Защита низковольтных электродвигателей

Минимальная защита напряжения.

В общем случае защита выполняется двухступенчатой. Первая ступень предназначена для облегчения самозапуска ответственных электродвигателей, она отключает электродвигатели неответственных механизмов. Напряжение срабатывания первой ступени устанавливается примерно равным U'сз =0,7·Uном, а выдержка времени принимается на ступень селективности больше времени действия быстродействующих защит от многофазных коротких замыканий: t'сз =0,5… 1,5 с. /2/.

Вторая ступень защиты отключения электродвигателей ответственных механизмов, самозапуск. которых недопустим по условиям техники безопасности или из- за особенностей технологического процесса. Напряжение срабатывания 2^ой ступени U"сз =0,5·Uном, а выдержка времени принимается t"сз=10…15с.

В курсовой работе необходимо дать обоснования применения данной схемы защиты.

Для защиты асинхронных двигателей напряжением до 1кВ от коротких замыканий и перегрузок применяется предохранители с плавкими вставками или расцепители автоматических выключателей и тепловые реле магнитных пускателей.

Выбор плавких вставок предохранителей и уставок автоматов производится в следующей последовательности (2).

1. Номинальное напряжение предохранителей и автоматов должно быть не ниже напряжения сети.

Uном пр ≥Uс; Uном.а >Uс; (2.29)

2. Ток плавкой вставки и расцепителей автоматов выбирают с учетом следующего:

I вс.ном ≥Котс· I ном.дв

; (2.30)

где I вс.ном- номинальный ток вставок предохранителей или автомата:

I ном.дв- номинальной ток двигателя;

I пуск.дв - пусковой ток двигателя;

I к min - минимальный ток короткого замыкания;

Котс= 1,1…1,25 - коэффициент отстройки;

Кпер=1,6…2,5- коэффициент перегрузки, зависит от условий пуска двигателя.

3. Ток уставки срабатывание электромагнитного расцепителя автомата мгновенного действия Iу.э принимается на 25-30% выше пускового тока двигателя:

Iу.э ≥(1,25…1,35) I пуск.дв, (2.31)

где I пуск.дв=(6…7)·I ном.дв

; (2.32)

4. Ток плавкой вставки стоит выбрать таким, чтобы при прохождении пускового тока двигателя время ее перегорания было больше времени пуска и самозапуска двигателя. Это определяется следующим соотношением:

; (2.33)

где α – коэффициент перегрузки; α = 2,5 для легких (пуск 2…3с) и α = 1,6…2,0 при тяжелых, (tпуск ≈10с) условиях пуска.

5. Токовую отсечку выключателя отстраивают от пускового тока электродвигателя, который состоит из периодической составляющей, почти неизменной в течении всего времени пуска, и апериодической составляющей, затухающей в течение нескольких периодов. В каталогах приводится только значение периодической составляющей пускового тока Iпуск.дв. Несрабатывание отсечки при пуске электродвигателя обеспечивается выбором тока срабатывания по выражению.

I с.о.≥ 1,05 Кз·Кр·I пуск.дв.= Kн ∙ I пуск.дв.; (2.34)

где Кн = 1,05 Кз·Ка·Кр – коэффициент надежности отстройки отсечки от

пускового тока электродвигателя;

1,05 – коэффициент, учитывающий, что в нормальном режиме напряжение может быть на 5% выше номинального напряжения электродвигателя;

Кз – коэффициент запаса;

Ка – коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в пусковом токе электродвигателя;

Кр – коэффициент, учитывающий возможный разброс тока срабатывания

отсечки относительно уставки.

I пуск.дв. = (6...7)· I ном.дв. (2.35)

Для приближенных расчетов принимают значение пускового тока электродвигателя, равным каталожному, а коэффициентов – из таблицы приложения В, т.е. по таблице В.1

Ток уставки (срабатывания) теплового расцепителя автомата Iу.т. или магнитного пускателя отстраивается от максимального рабочего тока, т.е.

Iу.т. =(1,1… 1,3)·I ном.дв. (2.36)

После выбора предохранителей и автоматов необходимо убедиться, что плавкая вставка и расцепители автомата надежно защищают участок сети, на котором они установлены. В четырехпроводных сетях 380/220В и 660/380В с глухо– заземленной нейтральной однофазное замыкание на землю являются КЗ и должно надежно отключаться защитой. Кратность тока однофазного КЗ в наиболее удаленной точке сети должна быть:

Iк ⁽¹⁾мин ≥ 3· I вс.ном

I к ⁽¹⁾мин ≥ 1,25 ·I с.о. (2,37)

Ток однофазного КЗ определяется из выражения:

I к ⁽¹⁾.мин= ; (2.38)

где U_ф – фазное напряжение сети, В;

Z_Т – сопротивление трансформатора, Ом;

Zn= - полное сопротивление петли фаза – ноль линии, Ом.

Если предохранитель или автомат защищает сеть только от короткого замыкания, то требования, изложенные выше (2,37) не обязательны при условии, что номинальный ток Iвс.ном и Iс.о. не превышает длительного допустимого тока Iдл.доп. защищаемого участка сети более:

I вс.ном. ≤ 3·I дл.доп..,

(2.39)

Iс.о. ≤ 4,5 · I дл.доп.

Если в защищаемой предохранителями сети установлены магнитные пускатели или контакторы, то для исключения их отпускания из-за снижения напряжения при КЗ плавкая вставка предохранителя должна перегореть за время tпр= 0,1 … 0,2с. при повреждении в наиболее удаленной точке сети. Это условие обеспечивается при кратности тока КЗ:

; (2.40)

Одним из основных условий выбора предохранителей и автоматов является обеспечение избирательности действия между собой: автомата, предохранителя и релейной защиты. Для этого необходимо построить карту селективности последовательно установленных предохранителей и автоматов. Селективность обеспечивается, если защитные характеристики этих аппаратов не пересекаются и при КЗ в какой- либо точке сети перегорает ближайший к точке КЗ предохранитель (или срабатывает автомат).

Дата добавления: 2015-07-13