Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Ветвь энергосистемы:

Ветвь генератора G2:

кА

Суммарная апериодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 с:

кА .

Определим величину периодической составляющей тока короткого замыкания для момента времени t = 0,055 с .

Периодическая составляющая тока короткого замыкания от энергосистемы в любой момент времени неизменна:

кА .

Ветвь генератора G2:

Так как генератор значительно удален от точки короткого замыкания ( за двумя ступенями трансформации), принимаем:

кА .

Общая величина периодической составляющей тока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 с составит:

кА .

Расчет несимметричных токов короткого замыкания

Для упрощения расчетов принимаем величины сопротивления обратной последовательности всех элементов схемы, (включая синхронные генераторы) равными величинам сопротивлений прямой последовательности:

(1.17)

Схема замещения нулевой последовательности представлена на рисунке 2.1:

Рис. 2.1. Схема замещения нулевой последовательности.

Согласно [1, стр.160]: справедливо соотношение для одноцепных ЛЭП со стальным тросом, заземлённым с одной стороны. Тогда:

(1.18)

Величины сопротивлений нулевой последовательности остальных элементов схемы, равны величинам соответствующих сопротивлений прямой последовательности [1, стр.160].

Двухфазное короткое замыкание.

(1.19)

Значение периодической составляющей тока короткого замыкания по ветвям:

Ветвь энергосистемы ( = 1,76 отн. ед. ):

кА

Ветвь генератора G2 ( = 41,89 отн. ед. ):

кА

Общий ток:

кА

Определим величину ударного тока:

Ветвь энергосистемы:

кА

Ветвь генератора:

кА .

Суммарный ударный ток короткого замыкания в точке К1:

кА .

Определим величину апериодической составляющей тока короткого замыкания:

Ветвь энергосистемы:

Ветвь генератора G2:

кА

Суммарная апериодическая составляющая тока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 c :

кА .

Величину периодической составляющей тока короткого замыкания в точке К1 в момент времени t = 0,055 с считаем неизменной:

кА .

Двухфазное короткое замыкание на землю.

Преобразуем схему замещения нулевой последовательности относительно точки К1.

отн. ед.

Результирующее сопротивление согласно [1, стр.168]:

(1.20)

отн. ед.

отн. ед.

Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания согласно [1, стр.168]:

(1.21)

кА

Определим величину ударного тока:

кА

Величина апериодической составляющей тока короткого замыкания для момента времени: t = 0,055 с.

Величина периодической составляющей тока короткого замыкания для момента времени: t =0,055 с.

кА .

Однофазное короткое замыкание на землю.

Результирующее сопротивление согласно [1, стр.168]:

(1.22)

отн. ед.

Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания согласно [1, стр.168]:

(1.23)

кА

Определим величину ударного тока:

кА

Расчеты токов КЗ для других точек аналогичны расчётам для точки К1. Результаты расчётов приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 Сводная таблица результатов расчёта токов короткого замыкания

2. Выбор тока плавкой вставки предохранителей для защиты асинхронного электродвигателя

При выборе предохранителей для защиты асинхронных двигателей руководствуемся рекомендациями, изложенными в [4, стр.98-стр.116].

Условия выбора предохранителя:

(2.2)

где - номинальный ток плавкой вставки, А; - номинальный ток двигателя, А; - коэффициент, учитывающий условия пуска двигателя; = 1,6 ч 2,0 при тяжелом пуске; = 2,5 при легком пуске; - пусковой ток двигателя, А.

(2.3)

(2.4)

где - кратность пускового двигателя ( 5ч7 ); - номинальные величины мощности, напряжения, коэффициента мощности и КПД двигателя.

Для двигателя М1:

А

А

А

Принимаем к установке предохранитель типа: НПН2; = 63 А; = 25 А; [2, стр.371].

Для остальных двигателей расчеты аналогичны. Результаты расчетов приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 Результаты выбора предохранителей

Предохранитель FU3, от которого запитана группа электродвигателей, выбирается согласно следующих условий:

, (2.5)

, (2.6)

где и -пусковой и номинальный ток максимального по мощности двигателя, питающегося от выбираемого предохранителя, А; - коэффициент спроса для этого двигателя (так как не дано иное, принимаем =1); - расчетный ток двигателей, питающихся от выбираемого предохранителя, А.

(2.7)

А

А .

Принимаем к установке предохранитель типа ПН2; = 400 А; = 355 А; [2, стр.371].

Для обеспечения селективности действия защиты для предохранителя FU2 принимаем плавкую вставку с номинальным током: = 630 А.

Предохранитель типа: ПН2; = 630 А; = 630 А; [2, стр.371].

3. Выбор установок автоматов

При выборе автоматов для защиты асинхронных двигателей руководствуемся рекомендациями, изложенными в [4, стр.98-стр.116].

Условия выбора:

(3.1)

(3.2)

где - номинальный ток уставки теплового расцепителя автомата, А;

- номинальный ток уставки электромагнитного расцепителя автомата, А;

Автомат для двигателя М1:

А

А

Выбираем автомат типа АЕ 2023М, =12,5 А, = 87,5 А, без выдержки времени (t = 0 с.).

Для остальных двигателей выбор производится аналогично. Результаты приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Результаты выбора автоматического выключателей

Выбор автомата QF3.

Автомат, от которого запитана группа двигателей выбирается по следующим условиям:

(3.3)

(3.4)

где - возможный кратковременный ток через автомат, А.

(3.5)

А

А

А

Принимаем автомат типа АВМ-4Н,