始動リアクトル運転でのトラブル

Question

設備概要　消火ポンプ駆動モータ：AC440V 185KW 4P 60Hz 280A
電源設備：AC3300V/440V 3φ3W 300KVA 油入トランス VCB  51リレー　　　　　　　　　440V側　MCCB 600AF/500AT 
ポンプ起動盤：AC440V リアクトル始動方式
以上の設備でのトラブルですが、起動と同時（1sec位後)に51リレーが動作しVCBがトリップします。トリップ時電流値：132.0A
ポンプは手で回すことが出来、回転はスムーズです。
モータの絶縁抵抗値：100MΩ以上
始動リアクトルのタップ：60か65％（銘板が見えないので想定です）
モータの起動電流 =　280x6x0.6=1008A　とする。（計算値）
1)定格電流の (1008/393)x100=256%　393：トランス2次電流値
トランス1次電流　=  300/3.3x1.732=52.5A 
2)トリップ電流はトランス電流の (132/52.5)X100=250%
1)と2)の数値から見てモータ巻線等に異常があるとは思えないのですが、保全担当者は納得しません。昔のトランス容量250KVAで起動していたとのことです。以上のことからして当方が何か見落としているのかと不安になり、皆さんのお知恵をお借りしたく投稿しました。宜しくお願いします。

Accepted Answer

トランス容量250KVAで起動問題なく、300KVAのトランスに更新したら
起動後1sec程度でトリップするならば、トランスのインピーダンスの
影響を疑います。

参考URLの三相標準変圧器の短絡インピーダンスを参照すると、以下の
ような値が記載されており、更に、モータのVAである213.4ｋVAを基準に
換算した値を記載しておきます。

トランスの容量　　短絡インピーダンス　　　213.4kVA換算インピーダンス
200kVA・・・・・・・・2.0～3.5%・・・・・・・・2.13～3.73%
300kVA・・・・・・・・2.6～4.1%・・・・・・・・1.85～2.92%

換算したインピーダンスの差は、0.28～0.81%大容量のトランスの方が低い
という結果です。
トランスのインピーダンスも、始動リアクトルのインピーダンスに加わって
起動電流を低下させる作用があります。微妙な結果ではありますが、
大容量トランスにしたことで、起動時電流が増加してトリップした可能
性があるかもしれません。

微妙な電流増加ですので、トランスのインピーダンスだけでなく、電圧
タップの違いなども影響があるかもしれません。

Answer

一次側の継電器の設定値(動作値)の検討が必要と考えます。
次のような内容を検討して補足して下さい。

1)高圧側のCT比はどのようになっていますか?
2)51の継電器にはどのような継電器を使用していますか?
3)この継電器の動作特性はどのようになっていますか?
4)この継電器の設定値(整定値)はどのようになっていますか?
5)一次側に計算した始動電流が流れたとき、CTの二次側は何Aに
  相当しますか?
6)この時、設定値(整定値)の何倍になりますか?
7)この倍率の時、継電器は何秒で動作することになりますか?

上記を検討し設定値が小さいことが原因と判断した場合は、設定値
(整定値)を多少大きな値にしても良いと思います。
ただし、二次側(440V)にはモータ保護用としてサーマルリレー等を
使用する必要があります。
なお、一次側の継電器の設定値(整定値)はトランスが保護できる値
にします。

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