Выбор реле для входящих и исходящих фидеров для распределительных устройств MV и LV MCC

Выбор реле для входящих и исходящих фидеров для распределительных устройств MV и LV MCC
Выбор реле для входящих и исходящих фидеров для распределительных устройств MV и LV MCC
Anonim

Правильный выбор реле

Выбор надлежащего реле - один из самых важных этапов для надежной сети. В этой статье обсуждается выбор реле для входящих и исходящих фидеров для распределительных устройств низкого напряжения (центры управления электродвигателями) и распределительного устройства MV до 33 кВ.

Выбор реле для входящих и исходящих фидеров для распределительных устройств LV и MV (до 33 кВ) - фото-кредит: Volta US

Реле, выбранное для этого проекта, иллюстрируется цифрами в этой статье, а общие виды однолинейной диаграммы показаны ниже. Обратите внимание, что описанные элементы и устройства подачи на распределительные устройства LV показаны в разных цветах.

Содержание:

  1. Распределительные устройства низкого напряжения

    1. Распределительное устройство распределительных трансформаторов (ПК 11-01-PC-01)

      1. Входящий фидер
      2. Исходные фидеры
    2. Распределительные щиты управления двигателем (MCC 11-01-MC-01 и MCC 11-01-MC-02)

      1. Входящие фидеры
      2. Мотор-фидеры

  2. Распределительное устройство среднего напряжения (POWER CENTER 11-01-MS-01)

      1. Распределительные устройства
      2. Трансформаторные питатели
      3. Защита электродвигателей среднего напряжения

Часть однолинейной схемы нефтегазового объекта, показывающая распределительные устройства среднего напряжения и низковольтные центры управления двигателем (MCC)

1. Распределительные устройства низкого напряжения

1.1 Распределительное устройство распределительных трансформаторов

(POWER CENTER 11-01-PC-01)

A) Входящий фидер

Минимальная защита для входящих фидеров этих распределительных устройств следующая:

  1. Мгновенная перегрузка по току (ANSI CODE-50)
  2. Время перегрузки по току (ANSI CODE-51)
  3. Время замыкания на землю (ANSI CODE-51N)

Команды отключения реле Бухгольца и температура масла силового трансформатора должны быть применены к механизму открытия входного автоматического выключателя. Номинальный ток трансформаторов тока должен быть рассчитан в соответствии с номинальным током силового трансформатора.

Должны учитываться недонапряжение (27) и ограничения защиты от замыканий на землю (REF-64) (если эти функции указаны в проектных критериях проекта).

В случае, если нейтральная точка трансформатора будет изолирована от земли, вместо защиты от замыкания на землю (51 Н) вместо защиты от замыкания на землю (51 Н) следует заменить контроль индикации или защиту от остаточного напряжения.

На рисунке 1 представлены реле, выбранные для панелей низкого напряжения и трансформаторов:

Рисунок 1 - Защита входных фидеров LV

Вернуться к содержанию ↑

B) Исходящие фидеры

Для защиты выходных фидеров следует, в основном, учитывать мгновенную максимальную токовую защиту (50). Номинальный ток защитного устройства (автоматический выключатель литого корпуса или предохранитель HRC) должен быть согласован в соответствии с технической спецификацией исходящего кабеля.

Если исходящие фидеры должны питаться панелями, и они установлены в опасной зоне или зоне риска, необходимо использовать взрывозащищенные панели.

В дополнение к вышеупомянутой защите необходимо также добавить защиту от замыканий на землю (51N) с чувствительностью 300 мА.

Вернуться к содержанию ↑

1.2 Распределительные щиты управления двигателем (MCC)

(MCC 11-01-MC-01 и MCC 11-01-MC-02)

A) Входящие фидеры:

Если номинальный ток фидера равен или больше 630A, необходимые защиты входного выключателя должны быть мгновенными и максимальными токами времени (ANSI-50, 51).

Но в случае, если вышеупомянутые меры защиты были предусмотрены в восходящем фидере (то есть, выходном питателе центра распределения мощности, который питает распределительное устройство центра управления двигателем) или где номинальный ток автоматического выключателя существует с менее чем 630 А, тогда защита вверх по потоку может быть для входящего фидера.

Для защиты управляющего трансформатора требуемая защита должна быть типа GL с предохранителями в первичной стороне и переключателями MCCB на вторичной стороне трансформатора управления.

Следует отметить, что большинство схем управления обычно изолированы от земли и для предотвращения двойной замыкания на землю, установка реле контроля изоляции с сигналом тревоги рекомендуется на вторичной стороне трансформаторов управления.

Вернуться к содержанию ↑

B) Питатели моторного типа:

Минимальная защита фидеров, которые питаются непосредственно от электродвигателей, следующие:

Короткое замыкание или мгновенная максимальная токовая защита (50), которые могут быть предусмотрены предохранителями HRC (High Rupture Capacity) или магнитными выбросами автоматических выключателей в литом корпусе (MCCB).

Защита от перегрузки по току может быть обеспечена тепловым реле перегрузки (биметаллическим) или с тепловым отключением защитного автомата защиты двигателя (MPCB).

Выбор типа защитных устройств должен основываться на базовой конструкции проекта. Если способ запуска двигателя - это «прямой на линии» (DOL), но механическая нагрузка имеет большую инерцию с большим временем пуска (более 15-20 секунд), тогда тип реле перегрузки (Bi-metal) должен долгое время.

Существуют разные способы / способы защиты от отказа фазы:

  1. Первый - использовать чувствительное реле напряжения фазовой последовательности
  2. Второй способ - использовать новые тепловые реле перегрузки (биметаллы) с функцией отказа фазы (этот метод считается очень экономичным и разумным с экономической точки зрения)
  3. Третий способ заключается в использовании фидеров с плавким предохранителем типа HRC с контактами отказа от перегорания от коротких замыканий. Предохранительный контакт предохранителя в цепях управления применяется для того, чтобы открыть силовые цепи
  4. Наконец, рекомендуется установить миниатюрный автоматический выключатель с номинальной мощностью, превышающей номинальную мощность предохранителей питания параллельно с предохранителями.

В последнем случае три фазы MCB должны иметь вспомогательные контакты для применения в цепи управления для открытия главного контактора стартера двигателя.

Когда один из предохранителей питания не работает, большой ток будет проходить через одну фазу параллельных MCB, и, поскольку рейтинг MCB намного ниже номинального тока силовой цепи, MCB, следовательно, отключится, и его вспомогательный контакт откроет мощность цепь стартера двигателя.

ЗАМЕТКА! Между тем следует отметить, что мощность короткого замыкания выбранного MCB должна быть согласована с током короткого замыкания сети в точке установки MCB.

В настоящее время использование MPCB (защитный автомат защиты двигателя), который имеет интегрированные функции защиты от перегрузки, короткого замыкания и фазовой защиты, является обычным явлением.

Тепловая защита обмоток статора и температура подшипников двигателей с номинальной выходной мощностью 100 кВт следует предвидеть, если вышеупомянутые меры защиты предсказываются в основных проектных документах или в стандартах клиентов.

Метод обнаружения и индикации перегрева обмоток и подшипников двигателя здесь основан на датчиках RTD. Реле защиты должно иметь достаточные входные каналы для всех обмоток и подшипников RTD, а также иметь достаточную защиту обмоток двигателя с малой выходной мощностью.

Для обеспечения достаточной защиты мы должны установить более чувствительные датчики и PTC внутри обмоток двигателя. Этот тип защиты обычно используется для двигателей с независимыми отдельными обмотками (многоскоростные двигатели), где защита обмоток двигателя не может быть обеспечена одним тепловым реле перегрузки.

Неисправные контакты реле типа PTC или RTD должны обесточить схему управления стартером двигателя в основной катушке контактора. На рисунке 2 показана защита двигателей низкого напряжения.

Рисунок 2 - Защита двигателей LV

Вернуться к содержанию ↑

2. Распределительное устройство среднего напряжения

(POWER CENTER 11-01-MS-01)

2.1 Распределительные устройства

Следующие защиты, как правило, рассматриваются для выходных фидеров среднего напряжения, которые питают распределительные устройства среднего напряжения ниже по потоку:

  1. Мгновенная перегрузка по току (ANSI CODE-50)
  2. Время перегрузки по току (ANSI CODE-51)
  3. Время замыкания на землю (ANSI CODE-51N)

Важно отметить, что поскольку нейтральная точка распределительных трансформаторных сетей (HV / MV) заземлена нейтральными заземляющими резисторами (учитывая, что амплитуда тока замыкания на землю ниже симметричной трехфазной или фазовой ошибки), поэтому (51N) обычно можно использовать, и настройка реле может быть реализована с лучшей координацией.

В некоторых определенных условиях для лучшей надежности и продолжения источника электроэнергии выходные питатели должны работать в параллельной конфигурации и для этой же цели необходимо дополнительно установить вышеупомянутую защиту от направленной максимальной токовой защиты.

Между тем для входных питателей распределительных устройств среднего напряжения следует предусмотреть защиту от пониженного напряжения (27), чтобы применить команду отключения к выходным фидерам.

Кроме того, как показано на рисунке 3, необходимо обеспечить контроль цепи отключения, реле 74, чтобы обеспечить непрерывность цепи.

Рисунок 3 - Защита входных фидеров MV

Вернуться к содержанию ↑

2.2 Трансформаторные питатели

Для вышеупомянутых фидеров следует предусмотреть следующие меры защиты:

  1. Защита первичных обмоток трансформатора от короткого замыкания с помощью мгновенного реле максимального тока (ANSI-50) или предохранителей среднего напряжения для всех подающих трансформаторов.
  2. Защита первичных обмоток трансформатора от перегрузки по току с реле максимального тока (ANSI-51) и реле замыкания на землю (ANSI-51N) для распределителей питания с выходной мощностью более 630 кВА.
  3. Защита обмоток трансформатора от перегрева с использованием масляного термометра для силовых трансформаторов с номинальной мощностью более 400 кВА.
  4. Защита обмоток трансформатора от внутренней неисправности (электрическая дуга между обмотками и обмоткой с сердечником или корпусом трансформатора) реле Buchholz для силового трансформатора с номинальной мощностью или более 400 кВА.
  5. Необходимо учитывать защиту от замыканий на землю (ANSI-64) для трансформаторов с номиналами от 2500 кВА до 8000 кВА.
  6. Должна быть предусмотрена дифференциальная защита (ANSI-87) для силовых трансформаторов с номиналами, равными или превышающими 10000 кВА.
  7. Для трансформаторов без масляного расширительного бачка или силовых трансформаторов необходима защита от внешнего избыточного давления с выходной мощностью, равной или превышающей 10000 кВА.
  8. Защита трансформатора тока необходима для трансформаторов, которые оснащены регулятором напряжения питания (OLTC) в соответствии с рекомендациями поставщика.

См. Рисунок 4 для некоторых реле, выбранных для этого проекта.

Рисунок 4 - Защита MV Transformers

Вернуться к содержанию ↑

2.3 Защита двигателя среднего напряжения:

Защита асинхронных двигателей (белковая клеть или раневой ротор), которые обычно используются в энергетической промышленности, таковы:

  1. Защита от перегрева обмоток и подшипников двигателей с помощью датчиков RTD и реле контроля температуры для двигателей с выходной мощностью, равной или превышающей 250 кВт.

    Следует отметить, что установка этой защиты для двигателей с выходной мощностью от 150 кВт до 250 кВт является необязательной, исходя из требований каждого проекта.

  2. Защита от коротких замыканий путем установки мгновенного реле максимального тока для всех двигателей.

  3. Защита от перегрузок с помощью реле 49 (тепловое реле) с устройствами для ограничения количества запусков в течение периода времени, чтобы уменьшить кумулятивные тепловые эффекты на обмотках двигателя.

    Современные микропроцессорные многофункциональные реле, как правило, имеют все необходимые функции для защиты двигателя и функцию 49, которая является наиболее важной защитой двигателей, поэтому мгновенная максимальная токовая защита (51) не была бы существенной для защиты двигателя.

  4. Защита двигателей от повышения температуры ротора, вызванная током отрицательной последовательности с частотой вращения в два раза номинальной частотой (относительно ротора). Тепловая мощность вихревых токов должна быть защищена 46 реле (фаза обратной фазы или фазы).

  5. В «двигателях с роторным ротором», если какая-либо неисправность возникает в системах ротора (т. Е. Циркуляция электролита или любая другая проблема в контактах ротора с обмотками), в соответствии с конкретной конструкцией производителя двигателя команда пуска двигателя будет заблокирована, а реле с функцией (51LR) должно использоваться для защиты двигателя.

    В случае любого отказа ротора во время нормальной работы это реле должно также отключить податчик двигателя.

  6. Защита от замыкания на землю (51N) с помощью КТ сердечника или цифровых реле, которые суммируют вторичные токи ТТ на каждой фазе.
  7. Защита от вибрации подшипников для двигателей с номинальной мощностью более 1500 кВт должна быть снабжена реле контроля вибрации.
  8. Целесообразно использовать блокировочное реле для трансформаторов среднего напряжения и питателей двигателя, чтобы заблокировать команду замыкания выключателя перед устранением неисправности.

Рисунок 5 - Защита электродвигателей МВ

Вернуться к содержанию ↑

Ссылка // Проектирование системы электроснабжения на нефтегазовом заводе Реза Вафамехр (Департамент энергетики и окружающей среды; Отдел электротехники в Университете CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY