Введение и общие понятия о релейной защите и автоматике. Защита плавкими предохранителями и автоматическими выключателями в электроустановках напряжением до 1 кВ, страница 10

Рекомендуется придерживаться следующей последовательности расчета. Определяется номинальный ток двигателя:

Р_дв

                                                         I_ном.дв =. 3⋅U_ном ⋅η⋅cosϕ

1. В качестве защиты от междуфазных КЗ в обмотке статора применяют токовую отсечку при мощности ЭД меньше 5 МВт или дифференциальную защиту при Р_дв ≥ 5 МВт. Токовую отсечку рекомендуется принимать в двухфазном или трехфазном исполнении (K_сх = 1).

Расчетное значение первичного тока срабатывания токовой отсечки определяется по выражению

                                              Iсз ≥ Kзап ⋅Kп ⋅ Iном.дв, где K_п – кратность пускового тока ЭД; K_зап – коэффициент запаса, принимается равным 1,8–2 для токового дискового реле РТ-80; 1,5– 1,6 для реле РТ-40 и 1,3–1,4 для цифрового реле.

Чувствительность защиты оценивается по формуле

                                                 K_ч = I_к⁽²⁾ I_сз ≥ 2.                                (4.1)

Если чувствительность отсечки недостаточная (меньше 2) или мощность ЭД более 5 МВт, то применяют дифференциальную защиту, при условии, что обмотка этого двигателя имеет выводы со стороны нейтрали.

Ток срабатывания дифференциальной защиты:

                                                  Iсз ≥ Kзап ⋅Iном.дв, где K_зап =1,5–2 для дифференциальных реле типа РНТ-565 и ДЗТ-11;

K_зап = 0,8–1 для РСТ-15 и ^K_зап = 0,5 для цифрового реле.

Чувствительность защиты оценивается по (4.1).

2.  Защита от однофазных замыканий на землю двигателя устанавливается, если суммарный емкостной ток замыкания на землю сети (I_ΣC) превышает 5 А. Она выполняется аналогично защите линии, но в отличии от последней защита ЭД действует на отключение двигателя. Данная защита выполняется на базе реле тока нулевой последовательности типа РТЗ-51 (см. задание № 3).

Ток срабатывания защиты определяется по выражению (3.1), где к величине I_с.л.8 прибавляется значение собственного емкостного тока двигателя, ориентировочно определяемого по следующей формуле:

при  ^U_ном = 6 кВ I_с.дв = 0,017⋅S_дв; при  ^U_ном =10 кВ I_с.дв = 0,03⋅S_дв,

где S_дв = Р_дв(η⋅cosϕ); Р_дв – номинальная мощность ЭД в МВт.

Чувствительность защиты определяется по (3.2), где I_ΣC принять из задания № 3. Если чувствительность окажется недостаточной, то рекомендуется применить направленную защиту с реле ЗЗП-1М.

3.  Защита от перегрузки выполняется с помощью одного реле максимального тока, контролирующего фазный ток двигателя.

Ток срабатывания защиты ЭД от перегрузки определяется по выражению

          Iсз ≥ Kзап ⋅ Iном.двKв , где K_зап = 1,05; K_в = 0,85.

Выдержка времени срабатывания защиты выбирается по условию отстройки от времени пуска двигателя: 

                                               t_сз ≥ (1,3−1,4)t_пуск,

где t_пуск  в задаче принять 6–12 с в зависимости от мощности двигателя.

В цифровых реле, кроме вышеназванных, предусмотрена специальная защита от перегрузки ЭД на основе тепловой модели [4, c. 44].

4.  Защита минимального напряжения (ЗМН) применяется на всех без исключения двигателях. При наличии нескольких двигателей защита выполняется групповой.

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения 

(уставка реле напряжения) принимается равной

                                           Uс.р = (0,5 − 0,6)U2.ном,

где U_2.ном – номинальное напряжение вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения (ТН), равное 100 В.

Выдержка времени срабатывания ЗМН двигателей, на которых самозапуск не предусмотрен принимается равной 1–3 с.

Синхронные двигатели имеют еще защиту от асинхронного хода, которая обычно выполняется в возбудительном устройстве, либо для этой цели используется защита от перегрузки. В последнем случае для исключения отказа при пульсации тока статора эта защита должна иметь выдержку времени при возврате не менее 0,6 с, которую выполняют с помощью реле типа РП-250). При использовании цифровых реле защита от асинхронного хода реагирует на максимальное значение реактивной мощности ЭД:  Q_с.з ≈ 0,5Р_эд.