Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое коэффициент самозапуска двигателей

Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты

Параметры срабатывания любого устройства релейной защиты должны отвечать требованиям, изложенным ПУЭ [1] (см. главы 3.2, 5.3).

Для правильного выбора уставок срабатывания в руководствах по эксплуатации цифровых устройств релейной защиты, выпускаемых НТЦ «Механотроника», традиционно приводились методики их расчета только для наиболее сложных алгоритмов защиты.

В связи со значительным увеличением количества выпускаемых цифровых устройств и выдвижением новых требований организациями, проводящими аттестацию цифровых устройств для применения их на объектах ОАО «ФСК ЕЭС», в эксплуатационную документацию были введены методики расчета уставок для всех алгоритмов защиты, предусмотренных в цифровых устройствах производства НТЦ «Механотроника».

Для этого предприятие разработало методические указания по расчетам уставок, которые полностью учитывают:

  • требования и рекомендации, изложенные в ПУЭ;
  • особенности алгоритмов защиты, используемых в цифровых блоках серий БМРЗ и БМРЗ-100.

Разработка методических указаний была выполнена специалистами НТЦ «Механотроника» при участии к.т.н. Соловьёва А.Л., заведующего кафедрой релейной защиты и автоматики электрических станций, сетей и систем Петербургского Энергетического института повышения квалификации.

Настоящая публикация открывает серию статей в которых приведены методики расчета уставок, иллюстрированные практическими примерами.

Расчёт уставок токовой отсечки для электродвигателей

Согласно ПУЭ [1] однорелейная токовая отсечка [1], защищающая от многофазных замыканий, в обязательном порядке должна быть предусмотрена для электродвигателей мощностью менее 2 МВт.

В тех случаях, когда однорелейная токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, то для защиты электродвигателей мощностью менее 2 МВт можно использовать двухрелейную токовую отсечку.

Сразу необходимо отметить, что однорелейная токовая отсечка, в которой использован сигнал, получаемый как разность токов двух фаз, имеет в раз худшую чувствительность, чем двухрелейная схема с двумя трансформаторами тока [2].

ПУЭ рекомендует применять двухрелейную токовую отсечку для защиты электродвигателей мощностью 2 МВт и более, имеющих защиту от однофазных замыканий на землю, действующую на отключение.

Если же защита от однофазных замыканий на землю отсутствует, то для электродвигателей мощностью 2 МВт и более следует применять трехрелейную токовую отсечку с тремя трансформаторами тока.

ПУЭ допускает применять двухрелейную токовую отсечку для защиты электродвигателей мощностью 2 МВт и более, не имеющих защиты от однофазных замыканий на землю. Однако в этом случае необходимо дополнительно предусмотреть защиту от двойных замыканий на землю.

Наиболее просто и полно все требования, изложенные в ПУЭ, реализуются при использовании серийно выпускаемых устройств БМРЗ и БМРЗ-100 предназначенных для защиты синхронных и асинхронных электродвигателей. В ряде исключительных случаев для этих же целей возможно применить устройства БМРЗ и БМРЗ-100 для защиты кабельных и воздушных линий.

Для защиты асинхронных и синхронных электродвигателей используется первая ступень алгоритма максимальной токовой защиты МТЗ с нулевой выдержкой времени.

Упрощенная функциональная схема этого алгоритма приведена на рис. 1.


Рис. 1 Схема алгоритма максимальной токовой защиты (ТО — первая ступень МТЗ) по [4]

При превышении любым из фазных токов IA, IB, IC уставки соответствующего компаратора 1-3 возникает сигнал «Пуск I>» [2] и при отсутствии блокирующих сигналов начинает отсчет времени элемент выдержки времени 5.

При использовании первой ступени МТЗ в качестве токовой отсечки ТО выдержка времени устанавливается равной нулю. Поэтому сигнал «Откл. I >» на выходе алгоритма появляется после сигнала «Пуск I>» без временной задержки.

Блокирование срабатывания любой ступени МТЗ выполняется элементом 4 как внешним сигналом, так и в цикле АПВ. Сигнал блокирования поступает на элемент 13.

В связи с тем, что в данном алгоритме устанавливается нулевое значение выдержки времени, то необходимость ускорения срабатывания алгоритма (при ручном включении выключателя или в цикле АПВ) отсутствует

В устройствах серий БМРЗ и БМРЗ-100 предусмотрено необходимое количество цифровых реле максимального тока для каждой фазы, поэтому применение предусмотренной в ПУЭ отсечки в виде однорелейной схемы на наш взгляд так же нецелесообразно.

Рассмотрение методики расчета уставок для ТО сопровождается практическими примерами, в которых используется асинхронный двухскоростной двигатель АДО-1600/1000-10/12 с прямым пуском на 1-й скорости.

Исходные данные для расчета

  • Мощность на валу двигателя для 1-ой скорости:
  • Мощность на валу двигателя для 2-ой скорости:
  • Коэффициент мощности для 1-ой скорости:
  • Коэффициент мощности для 2-ой скорости:
  • Номинальное напряжение:
  • КПД для 1-ой скорости:
  • КПД для 2-ой скорости:
  • Кратность пускового тока для 1-ой скорости:
  • Кратность пускового тока для 2-ой скорости:
  • Значение тока трехфазного КЗ на вводах питания электродвигателя:

Двигатель участвует в процессе самозапуска, который может осуществляться как на 1-ой, так и на 2-ой скорости.

Максимальное сопротивление токовых цепей со стороны питания электродвигателя (проектное значение) — не более 0,5 Ом.

Для расчета уставок токовой отсечки необходимо знать номинальный ток электродвигателя. Если значение этой характеристики не приведено в документации двигателя, определить его можно по формуле (1):

А (1)

где — номинальная мощность электродвигателя, кВт; — номинальное линейное действующее напряжение двигателя, кВ; — номинальный к.п.д. электродвигателя; — номинальный коэффициент мощности электродвигателя.

А
(1.1)
1.2 Номинальный ток выбранного нами электродвигателя при работе на 2-ой скорости определим также по формуле (1):

А
(1.2)

По номинальному току электродвигателя необходимо выбрать трансформаторы тока (сигнал с их вторичных обмоток поступает на токовые входы IA, IB, IC цифрового устройства, показанные на рис. 1) с таким коэффициентом трансформации, чтобы при номинальном токе электродвигателя вторичный ток не превышал 5 А. Рекомендуемый диапазон изменения вторичного тока от 1 до 4 А.

При кратности тока до 17 и максимальном сопротивлении токовых цепей не более 0,5 Ом трансформаторы тока этого типа имеют погрешность не более 10% [3]. Указанная кратность тока соответствует току в первичной обмотке 3400 А (17×200 А).

Для оценки пригодности выбранного трансформатора тока по погрешности, соответствующей предельной кратности тока необходимо определить максимальные броски пускового тока электродвигателя (рис. 2)


Рис. 2 Пример пусковой характеристики электродвигателя

Принято считать, что процесс пуска электродвигателя завершен, когда пусковой ток станет меньше 1,25 Iном. дв..

Значение максимального пускового тока при прямом пуске электродвигателя с учетом апериодической составляющей находят по формуле (2):

А (2)

где — коэффициент, учитывающий апериодическую составляющую пускового тока машины, принимается 1,8; — кратность пускового тока машины (как правило, 3 ÷ 8).

Пример
1.4. При самозапуске электродвигателя на 1-й скорости

максимальный бросок пускового тока согласно формуле (2) составит:
(2-1)
1.5 Максимальный бросок тока самозапуска электродвигателя при его работе на 2-й скорости составит:
(2-2)

Уставку срабатывания ТО I>>> выбирают такой, чтобы выполнялось соотношение (3):

(3)

Пример
1.6 Используя соотношение (3) выбираем уставки срабатывания алгоритма ТО для первой и второй скоростей одинаковыми и равными .

При расчете уставок для двигателей с реакторным пуском максимальный бросок пускового тока двигателя при реакторном пуске определяют по формуле (4):

А (4)

где — индуктивное сопротивление сети; — индуктивное сопротивление реактора.

Значение полного пускового сопротивления двигателя, входящее в формулу (4) находят по соотношению (5)

Ом (5)

Обоснование этой формулы можно найти в работе [5] на стр. 22. Полученное таким образом значение используют в соотношении (3).

Для двигателя, работающего в режиме самозапуска, значение тока полученное по формулам (2) или (4) необходимо увеличить в 1,3 — 1,4 раза, так как в этом режиме напряжение на двигателе может достигать 1,3- 1,4 номинального значения.

Выбранный ранее трансформатор тока (см. п. 1.3 Примера) проверяем на соблюдение требования, установленного в п.п. в п. 3.2.29 ПУЭ [1]

(1,1I>>>) Читайте также: Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатель.

(1,1 I >>>1 = 1,1×3350 = 3685) > (17×200 = 3400)
(6-1)
Из соотношения (6-1) видно, что требование (6) при применении данного трансформатора тока не выполняется.

В связи с тем, что погрешность выбранного ранее трансформатора тока с коэффициентом трансформации kрт = 200/5 превышает 10% при токе двигателя, превышающем уставку срабатывания на 10% (),выбираем трансформаторы тока этого же типа, но с коэффициентом трансформации 300/5.

Проверим выполнения требования (6) для такого трансформатора.

Читайте также: Технические характеристики провода СИП

5 Ответ от retriever 2015-05-19 15:10:17 (2015-05-19 15:11:52 отредактировано retriever)

  • retriever
  • Пользователь
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2012-11-26
  • Сообщений: 2,247
  • Репутация : [ 8 | 0 ]

Re: Учет самозапуска двигателей при расчете МТЗ 10 кВ

В одной из книг Шабад рекомендует вроде Ксзап=4 для обобщенной промышленной нагрузки. Есть еще рекомендации брать нагрузку, как обобщенную, Z*=0.35, тогда Ксзап=1/0,35=2,86. Но тогда лучше, наверное, все же прикинуть его расчетно, с учетом сопротивления трансформаторов КТП 10/0,4 кВ. Возможно, он упадет значительно, если трансформатор маломощный. Т.е. принимаете Ес=10,5 кВ, Zc=Zтр.гпп+Zтр.ктп, Zнагр=10,5/(3^0,5*1,4*Iном.тр*Ксзап), и считаете Ec/(3^0,5*(Zс+Zнагр))

Что такое коэффициент самозапуска двигателей

Объектом исследования является система электроснабжения блочной и общестанционной нагрузки собственных нужд ТЭС, имеющей большую рассредоточенность по территории самой станции и на значительном расстоянии от нее.

Целью исследований является определение возможностей подключения к секциям собственных нужд энергоблоков дополнительной рассредоточенной нагрузки. Применительно к исследуемой станции она состоит из насосной технической воды и багерной насосной второго подъема, которые сейчас получают питание от сетевых подстанций города, что позволит повысить надежность и экономичность работы ТЭС.

Расчеты токов короткого замыкания, режимов самозапуска двигателей проводились методами математического моделирования с применением матричных методов узловых потенциалов для расчета многоузловых схем, решения дифференциальных уравнений группы электродвигателей при моделировании группового их выбега и решения систем нелинейных алгебраических уравнений при синтезе параметров глубокопазных асинхронных двигателей системы собственных нужд.

На данный момент магистерская работа еще не окончена.

2. Актуальность темы

На исследуемой ТЭС применена оборотная система технического водоснабжения с градирнями башенного типа. Для пополнения значительных потерь технической воды реализована схема подпитки контура техводы из водохранилища. Согласно проекта, перекачивающая эту воду насосная технической воды получает питание от одной из сетевых подстанций. Схема питания насосной имеет недостаточно высокую надежность.

В аналогичном положении оказалась и багерная насосная второго подъема, перекачивающая золошлаковую пульпу на золоотвал электростанции. Насосная получает питание по двум кабельным линиям от сетевой подстанции. Из-за повреждений кабелей, проложенных по скальному грунту, схема питания этой насосной имеет низкую надежность.

В целях повышения надежности и экономичности работы указанных насосных станций на исследуемой электрической станции предусматривается выполнить перевод их питания от системы собственных нужд энергоблоков напряжением 6 кВ. Задачей данной работы является определение технических условий указанного перевода питания. Для этого в работе исследованы загрузки секций собственных нужд энергоблоков, изменения величин токов короткого замыкания, условия самозапуска электродвигателей собственных нужд энергоблока при различных режимах их работы, а также определены принципы построения релейных защит.

3. Содержание работы

Подключение к секциям собственных нужд энергоблоков дополнительной нагрузки должно привести к ухудшению условий самозапуска ответственных механизмов собственных нужд. Для количественной оценки режимных параметров при самозапуске электродвигателей были выполнены расчеты этих режимов на ПЭВМ по программе, разработанной в пакете MathCAD.

Рисунок 1 — Схема питания насосной технической воды (выделено вновь устанавливаемое оборудование)

3.1 Методика расчета многоузловой схемы

Рисунок 2 — Расчетная схема системы собственных нужд 6 кВ

Для расчета многоузловых схем был применен метод узловых напряжений в матричной форме. Его основное уравнение имеет вид:

Uu — вектор искомых узловых напряжений;

Yu — квадратная матрица узловых проводимостей схемы;

Iu — вектор узловых токов.

Квадратная матрица узловых проводимостей Yu рассчитывается по формуле:

Расчетная формула для вектора узловых токов Iu:

Матрица связей ветвей с узлами Р может быть сформирована исходя из известных векторов номеров начальных (N) и конечных (К) узлов веток. Для формирована матрицы Р используется следующая функция пользователя:

В процессе расчета режима самозапусков асинхронных двигателей изменяются величины только тех диагональных элементов матрицы Yu, которые отвечают секциям с двигательной нагрузкой. Диагональные элементы матрицы Yu, которые отвечают секциям с двигательной нагрузкой, во время расчета режимов самозапуска из-за изменения частот вращения асинхронных двигателей. Для сокращения времени расчета матрицу Yu разбиваем на две части: постоянную и переменную. Постоянная формируется из веток с постоянными значениями сопротивлений (системы, трансформаторы и т.д.) один раз в начале расчета режимов самозапуска асинхронных двигателей. Переменная часть матрицы Yu формируется на каждом шаге расчета режима в виде вектора диагональных элементов асинхронных двигателей секций, который потом присоединяется к постоянной части матрицы Yu.

3.2 Расчет индивидуального выбега механизмов собственных нужд

Процессу самозапуска предшествует режим выбега агрегатов. Различают индивидуальный и групповой выбег электродвигателей. Снижение частоты вращения электродвигателя при индивидуальном выбеге происходит под действием момента сопротивления механизма. Для каждого асинхронного двигателя определяется новая частота вращения на основе решения основного уравнения движения ротора:

где Моб=0 — для режима индивидуального выбега;

wi и wi-1 — частота вращения на i-м и предыдущем шаге расчета;

Δt — шаг расчета.

M — начальный момент сопротивления, о.е.;

KЗ — коэффициент загрузки, о.е.;

w — частота вращения агрегата, о.е.;

n — показатель степени, зависящий от типа механизма.

Для режима выбега и самозапуска M=0.

Рисунок 3 — Изменение частот вращения АД при индивидуальном выбеге в процессе их самозапуска на секции после перерыва питания продолжительностью 0,4 сек

Механическая постоянная времени Tj, определяется по известному суммарному моменту инерции агрегата и номинальным параметрам приведенного асинхронного двигателя:


Рисунок 4 — Изменение напряжений в узлах расчетной схемы в процессе самозапуска асинхронных двигателей

Рисунок 5 — Изменение токов секций собственных нужд (кА) в процессе самозапуска асинхронных двигателей

Рисунок 6 — Изменение сопротивлений секций собственных нужд (Ом) в процессе самозапуска асинхронных двигателей

3.3 Расчет группового выбега механизмов собственных нужд

При подпитке двигателями близкого короткого замыкания выбег происходит по крутой характеристике, вследствие возникновения дополнительного тормозного момента. При групповом выбеге часть двигателей, имеющих большие постоянные времени агрегатов, переходят в генераторный режим и отдают часть своей кинетической энергии двигателям, которые имеют меньшие постоянные времени агрегатов и работающих при этом в двигательном режиме. Так, например, для собственных нужд ТЭС при продолжительности перерыва питания 1-2,5 с. частота вращения двигателей вентиляторов при групповом выбеге оказывается примерно на 5% ниже, чем при индивидуальном, а средняя частота вращения двигателей насосов — примерно на 15% выше, чем при индивидуальном выбеге.

При выбеге двигателей, если пауза вызвана отключением источника питания, на шинах сохраняется остаточное напряжение, генерируемое двигателями, перешедшими в генераторный режим. Величина и скорость затухания этого напряжения определяется многими факторами: предыдущим режимом работы, условиями выбега, типом двигателя и механизма, электромагнитными параметрами двигателя.

Остаточное напряжение на шинах собственных нужд электростанций меняется не только по модулю, но и по фазе относительно напряжения сети. Когда напряжение двигателей будет сдвинуто на 180° по отношению к напряжению сети, их разница окажется максимальной. При повторной подаче напряжения в этот момент ток включения двигателя может превысить пусковой ток более чем в 2 раза [6]. Для системы собственных нужд электростанций изменение угла между вектором остаточного напряжения и вектором напряжения сети до 180° происходит за 0,3-0,5 с, а величина остаточного напряжения в это время составляет 0,5-0,7 номинального. Максимальное значение ударного электромагнитного момента, превышающего в 1,5-2 раза момент при коротком замыкании достигается при углах включения 180°±(45°-75°). С этой точки зрения желательно иметь достаточно большой промежуток времени до восстановления напряжения, чтобы обеспечить достаточное снижение остаточного напряжения и приобрести допустимые значения ударного тока и момента при повторном включении. Напряжение на шинах собственных нужд электростанций практически полностью затухает за 2 с [6]. С другой стороны, в настоящее время стремятся максимально сократить время перерыва питания, чтобы снижение частоты вращения двигателей было как можно меньшим, что облегчает самозапуск, но при этом возникает опасность несинхронных включений. Поэтому для асинхронных двигателей с большой мощностью и всех синхронных двигателей требуется осуществлять контроль угла включения при малых перерывах питания.

Расчет группового выбега выполняется с дифференциальными уравнениями в системе координат х, у с осями, которые синхронно вращаются. Система уравнений приведена к нормальной форме Коши и записана относительно потокосцеплений обмоток статора и ротора:

Начальное значение потокосцепления обмоток статора и ротора определяются с установившегося режима, при котором приращение потокосцеплений равны нулю:

При исчезновении питания происходит скачек потокосцеплений обмотки статора, возникающий в момент отключения группы электродвигателей. Этот скачек является одинаковым для всех двигателей и новые значения потокосцеплений определяются как:

Потом снова рассчитываются потокосцепления цепи намагничивания при условии, что потокосцепления ротора остаются без изменений. Напряжение на секции в процессе группового выбега определяется по следующим зависимостям:

Таким образом, при расчете режима группового выбега, на каждом шаге расчета определяется напряжение на секции по значениям потокосцеплений двигателей и их дифференциала с предыдущего шага расчета, а потом решается для каждого двигателя система дифференциальных уравнений с помощью метода Рунге-Кутта с фиксированным шагом расчета. Расчет ведется до заданного времени перерыва питания.

Совместно с системой решается основное уравнение движения ротора, позволяющая определить частоты вращения на каждом шаге расчета.

3.4 Расчет режима самозапуска механизмов собственных нужд

Расчет режима самозапуска выполняется на основе расчета напряжений в узлах схемы и решения основного уравнения движения ротора. Для получения этих напряжений целесообразно использовать метод узловых напряжений.

Зная частоту вращения каждого двигателя в конце режима выбега, а также зависимости параметров схемы замещения от скольжения и напряжение на секции, можно определить сопротивление каждого двигателя, который принимает участие в групповом выбеге, а также их общее сопротивление. После этого корректируются соответствующие значения в матрице узловых проводимостей и рассчитывается напряжение на секции в момент восстановления питания.

После определения напряжений в схеме начинается непосредственно расчет режима самозапуска.

Для первого шага расчета самозапуска берутся значения частот вращения асинхронного двигателя с последнего шага режима выбега, а напряжение из метода узловых напряжений. Расчет выполняется до тех пор пока все двигатели не достигнут номинальных частот вращения, или время самозапуска превысит максимально допустимый по технологическим требованиям основного оборудования.

Частота вращения в начале выбега определяется параметрами доаварийного режима и определяется по коэффициенту загрузки агрегата и известной величине скольжения в номинальном режиме [6]:

Рисунок 7 — Изменение частот вращения асинхронных двигателей при групповом выбеге в процессе их самозапуска на секции после перерыва питания продолжительностью 0,4 сек.

Для расчета режима самозапуска необходимо знание пусковых характеристик двигателей, участвующих в самозапуске. Выражение для вращающего момента асинхронного двигателя:

Зная зависимость тока статора от скольжения, можно определить проводимость каждого к-ого двигателя до момента повторной подачи напряжения и общую их проводимость:

Ток и напряжение на зажимах двигателей находится, как:

Расчет ведется до тех пор, пока токи и скорости двигателей не достигнут величины предыдущего режима. Время самозапуска отдельных двигателей определяется как сумма интервалов, в течение которых двигатель получает ускорение, и его скорость была меньше скорости предыдущего режима:


(анимация состоит из 8 кадров с задержкой 50 мс между кадрами; количество циклов воспроизведения ограничено 6-ю)

Рисунок 8 — Изменение напряжений в узлах расчетной схемы в процессе самозапуска асинхронных двигателей

Рисунок 9 — Изменение токов секций собственных нужд (кА) в процессе самозапуска асинхронных двигателей

Рисунок 10 — Изменение сопротивлений секций собственных нужд (Ом) в процессе самозапуска асинхронных двигателей

4. Заключение

— успешный самозапуск электрических двигателей при возросшей сложности схемы питания;

— удовлетворительные результаты проверки оборудования и токопроводов по условиям работы при КЗ;

— введение разделительного трансформатора в магистралях рабочего питания позволило снизить до допустимых величину токов замыкания на землю, избежать усложнения схем из-за фазового сдвига между рабочим и резервным питаниями;

— удалось сохранить минимальное количество ступеней селективности по времени.

Сергей Гондуров, генеральный конструктор
Михаил Пирогов, начальник отдела системотехники
Илья Иванов, ведущий инженер отдела системотехники
ООО «НТЦ «Механотроника», г. Санкт-Петербург

Сети 0,4 кВ – важный узел в передаче электроэнергии от источника к потребителю. От его надежности напрямую зависит работа всех промышленных и сельскохозяйственных предприятий, электростанций и подстанций. Еще недавно проблема дальнего резервирования (ДР) сетей 0,4 кВ не имела качественного решения.

Осуществить резервирование в сети 0,4 кВ теми же методами, что и в высоковольтной сети не удавалось из-за существенного снижения тока короткого замыкания (КЗ) по мере удаления точки КЗ от источников питания.

Появление микропроцессорных устройств релейной защиты позволило решить проблему ДР в сетях 0,4 кВ благодаря реализации алгоритма, в основе которого лежит принципиально новая идея, ранее не существовавшая в мировой практике.

ТРАДИЦИОННАЯ МЕТОДИКА ВЫБОРА УСТАВОК

Рассмотрим проблему ДР на примере выбора уставок срабатывания защиты вводного выключателя подстанции 10/0,4 кВ мощностью 1000 кВА (рис. 1). Отметим, что в данном случае нагрузка Н1, Н2, Н3 не содержит в своем составе электродвигатели.

Рис. 1. Схема электроустановки

Уставки срабатывания защит выбираются в соответствии с рекомендациями [1].

Выбор уставок автоматического выключателя QF2 защиты электродвигателя

Токовая отсечка. Токовую отсечку выключателя отстраивают от пускового тока электродвигателя по выражению:

где K н – коэффициент надежности отстройки отсечки от пускового тока электродвигателя, принимается равным 1,5;
1,05 – коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме напряжение может быть на 5% выше U ном электродвигателя.

Уставка срабатывания токовой отсечки составляет I с.о. ≥ 3528 А. Выдержка времени срабатывания минимальна и составляет 0,1 с.

Защита от перегрузки. Ток срабатывания защиты от перегрузки определяется из условия возврата защиты после окончания пуска или самозапуска электродвигателя по выражению:

где K н – коэффициент надежности, учитывающий запас по току, неточности настройки и разброс срабатывания защиты;
K в – коэффициент возврата защиты;
I ном – номинальный ток электродвигателя.

Для автоматических выключателей серии ВА с полупроводниковым расцепителем БПР: K в = 0,97÷0,98, K н =1,19÷1,32. По выражению (2) I с.п. = 1,25 · I ном = 400 А.

Время срабатывания защиты от перегрузки принимается из условия несрабатывания защиты при пуске или самозапуске электродвигателя и определяется по выражению:

где t с.п. – время срабатывания защиты при токе, равном пусковому;
t пуск – длительность пуска электродвигателя.

Время срабатывания защиты от перегрузки t с.п. = 4,5 с.

Выбор уставок срабатывания защит автоматических выключателей QF4, QF5

Токовая отсечка. Ввиду отсутствия на данном присоединении двигательной нагрузки, уставка срабатывания отсечки определяется по следующему выражению:

где K н – коэффициент надежности, для автоматических выключателей серии ВА составляет 1,5;
I раб.макс – максимальный рабочий ток присоединения, равный в данном случае I ном .

По выражению (4) находим I с.о. = 1,5 · I раб.макс =108 А.

Согласование с отсечками выключателей отходящих линий не производим ввиду их отсутствия.
Уставка времени срабатывания токовой отсечки выбирается минимальная – 0,1 с.

Защита от перегрузки. На данных присоединениях защита от перегрузки не используется, в связи с этим установлены автоматические выключатели, имеющие только электромагнитные расцепители.

Выбор уставок срабатывания защит автоматического выключателя QF3

Токовая отсечка. Определяется по двум условиям, из которых принимается наибольшее значение.
1-е условие: несрабатывание при максимальном рабочем токе. Определяется по выражению (4) и составляет:

2-е условие: согласование с отсечками выключателей отходящих линий. Определяется по выражению:

где K н.с. – коэффициент надежности согласования, равный 1,4;
I с.о.л. – наибольший из токов срабатывания отсечек выключателей отходящих линий, составляющий 108 А.

По выражению (5) I с.о. = 151 А.
Таким образом, наибольшее значение I с.о. =216 А.
Выдержка времени срабатывания отсечки определяется по выражению:

где t с.о.л. – выдержка времени срабатывания отсечки выключателя отходящей линии;
Δt – ступень селективности, равная 0,15 с.
Уставка выдержки времени срабатывания токовой отсечки t с.о. = 0,25 с.

Защита от перегрузки. На данном присоединении защита от перегрузки не используется.

Выбор уставок срабатывания защит автоматического выключателя QF1

Токовая отсечка. Выбор уставки срабатывания отсечки вводного автоматического выключателя определяется при полной нагрузке секции и электродвигателя с наибольшим пусковым током:

где K н – коэффициент надежности, равный 1,5;
– сумма максимальных рабочих токов электроприемников, кроме двигателя с наибольшим пусковым током;
I пуск.макс – наибольший пусковой ток.

По выражению (7) ток срабатывания отсечки вводного выключателя составляет I с.о. = 4356 А.
Согласование с отсечками выключателей отходящих линий определяется по выражению (5) и составляет I с.о. = 4939 А.
Из полученных значений выбираем максимальное I с.о. = = 4939 А.
Выдержка времени срабатывания отсечки определяется по выражению (6) и составляет t с.о. = 0,4 с.

Защита от перегрузки. Уставка защиты от перегрузки рассчитывается так же, как и для электродвигателя (2), однако вместо I ном используется максимальный рабочий ток, который с учетом допустимой перегрузки трансформатора 1,2 составляет I раб.макс = 1,2 · I н.т. = 1734 А.
По выражению (2) уставка срабатывания защиты от перегрузки I с.п. = 1,25 · I раб.макс =2167,5 А.
Время срабатывания защиты в 2 раза больше длительности пуска электродвигателей и составляет t с.п. = 2 · t пуск = 6 с.

Анализ выбранных уставок

Рассчитав токи КЗ [2], представим их в виде графика (рис. 2), где кривая указывает значение тока дугового двухфазного КЗ на кабельной линии ВВГ 3×70 + 1×35 по мере удаления от шин подстанции. Значения I с.о. и I с.п соответствуют значениям уставок срабатывания защит вводного выключателя QF1. На графике видно, что токовая отсечка вводного выключателя QF1, начиная с 84 м, не выполняет резервирование защит отходящего выключателя QF3. Защита от перегрузки также не удовлетворяет выбору проводников по условиям нагрева при КЗ [4] и нарушает требования п.1.4.16 ПУЭ [3]. Это означает, что при возникновении КЗ вне зоны резервирования защиты вводного выключателя QF1 и при отказе отходящего выключателя QF3 произойдет термическое повреждение кабеля по всей его длине, а в наихудшем случае – пожар в кабельных каналах.

Рис. 2. Токи КЗ на кабельной линии ВВГ 3×70 + 1×35 по мере удаления от шин подстанции

Пример расчета дан для простой схемы, в которой преобладает нагрузка с малой кратностью пускового тока. В более сложных случаях (наличие групп электродвигателей средней и большой мощности) уставки вводного выключателя увеличатся и, как следствие, зона ДР резко сократится (до 60–70 м).

Существующие автоматические выключатели различных производителей не способны решить эту проблему, так как принцип действия их защит одинаков: сравнение действующего значения тока с уставкой, которая должна быть отстроена от токов пуска и самозапуска. Основная причина появления зон, в которых защита вводного выключателя не способна резервировать отходящие выключатели, – резкое, в отличие от сетей среднего и высокого напряжения, снижение токов КЗ по мере удаления от источника питания, а также большие пусковые токи электродвигателей.

Защита ДР должна быть построена с учетом этих явлений и выполняться на принципах, точно определяющих факт возникновения КЗ, а не факт превышения током КЗ уставки. Благодаря появлению блоков цифровой релейной защиты это стало осуществимо.

АЛГОРИТМ ДАЛЬНЕГО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ

Впервые алгоритм ДР отказов защит выключателей был реализован А. В. Беляевым и М. А. Эдлиным в блоках БМРЗ-0,4 в 2000 г.

Многолетний опыт эксплуатации показал, что ДР в БМРЗ-0,4 надежно срабатывает при всех видах КЗ, достоверно определяет и не срабатывает при пусках или самозапусках электродвигателей, а также при повреждениях в высоковольтной сети. Алгоритм ДР основан на анализе переходного процесса, возникающего при КЗ, пусках или самозапусках электродвигателей. В основу алгоритма заложен анализ активного тока при возникновении КЗ в кабельных линиях и реактивного в случае пуска или самозапуска электродвигателей.

Особенность алгоритма ДР – анализ не абсолютных величин токов, а их производных, что существенно увеличивает зоны резервирования, ограниченные минимальным диапазоном измерения цифрового устройства, и позволяет с высокой точностью определить границу зоны ДР вне зависимости от нормируемых погрешностей измерений. Принцип функционирования данного алгоритма требует детального рассмотрения в отдельной статье.

Сегодня БМРЗ-0,4 – это единственное в мире устройство, которое проверено эксплуатацией и натурными испытаниями с реальными КЗ, выполняющее ДР отказов защит выключателей 0,4 кВ. Блоки БМРЗ-0,4 широко применяются на объектах нефтегазовой промышленности и в процессе эксплуатации зарекомендовали себя как надежное и качественное комплексное решение по защите и автоматике подстанции.

ВЫВОДЫ

В каждом проектном или эксплуатационном случае требуется проверка зон ДР для предотвращения пожаров в кабельных каналах. Проверку необходимо проводить для всех схем с кабельными линиями длиной более 60 метров.
Существующие модели автоматических выключателей не могут обеспечить ДР по принципу действия защиты.
Многолетний опыт эксплуатации доказал, что блоки БМРЗ-0,4 позволяют решить актуальную проблему ДР благодаря применению принципиально нового алгоритма.

ЛИТЕРАТУРА

© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна

Резервная токовая защиты

Защита трансформаторов от сверхтоков в обмотках, обусловленных внешними короткими замыканиями Для защиты понижающих трансформаторов от токов, обусловленных внешними короткими замыканиями, предусматривается максимальная токовая защита без пуска или с пуском от реле минимального напряжения, действующая на отключение выключателя.

В связи с наличием гальванической связи генератора с сетью потребителей по реактированной линии защита от замыканий на землю в обмотке статора выполнена на емкостном токе с применением трансформатора тока нулевой последовательности с подмагничиванием типа ТНПШ. Участком в данном случае служит одна из понижающих обмоток. При разряде кратковременно загорается лампа JIP.

Бычков АЛ. Гогичайшвили П. В связи с наличием гальванической связи генератора с сетью потребителей по реактированной линии защита от замыканий на землю в обмотке статора выполнена на емкостном токе с применением трансформатора тока нулевой последовательности с подмагничиванием типа ТНПШ.

Особенностью дифзащиты трансформаторов по сравнению с дифзащитой генераторов, линий и т. Фельдман А.

Используемая при отключенном выключателе Q2 дополнительная максимальная токовая защита МТЗ подключается ко вторичным обмоткам встроенных в трансформатор блока трансформаторов тока, соединенных в треугольник. Работа таких защит основана на трансформаторах тока, вот парочка самых распространённых схем подключения. Печные трансформаторы должны быть оборудованы защитой от перегрузок, а также при возникновении К. Нагревательные элементы таких печей могут работать от пониженного напряжения от — Вольт.

Второе отделение газового реле подключается непосредственно к масляному контуру трансформатора и соединяет его вертикальные каналы, открывая путь для поднимающегося газа. Буренин А. Для защиты трансформатора применяется целый комплекс мероприятий и электромеханических схем, вот основные из них: Дифференциальная защита.

Такой элемент защиты даёт возможность персоналу, не понимающему причины отключения, повторно произвести включение, которое может принести вред оборудованию или пожар. Сигнальная страховка при помощи специальных компьютерных программ. Защита трансформатора от перегрузки при наличии дежурного персонала должна выполняться с действием на сигнал. Федосеев А. С меньшей выдержкой времени на отключение ввода 10кВ, а с большей — на отключение трансформатора со всех сторон.

Защита трансформатора дифференциальная Это одна из самых быстродействующих и важных защит, которая необходима для надёжной эксплуатации следующих трансформаторов: На понижающих одиночно работающих трансформаторах мощность которых выше чем кВА; При параллельной работе данных устройств с мощностью кВА и выше. С учетом этого номинальный ток предохранителя.
Как читать электрическую схему РЗА.

Что такое УКРМ

Устройство компенсации реактивной мощности – устройство, поглощающее «лишнее» электричество, не приносящее пользы.

Поток электричества с УКРМ и без установки

Чем мощнее энергопоток по кабелям, тем больше излишков остается из-за колебаний потоков. Результат: износ и перегрев проводов, нецелевые расходы электроэнергии (переплаты), при использовании мощного оборудования повышен риск поломки техники.

Группа «РУСЭЛТ» выпускает приборы для использования в промышленности. В зависимости от условий эксплуатации мы предлагаем различные модели устройств:

  • КРМ-0,4(от 20 до 1000 кВар) – используются для автоматического и ручного регулирования мощности;
  • КРМ-Ф (от 20 до 1000 кВар) кроме компенсации выполняют вторую немаловажную функцию – фильтрации;
  • КРМ-MINI (20, 30, 40 кВар) – управляемые устройства, компенсирующие мощность электричества в сетевых кабелях.

Приборы рассчитаны на промышленную эксплуатацию в умеренных климатических условиях. Полная работоспособность сохраняется в температурном диапазоне -40-+40°С, рекомендованная влажность до 80%.

Классификация коэффициентов

Применяются следующие коэффициенты:

  • КТ. Территориальный коэффициент, который зависит от региона проживания застрахованной. Для физического лица таким показателем является прописка в паспорте. А юридическим лицам определяется показатель, исходя из зарегистрированного адреса компании.

В зависимости от города, коэффициент КТ, используемый в полисе ОСАГО, имеет разное значение.

н/пГородКТ для ТСКТ для тракторов и самоходных машин и механизмов
1Москва21,2
2СПБ1,81
3Тамбов1,80,8
4Симферополь0,60,6
5Казань21,2
6Красноярск1,81
7Пермь21,2
8Хабаровск1,71
9Астрахань1,41
10Волгоград1,30,7
  • КБМ. Его значение определяется исходя из количества страховых случаев. Если обратившееся лицо имеет водительский стаж, в котором последний год является абсолютно безаварийным, то такой показатель уменьшает окончательную стоимость страховки. Данному коэффициенту присвоено 15 классов. Определяя данный показатель, необходимо воспользоваться таблицей, которая позволит определить класс ТС.
    Класс по окончании срока страхования с учетом наличия страховых случаев в предыдущие периоды страхования по вине страхователя
    Коэффициент0 страховых выплат1 страховая выплата2 страховые выплаты3 страховые выплаты4 страховые выплаты и более
    2,45ММММ
    2,31ММММ
    1,552ММММ
    1,431МММ
    141МММ
    0,95521ММ
    0,9631ММ
    0,85742ММ
    0,8842ММ
    0,75952ММ
    0,710521М
    0,6511631М
    0,612631М
    0,5513631М
    0,513731М
  • КВС – значение, определяемое возрастом и стажем лица, управляемого автомобилем. Водители, моложе 22 лет, которые получили права не менее 3 лет назад, могут ориентироваться на показатель 1,8. Минимальный КВС равен 1. Он может применяться только в том случае, если водитель достиг 22 лет и имеет водительский стаж в 3 года.
    Возраст, летСтаж, лет
    123-45-67-910-14Более 14
    116-211,931,901,871,661,64
    222-441,791,771,761,081,061,06
    325-291,771,681,611,061,051,051,01
    430-341,621,611,591,041,041,010,960,95
    535-391,611,591,580,990,960,950,950,94
    640-491,591,581,570,950,950,940,940,94
    750-591,581,571,560,940,940,940,940,93
    8старше 591,551,541,530,920,910,910,910,90
  • КО. Зависит от количества людей, которые имеют право управлять ТС. При этом важно понимать, что составляется договор с ограничением количества водителей (1) и без ограничений (1,8).
  • КП. Коэффициент применяется в определенный период времени. Он может не применяться в ограниченные периоды времени года.
  • КН. Его ставка от 1 до 1,5. Эту корректировку в обязательном порядке применяют все страховые компании. Она зависит от количества выявленных нарушений.
  • КС. Сезонный показатель, который зависит от количества времени, которое планируется для регулярной или разовой езды.
Кол-во месяцевКС
23
30,5
40,6
50,65
60,7
70,8
80,9
90,95
101
  • КП – срок страхования. Он также зависит от количества страховых дней (периодов):
СрокКП
2 дня2
5-15 дней0,2
16 дней – 1 месяц0,3
2 мес.0,4
3 мес.0,5
4 мес.0,6
5 мес.0,65
6 мес.0,7
7 мес.0,8
8 мес.0,9
9 мес.0,95
10 мес.1
  • КПр – Наличие прицепного устройства, которое может использоваться при движении ТС на постоянной или непостоянной основе. Он зависит от категории и цели эксплуатации прицепа для транспорта.
  • КМ Для многих автолюбителей остается вопросом, что означает коэффициент КМ, который учитывается в расчетах в полисе ОСАГО. Это значение напрямую зависит от мощности двигателя, установленного в транспортном средстве. С 2020 года этот показатель является постоянной величиной. Правилами установлен диапазон этого значения от 0,6 до 1,6. Поэтому, чем мощнее двигатель авто, тем выше стоимость страхового полиса.
    Мощность двигателя (лошадиных сил)Коэффициент
    До 50 включительно0,6
    Свыше 50 до 70 включительно1,0
    Свыше 70 до 100 включительно1,1
    Свыше 100 до 120 включительно1,2
    Свыше 120 до 150 включительно1,4
    Свыше 1501,6

Пример двухступенчатой ЗМН

Для наглядности приведем схему простой двухступенчатой защиты и кратко опишем алгоритм ее работы.

Двухступенчатая ЗМН

Как видим из рисунка отключение неответственного оборудования производит реле времени Т1 (установка срабатывания 0,5 — 1,5 сек.). Его питание производится через замкнутые контакторы трех реле V1, включенных на междуфазное напряжение. При падении Uном ниже 70% от номинала, реле T1 (первая ступень) производит включение выключателя неответственного оборудования, чтобы поднять минимальное остаточное напряжение.

Вторая ступень защиты активируется промежуточным реле напряжения V2, обмотка которого рассчитана на отключение при U ≤ 0.5Uном, через промежуток времени, заданный на Т2 (как правило не более 15 секунд). Если за отведенное время не будет подключен резервный ввод (например, пуск схемы АВР электродвигателей) или не произойдет снижение напряжения, будет производиться отключение ответственного оборудования.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Датчик температуры двигатель j20a
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector