Релейная защита. Курсовая работа. Курсовой проект по дисциплине Микропроцессорные устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики

• Название: Курсовой проект по дисциплине Микропроцессорные устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики
• Анкор: Релейная защита
• Дата: 05.05.2023
• Размер: 1.98 Mb.
• Имя файла: Курсовая работа.docx
• Тип: Курсовой проект; #1110382
• страница: 8 из 8

4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ УСТРОЙСТВА АВР СЕКЦИОННОГО ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ QB

<sub>Напряжение срабатывания минимального пускового органа устройства АВР







В качестве напряжения срабатывания минимального пускового органа устройства АВР выбирается меньшее значение</sub>



Выбираем выдержку времени



Ток срабатывания минимального реле тока, включенного на ток трансформатора Т1. Такое реле предусматривается в пусковом органе для предотвращения ложного срабатывания устройства АВР при неисправностях трансформатора напряжения (ТН).

Ток срабатывания реле:



Напряжение срабатывания максимального реле напряжения, контролирующего наличие напряжения на резервном источнике





_{Продолжительность воздействия на включение секционного выключателя QB}

5 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

На асинхронных электродвигателях напряжением выше 1000 В устанавливают защиту от следующих видов повреждений и ненормальных режимов: 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 ЭД, она действует на отключение ЭД.

5.1 Защита от междуфазных КЗ

Согласно ПУЭ [1] для ЭД мощностью менее 2 МВт должна быть обязательно предусмотрена однорелейная токовая отсечка, защищающая от многофазных замыканий.

В устройствах «Сириус – Д» предусмотрено необходимое количество цифровых реле максимального тока для каждой фазы, поэтому применение предусмотренной в ПУЭ [1] отсечки в виде однорелейной схемы нецелесообразно.

5.1.1 Токовая отсечка без выдержки времени

_{Номинальный ток ЭД}



По номинальному току ЭД выбираем ТТ типа ТОЛ-СЭЩ-10-200/5 с коэффициентом трансформации KI=200/5.

<sub>При кратности тока 17 и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 0,5 Ом ТТ этого типа имеет погрешность не более 10 %. Указанная кратность тока соответствует току в первичной обмотке 3400 А (17·200 А).

Для оценки пригодности выбранного ТТ по погрешности, соответствующей предельной кратности тока необходимо знать максимальный бросок пускового тока ЭД.

Максимальный бросок пускового тока с учетом апериодической составляющей</sub>



Уставку срабатывания ТО I_ТО следует выбирать такой, чтобы выполнялось соотношение



Выбираем уставку срабатывания алгоритма ТО равной



Проверим выбранный ТТ на соблюдение требования, установленного в п. 3.2.29 ПУЭ [1]



Выбранный ТТ соответствует требованиям, изложенным в ПУЭ [1].

Коэффициент чувствительности защиты





Поскольку коэффициент чувствительности ТО больше 2, нет необходимости применять дополнительно дифференциальную защиту для защиты данного ЭД от междуфазных КЗ.

Защита от междуфазных КЗ работает без выдержки времени, как и ТО.

5.1.2 Защита от однофазных замыканий обмотки статора на землю

Для контроля тока I₀ в схемах защиты используют специальные ТТ нулевой последовательности – ТТНП.

<sub>В схеме применен ТТНП типа ТЗР, имеющий коэффициент трансформации

Определим емкостный ток защищаемого ЭД для оценки полученных результатов двумя способами.

Для асинхронного ЭД с номинальным напряжением 6 кВ</sub>





Более точно емкостный ток ЭД можно определить по формуле





Сравнивая результаты, вычислений по первому и второму способам, видим, что они совпадают.

Емкостный ток кабельной линии W4, соединяющей ЭД с ячейкой



Уставку срабатывания защиты ЭД от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ) по току нулевой последовательности, определяем по соотношению



Суммарный емкостный ток линий



Коэффициент чувствительности защиты от ОЗЗ по току нулевой последовательности



Ток во вторичной обмотке ТТНП, к которой подключены входные цепи цифровых устройств защиты, определяем по формуле



Для повышения стабильности срабатывания защиты принимаем выдержку времени первой ступени защиты от замыканий на землю равной 0,1 с.

5.1.3 Защита от перегрузки

Для защиты ЭД от перегрузки в цифровых устройствах релейной защиты используют третью ступень МТЗ, обеспечивающую контроль тока в двух или трех фазах.

Рассчитаем ток срабатывания первой ступени защиты (первичные значения), который должен быть отстроен от пускового тока ЭД



Для отстройки от бросков пускового тока электродвигателя принимаем



<sub>При таком значении выдержки времени будет исключено неправильное действие защиты при подпитке точки КЗ на шинах или присоединениях питающей сети.

Вторая ступень рассматриваемой защиты имеет инверсную характеристику и действует на отключение электродвигателя.

Время срабатывания защиты определяем по формуле, учитывающей тепловую постоянную времени А охлаждения статора защищаемого ЭД



Тепловую постоянную времени А охлаждения статора защищаемого ЭД найдем по формуле</sub>



Эта формула позволяет оценить минимально допустимое значение постоянной времени охлаждения статора в тех случаях, когда известны значения кратности тока и допустимого времени работы ЭД при этой кратности тока.

<sub>Серийные двигатели общего назначения отечественного производства изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52776‒2007 (введен 1 января 2008 г.), согласно которым трехфазные двигатели переменного тока мощностью не менее 0,55 кВт с косвенным охлаждением обмоток статора должны выдерживать ток, равный 1,5 номинального тока, в течение 2 мин.

Серийные двигатели общего назначения отечественного производства, изготовленные до 1 июля 2010 г., как правило, соответствуют требованиям ГОСТ 183‒74 [12]. В ГОСТ 183‒74 также указано приведенное выше требование.</sub>

Это позволяет определить постоянную времени А



_{В зависимости от типа и мощности защищаемого ЭД значение А может находиться в диапазоне от 60 до 300 с.}

Время срабатывания защиты



Ток срабатывания второй ступени защиты от симметричных перегрузок определяем по формуле:



<sub>Третья ступень защиты имеет независимую характеристику срабатывания и действует на сигнализацию, т.е. рассчитана для применения на объектах с дежурным персоналом.

Ток срабатывания третьей ступени находим по формуле</sub>



Если двигатель работает без технологических перегрузок, то время срабатывания этой ступени выбирают от 10 до 20 с, но обязательно больше, чем время пуска ЭД.

Если же для приводимого электродвигателем механизма характерно наличие технологических перегрузок, то время срабатывания этой ступени выбирают таким, чтобы оно превышало время технологической перегрузки. Но и в этом случае оно не может быть меньше времени пуска электродвигателя.

Принимаем время срабатывания третьей ступени равным

5.1.4 Защита минимального напряжения

Защита минимального напряжения (ЗМН) обеспечивает отключение электродвигателей неответственных механизмов.

Отключение таких ЭД необходимо для обеспечения самозапуска ЭД ответственных механизмов и создания условий для быстрого восстановления напряжения после отключения КЗ.

Выдержки времени ЗМН выбирают в диапазоне от 0,5 до 1,5 с, т.е. больше времени действия быстродействующих защит от многофазных КЗ. Уставку ЗМН по напряжению выбирают, как правило, не выше 70% номинального напряжения.

Вторая ступень алгоритма ЗМН предназначена для отключения всех электродвигателей при длительном исчезновении напряжения по условиям технологического процесса и техники безопасности.

Напряжение срабатывания второй ступени выбирают из диапазона



<sub>Уставка по времени срабатывания защиты выбирается в зависимости от скорости затормаживания основных АД, что позволяет осуществить последовательный запуск механизмов при невозможности их одновременного пуска.

Если присоединенные массы на валу АД значительны и электродвигатели затормаживаются медленно, то время срабатывания защиты выбирают из диапазона</sub>



Если электродвигатели затормаживаются быстро, то уставку защиты по времени выбирают менее 6 с.

Уставку по времени срабатывания защиты принимаем 6 с.

6 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

Рисунок 6.1 – Тормозная характеристика дифференциальной защиты трансформатора Т1




Рисунок 6.2 – Схема подключения Sepam Т87




Рисунок 6.3 – Схема подключения БМРЗ-101-Д-КЛ-01





Рисунок 6.4 – Схема подключения внешних цепей к устройству «Сириус-Д»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Правила устройства электроустановок. 7 изд. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2015.
   
2. 
   Скрипко В. К. Выбор электрооборудования и релейной защиты внутризаводского электроснабжения промышленных предприятий: Учебное пособие. – Омск: ОмГТУ, 2000 г. – 80 с.
   
3. 
   Справочник по проектированию электрических сетей / Под редакцией Д.Л. Файбисовича. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2009.
   
4. 
   Справочник по проектированию электроснабжения./Под ред. Ю.Г.Барыбина и др.-М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.
   
5. 
   Руководящие указания по релейной защите. Вып.12. Токовая защита нулевой последовательности от замыканий на землю линий 110-500 кВ. Расчеты. – М.: Энергия, 1980. – 88 с.
   
6. 
   Захаров О.Г. Цифровые устройства релейной защиты электродвигателей. Алгоритмы и уставки (Часть 1). – М.: НТФ «Энергопрогресс», 2012. – 82 с.
   
7. 
   Захаров О.Г. Цифровые устройства релейной защиты электродвигателей. Алгоритмы и уставки (Часть 2). – М.: НТФ «Энергопрогресс», 2013. – 82 с.
   
8. 
    Техническая коллекция SchneiderElectric «Методика расчета уставок дифференциальной защиты трансформаторов (Sepam T87). Выпуск № 9», - ПЭИпк, 2007 г.
   
9. 
   Защита электрических сетей. Sepam серии 80. Установка, применение, ввод в эксплуатацию и обслуживание. Руководство по эксплуатации. 2005 г.
   
10. 
    Блок микропроцессорный релейной защиты БМРЗ-101-Д-КЛ-01. Руководство по эксплуатации (Часть 2). ДИВГ.648228.014 - 00.01 РЭ1 // НТЦ «Механотроника», СПб, 2014 г.
    
11. 
    ЗАО «Радиус Автоматика». Микропроцессорное устройство защиты электродвигателя «Сириус – Д». Руководство по эксплуатации, паспорт. – М, 2005 г.