8.2. Защита от замыканий на землю

Защита электродвигателей мощностью до 2 МВт от однофазных замыканий должна предусматриваться при величине емкостного тока 10 А и более. Ток замыкания на землю складывается из емкостного тока двигателя и емкостного тока кабельной линии.

Емкостный ток фазы электродвигателя определяется по формуле

, (153)

где: ω = 2πf - частота сети; U_ном.д - номинальное напряжение двигателя, В; С_дв – емкость двигателя.

Емкость фазы двигателя (Ф/фаза) для неявнополюсных синхронных и асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором определяется по каталожным данным из справочника или по формуле

,(154)

где S_д.ном – номинальная мощность электродвигателя, МВА; U_ном – номинальное линейное напряжение, кВ,

Емкостный ток кабельной линии, соединяющий двигатель с шинами РП1

, (155)

где: I_с0кл - удельный емкостный ток кабеля; l_л8 – длина кабельной линии Л8.

(156)

где: С_Р – удельная емкость кабеля. Удельный емкостный ток однофазного замыкания на землю для кабеля определяется:

₍₁₅₇₎

Суммарный ток замыкания на землю

₍₁₅₈₎

Защита отстраивается от емкостного тока присоединения при замыкании на землю на других присоединениях:

, (159)

где: К_З = 1,2 – коэффициент запаса; К_б – коэффициент, учитывающий бросок емкостного тока.

К_б = 4-5 – для защиты без выдержки времени; К_б = 1,5-2 – для защиты с временем действия 1- 2с.

8.3. Защита от перегруза

Для защиты двигателя от перегруза принимается максимальная токовая защита с выдержкой времени с использованием токового реле.

Номинальный ток двигателя

. (160)

Выбирается трансформатор тока ТПЛ-10-50-У3-0,5/10Р. Номинальный ток на первичной стороне I_ном.1, номинальный ток на вторичной стороне I_ном.2 = 5 А.. Коэффициент трансформации

. (161)

Выбирается схема включения и К_сх

Определяется ток срабатывания защиты:

(162)

где: К_ОТС = 1,1 – коэффициент отстройки; К_В = 0,9 – коэффициент возврата реле.

Ток срабатывания реле

. (163)

Выбирается реле, определяется сумма уставок и ток уставки.

Выбирается реле с нужным диапазоном токов уставки. Выберем реле РСТ 13-19 , у которого ток срабатывания находится в пределах I_СР.Р = (1.5-6) А.

Сумма уставок ΣQ

. (164)

Выбираются уставки кратные 0,2

Принимаем уставки 0, следовательно .

Ток уставки реле I_уст

. (165)

Время срабатывания защиты отстраивается от времени пуска

₍₁₆₆₎

где: t_пуск– время самозапуска двигателя.

8.4. Защита от минимального напряжения

Защита выполняется двухступенчатой. Первая ступень предназначена для облегчения самозапуска ответственных двигателей, вторая – для отключения части электродвигателей ответственных механизмов, самозапуск которых недопустим по условиям технологического процесса или по условиям безопасности. Напряжение срабатывания первой ступени защиты двигателя при понижении напряжения выбирается таким, чтобы обеспечивался замозапуск других более ответственных двигателей, т.е. 60-70% от U_ном. Напряжение срабатывания второй ступени – 50% от U_ном.

Для питания реле минимального напряжения используются трансформаторы напряжения, которые устанавливают в распределительных пунктах для контроля и учета электроэнергии. Выбирается трансформатор напряжения. Выбираем трансформатор напряжения типа ЗНОЛ.06-10УЗ

Коэффициент трансформации

, (167)

где: U_2.ном. = 100 В – номинальное вторичное напряжение трансформатора.

Определяется напряжение срабатывания первой ступени

, (168)

где: U_{min раб} = 0,7 U_ном. – минимальное напряжение на шинах, которое не вредит технологическому процессу; К_В – коэффициент возврата статического реле РСН 16; К_ОТС – коэффициент отстройки.

Определяется напряжение срабатывания реле первой ступени

(169)

Принимается к установке реле РСН, определяется сумма уставок.

Принимаем к установке реле РСН 16/28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах U_СР.Р = (40-200) В

(170)

Выбираются уставки кратные 0,2

Принимаем уставки 0.4, следовательно .

Напряжение уставки реле первой ступени

. (171)

Время срабатывания первой ступени защиты минимального напряжения принимается равным t_CЗ¹= 0,5 с.

Аналогично рассчитывается вторая ступень. Реле второй ступени включается во вторичную цепь того же трансформатора напряжения, что и реле первой ступени.

Напряжение срабатывания второй ступени защиты

(172)

Напряжение срабатывания реле второй ступени

(173)

Принимается к установке реле РСН, определяется сумма уставок и напряжение уставки реле второй ступени.

Принимаем к установке реле РСН 16/28, у которого напряжение срабатывания находится в пределах U_СР.Р = (40-200) В

(174)

Выбираются уставки кратные 0,2

Принимаем уставки 0, следовательно .

. (175)

Время срабатывания второй ступени защиты минимального напряжения принимается равным t_CЗ¹¹= 10 с с помощью реле времени РВ-01.