Ом,
В соответствии со схемой замещения (рис. 4), эквивалентное сопротивление при самозапуске равно:
Ток самозапуска:
А.
Коэффициент самозапуска:
,
где: А – номинальный ток трансформатора Т5.
4.3 Расчет тока самозапуска отходящей от РП линии W6
Ток самозапуска равен:
А.
Эквивалентное сопротивление нагрузки при самозапуске:
Ом.
В соответствии со схемой замещения (рис. 4), эквивалентное сопротивление при самозапуске равно:
Ом
Ток самозапуска:
А.
Коэффициент самозапуска:
,
где: Iн.сум.W6= Iном.T4+ Iном.T5=14.663+14.663=29.326 А – номинальный ток линии W6.
4.4 Расчет тока самозапуска смешанной нагрузки линии W3, питающей РП
Пусковой суммарный ток:
А,
где: kп=5.2 – кратность пускового двигателя асинхронного электродвигателя М3 ([6] табл. 4.6).
Эквивалентное сопротивление нагрузки при самозапуске:
Ом.
В соответствии со схемой замещения (рис. 4), эквивалентное сопротивление при самозапуске равно:
Ом.
Ток самозапуска:
А.
Коэффициент самозапуска:
,
где: А – номинальный суммарный ток двигателя и остальной нагрузки.
4.5 Расчет тока самозапуска смешанной нагрузки линии W4, питающей РП.
Пусковой суммарный ток:
А,
где: kп=5.2 – кратность пускового двигателя асинхронного электродвигателя М4([6] табл. 4.6).
Эквивалентное сопротивление нагрузки при самозапуске:
Ом.
В соответствии со схемой замещения (рис. 4), эквивалентное сопротивление при самозапуске равно:
Ом.
Ток самозапуска:
А.
Коэффициент самозапуска:
,
где:А номинальный суммарный ток двигателя и остальной нагрузки линии.
5. Расчет установок релейной защиты
5.1 Расчёт установок релейной защиты асинхронных двигателей М3 и М4 марки 2АЗМ-800/6000УХЛ4
На асинхронных электродвигателях напряжением выше 1000 В устанавливают защиту от следующих видов повреждений и ненормальных режимов [1]: многофазных КЗ в обмотке статора и на ее выводах; замыканий на землю в обмотке статора; токов перегрузки; потери питания. Защиту от многофазных замыканий устанавливают на всех АД, она действует на отключение АД.
5.1.1 Защита от междуфазных повреждений
В качестве основной защиты от междуфазных КЗ предусматриваем токовую отсечку с использованием реле РТ-80. Составляющая сверхпереходного тока от электродвигателя, протекающая через трансформатор тока при внешнем КЗ при условии, что до КЗ электродвигатель работал с номинальной нагрузкой:
А,
где: А – номинальный ток АД;
– кратность пускового тока АД ([6] табл. 4.6).
Ток срабатывания реле отсечки рассчитывается по выражению:
А,
где: – коэффициент отстройки, учитывающий апериодическую составляющую тока КЗ и погрешность реле РТ-80;
– коэффициент схемы при включении реле на фазные токи трансформаторов тока;
– коэффициент трансформации трансформатора тока.
Определяем чувствительность защиты:
.
5.1.2 Защита от замыкания на землю обмотки статора
Необходимо определить установки токовой защиты от замыкания на корпус обмотки статора асинхронного электродвигателя, подключенного к сети с изолированной нейтралью. Суммарный емкостной ток сети по условию задания А. Электродвигатель связан с РП линией сечением 70 мм2 длиной 50 м. Реле защиты подключено к ТТНП типа ТЗЛМ.
Емкость фазы статора двигателя определяется по выражению:
Ф,
где: МВА – номинальная полная мощность электродвигателя;
Uном.М3=6 кВ – номинальное напряжение электродвигателя.
Собственный емкостной ток электродвигателя вычисляется по формуле:
А,
Емкостной ток линии, входящей в зону защиты, определяется по выражению:
А,
где: А/км - собственный емкостной ток единицы длины линии ([13] табл. 3);
l=0.05 км – длина линии;
m=1 – число проводов кабелей в фазе линии.
Установившееся значение собственного емкостного тока защищаемого присоединения определяется как сумма емкостных токов электродвигателя и линии от места установки ТТНП до линейных выводов электродвигателя:
А.
Первичный ток срабатывания защиты определяем по выражению:
А,
где: kо=1.3 – коэффициент отстройки, принимаемый равным 1.2¸1.3;
kб=2.5 – коэффициент, учитывающий бросок собственного емкостного тока в момент зажигания дуг. Для реле типа РТЗ-51 kб = 2¸2.5.
Так как полученное значение А оказывается меньше А ([13] табл. 5), защиту приходится загрубить, приняв А. Согласно ПУЭ не требуется проверка чувствительности защиты ЭД от однофазных замыканий на землю. Рекомендуется обеспечивать условие:
5.1.3 Защита от потери питания
Для ЭД неответственных механизмов предусматривается защита минимального напряжения с действием на отключение с выдержкой времени 0.5 – 1.5 с.
Напряжение срабатывания защиты:
В.
При номинальном вторичном напряжении трансформаторов напряжения 100 В: В.
5.1.4. Защита от перегрузки
Ток срабатывания реле МТЗ электродвигателя рассчитывается по выражению:
А,
где: – коэффициент отстройки при действии МТЗ на отключение;
– коэффициент возврата индукционной части реле серии РТ-80.
Принимаем уставку по току А. Тогда кратность отсечки составит , что выполнимо для этих реле.
Выдержка времени МТЗ от перегрузки выбирается из условия надёжного несрабатывания защиты при пуске электродвигателя:
с,
где: с – время пуска для электродвигателя.
Проверка на 10%-ную погрешность производится по методике с помощью кривой предельных кратностей.
Рассчитывается фактическое сопротивление нагрузки на ТА1 при двухфазном КЗ на выводах 6 кВ силового трансформатора, т.е. в зоне действия МТЗ, по выражению:
Ом,
где: Ом – сопротивление проводов от трансформатора тока до реле;
Ом – сопротивление переходных контактов;
Ом – сопротивление реле РТ при уставке реле 7А. Здесь S - потребляемая мощность реле РТ при втянутом якоре и токе срабатывания (по каталогу завода-изготовителя).
Ом - сопротивление дешунтированного реле РТМ, выполняющего роль ЭО.
Максимальная кратность:
Таким образом Ом () больше чем допустимое значение Ом () и следовательно, погрешность трансформатора тока больше 10%. Отсюда погрешность f=66% () ([13] рис.П6.1).
Коэффициент чувствительности реле отсечки после дешунтирования ЭО:
Чувствительность однорелейной отсечки ЭД обеспечивается при реальной погрешности ТТ.
5.2 Выбор вводного QF1(QF2) и секционного QF3 выключателей и расчет их установок
Номинальный ток обмотки НН силового трансформатора Т3 равен:
А.
Этому значению соответствует ток самозапуска:
А,
где: kсзп=2.479 – коэффициент самозапуска линии W5.
С учетом допустимой перегрузки трансформатора максимальный ток нагрузки равен:
А.
Максимальное и минимальное значения тока при трехфазном КЗ за трансформатором в точке К-5, отнесенные к напряжению 0.4 кВ, равны:
кА,
кА.
Ток срабатывания защиты от перегрузки вводного выключателя серии ВА с полупроводниковым расцепителем БПР равен:
А.
Принимаем выключатель ВА53-41 с номинальным током Iном.в=400 А ([13] табл. П.3.1). Выбираем номинальный ток расцепителя:
А,
что соответствует току срабатывания защиты от перегрузки:
А,
Установку по шкале времени принимаем 4 с при токе 6Iном.расц, при которой время срабатывания защиты от перегрузки tс.п в режиме самозапуска при кратности тока 572.501/252=2.27 по характеристике ([13] рис. П.3.1) не превышает 50 с. Таким образом, условие для тяжелых условий пуска (самозапуска) нагрузки выполняется.
Произведем выбор тока срабатывания селективной отсечки вводного выключателя QF1 (QF2) по следующим условиям.
По условию несрабатывания при самозапуске нагрузки:
А.
По условию несрабатывания защиты питающего секцию ввода QF1, при действии АВР секционного выключателя QF3, подключающего к этой секции нагрузку другой секции, потерявшей питание:
А,
где: kо=1.5 – коэффициент отстройки.
Iсзп2=572.501 А – ток самозапуска секции, потерявшей питание и включившейся от АВР.
kн=1.0 – коэффициент, учитывающий увеличение тока двигателей не терявшей питание секции при снижении напряжения вследствие подключения нагрузки другой секции. При небольшой доле двигательной нагрузки равен 1.0.
kз=0.7 – коэффициент загрузки трансформатора.
Принимаем установку по шкале равной 5, что соответствует току срабатывания отсечки.
Чувствительность отсечки при КЗ в точке К-5:
,
где: 1.1 – коэффициент запаса;
– коэффициент разброса срабатывания отсечки по току ([9] табл. 33).
Условие чувствительности выполняется.
Произведем проверку выбранного выключателя о условию электродинамической стойкости при значении kуд=1.7 ([14] табл. 2.45):
кА.
Условие электродинамической стойкости при КЗ выполняется.
Время срабатывания отсечки для QF1 и QF2 устанавливаем 0.3 с, а для QF3 – 0.2 c.
5.3 Расчет защиты блока линия – трансформатор W5-T3.
Исходная схема для выбора установок релейной защиты блока представлена на рис.4.
В данном случае релейная защита на стороне 6.3 кВ может быть выполнена с помощью вторичных реле тока типа РТВ и РТМ так как на РП предусматривается установка выключателей типа ВМПП-6.
Первичный ток срабатывания максимальной токовой защиты МТЗ на Q13 по условию несрабатывания РЗ при включении дополнительной нагрузки устройством АВР (QF3):
По условию обеспечения несрабатывания МТЗ при восстановлении питания действием АВР после безтоковой паузы:
A.
По условию возврата пусковых органов защиты в начальное положение после их срабатывания при отключении внешнего КЗ:
A.
Принимаем А.
Производится согласование МТЗ на Q13 блока W5-T3 с отсечкой автоматического выключателя QF1:
-ток срабатывания автоматического выключателя QF1, приведенный к стороне 6.3 кВ:
А.
А .
где: – коэффициент надежности согласования реле типа РНТ с автоматическим выключателем ВА [13].
