время срабатывания плавкой вставки предохранителя определяем по типовым характеристикам зависимости времени сгорания плавкой вставки предохранителя от величины тока, протекающего по предохранителю [8, стр.384].
При токе КЗ =40900 А время сгорания плавкой вставки предохранителя составит:
Для двигателя М1: с;
Для двигателя М2: с;
Для двигателя М3: с;
Для двигателя М4: с;
Для двигателя М5: с;
Для двигателя М6: с;
Предохранитель FU3: с;
Предохранитель FU2: с.
Время срабатывания автомата с мгновенным расцепителем равно нулю, т.е. автоматы, защищающие двигатели, срабатывают мгновенно.
Время срабатывания автомата QF3, защищающего группу двигателей, принимаем на ступень селективности больше, чем у автоматов двигателей.
(6.1)
- ступень селективности, принимаем равной 0,2 с.
с
с
с
7. Проверка селективности между элементами релейной защиты
Селективность между последовательно установленными предохранителями соблюдается, если выполняется условие [8,стр.384]:
(7.1)
где - время сгорания плавкой вставки предохранителя, расположенного ближе к источнику питания; - время сгорания плавкой вставки предохранителя, расположенного ближе к нагрузке; коэффициент 1,7-3 учитывает конструктивные особенности плавких вставок.
Наибольшее время сгорания имеет предохранитель, защищающий двигатель М2
с.
с,
чем меньше времени, определенного для FU3 по типовым характеристикам: с.
с,
чем меньше времени, определенного для предохранителя FU2 по типовым характеристикам: с.
Селективность действия автоматических выключателей обусловлена выдержками времени рассчитанными в Пункте 6.
8. Расчет защиты двигателей напряжением 6 кВ
Синхронные электродвигатели защищают от следующих повреждений и ненормальных режимов работы:
- от междуфазных КЗ обмотки статора;
- от замыканий на землю обмотки статора;
- от перегрузки;
- от понижения напряжения.
Защита от междуфазных КЗ в обмотке статора
Для защиты двигателя от междуфазных КЗ в обмотке статора применяем токовую отсечку с использованием токовых реле типа РТ-40. Схема соединения трансформаторов тока неполная звезда. Ток срабатывания отсечки отстраивается от пускового тока двигателя, согласно [6,стр.379]:
(8.1)
где - коэффициент надежности, =1,4 для реле серии РТ-40.
Номинальный ток двигателя:
(8.2)
где - параметры синхронного двигателя (табл. 1)
А
Пусковой ток двигателя:
А
А
Ток срабатывания реле согласно [6,стр.379]:
(8.3)
где - коэффициент схемы, = 1 для схемы соединения трансформаторов тока неполная звезда; - коэффициент трансформации трансформаторов тока.
Принимаем трансформатор тока типа ТВЛМ6-УЗ; =150 А, = 5 А [2,стр.294].
А
Для выполнения защиты применяем токовое реле РТ-40/50 с током срабатывания =32 А, соединение катушек параллельное, указательное реле РУ-21/0,05 и промежуточное реле РП-23, =220 В.
Коэффициент чувствительности защиты согласно [6,стр.379]:
(8.4)
где =2250 А – ток двухфазного КЗ в сети 6 кВ (табл. 1.1).
что удовлетворяет условию проверки.
Защита от замыканий на землю обмотки статора
Защита от замыканий на землю выполняется на токовом реле, подключаемом к трансформатору тока нулевой последовательности с подмагничиванием. Ток срабатывания защиты согласно [7,стр.401]:
(8.5)
где = 1,25 – коэффициент надежности; - коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока двигателя при внешних перемежающихся замыканиях на землю (для защиты без выдержки времени принимают =3,5 );
- собственный ток замыкания на землю.
(8.6)
где =314 - угловая частота; - номинальное напряжение двигателя, кВ;
- емкость двигателя, мкФ/фазу:
(8.7)
где k – коэффициент, учитывающий класс изоляции (k=40 для класса изоляции В);
