Министерство образования и науки Самарской области Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Самарской области «СТРОИТЕЛЬНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ им. П. Мачнева» (ГБПОУ «СЭК им. П. Мачнева») РАСЧЕТНО ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3 ПО ПМ.03 ОБСЛУЖИВАНИЕ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ, АВТОМАТИКИ, СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ И СИГНАЛИЗАЦИИ МДК.03.02 Техническое обслуживание высоковольтного электрооборудования электрических станций, сетей и систем СЭКО. 13.02.06. 02 41РЗ ПЗ Программа подготовки специалистов среднего звена по специальности 13.02.06 Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем Руководитель проекта _______________________________ Р.И. Миникаев Студент __________________________________________ М.М. Боровец Самара, 2024 г. Введение Электродвигатель является одним из основных элементов многих промышленных и бытовых устройств и систем, от насосов и вентиляторов до автоматических дверей и роботов. Он преобразует электрическую энергию в механическую, обеспечивая непрерывное и эффективное функционирование оборудования. Однако, электродвигатели могут быть подвержены различным видам повреждений и неисправностей, которые могут привести к их выходу из строя. Одной из наиболее распространенных причин повреждения электродвигателей является перегрев, вызванный различными факторами, такими как перегрузка, недостаточное охлаждение или загрязнение. Для защиты электродвигателей от перегрева и других видов повреждений используются различные методы и средства. Одним из таких методов является введение специальных устройств, которые обеспечивают своевременное отключение электродвигателя при достижении критических параметров. Порядок выполнения работы. 1. Выбрать типы релейной защиты. 2. Рассчитать уставки защит, выбрать типы реле, чувствительность. 3. Начертить принципиальную схему защит двигателя. проверить Пример расчета защит электродвигателя. Задача 3 Для двигателей напряжением 6-10 кВ предусматриваются и в настоящем пособие следующие защиты: - согласно ПУЭ рассчитываются защита от междуфазных КЗ в обмотке статора – токовая отсечка; - защита от замыканий на землю – токовая защита нулевой последовательности, которая реагирует на ток 3I0 при замыканиях на землю и подключается к трансформатору тока нулевой последовательности. Эта защита будет так же действовать при двойных замыканиях на землю; - защита от перегрузки. - защита минимального напряжения Данные для расчета Двигатель асинхронный Рном = 400 𝑈ном = 6 ŋ = 94% 𝑘𝑛 = 4 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,87 Двигатель подключается к распределительному устройству кабелем АСБГ-6(3х120) сечением S=120мм2. Длина кабеля 600м. Двигатель является основным и участвует в самозапуске. Суммарный ток замыкания на землю сети Величина тока трехфазного КЗ в месте подключения двигателя (3) (точка К1 рис. В.1) равен 𝐼𝐾1 = 18,4 Номинальный ток двигателя 𝐼 Рном.дв ном= =47,0653 √3∙𝑈ном ∙𝑐𝑜𝑠𝜑ном∙ŋ Расчет токовой отсечки Первичный ток срабатывания токовой отсечки выбирается по условию отстройки от пускового тока двигателя 𝐼с.з = котс ∙ 𝐼пуск = котс ∙ кп ∙ 𝐼ном.дв = 47,0653 где 𝑘отс = 1,5 для защит с реле РТ-40, кп = 6,5 (из задания). Чувствительность защиты при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя (2) 𝐼 кч = 𝐾1 = 56,4265 𝐼с.з Защита действует без выдержки времени на отключение двигателя. Расчет защиты от замыкания на землю в обмотке статора электродвигателя. Согласно ПУЭ на двигателях мощностью до 2000 кВ защита от замыканий на землю должна устанавливаться и действовать на отключение при емкостном токе сети ≥ 10А. По условию задачи 𝐼з. ≤ 10А, следовательно, защита от замыканий на землю устанавливается. Защита выполняется с использованием реле тока РТЗ-51. Первичный ток срабатывания защиты выбираем по условию отстройки от броска собственного емкостного тока присоединения(кабель+двигатель) при внешнем замыкании на землю. 𝐼с.з = 𝑘отс ∙ 𝑘б ∙ 𝐼С = 2,1903 Где 𝑘отс = 1,2 – коэффициент отстройки; kб – коэффициент броска для защиты с реле РТЗ-51 принимается равным 3. Значения собственного емкостного тока присоединения складывается из собственного емкостного тока двигателя собственного емкостного тока кабельной линии 𝐼𝐶 = 𝐼С дв + 𝐼𝐶𝑊 = 0,6084 и Собственный емкостной ток двигателя с Uном=6кВ равен: 𝐼С дв = 0,0172 ∙ 𝑆ном дв где 𝑆ном дв = Рном дв ∙ 1 = 489,1171 𝑐𝑜𝑠𝜑ном ∙ ŋ 𝐼С дв = 0,0172 ∙ 0,4891 = 0,0084 Собственный емкостной ток кабельной линии, входящей в зону защиты 𝐼𝐶𝑊 = 𝐼С уд ∙ 𝑙 ∙ 𝑚 = 0,6 Где 𝐼С уд = 1𝐴/км для кабеля сечением S=120мм², 𝑙 = 0,6км – длина линии, число кабелей в линии равно 1. число кабелей в линии равно 1. Суммарный емкостной ток присоединения 𝐼𝐶 = 0,0084 + 0,6 = 0,6084 Ток срабатывания защиты 𝐼с.з = 1,2 ∙ 3 ∙ 0,6084 Проверяем наличие условие срабатывания защиты 𝐼𝐶∑ − 𝐼𝑐 > 𝐼с.з где суммарный емкостной ток сети 𝐼𝐶∑ = 𝐼з ≥ 10А Емкостной ток присоединения 𝐼𝑐 = 0,6084 10 − 0,6084 = 9,3916 > 2,22 Защита будет срабатывать с достаточной чувствительностью. Защита действует на отключение двигателя без выдержки времени. Расчет защиты от перегрузки Защита выполняется на реле тока типа РТ-40 Первичный ток срабатывания защиты от перегрузки выбирается по условию отстройки от номинального тока двигателя 𝐼с.з. = котс ∙𝐼 = 67,9506 кв длит.дв коэффициент отстройки принят равным коэффициент возврата выбирается для реле РТ-40 Допустимый длительный ток двигателя при снижении напряжения на 10% равен 𝐼длит.дв = 1,1 ∙ 𝐼ном = 51,7719 Выдержка времени защиты выбирается по условию отстройки от времени пуска и самозапуска 𝑡с.з. = котс ∙ 𝑡пуск = 13 где коэффициент отстройки котс = 1,3 Время пуска 𝑡пуск принимается равным 10с. Расчет защиты минимального напряжения. Двигатели ответственных механизмов собственных нужд, участвующие в самозапуске, должны отключаются второй ступенью защиты минимального напряжения, которая действует при исчезновении питания. Напряжение срабатывания защиты 𝑈с.з. = 0,5 ∙ 𝑈ном = 3 Приложение 1
