Висящев А.Н., Нейман В.В., Якушев Ю.А. Методические указания к лабораторным работам - файл MU_Lab.rabota_RZiA_21.11.07.doc

Висящев А.Н., Нейман В.В., Якушев Ю.А. Методические указания к лабораторным работам
скачать (3953.6 kb.)
Доступные файлы (1):
MU_Lab.rabota_RZiA_21.11.07.doc4590kb.10.09.2010 13:21скачать

MU_Lab.rabota_RZiA_21.11.07.doc

1   2   3   4   5   6

При расчетах дифференциальной защиты ICЗ (табл. 14) определяется по формуле IСЗ = kн. * I ном.max, (5)

где k н - коэффициент надежности отстройки (принимается равным 1,3).

I ном. тях - номинальный ток обмотки (данные из табл. 11);

По второму условию

IСЗ = kн. * I н.б .рас , (6)

где Iн.6 рас - расчетный ток небаланса.

Расчетный ток небаланса может быть определен как сумма двух составляющих:

Iн.б.рас.= Iнб1 +Iнбз ,. (7)

где Iнб1- составляющая, обусловленная погрешностью ТТ;

Iнб3 - составляющая, обусловленная несоответствием расчетного и установленного на реле числа витков.

Расчетный ток небаланса, определяемый погрешностью ТТ:

I н.б.рас. 1 а * К одн * f * Ikl.max.

где Ка - коэффициент апериодичности (принимается равным 1 для реле, имеющих БНТ с короткозамкнутыми обмотками);

Кодн - коэффициент однотипности условий работы ТТ, (принимается равным 1);

f - погрешность ТТ (принимается равной 10%);

I kl.max. - наибольший ток при внешнем КЗ (из табл. 13).

Составляющая тока небаланса, обусловленная несоответствием расчетного и установленного на реле числа витков при расчете тока срабатывания защиты, определяется ниже. Принимается большее значение тока срабатывания, определенного по формулам (5) и (6). Затем по формуле (8) определяется ток срабатывания защиты, приведенный к стороне с большим вторичным током. Ток срабатывания реле

Iср =kcx * Iсз / n ТТ , (8)

где nТТ - коэффициент трансформации ТТ с большим вторичным током (основной стороны).

Если вторичные токи II(2) и III(2), из табл. 12, различаются больше, чем на 5%, то предусматривается компенсация их различия с помощью уравнительных обмоток реле РНТ-565. Определяется расчетное число витков обмоток БНТ с основной стороны как

?1=100/Iср , (9)

где ?1= ?ра6 + ? ур1 - суммарное число витков рабочей и первой уравнительной обмоток с основной стороны; 100 - магнитодвижущая сила срабатывания реле РНТ-565 А.

В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования числа витков принимается ближайшее меньшее значение, которое можно выставить на рабочей и первой уравнительной обмотках в сумме или на одной из этих обмоток полностью.

Таким образом, установленное число витков с основной стороны

?Осн = ?уст .раб. + ?уст .ур.1.

Определяется расчетное число витков со стороны с меньшим вторичным током из условия, что при прохождении тока внешнего КЗ ток во вторичной обмотке будет равен нулю. Это достигается при условии

I1* ?Осн ?I2* ?11=0 (10)

Откуда ?11= ?Осн * ( I1 / I2) = ?уст .раб. + ?уст .ур.2.

В соответствии с имеющимися отпайками для регулирования числа витков второй уравнительной обмотки принимается ближайшее целое значение, которое можно выставить на этой обмотке: ?уст .ур.2

После расчета чисел витков обмотки БНТ и подбора отпаек вычисляется ток небаланса I нб. рас. 3 по формуле

Iнб.рас.З = ?Ippa - ?I * I k1 max + ? II pIp - ?II * I k1 max . (11)

?Ippa ?Ippa

где I kmax наибольшее значение токов внешнего КЗ и по формуле (7) определяется ток суммарного небаланса Iнб.расч (из табл. 13). Затем по формуле (6) определяется ток срабатывания дифференциальной защиты и проверяется отстройка дифференциальной защиты от тока небаланса - Iнб.расч

Kотст =IС.З / Iнб. расч ? 1,3 . (12)

Затем производится оценка чувствительности дифференциальной защиты трансформатора с помощью коэффициента чувствительности

Kч =Iр / IСЗ ; (13)

Iр= IКЗІ / nТТ; (14)

где IКЗІ - ток КЗ в зоне.

Коэффициент чувствительности должен быть не менее двух. Расчет защит необходимо представить в виде табл. 15 с приведением первичных токов к одному (ВН) напряжению, то есть

Iвн=Iнн * Uнн Uнв

Таблица 14

Порядок расчета защит

Обозначение и расчетное выражение

Численное значение


1

2

3

Дифференциальная защита

1

IСЗ. = kн. * I нб. см. формулу (6)




2

Iср.неосн =kcx * IСЗ / n ТТ неосн см. формулу (8)




3

? неосн.рас. =fср /Iср.неосн.. см. формулу (9)




4

? неосн (ближайшее целое значение)




5

IСЗ..неосн. = fср/ ? неосн




6

Iср.неосн = Iс.з..неосн.* n ТТ / Кcx см. формулу (8)




7

? осн. рас. = ? неосн * I2ннеос/ I2оос см. формулу (10)




8

? осн (ближайшее целое значение)




9







10

Iнеб.рас. = Iнб1+ Iнб3, см. формулу (7)




11

KoTCT = IСЗ /Iнеб.рас. ? 1,3 см. формулу (12)





12

Iвн = IКЗІ/ n ТТ, см. формулу (14)




13

Кч = Iр / IСЗ ? 2, см. формулу (13)




МТЗ

1

2

3

14

IСЗ. = kн * k з / kвозв. * IНом.max, см. формулу (2)




15

Iс.р. = Кcx* IСЗ / nТТ , см. формулу (8)




16

k ч = IІк.мин/I СЗ.? 1,5, см. формулу (3)




Защита от перегрузки

17

I СЗ=kн / kвозвр * I ном, см. формулу (4)




18

I СЗ=kсх / nТТ * IСЗ , см. формулу (4)




Проверка правильности действия защит

После расчета и выставления уставок защит трансформатора проверяется их действие, т.е. срабатывание защит при различных КЗ. Проверку осуществлять в следующем порядке:

В такой же последовательности произвести проверку для точек К1, К2, К3 с учетом того, что при КЗ в точке К2 не должна срабатывать газовая защита, а при КЗ в точке К3 не работают газовая и дифференциальная защита, т.к. эти точки находятся вне зоны действия этих защит (внешнее КЗ).

Проверка селективности действия защит Таблица 15

Место короткого замыкания

Диф. защита

Газовая защита

МТЗ

Защита от перегруза

КЗ в трансформаторе трехфазное К1













КЗ в зоне двухфазное К2













КЗ вне зоны трехфазное К3













Примечание:

"+" - срабатывание защиты.

"-" - несрабатывание защиты.

Правильность соединения трансформаторов тока плеч защиты проверяют путем снятия векторных диаграмм и измерения величин токов каждой группы для режима внешнего КЗ. Снятие векторных диаграмм производится при помощи прибора ВАФ85. Результаты измерений занести в табл. 16.

Проверка правильности действия защиты Таблица 16


1 - плечо защиты

2 - плечо защиты

Фаза

I,А

?˝°˝

Фаза

I,А

?˝°˝

А







а







В







b







С







с






По результатам табл. 16 построить векторные диаграммы относительно напряжения АВ.

Содержание и оформление отчета

В отчете необходимо представить: схему соединения обмоток силового трансформатора и токовых и оперативных цепей дифференциальной зашиты, газовой, максимально токовых защит и зашиты от перегрузки; таблицы результатов измерений; векторные диаграммы токов силового трансформатора и токовых цепей защиты; расчет дифференциальной защиты, МТЗ и перегруза; выводы по результатам измерений и расчетов.

Контрольные вопросы

1. Начертить и объяснить принцип действия дифференциальной защиты трансформатора.

2. Виды защит трансформаторов.

3. Почему ТТ на стороне треугольника силового трансформатора соединяются в «звезду», а на стороне «звезды» - в «треугольник» ?

4. Как учитывается коэффициент трансформации силового трансформатора?

5. Чем вызвано использование в дифференциальной защите трансформаторов реле РНТ?

6. Составляющие тока небаланса и способы отстройки от этих составляющих.

7. Чем характеризуется чувствительность защит трансформатора?

8. Что характеризуют коэффициенты Ка и Кодн?

9. Как рассчитать ток срабатывания реле РНТ-565?

10. Показать варианты использования уравнительных обмоток?

11. Как выбирается выдержка времени МТЗ?

12. Как выполняется защита от перегруза?

13. При каких повреждениях действует газовая защита?

14. Перечислите виды МТЗ.

Лабораторная работа 8

ПОПЕРЕЧНАЯ НАПРАВЛЕННАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ

Цель работы: ознакомление с устройством и основными органами защиты, выбор уставок и проверка работы защиты при различных режимах. Проверка работы АВР.

Основные понятия

Поперечная токовая направленная дифференциальная защита параллельных линий предназначена для избирательного отключения поврежденной линии при коротком замыкании на ней. Органом, выявляющим наличие повреждения в зоне параллельных линий, является реле 1КА (2КА), включенное на разность вторичных токов трансформаторов тока, по первичным обмоткам которых проходят фазные токи параллельных линий (рис. 29).

frame24

Избирательное отключение одной из двух параллельных линий (поврежденной) является при помощи реле направления мощности 1 RW(2RW). В качестве органа направления используется реле мощности двухстороннего действия с двумя парами контактов, одна из которых замыкается при положительном (при коротком замыкании на Л1), а другая при отрицательном (при коротком замыкании на Л2) вращающих моментах. Напряжение к его обмотке подводится от трансформатора напряжения, подключенного к шинам подстанции. При коротких замыканиях защиты действуют на отключение той линии, которая повреждена.

При токах нагрузки и коротком внешнем замыкании в точке К-7 токи в линиях Л1 Л2 приблизительно равны, так как примерно равны сопротивления защищаемых линий. Ток в реле

I р= I1/ n1 – I2 / n2 = I1А – I2А? Iнб.

Поперечная дифференциальная токовая направленная защита имеет мертвую зону и зону каскадного действия. Под мертвой зоной понимается участок линии около шин питающей подстанции при трехфазном КЗ, на котором защита не действует из-за отказа в работе органа направления мощности. Под зоной каскадного действия понимается участок линии вблизи шин приемной подстанции, при повреждении, на котором защита со стороны питающей подстанции придет в действие только после того, как поврежденная линия будет отключена от шин приемной подстанции. Зона каскадного действия существует при всех видах КЗ вследствие того, что разность токов питающего участка мала (меньше тока срабатывания токового пускового органа) и недостаточна для обеспечения срабатывания защиты. К поперечной дифференциальной токовой направленной защите оперативный ток должен подаваться, только если включены обе параллельные линии; в противном случае после отключения поврежденной линии с питающего конца из-за изменения направления разности токов в обмотках реле направления мощности может произойти отключения неповрежденной линии. Необходимая блокировка оперативной цепи достигается при помощи вспомогательных контактов выключателей или контактов реле положения выключателей, фиксирующий их включенное состояние. Ток срабатывания пусковых реле 1КА (2КА) поперечной дифференциальной защиты от междуфазных коротких замыканий выбирается из следующих условий:

1. Пусковые реле должны возвращаться после отключения, если в работе остается только одна линия и по ней протекает максимальный ток нагрузки:

IС.З.? k н *I.н.тах/ Кв , (15)

где Кн=1,15 - 1,2 - коэффициент надежности;

Iн.мах - максимальный ток нагрузки, проходящей по одной из параллельных линий после отключения другой.

Кв 0,8 - коэффициент возврата реле;

2. Пусковые реле не должны срабатывать от максимального значения тока небаланса с учетом апериодической слагающей

IСЗ= k н I.н.б.тах= k н(I н.б.тах.тг + I н.б.тах.?z), (16)

где kн = 1,3 - 1,5 - коэффициент надежности.

Ток небаланса обусловлен двумя слагающими:

ICЗ.= Кн* Iн.б.тах

где kн = 1,3- 1,5 - коэффициент надежности.

Ток небаланса обусловлен двумя слагающими:

а) слагающей, вызванной неидентичностью характеристик трансформаторов тока:

I.н.б.тах=0,1*К одн * К ап * IкI тах

где Кодн - коэффициент однотипности, принимаемый при однотипных трансформаторах равным 0,5, при разнотипных - 1;

Кап=1,1-1,2 - коэффициент, учитывающий апериодическую слагающую; 0,1 - погрешность трансформаторов тока, равная 10%;

IкI тах. - максимальный ток к.з. в конце линии (КЗ);

б) слагающая, вызванная различием в сопротивлениях линии Л1 и Л2:

I.н.б.тах=?Z% / 100*Ra* Iк. тах,

где ?Z% = (Zл1 ? Zл2 )/Zл1 -100% - разница в процентах между сопротивлениями линий.

Принимаем больший IС З. по формулам (15) и (16).

Чувствительность защиты определяется коэффициентом чувствительности Кч и зоной каскадного действия.

Коэффициент чувствительности пускового органа

Кч = IСЗ / Iср.с.а. ? 2,

где Iср.С.З - ток срабатывания защиты подстанции А;

IС.З - ток в реле при КЗ в точке, равной чувствительности защит (а). Точка равной чувствительности определяется как

I.за /.IС.За.= I.зв /.Iс.зв..

Зону каскадного действия для защиты можно определить по формуле

IкА% = Iс.з/Iк*100 %.

Зону каскадного действия можно определить и графически. Для линии с односторонним питанием это делается следующим образом:

а) строятся кривые IК.3. в линиях в зависимости от расстояния до точки КЗ от питающего конца линии 1КЗf (L)

б) строятся кривые токов в реле, который для питающего конца равен

I.p= I.1A ? I.2A= I3A

I3A= Ip= f(LК.З.);

в) в тех же координатах наносятся токи срабатывания защит. IСЗ, которые изображаются прямой, параллельной оси абсцисс. Точка пересечения кривой тока в реле, соответствующей прямой IСЗ, ограничивает зону каскадного действия (рис. 30).

frame25

«Мертвая зона» защиты это участок линии, на котором UР< Uср при КЗ вблизи подстанции А.

Назначение АВР ? быстрое включение резервного источника питания при отключении или исчезновение напряжения основного (рабочего) источника, что предотвращает прекращение питания потребителя при отключении рабочего источника. АВР установлено: на секционном выключателе В5 и на вводных выключателях В3 и В4 и ст. Б.

Методика и техника эксперимента

Снятие векторных диаграмм с помощью прибора ВАФ-85. Для снятия векторных диаграмм широко применяется вольтамперфазоиндикатор ВАФ-85. Этот прибор позволяет измерить величину переменного тока и напряжения, угла между током и напряжением, а также определить чередование фаз напряжений трехфазной системы.

Измерение производится в следующем порядке. Переключатель П1 устанавливается в положение «фаза». На прибор подается трехфазное напряжение А, В, С нажатием кнопки проверяется правильность чередования фаз (лимб должен вращаться по часовой стрелке).

Измерение по току

Провод, по которому проходит измеряемый ток, охватывается клещами так, чтобы измеряемый ток входил в воздушный зазор со стороны магнитопровода, обозначенного звездочкой. Переключатель ПЗ устанавливается в положение «10А». Вторичная цепь токовой обмотки также должна быть соединена с учетом полярности, для чего вилка должна быть вставлена в гнездо «1» так, чтобы ее ножка, обозначенная звездочкой, совпадала с обозначенным звездочкой гнездом. Вращением ручки фазорегулятора устанавливают стрелку прибора на нуль, после чего по числу делений шкалы лимба, указываемому отметкой «220», определяется угол между током и напряжением.

Для правильности измерения угла необходимо соблюдать следующее правило: при подходе стрелки к нулю лимб с ротором фазорегулятора необходимо вращать в ту же сторону, в какую движется стрелка.

Для замера величины тока переключатель П1 устанавливают в положение «величина» и с помощью переключателя ПЗ замеряют величину тока. Во время замеров П2 находится в положении UI .

Требования техники безопасности

Перед началом работы студенты должны ознакомиться с правилами техники безопасности в лаборатории, методическими указаниями и получить разрешение на работу у преподавателя.

Категорически запрещается включать стенд до проверки схемы преподавателем. При подаче напряжения на схему запрещается производить любые действия с соединительными проводами. При сборке схемы необходимо обратить внимание на правильность присоединения обмоток реле к вторичным обмоткам трансформаторов тока. При сборке схемы запрещается пользоваться неисправными проводами или проводами с неизолированными наконечниками.

Запрещается разрывать (раскорачивать) вторичные обмотки трансформаторов тока. При обнаружении каких-либо неисправностей необходимо сообщить об этом руководителю. После окончания работы нужно отключить стенд, разобрать схему и привести рабочее место в порядок.

Оборудование и принадлежности

Описание лабораторного стенда: стенд представляет собой однофазную модель тупиковой двухцепной линии с направленной поперечной дифференциальной защитой у каждого конца линии. На рис. 31, 32 представлена испытательная схема защиты.

Горящая зеленая лампа сигнализирует о том, что выключатель отключен, красная - включен, вольтметр (V) показывает наличие напряжения на стенде, амперметры А1 и АЗ - нагрузку и токи КЗ в линии Л1, амперметры А2 и А4 -нагрузку и токи КЗ в линии Л2; В7 - тумблер для подачи напряжения на реле направления мощности.

Накладки 1, 2, 3, 4 предназначены для отключения оперативных цепей катушек отключения выключателей В1, В2, ВЗ, В4, кнопки К1-К7 - для имитации коротких замыканий на линии.

frame26

frame27

Кроме того, на лицевую панель стенда выведены концы обмоток реле направления мощности 1К/V (2ОУ), токовых реле 1КА(2КА), трансформаторов тока 1ТА, ЭТА (2ТА, 4ТА) и напряжения ТУА (ТУБ) и клеммы для подключения прибора ВАФ-85(UA, UБ, UС).

Порядок выполнения работы

1. Изучить описание стенда, схему защиты и принцип действия.

2. Начертить схему защиты, указав на ней типы всех реле.

3. Собрать схему защиты; проверить правильность с преподавателем.

4. Произвести измерение рабочего тока, протекающего по одной линии при отключении второй линии (включить выключатели В1 и ВЗ).

5. Включить выключатели В2 и В4 и сделать замеры токов КЗ в точках К1-К7 (В6 и В7 отключены). Результаты замеров занести в табл. 17.

Таблица 17

Точка к.з.


Линия 1


Линия 2


А1


АЗ


А2


А4


К1 L%=0

К2 L %=0

КЗ L %=0

К4 L %=0

К5 L %=0

Кб L %=0

К7 L %=0

Iнагр













6. На основании полученных замеров рассчитать ток срабатывания пусковых реле 1КА и 2КА по формулам (1) и (2).

7. Построить зависимость IК.З. = f(L) тока КЗ от длины линии и Iз.А = f(L1) тока в защите. Определить зону каскадного действия.

8. Снять (способом, указанным руководителем) и построить векторные диаграммы токов при КЗ в точках К1-К7. Результаты занести в табл. 18.

Таблица 18

Точка к.з.

Защита А

Защита Б

I1А


I2А

IpА

I1Б

I2Б

IРБ

Величина

Фаза

Вели-чина

Фаза

Величина

Фаза

Величи-на

Фаза

Величии-на

Фаза

Величии-на

Фаза

К1





































К2





































КЗ





































К4





































К5





































Кб





































К7





































9. На основании полученных данных построить векторные диаграммы.

10. Определить чувствительность защиты по формуле

Кч = IЗ.А.З(6). / Iс.з. ? .

Ток в защите А при КЗ в точках 3

IЗ.А.З(6). = Iк.з.Л1? Iк.з.Л2 .

К ТТ

Если коэффициент чувствительности будет меньше 2, проверяем в точках 2 (5) Кч= IЗ.А.2(5)./ IСЗ. ? 2.

11. Определить зону каскадного действия графически (как показано на рис. 2

12. Включить В6 и В7 и испытать защиту при КЗ в точках К1-К7.

13. Проверить каскадное действие защиты.

14. Проверить работу АВР.

В данной работе выполнены две схемы АВР:

а) АВР ? секционного выключателя В5

б) АВР ? вводов и ст. Б. на выключатель В3 В4. Ввод и вывод АВР осуществляется накладками ( S * 4 ? S * 10). Проверка каждого АВР состоит из трех этапов, после ввода накладок соответствующего АВР.

1 ? при отключении В3 (В4) от ключа АВР не должно запускаться.

2 ? при имитации короткого замыкания на линии Л1(Л2) после работы защиты происходит запуск АВР.

3 ? при отключении линии Л1(Л2) выключатели В1 (В2) АВР - отключает выключатель Q3(Q4) и выключает Q5 или Q4(Q3).

Содержание и оформление отчета

Отчет по лабораторной работе должен выполняться на листах бумаги А2 формата и включать в себя: титульный лист с названием работы; цель работы; указанные таблицы с полученными измерениями; расчет уставок защиты с необходимыми пояснениями и выводами.

Контрольные вопросы

1. Принцип действия поперечной токовой дифференциальной направленной защиты параллельных линий

2. Назначение блокировки оперативных цепей блок-контактами выключателей.

3. «Мертвая зона» поперечной токовой дифференциальной направленной защиты. При каких видах повреждений бывает мертвая зона?

4. Зона каскадного действия поперечной токовой дифференциальной направленной защиты. При каких видах повреждений бывает зона каскадного действия?

5. Обоснование схем включения реле направления мощности для поперечной токовой дифференциальной направленной защиты.

6. От чего зависит ? I н.б. и почему при внешнем КЗ он возрастает?

7. Что такое ток срабатывания защиты I СЗ и от чего он зависит?

8. Из каких органов состоит поперечная дифференциальная токовая направленная защита и каково их назначение?

9. Назначение АВР.

10. Принципы работы АВР.

11. Схемы АВР.

Библиографический список

1. Беркович М.Л. Основы техники релейной защиты/ М.Л. Беркович. - М.: Энергия, 1974. - 370 с.

2. Федосеев Л.М. Релейная защита электрических систем/ Л.М. Федосеев. -М.: Энергия, 1977. – 559 с.

3. Чернобровов Н.В. Релейная защита/ Н.В. Чернобровов. - М.: Энергия, 1974. – 630 с.



1   2   3   4   5   6


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации