Розрахунок захисту електродвигуна потужністю 800 (кВт)

Опубликовано 20.11.2018 автором discocsid

Здрастуйте, дорогі читачі сайту «Нотатки електрика».

Після прочитання сьогоднішній статті Ви навчитеся самостійно робити розрахунок захисту електродвигуна потужністю 800 (кВт).

Розповім невеличку передісторію.

У нас на розподільчій підстанції напругою 10 (кВ), що складається з двох збірних секцій шин, харчуються електродвигуни восьми димососів (вентиляторів) для потреб газоочистки. Останнім часом мені все частіше стали передавати зауваження важкого пуску цих двигунів, тобто двигуни не запускалися відразу і вимикалися під час пуску від струмового відсічення.

Дані зауваження звичайно ж не можна залишати без уваги.

І перше, що ми зробили, це перевірили уставки релейного захисту на самих «проблемних» димососах. Скажу відразу, що відхилень по уставкам не було, та власне й не здивувало, тому що ми вчасно за графіком ППР проводимо перевірку релейного захисту по всіх підстанцій підприємства.

Далі мені в голову прийшла думка перерахувати уставки релейного захисту цих димососів. Т. до. все димососи були однією потужністю 800 (кВт), то розрахунок захисту зводився до мінімуму — провести розрахунок захисту одного електродвигуна потужністю 800 (кВт) і порівняти отримані значення з діючими уставками. До речі, двигуни асинхронні, просто забув згадати вище.

Отже поїхали…

Розрахунок захисту електродвигуна 800 (кВт)

Перейду відразу до практики. Зателефонувавши електрику газоочистки, я запитав у нього технічні дані електродвигунів димососів (вентиляторів):

встановлена потужність двигуна — 800 (кВт)
максимальний робочий (номінальний) струм двигуна — 58 (А)
пусковий коефіцієнт — 6,5

Інші дані були у таблиці уставок та іншої технічної документації.

Це:

трансформатор струму з коефіцієнтом трансформації 150/5
схема з’єднання трансформаторів струму — на різницю струмів двох фаз (схема додається, див. нижче)

Схема з’єднання трансформаторів струму (на різницю струмів):

На схемі я вказав, де встановлені реле струмової відсічки, максимального струмового захисту від перевантаження і реле земляний захисту.

У комірці встановлено 2 трансформатори струму типу ТОЛ-10 з коефіцієнтом 150/5. Обидва трансформатора — двухобмоточные.

Перша обмотка (за схемою Т-1) використовується для ланцюгів релейного захисту і зібрана за схемою на різницю струмів двох фаз. Друга обмотка (за схемою Т-2) використовується для ланцюгів вимірювання та обліку електроенергії (електролічильники, амперметри) і зібрана за схемою неповна зірка.

1. Струмова відсічка (ТО)

Струм спрацьовування струмової відсічки (ТО) від міжфазних коротких замикань можна розрахувати двома способами.

Перший спосіб полягає в розрахунку пускового струму електродвигуна димососа при повному напрузі живильної мережі.

У другому способі необхідно провести розрахунок кидка струму в перший момент короткого замикання в мережі.

Переважніше є перший спосіб. Тому за нього я і проведу розрахунок захисту електродвигуна.

Струмова відсічка у нас виконана на струмових реле РТ-40 через проміжне реле KL-1 (РП-23), яке уповільнює дію захисту на 0,04 — 0,06 (сек.) при виникненні апериодической складової пускового струму. Тому в розрахунках коефіцієнт апериодической складової ми не враховуємо.

Знайдемо пусковий струм для електродвигуна при пуску від повного напруги мережі:

Знайдемо первинний струм спрацьовування захисту:

Коефіцієнт надійності зазвичай приймається рівним 1,2. Коефіцієнт повернення реле дивимося за протоколами перевірки релейного захисту. Він дорівнює 0,85. Підставляємо у формулу наші дані й одержуємо:

Знайдемо вторинний струм спрацьовування захисту:

У нашому випадку схема з’єднання трансформаторів струму виконана на різницю струмів двох фаз, тому коефіцієнт схеми буде дорівнює — 1,73. Коефіцієнт трансформації трансформаторів струму захисту дорівнює 30 (150/5). Підставляємо у формулу дані й одержуємо:

Перевіримо уставку струмового відсічення на чутливість. Чутливість захисту перевіряється ставленням двофазного струму короткого замикання на виводах електродвигуна до первинного струму спрацьовування захисту.

Струм трифазного короткого замикання ми беремо з таблиці струмів короткого замикання, складеної мною для зручності розрахунків, або з проекту. Підставляючи дані, отримуємо:

Коефіцієнт чутливості, згідно ПУЕ, повинен бути більше 2, що задовольняє нашому умові.

2. Максимальна струмовий захист (МТЗ) від перевантаження

Струм спрацьовування максимального струмового захисту (МТЗ) від перевантаження розраховується від максимального робочого (номінального) струму електродвигуна.

Знайдемо первинний струм спрацьовування захисту:

Коефіцієнт надійності та повернення приймаємо аналогічними, як при розрахунку струмової відсічки.

Знайдемо вторинний струм спрацьовування захисту:

Перевіримо уставку максимального струмового захисту від перевантаження на чутливість. Чутливість захисту перевіряється ставленням двофазного струму короткого замикання на виводах електродвигуна до первинного струму спрацьовування захисту.

Струм трифазного короткого замикання ми беремо з таблиці розрахунків струмів короткого замикання, складеної мною для зручності, або з проекту. Підставляючи дані, отримуємо:

Коефіцієнт чутливості згідно ПУЕ повинен бути більше 2, що задовольняє нашому умові.

Витримка часу максимального струмового захисту від перевантаження становить 16 (сек.) і виконується на реле часу.

Висновок

Після розрахунку захисту електродвигуна димососа порівняємо діючі та отримані результати, і зробимо висновок. Щоб наочніше проводити порівняння уставок, занесу дані в таблицю.

У першій колонці таблиці вказані види захисту електродвигунів димососів, у наступних колонках вказані діючі та розрахункові уставки.

Отже, що ми бачимо.

А бачимо ми, що раніше зроблений розрахунок захисту електродвигуна димососа потужністю 800 (кВт) був зроблений не вірно.

Але це ще не все. Після зроблених мною розрахунків я став шукати причину не вірного розрахунку, тому як у мене в голові не вкладалося, чому проектна організація могла так сильно помилитися в розрахунках.

Істина десь поруч…

Я знайшов у своєму архіві проект на монтаж цієї розподільної підстанції, звідки брали участь 8 димососів і став його вивчати.

І натрапив на наступне. У всіх таблицях технічних даних і розрахунків фігурувала потужність димососів (вентиляторів) 630 (кВт), замість 800 (кВт).

Ось і стало вся зрозуміло. Розрахунок перевірив ще раз проектантів — він був правильний і відповідав моїм чинним уставкам.

Тоді залишається ще одна «маленька» неясність. Чому проект був розрахований на димососи 630 (кВт), а фактично встановили на 800 (кВт)? І чому після заміни потужності димососів не перерахували уставки релейного захисту?

Але відповідь на цю загадку залишився в далеких 1975 роках.

Все що було написано мною в цій статті було надано у вигляді звіту на стіл головного енергетика, вивчивши весь матеріал, він своїм підписом запевнив мій розрахунок і було віддано розпорядження на зміну уставок на розрахункові.

Змінивши уставки, проблему частих відключень від струмового захисту під час пуску електродвигунів димососів (вентиляторів) ми усунули.

P. S. Якщо під час прочитання матеріалу у Вас виникли питання, то задавайте їх у формі коментарів. Якщо Вам є, чим поділитися і розповісти свою подібну історію, то з радістю Вас послухаємо. Не забувайте підписуватися на нові статті з сайту (вгорі у правій колонці сайту), щоб бути в курсі всіх подій.