1   2   3   4
Ім'я файлу: Ступаченко 44 варіант.docx
Розширення: docx
Розмір: 1300кб.
Дата: 09.07.2020
скачати
Пов'язані файли:
Супаченко 44 варіант схема.docx

5.2.5. Методика розрахунку уставок захисту від однофазних замикань на землю.

Часто при виконанні захисту від ОЗЗ в мережах з ізольованою нейтраллю захист виконується за методикою відбудови від власного ємнісного струму захищається при-з'єднання. В залежності від значення сумарного струму ОЗЗ може виконуватися з дії-го на сигналізацію (при струмах менших, ніж необхідні «ПУЕ», див. вище) або відключення пошкодженого електродвигуна [1]. Принцип роботи захисту пояснюється на малюнку 12.



Захистів двигунів від замикань на землю

Рисунок 12 - Схема фрагмента мережі з ізольованою нейтраллю з ОЗЗ.

В кабельної лінії 4 виникло ОЗЗ. Після встановлення перехідного процесу, пов'язаного з перезарядити ємностей мережі, весь сумарний ємнісний струм двох непошкоджених фаз цієї мережі буде протікати в точку ОЗЗ. Тобто через всі приєднання мережі, де немає ОЗЗ, буде протікати свій власний ємнісний струм захищаються приєднань в правлінні місця ОЗЗ. Методика відбудови від власного ємнісного струму захищається приєднання полягає у відбудові спрацьовування захистів від ОЗЗ від значення цього струму.

Для підвищення чутливості – захист, як правило, виконується з витримкою часу 0,1 с. Затримку за часом спрацьовування захисту від ОЗЗ рекомендується встановлювати нульовою, у крайніх випадках при необхідності відбудови від перехідних процесів витримка часу ОЗЗ може бути прийнята 0,1 с. При застосуванні затримки на срабатыва-ня ОЗЗ потрібне використання захисту від подвійних замикань на землю (друга ступінь), що працює без витримки часу.

Параметр спрацьовування захисту по струму електродвигуна від ОЗЗ визначається з формули:



де – коефіцієнт відбудування захисту від ОЗЗ для блоків БМРЗ (для електромеханічних технічних реле коефіцієнт відбудування захисту брали );

– коефіцієнт повернення захистів для блоків БМРЗ;

– коефіцієнт кидка ємнісного струму, обумовленого перезарядити ємностей електроної мережі при ОЗЗ. В даному випадку цей коефіцієнт, що показує ослаблення кидка апериодической складової ємнісного струму цифровими фільтрами терміналу.

Для блоків БМРЗ коефіцієнт кидка ємнісного струму захисту від ОЗЗ приймається (для електромеханічних і статичних реле коефіцієнт кидка ємнісного струму приймають );

– ємнісний струм захищається електродвигуна, А;(0,22)

– ємнісний струм кабельної лінії, що з'єднує електродвигун з осередком, А.(0,10)

У деяких мережах з ізольованою нейтраллю струм ОЗЗ малі. Тому, при недостатній чутливості ненаправленою струмового захисту – застосовують спрямований в струмовий захист від ОЗЗ. Струм спрацьовування спрямованої струмового захисту від ОЗЗ у мережі з ізольованою нейтраллю визначають за формулою , але кбр приймають рівним одиниці, і це дозволяє в два рази підвищити чутливість захисту.

Значення ємності статорної обмотки електродвигуна приймається за даними, якщо відповідне значення в них наведено.

5.2.6. Розрахунок уставок захисту від подвійних замикань на землю.

Захист необхідна у разі використання захисту від однофазних замикань на землю, що працює з витримкою часу для відбудови від перехідних процесів.

Захист працює без витримки часу і повинна виконуватися з параметрами спрацьовування по струму 50 – 200 А [1].

Струм спрацьовування захисту повинен бути відбудований від максимального значення струму не-балансу , відповідного пускового струму електродвигуна. У мережах з резистивним заземленням нейтралі через високоомний резистор струми зворотної послідовності перетворенням-вуються в струми нульової послідовності.

Параметр спрацьовування захисту по струму визначається з формули:



де - коефіцієнт відбудови;

- коефіцієнт, що показує допустиме значення струмів нульової , обумовлених резистивним заземленням нейтралі при несиметрії напруги живильної мережі і розкидом індуктивних опорів фазних обмоток електродвигуна (для мереж з ізольованою нейтраллю приймають );

- пусковий струм електродвигуна, А;

- коефіцієнт пуску;

- номінальний струм електродвигуна, А.

Спрямована струмовий захист від однофазних замикань на землю.

Спрямована струмовий захист від ОЗЗ може застосовуватися для виконання селектив-ності в мережах і як додатковий спосіб підвищення чутливості захисту в мережах з ізольованою або резистивно-заземленою нейтраллю.

Застосування спрямованої захисту в мережах з ізольованою нейтраллю необхідно лише у випадках, коли власний ємнісний струм захищається приєднання ( ) більше або порівнянний з сумарним значенням струму ОЗЗ мережі (1)∑.

Необхідною умовою застосування спрямованої захисту є забезпечення сумарного струму при ОЗЗ на закритому приєднання – не менше 40 % від номінального струму трансформатора струму нульової послідовності (кутова похибка ТТНП не перевищує 36.



Малюнок 13 - Залежність струмового fi і кутової похибки δ некомпенсованого ТТ від кратності протікаємого первинного струму I1 до номінального струму ТТНП І1Н

Спрямована захист від ОЗЗ застосовується в мережах з ізольованою нейтраллю і резистивним заземленням нейтралі.

Захист від неповнофазного режиму роботи електродвигуна

Вимоги ПУЕ до захисту двигунів від неповнофазних режимів роботи

Неполнофазый режим роботи трифазних електродвигунів призводить до недопусти-мому розігріву зубців ротора, пазових клинів і бандажних кілець.

Згідно вимог ПУЕ» [1] для електродвигунів, які захищаються від то-ків КЗ запобіжниками, які не мають допоміжних контактів для сигналізації про їх перегорання, повинна передбачатися захист від перевантаження в двох фазах. Проте зважаючи на можливості обриву фази на лінії зовнішнього електропостачання рекомендується застосовувати захист від неповнофазного режиму для всіх двигунів.

Виконання захисту від неповнофазного режиму на базі блоків БМРЗ і її вибір уставок. Струм у кожній з двох робочих фаз при неполнофазном режимі роботи електродвигуна становить:



При роботі електродвигуна в неполнофазном режимі значення струмів прямої і зворотної послідовності рівні.

Захист спрацьовує при виконанні двох умов:

- перевищення струму, споживаного електродвигуном у двох фазах значення 1,6 ;

- значення струму зворотної послідовності перевищує 0,3 від значення струму прямої послідовності.

Час спрацьовування захисту на відключення електродвигуна вибирається з діапазону-зона 0,5 – 1 с і відбудовується від часу ліквідації неповнофазного режиму системами автоматики зовнішнього електропостачання.

На основі принципу захисту від неповнофазного режиму виконана діагностика це-лостности вторинних струмових ланцюгів трансформаторів струму. Якщо значення струму зворотної послідовності перевищує 0,3 від значення струму прямої послідовності, а значення фазних струмів електродвигуна не перевищує значення 1,6 – це ознака порушення вторинних струмових ланцюгів трансформаторів струму.

5.2.7. Захист електродвигунів від перевантажень.

Вимоги ПУЕ до захисту електродвигунів від перевантажень

Захист від перевантаження повинна передбачатися на електродвигунах:

− схильних до перевантаження з технологічних причин;

− з особливо важкими умовами пуску і самозапуску (тривалість прямого пуску безпосередньо від мережі 20 с і більше);

− перевантаження яких можлива при надмірному збільшенні тривалості пускового періоду внаслідок пониження напруги в мережі.

Захист від перевантаження слід передбачати в одній фазі з залежною або незалежсімою від струму витримкою часу, відбудованої від тривалості пуску електродвигуна в нормальних умовах і самозапуску після дії АВР і АПВ. Витримка часу захисту від перевантаження синхронних електродвигунів щоб уникнути зайвих спрацьовувань при тривалій форсировке збудження повинна бути по можливості близькою до найбільшої допустимої по тепловій характеристиці електродвигуна.

На електродвигунах, схильних до перевантаження з технологічних причин, захист, як правило, повинна виконуватися з дією на сигнал і автоматичне розвантаження механізму.

Дія захисту на відключення електродвигуна допускається:

− на електродвигунах механізмів, для яких відсутня можливість своєчасно-менной розвантаження без зупинки, або на електродвигунах, що працюють без постійного чергування персоналу;

− на електродвигунах механізмів з важкими умовами запуску або самозапуску. Для електродвигунів, які захищаються від струмів КЗ запобіжниками, не мають допоміжних контактів для сигналізації про їх перегорання, повинна преду-сматриваться захист від перевантаження в двох фазах.

На електродвигунах, що мають примусову вентиляцію слід встановлювати захист , що діє на сигнал і на відключення електродвигуна при підвищенні температури або припинення дії вентиляції.

Виконання захисту двигунів від перевантажень на базі блоків БМРЗ.

У блоках БМРЗ передбачено два варіанти виконання захисту двигуна від пере-наванта жень: у вигляді захисту від симетричних перевантажень і у вигляді теплової захисту.

До достоїнств захисту від симетричних перевантажень, виконуваної за максимально-го фазному струму, слід віднести її простоту і простий спосіб розрахунку уставок. До недолі-ки даній захисту слід віднести відсутність обліку температури навколишнього середовища і тем-ператури статорної обмотки від раніше отриманого теплового імпульсу.

Виконання захисту у вигляді теплової моделі складніше, для розрахунку уставок може вимагатися запит у виробників двигунів додаткових даних. Переваг та-кого виконання захисту є врахування попереднього нагріву і охолодження двигуна, можливість врахування температури навколишнього середовища (охолоджувача). При наявності в терміналі входу для датчика вимірювання температури навколишнього середовища рекомендується використання такого датчика . Датчик необхідно встановити в умовах навколишнього середовища аналогічних тим, в яких встановлений двигун. До недоліків теплової моделі можна віднести відсутність точної можливості врахування похибки вимірювання, відсутня узагальнений досвід її застосування, існуючі теплові моделі не враховують окремі індивідуальні особливості деталей електричних машин.

Рекомендується застосування захисту від симетричних перевантажень з дією на відключення, а дія захисту на базі теплової моделі рекомендується на сигналізацію. Рішення про дію теплового захисту на відключення повинно прийматися спільно з технологічним персоналом і затверджуватися головним інженером. При прийнятті рішення повинні бути зіставлені розміри матеріального збитку при пошкодженні електродвигуна внаслідок його неотключения і матеріальний збиток технологічного процесу внаслідок неправильного відключення електродвигуна.

5.2.8. Методика выбора уставок защиты от затянутого пуска.

Захист від затягнутого пуску і блокування ротора є допоміжним елемен-том теплового захисту і здійснює резервування захисту від симетричних перевантажень.

Уставка за часом захисту від затягнутого пуску tп повинна бути відбудована від максимального часу пуску (самозапуску) електродвигуна з урахуванням збільшення часу пуску з-за можливого зниження напруги на 10 % (див. [11]).

Уставка по струму захисту від затягнутого пуску і блокування вибирається менше пускового струму електродвигуна, але не більше максимального струму перевантаження двигуна. Наприклад, для двигуна з кратністю пускового струму 7 ; і максимальним струмом перевантаження 1,5 ⋅ I ном. дв , значення уставки може бути вибрано рівним 5 ⋅ ;.

5.2.9. Методика розрахунку уставок теплової захисту електродвигунів.

Теплова захист електродвигуна призначена для запобігання пошкодження ізоляції електродвигуна внаслідок теплового дії струмів обумовлених сім-метричными і несиметричними перевантаженнями, (блокування ротора, тривалим пуском самозапусками, обривів фаз живлячої мережі і т. д.). Тепловий захист базується на тепло-вої моделі двигуна, яка дозволяє оцінити перегрів двигуна опосередковано - за значенням і тривалості протікання струму в обмотках статора.

Часто у високовольтних електродвигунах встановлюються датчики вимірювання тем-ператури в обмотки і активне залізо статора. Таким чином, забезпечується тепловий захист електродвигуна на базі безпосереднього вимірювання температури. Слід зазначити, що така міра захисту, ефективна для низьковольтних електродвигунів, часто виявляється менш ефективною для високовольтних зважаючи великої товщини ізоляції та мас-си заліза а, отже, і набагато більших постійних часу нагрівання й охолодження. З цієї причини для захисту двигуна від перегріву слід рекомендувати використання теплової захисту на базі теплової моделі двигуна.

Оскільки при нагріванні двигуна критичною величиною є температура, яку може витримати його ізоляція, очевидно, що при коливаннях температури навколишнього середовища двигун може допускати більшу або меншу величину і тривалість перевантаження .

Для більш повного використання перевантажувальних здібностей двигуна рекомендується, що при наявності в терміналі можливості підключення датчика температури навколишнього середовища, використання такого датчика. Зазначимо, що ГОСТ Р 52776-2007 [11] допускає збільшення гранично допустимого значення перегріву не більше ніж на 40С (при тем-пературе навколишнього середовища 0-С, залежить від класу ізоляції.

Вимагається визначити параметри теплового захисту АД серії А4 Дані для розрахунку: BAO2-560LВ4

Потужність на валу двигуна: Рном.дв= 1000кВт

Номінальний струм двигуна: I ном. дв= А

Напруга: U ном. дв =6 кВ

Кратність пускового струму: =5,5

Кратність пускового моменту 1,9

Номінальна швидкість обертання двигуна: ωном 1500 об/хв

ВА відповідає вимогам ГОСТ Р 52776-2007. Пуск АД прямій від напруги живильної мережі. Час пуску (за проектом): tп =10с.

Охолодження обмоток статора – непряме. Вентилятор охолодження закріплений на валу двигуна.

Клас ізоляції двигуна: F з використанням по класу Ст.

Визначаємо первинний струм спрацьовування першого ступеня захисту від симетричних перевантажень:



Час спрацювання першої ступені максимального струмового захисту приймаємо t=0,1 за умовою відбудування від тривалості кидка пускового струму АД. Це необхідно для виключення неправильно дії захисту при підживленні двигунами КЗ на шинах або приєднання живильної мережі.

Друга ступінь захисту виконується з інверсної характеристикою і працює з дією на відключення електродвигуна. Пуск захисту виконується при кратності струму. Первинний струм пуску другої ступені захисту складе



Третю сходинку захисту виконуємо з незалежною характеристикою з дією на сигналізацію. Первинний струм спрацювання третьої ступені максимальної струмового захисту електродвигуна визначаємо за формулою



АД не піддається технологічним перевантаженням, а розрахунковий час пуску АД становить =5. З цих міркувань вибираємо час спрацювання третьої ступені захисту на сигналізацію t=10c .

5.2.10. Асинхронний режим в енергосистемі.

При різкому зниженні напруги через КЗ на суміжних ЛЕП, що живлять підстанцію, вузол навантаження з СД може втратити стійкість і перейти в небезпечний асинхронний режим з порушенням. Виникаючий при цьому режим схожий з асинхронним режимом энергосис-темі.

Асинхронний режим в енергосистемі характеризується наступними процесами:

1) має місце періодичне зміна кута між несинхронными ЕРС частин системи від 0 до 360 з частотою ковзання;

2) спостерігаються періодичні коливання напруги, показані на малюнку 26.



Малюнок 26 - Топографічна діаграма хитань напруги вздовж ЛЕП при асинхронному режимі



Рисунок - Типова схема підстанції 110(220) кВ з асинхронним навантаженням.

На малюнку по горизонтальній осі 1 - 2 в масштабі відкладено опір X 1 +X Л + X ЕЕС 2 (для енергосистем нескінченної потужності - довжина ЛЕП), на кінцях якої розташовані ЕЭЭС1 і ЕЭЭС 2 . Умовно приймаємо, що вектор ЕЭЭС1 не-рухливий, а ЕЭЭС 2 обертається з частотою ковзання, тому початок вектора ЕЭЭС 2 окружність. З'єднуємо верхню і нижню точки цього кола, а також її центр (точка 2) з пунктом 3 прямими лініями. Пряма 2 - 3 є геометричним мо-стом центрів кіл, на яких розташовані початку векторів напруг вздовж ЛЕП. Наприклад, в точці А лінії електропередачі напруга буде періодично змінюватися відповідно до положення векторів аА, bА, сА, dA, у точці в векторів еВ, fB, gB, hB. В точці ЭЦК (електричний центр хитань) напруга періодично стає рівним нулю.



Рисунок - Характеристика потужності асинхронного двигуна при відключенні близького трифазного КЗ.

6. Опис взаємодії захистів

При міжфазному к.з. у лінії спрацьовує І ступінь ступінчатого струмового захисту лінії - струмове відсічка без витримки часу і відключає вимикач Q1. При відмовленні струмового відсічки з витримкою часу 1,4 секунди спрацьовує третя ступінь - максимальний струмовий захист лінії і також на відключення вимикача Q1.

Найбільш розповсюдженим видом к.з. у лініях є однофазне к.з. Воно складає 83 % від усіх видів к.з. у мережах. При виникненні такого ушкодження спрацьовує спочатку перша ступінь східчастого струмового захисту лінії нульової послідовності - струмове відсічення нульової послідовності, а у випадку її відмовлення спрацьовує друга ступінь - максимальним струмовий захист нульової послідовності. Витримка часу другої ступіні складає 0,1-0,2 сек.

Найбільш ймовірним видом ушкодження в трансформаторі є виткові замикання в одній фазі. При малому числі витків, що замкнулися, струм в ушкодженій фазі з боку живлення може виявитися менше Iном, а напруга на виводах не зміниться. При цьому без витримки часу на відключення вимикачів Q2 і Q3 повинен спрацювати газовий захист трансформатора.

При відмовленні газового захисту кількість витків, що замкнулися, збільшиться спрацює диференціальний струмовий захист трансформатора і без витримки часу відключить вимикачі Q2 і Q3.

Перераховані вище захисти трансформаторів резервує МСЗ трансформатора і МСЗ лінії. При відмовленні ДЗТ повинна спрацювати І ступінь східчастого струмового захисту лінії на відключення вимикача Q1 чи з витримкою часу 1,1 сек. МСЗ трансформатора на відключення вимикачів Q2 і Q3. В останньому випадку МСЗ лінії повернеться у вихідне положення за рахунок більшої витримки часу.

При к.з. на шинах 10 кВ, що не мають спеціального захисту, приходить у дію МСЗ трансформатора і відключає вимикач Q3.

При к.з. на приєднаннях, що відходять, струм к.з. проходить по всіх ділянках мережі, розташованим між джерелом живлення і місцем к.з. При цьому опрацьовує МСЗ лінії, МСЗ трансформатора і МСЗ на приєднанні, що відходить. При нормальній роботі захистів за умовою селективності повинний відключитися вимикач на ушкодженому приєднанні. Інші захисти повернуться в початкове положення. Резервування МСЗ приєднання виконують МСЗ трансформатора і МСЗ лінії.


Висновки

У результаті роботи спроектовано захист блоку трансформатор-двигун. Розраховані уставки реле струму та напруги, які використовуються у захистах.

При розрахунку захисту використовувався принцип селективності. Для цього приймалась ступінь селективності Δt=0,3 с.

Увесь захист було перевірено на чутливість. При цьому коефіцієнт чутливості для захисту є більше найбільш допустимого Кч≥1,5.

Були обрані наступні типи захистів:

– диференціальний захист трансформатора, виконаний на реле ДЗТ– 20.– максимальний струмовий захист трансформатора, виконаний реле РС40М-0,5/4 і встановлений на стороні ВН з уставкою спрацьовування А, а час спрацьовування 1,1 сек. З пуском за напругою на реле типу НЛ-1, та філтр реле РСТ-13-1;

– максимальний струмовий захист трансформатора від перевантаження, виконаний реле РС40М-10 з уставкою спрацьовування 2-15,5 А;

– газовий захист трансформатора виконаний реле РГ-43.




Література

  1. Чернобровов Н.В. Релейная защита. Учебное пособие для техникумов. Изд.5-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1974. – 680 с.: ил.

  2. Шабад М.А.Защита трансформаторов распределительних сетей . Изд. 2-е, перераб. и доп. Л., «Энергоиздат», 1981.

  3. Засыпкин А.С. Релейная защита трансформаторов.- М Энергоатомиздат, 1989, 240с

  4. Руководящие указания по релейной защите. Вып.13Б Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110 – 500 кВ: Расчеты. – М.: Энергоатомиздат, 1985, - 96 с., ил.

  5. Руководящие указания по релейной защите. Вып.13А Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110 – 500 кВ: Схемы. – М.: Энергоатомиздат, 1985, - 112 с., ил.

  6. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Изд. 2-е, перераб. и доп. Л., «Энергия», 1976.

  7. Правила улаштування електроустановок . –Министерство енергетики та вугільної промисловості.: 2017. – 760 с.:

1   2   3   4

скачати

© Усі права захищені
написати до нас