Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (стр. 1 из 11). Защита систем электроснабжения

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения

Задание

Рассчитать уставки устройств релейной защиты и автоматики (РЗ и А) системы электроснабжения принципиальная схема, которой представлена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема системы электроснабжения

Разработать защиту от всех видов повреждения для трансформаторов Т1 и Т2 и защиту линий W1 и W2. Работу выполнить в следующем объеме:

1. Рассчитать токи короткого замыкания (ТКЗ) в объеме, необходимом для выбора установок и проверки чувствительности.

2. Выбрать места установки и типы релейной зашиты (РЗ).

3. Выбрать трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

4. Рассчитать уставки защит, выбрать типы реле, проверить чувствительность защит.

5. Выбрать плавкие вставки для предохранителей и уставки автоматов.

6. Определить выдержки времени защит от двигателя до шин главной

понизительной подстанции (ГПП).

7. Составить принципиальные схемы выбранных защит.

8. Определить селективность действия защит.

9. Защиту линии и трансформаторов выполнить на переменном оперативном токе.

Разработать РЗ двигателей, данные которых приведены в табл. 1.

1. Рассчитать токи КЗ.

2. Выбрать трансформаторы тока.

3. Выбрать тип защиты и тип реле, определить уставки и чувствительность защиты.

4. Составить и вычертить принципиальную схему РЗ.

Разработать схему автоматического включения резерва (АВР) секционных выключателей.

Таблица 1. Параметры двигателей

Таблица 2. Параметры синхронных генераторов

Таблица 3. Параметры трансформаторов

Таблица 4. Параметры системы и линий

Таблица 5. Параметры дуговых сталеплавильных печей и конденсаторных установок

Введение

Целью данного курсового проекта является расчет устройств РЗ и А системы электроснабжения. При работе элементов систем электроснабжения возможно возникновение ненормальных и аварийных режимов. К ним относятся короткие замыкания, перегрузки, понижение уровня напряжения, частоты и другие.

Повреждения и ненормальные режимы должны быть устранены, и это является основным назначением устройств релейной защиты и системной автоматики.

К устройствам релейной защиты предъявляются следующие требования: селективность, необходимое быстродействие, чувствительность и надежность. Перечисленные требования удовлетворяются правильным выбором устройств релейной защиты, схем соединения устройств РЗ, расчётом установок срабатывания.

1. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания проводим в относительных единицах. Все полученные величины приведены к базовым условиям. Базовую мощность принимаем равной: = 1000 МВА.

Схема замещения приведена на рисунке 1.1:

Рис. 1.1. Схема замещения

Определим сопротивления схемы замещения:

Сопротивление системы согласно [l.стр. 131]:

, (1.1)

где SK3 - мощность короткого замыкания системы.

Определим параметры линий 110 кВ (нагрузкой являются трансформаторы Т1 и Т2) с учетом допустимой перегрузки трансформатора согласно [1,стр.213):

, (1.2)

где

- номинальная мощность трансформатора, кВА, - номинальное напряжение трансформатора кВ. А

Выбор сечения проводов проводим по экономической плотности тока [1, стр.232].

(1.3)

где

- экономическая плотность тока, при ч для сталеалюминиевых проводов, = 1 [3, стр.266]; I, A –ток на участке сети.

Принимаем провод АС-70/11 сечением 70

; с удельными сопротивлениями: Ом/км и реактивным сопротивлением Ом/км. [3, стр.577].

Сопротивление ЛЭП согласно [1, стр.131]:

(1.4)

где

- среднее значение напряжения на шинах в месте короткого замыкания,

l – длина ЛЭП.

Определяем параметры линий 35 кВ. Нагрузкой линии 35 кВ, при простое второй будут трансформаторы Т7, Т8, Т9 и Т10. Так как параметры трансформаторов Т7 и Т8 не даны, принимаем для расчета нагрузку этих трансформаторов – четыре синхронных двигателя:

(1.5)

где

, , - параметры синхронного двигателя ( табл. 1 ) А

Выбор сечения питающего кабеля проводим по экономической плотности тока.

При

ч для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией с алюминиевыми жилами = 1,4 [3, стр.266].

Принимаем 2 кабеля ААБ-35-(3Ч185) общим сечением 370

; с удельными сопротивлениями Ом/км и Ом/км. [2, стр.421].

Сопротивление трансформаторов согласно [1, стр.131]:

(1.6)

mirznanii.com

Б.В. Соколов Релейная защита и автоматика систем электроснабжения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электроснабжения горных и промышленных предприятий

РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Программа, методические указания и контрольные задания для студентов заочной формы обучения специальности 100400 «Электроснабжение»

Составитель Б.В. Соколов

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 6 от 30.04.03

Рекомендованы к печати учебно-методическойкомиссией по специальности 100400 Протокол № 3 от 15.04.03

Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ

ВВЕДЕНИЕ

Система электроснабжения (СЭС) является сложным производственным объектом, все элементы которого участвуют в едином производственном процессе, основными специфическими особенностями которого являются: быстротечность явлений и большая вероятность повреждений аварийного характера (коротких замыканий) в электрических установках.

Надежное и экономичное функционирование СЭС возможно только при автоматическом управлении. С этой целью используется комплекс автоматических устройств, среди которых первостепенное значение имеют устройства релейной защиты и автоматики (РЗ и А).

Рост потребления электроэнергии и усложнение систем электроснабжения требуют постоянного совершенствования этих устройств. В настоящее время широко применяются простейшие средства защиты, а так же релейные (токовые) средства защиты и устройства автоматизации. Наблюдается явная тенденция в создании автоматизированных систем управления на основе использования полупроводниковых и цифровых универсальных комплектов защит и специализированных электронных вычислительных машин (ЭВМ).

Комплекс устройств автоматического управления включает в себя устройства релейной защиты и автоматизации. Устройства РЗ действуют при повреждении электрических установок или нарушении их режима работы. Они предназначены для быстрого выявления и отключения поврежденного элемента СЭС, т.е. для предотвращения развития аварии и уменьшения размеров повреждения при коротком замыкании (КЗ). Эти устройства также обеспечивают выявление ненормальных режимов работы элементов СЭС, вызванных перегрузкой оборудования или внешними КЗ, возникшими в других элементах СЭС. В этом случае РЗ действует на разгрузку или на отключение поврежденного элемента.

Для восстановления нормального режима в СЭС предусматриваются устройства автоматизации: устройство автоматического повторного включения (УАПВ), устройство автоматического включения резерва (УАВР), устройство автоматической частотной разгрузки (УАЧР).

Целью изучения дисциплины является формирование базовых знаний по принципам построения и работы устройств релейной защиты и автоматики ЛЭП, силовых трансформаторов и электрических двигателей и обеспечения надежного функционирования системы электро-

снабжения (СЭС).

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

-классификацию, принцип действия и особенности конструкции элементов, на основе которых выполняются существующие и перспективные устройства РЗ и А;

-распределение токов и напряжений в элементах СЭС при различных видах КЗ;

-принципы действия и особенности построения дифференциальных и направленных защит, а также защит от замыкания на землю;

-принципы построения защит основных элементов СЭС.

В результате изучения дисциплины студент должен уметь:

-производить регулировку (настройку, проверку) типовых защит

иустройств автоматики;

-анализировать схемы сложных защит и обоснованно применять их на практике;

-проектировать различные типы защит и автоматики для основных элементов СЭС.

В процессе изучения дисциплины студенты выполняют лабораторные работы и курсовой проект.

Цель лабораторных работ – изучение принципа работы основных защит, применяемых в устройствах РЗ, и получение практических навыков по исследованию основных параметров устройств автоматики.

Лабораторные работы выполняются по следующим темам: токовая отсечка, максимальная токовая защита, устройство автоматического повторного включения (АПВ), устройство автоматического включения резерва (АВР), защита от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью.

Тема курсового проекта: «Релейная защита типовых элементов СЭС».

Задание на курсовое проектирование: разработать релейную защиту и автоматику основных элементов СЭС (силового трансформатора, линии электропередачи и асинхронного двигателя).

Содержание курсового проекта.

1. Расчет токов КЗ в типовых точках.

2. Выбор типов защит и расчет их уставок, проверка чувствительности защит.

3. Построение принципиальных схем защит и диаграммы выдержек времени.

4. Расчет и построение схем устройств автоматики.

Курсовой проект представляется на листах формата А1 и сопровождается пояснительной запиской в объеме 20…30 страниц рукописного текста формата А4.

Задание для выполнения курсового проекта приведено в отдельной методической разработке [22].

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕМАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Основная литература

1.Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 1991. – 496 с.

2.Чернобровов Н.В. Релейная защита энергетических систем: Учеб. для техн. / Н.В. Чернобровов, В.А. Семенов. – М.: Энергоатомиз-

дат, 1998. – 800 с.

Дополнительная литература

3.Андреев В.А. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 1985. – 391 с.

4.Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 648 с.

5.Чернобровов Н.В. Релейная защита: Учеб. для техн. – М.: Энер-

гия, 1974. – 680 с.

6.Федосеев А.М. Релейная защита электроэнергетических систем: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 520 с.

7.Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматических распределительных сетей. – Л.: Энергоатомиздат, 1985. – 296 с.

8.Шабад М.А. Защита трансформаторов 10 кВ. – М.: Энергоатом-

издат, 1989. – 144 с.

9.Шабад М.А. Максимальная токовая защита. – Л.: Энергоатом-

издат, 1991. – 96 с.

10.Овчинников В.В. Реле РНТ в схемах дифференциальных защит. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 88 с.

11.Линт Г.Э. Серийные реле защиты, выполненные на интегральных микросхемах. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 112 с.

12.Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания

и выбору электрооборудования / Под ред. Б.Н. Неклепаева. – М.: НЦ ЭНАС, 2001. – 152 с.

13.Беркович М.А. Автоматика энергосистем: Учеб. для техн./ М.А. Беркович, В.А. Гладышев, В.А. Семенов. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 240 с.

14.Александров К.К. Электрические чертежи и схемы. / К.К.Александров, Е.Г. Кузьмина. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 288 с.

15.Реле защиты. / В.С. Алексеев, Г.П. Варганов, Б.И. Панфилов, Р.З. Розендлюм. – М.: Энергия, 1976. – 464 с.

16.Реле тока: Метод. указания к лабораторной работе / Сост.: Б.В. Соколов. – Кемерово: КузГТУ, 2003. – 18 с.

17.Индукционные измерительные реле: Метод. указания к лабораторной работе / Сост.: Б.В. Соколов. – Кемерово: КузГТУ, 1999. – 24 с.

18.Реле направления мощности: Метод. указания к лабораторной работе / Сост.: Б.В. Соколов. – Кемерово: КузГТУ, 2001. – 28 с.

19.Неклепаев В.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справ. материалы для курсового и дипломного проектирования. В.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. / – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.

20.Справ. по проектированию электроснабжения / Под ред.

Ю.Г. Барыбина. – М.: ЭАИ, 1990. – 576 с.

21.Корогодский В.И. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. / В.И. Корогодский, С.Л. Кутеков, Л.Б. Панерко. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 298 с.

22.Релейная защита и автоматизация СЭС: Метод. указания и задания к курсовому проекту / Сост.: Б.В. Соколов. – Кемерово: КузГТУ, 2004. – 15 с.

23.Релейная защита понижающих трансформаторов: Метод. указания к курсовому проекту / Сост.: Б.В. Соколов. – Кемерово: КузГТУ, 2004. – 18 с.

24.Релейная защита линий электропередачи в сети с изолированной нейтралью: Метод. указания к курсовому проекту / Сост.: Б.В. Соколов. – Кемерово: КузГТУ, 2004. – 17 с.

25.Релейная защита электродвигателей напряжением свыше 1000 В: Метод. указания к курсовому проекту / Сост.: Б.В. Соколов. – Кемерово: КузГТУ, 2004. – 21 с.

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

РАЗДЕЛ 1. Релейная защита и автоматизация ЛЭП

ТЕМА 1. Характеристика токов и напряжений в ненормальных и аварийных режимах работы распределительных сетей

Распределение токов и напряжений по линии при различных видах КЗ. Векторные диаграммы токов и напряжений в месте установки защиты при различных видах КЗ. Остаточное напряжение на шинах.

[2, с.17-25].

Методические указания

При изучении этой темы следует рассмотреть распределение токов и напряжений в трех сечениях линии: в точке КЗ, в промежуточной точке ЛЭП и на шине генератора (источника питания). Этот анализ необходимо сделать для основных видов КЗ: трехфазного, двухфазного и однофазного. Отдельно следует рассмотреть диаграммы токов и напряжений для сети с изолированной нейтралью при однофазном замыкании на землю.

Особое внимание следует уделить определению остаточного напряжения на шине генератора.

Контрольные вопросы

1.Виды повреждений в сетях с глухо заземленной и с изолированной нейтралью.

2.Векторные диаграммы токов и напряжений в точке КЗ и на шине установки защиты при различных видах КЗ (трехфазном, двухфазном и однофазном).

3.Остаточное напряжение на шине (в месте установки защиты) при различных видах КЗ.

4.Особенности распределения токов при однофазных КЗ в сети с заземленной нейтралью и однофазном замыкании в сети с изолированной нейтралью.

ТЕМА 2. Дифференциальная токовая защита

Виды дифференциальных токовых защит. Назначение и принцип действия продольной дифференциальной токовой защиты. Ток небаланса. Принципы и особенности выполнения продольной дифференциальной токовой защиты. Область применения. Расчет параметров, особенности реализации. Поперечные дифференциальные токовые и токовые направленные защиты. Особенности построения и расчета. Способы повышения чувствительности дифференциальных защит. Особенности построения защит РНТ и ДЗТ. [1, с.243-247],[2, с.318-335].

Методические указания

Дифференциальные токовые защиты являются быстродействующими и применяются в качестве основных. Их подразделяют на продольные и поперечные.

Принцип действия продольной ДЗ основан на сравнении величины и фазы тока одноименных фаз на концах защищаемой линии (элемента). На практике широко применяется ДЗ с циркулирующими токами, в которой реле подключается параллельно вторичным обмоткам измерительных трансформаторов тока, соединенным между собой при помощи соединительных проводов.

При изучении этой темы следует уяснить принцип работы ДЗ, ток небаланса ДЗ и расчет тока срабатывания защиты. Особое внимание следует уделить работе насыщающегося трансформатора тока, а также назначению и способам включения уравнительных и тормозной обмоток.

При изучении поперечных ДЗ следует уяснить распределение токов при изменении положения точки КЗ, причину и параметры «мертвой зоны» и зоны каскадного действия защит, а также чувствительность ДЗ, ее достоинства и недостатки, функциональную схему и область применения.

Контрольные вопросы

1.Принцип действия продольной ДЗ.

2.Структурная схема дифференциальной отсечки.

3.Ток небаланса ДЗ и пути его уменьшения.

4.Способы повышения чувствительности ДЗ.

5.Причины появления «мертвой зоны» поперечной ДЗ.

6.Порядок расчета параметров ДЗ.

7.Особенности выполнения ДЗ.

8.Достоинства и недостатки ДЗ.

ТЕМА 3. Защиты от замыканий на землю

Защита от КЗ на землю в сети с большим током замыкания на землю. Максимальная токовая защита нулевой последовательности. Принцип действия и схема построения защиты. Ток небаланса. Расчет уставок. Токовые направленные защиты нулевой последовательности. Защиты от замыканий на землю в сети с малыми токами замыкания на землю. Токи и напряжения при однофазном замыкании на землю. Особенности построения защит от ОЗЗ. [1, с.207-212],[2, с.226-278].

Методические указания

Для защиты линий с заземленной нейтралью (110 кВ) от КЗ на землю используют отдельный комплект защиты. Реле подключают к фильтру токов нулевой последовательности. В остальном схема аналогична схемам токовых защит от междуфазных КЗ.

Вобщем случае защиту выполняют ступенчатой. Ток срабатывания МТЗ нулевой последовательности отстраивают от тока небаланса в нормальном режиме. Время действия защиты выбирают по ступенчатому принципу.

Принцип действия и порядок расчета отсечек нулевой последовательности такой же, как и отсечек, реагирующих на полные токи фаз.

Всетях с изолированной нейтралью (6, 10, 35 кВ) замыкание одной фазы на землю не вызывает короткого замыкания, так как в этом случае ЭДС поврежденной фазы не шунтируется накоротко, а только закорачивается емкость этой фазы. Возникающий при этом в месте повреждения ток замыкается через емкость проводов «неповрежденных» фаз относительно земли и имеет небольшую величину (несколько десятков ампер). Поэтому снижения напряжения в сети не происходит.

При изучении этой темы следует уяснить векторные диаграммы токов и напряжений в нормальном и ненормальных режимах работы сети.

Вкачестве защит замыканий на землю применяют токовые защиты, реагирующие на ток нулевой последовательности. В качестве

фильтра тока нулевой последовательности применяют специальный трансформатор тока нулевой последовательности особой конструкции («бублик»). В нем ток нулевой последовательности получается в результате суммирования магнитных потоков первичного тока трех фаз.

Для обеспечения селективности защиты в разветвленных сетях используют направленные защиты нулевой последовательности.

Контрольные вопросы

1. Принципы работы токовой защиты нулевой последовательности

(НП).

ТЕМА 4. Дистанционные защиты

Назначение и принцип действия защиты. Состав и назначение элементов схемы защиты. Характеристики срабатывания дистанционных защит. Принципы выполнения реле сопротивления. Выбор уставок дистанционной защиты и область ее применения. Полупроводниковые дистанционные защиты. [1, с.230-236],[2, с.361-365].

Методические указания

Дистанционной называют токовую защиту, выдержка времени которой автоматически изменяется по мере изменения расстояния (дистанции) от места установки защиты до точки КЗ. В качестве меры дистанции в них используют величину сопротивления на зажимах дистанционного измерительного органа (реле сопротивления). В нормальном режиме это сопротивление имеет максимальную величину. По мере приближения точки КЗ к месту установки защиты (из-заснижения напряжения на шине и увеличение тока в реле) он уменьшается. Время срабатывания защиты может уменьшаться плавно либо дискретно (ступенчато).

Реле сопротивления подключают к измерительным трансформаторам тока и напряжения (ТА, ТV) так, чтобы сопротивление реле было пропорционально расстоянию до точки КЗ и не зависело от вида КЗ.

Для этого в защитах, реагирующих на многофазные КЗ, реле сопротивления включают на линейные напряжения и разности фазных токов, одноименные с напряжением.

На практике широко применяют ступенчатые дистанционные за-

щиты. Они аналогичны токовым направленным защитам и отличаются от них реагирующим органом. Обычно плечо зон и ступеней выдержек времени не превышает трех.

Выбор уставок дистанционных защит сводится к определению сопротивления срабатывания каждой из трех ступеней защиты.

Контрольные вопросы

1.Принцип действия дистанционной защиты.

2.Структурная схема дистанционной защиты.

3.Принципы выполнения реле сопротивления и характеристики их срабатывания.

4.Пусковые органы дистанционной защиты.

5.Выбор уставок дистанционных защит.

ТЕМА 5. Устройства автоматики

Автоматическое повторное включение, требования ПУЭ, назначение и принцип работы. Параметры УАПВ для линий с односторонним питанием. Согласование работы устройств РЗ и АПВ. Особенность АПВ линий с двухсторонним питанием. АПВ трансформаторов и шин подстанций.

Автоматическое включение резервного питания. Назначение и принцип работы. Требования ПУЭ. Типовые схемы УАВР на переменном и постоянном токе для ЛЭП, трансформаторов, секционных выключателей и электродвигателей. Согласование действия АВР с РЗ и другими видами автоматики. Расчет уставок [1, с.266-277,280-287].

Методические указания

Электроснабжение потребителей, потерявших питание, можно восстановить автоматическим подключением их к другому источнику питания с помощью устройства АВР.

Эти устройства должны удовлетворять множеству требований, которые положены в основу принципов их выполнения. При изучении данной темы следует четко уяснить основные требования, предъявляемые к устройствам АВР, логику (последовательность) их работы и порядок выбора уставок срабатывания.

Применение устройств АПВ способствует повышению надежно-

studfiles.net

СД.8 Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения

Поиск Лекций

1. Принцип действия АПВ

Электрические АПВ однократного действия с автоматическим возвратом получили наиболее широкое распространение. Наиболее часто такие АПВ выполняются с помощью комплектного устройства РПВ-58.

Принципиальная схема АПВ для линии с масляным выключателем приведена на рис. 3.1. В комплектное устройство РПВ-58 входят: реле времени КТ типа ЭВ-133 с добавочным резистором R1 для обеспечения термической стойкости реле; промежуточное реле KL1 с двумя обмотками – параллельной и последовательной; конденсатор С (20 мкФ), обеспечивающий однократность действия АПВ; зарядный резистор R2 (1,1 МОм) и разрядный резистор R3 (510 Ом).

В рассматриваемой схеме дистанционное управление выключателем производится ключом управления SA, у которого предусмотрена фиксация положения последней операции. Поэтому после операции включения ключ управления остается в положении Включено (В2), а после операции отключения – в положении Отключено (О2). Когда выключатель включен и ключ управления находится в положении Включено, к конденсатору С плюс оперативного тока подводится через контакты ключа, а минус – через зарядный резистор R2. При этом конденсатор заряжен, и схема АПВ находится в состоянии готовности.

При включенном выключателе реле положения Отключено (KQT), осуществляющее контроль исправности цепей включения, током не обтекается и контакт его в цепи пуска схемы АПВ разомкнут. Пуск схемы АПВ происходит при отключении выключателя релейной защитой в результате возникновения несоответствия между положением ключа управления, которое не изменилось, и положением выключателя, который теперь отключен. Несоответствие положений ключа и выключателя характеризуется тем, что через контакты ключа 1/3 на схему АПВ по-прежнему подается плюс оперативного тока, а ранее разомкнутый вспомогательный контакт выключателя SQ.1 переключился и замкнул цепь обмотки реле KQT, которое, сработав, подало контактом KQT.1 минус на обмотку реле времени КТ.

При срабатывании реле времени размыкается его мгновенный размыкающий контакт КТ.1 и вводится в цепь обмотки реле дополнительное сопротивление (резистор R1). Это приводит к уменьшению тока в обмотке реле, благодаря чему обеспечивается его термическая стойкость при длительном прохождении тока.

По истечении установленной выдержки времени реле КТ подключает замыкающим контактом КТ.2 параллельную обмотку реле KL1 к конденсатору С. Реле KL1 при этом срабатывает от тока разряда конденсатора и, самоудерживаясь через свою вторую обмотку, включенную последовательно с обмоткой контактора КМ, подает команду на включение выключателя. Благодаря использованию у реле KL1 последовательной обмотки обеспечивается необходимая длительность импульса для надежного включения выключателя, поскольку параллельная обмотка этого реле обтекается током кратковременно при разряде конденсатора. Выключатель включается, размыкается его вспомогательный контакт SQ.1 и возвращаются в исходное положение реле KQT, KL1 и КТ.

Если повреждение на ЛЭП было неустойчивым, она останется в работе. После размыкания контакта реле времени КТ.2 конденсатор С начнёт заряжаться через зарядный резистор R2, сопротивление которого выбирается таким, чтобы время заряда конденсатора С составляло 20-25 с. Таким образом, спустя указанное время схема АПВ будет подготовлена к новому действию.

В случае устойчивого повреждения на ЛЭП, включившийся под действием схемы АПВ выключатель, вновь отключится РЗ и вновь сработают реле KQT и КТ. Реле KL1, однако, при этом второй раз работать не будет, так как конденсатор С, разряженный при первом действии АПВ, ещё не успеет зарядится. Таким образом, рассмотренная схема обеспечивает однократное действие при устойчивом КЗ на ЛЭП.

При оперативном отключении выключателя ключом управления SA несоответствия не возникает и схема АПВ не действует, так как одновременно с подачей команды на отключение выключателя контактами ключа 6–8 размыкаются его контакты 1–3, чем снимается плюс оперативного тока со схемы АПВ. Поэтому сработает только реле KQT, а реле КТ и KL1 не сработают. Одновременно со снятием оперативного тока контактами 1–3 SA замыкаются контакты 2–4 и конденсатор С разряжается через резистор R3. При оперативном включении выключателя ключом управления готовность схемы АПВ к действию наступает после заряда конденсатора через 20–25 с. В случае отключения ЛЭП РЗ, когда действия АПВ не требуется, через резистор R3 производится разряд конденсатора.

Для предотвращения многократного включения выключателя на устойчивое КЗ, что могло бы иметь место в случае застревания контактов реле KL1 в замкнутом состоянии, в схеме управления устанавливается специальное промежуточное реле KBS, имеющее две обмотки – рабочую последовательную и параллельную удерживающую. Реле KBS срабатывает при прохождении тока по катушке отключения выключателя и удерживается в сработавшем положении до снятия команды на включение. Цепь обмотки КМ при этом размыкается контактом KBS.1, благодаря чему предотвращается включение выключателя.

2. Типы релейной защиты трансформаторов

3. Оперативный ток на трансформаторных подстанциях. Источники постоянного оперативного тока. Источники переменного оперативного тока

Источниками оперативного постоянного тока является аккумуляторные батареи работающие в режиме постоянного подзаряда , рабочее напряжение батареи 110-220 В.

В качестве подзарядного устройства используется мощный территсторный преобразователь ,снабженный элемннтным коомуникатором с помощью которого можно изменять число участившихся в хим реакции пластин.

Достоинство

простой источник тока работа которого не зависит от состояния основной системы

возможность работы при одном замыкании на землю одного из плюсов при сохранении между ними полюсного напряжения

Недостатки

сложность выполнения защиты от повреждения в целях постоянного тока

требует специального помещения

требует квалифицированного обслуживания

дороговизна

ОПЕРативный переменный ток источником может быть трансформаторы тока,трансформаторы напряжения сопровождающих значительными токами,когда они в состоянии отдавать мощность .

Трансформаторы собственных нужд и трансформаторы напряжения наоборот не пригодны для питания защит от кз сопровождается снижением напряжения до 0 и могут применяться для управления в режимах характерных напряжениями близкими к рабочим.

Достоинство

отключает привод, простота и экономность

Недостатки

зависимость от режима работы сети оборудования на переменном токе имеет больие габариты вибрация контактов

4. Трансформаторы тока как источники оперативного переменного тока

5. Токовая отсечка от междуфазных КЗ. Зона действия токовой отсечки

Токовая отсечка как и МТЗ реагирует на увеличение объема тока в защищаемом объекте однако селективность обеспечивает не время срабатывания защиты а выбором тока срабатывания. Чувствительностью токовой отсечки оценивается длиной защищаемой линии L ср защиты пр срабатывании.

Токовая отсечка не имеет выдержку времени но чувствительна к кз к концу линии.

1 — ая ступень защиты используется ток отсечки без выдержки времени .

2 — ая ступень защита считается чувствительной если при кз в конц линии ее коэффициент чувствителен Кч ˃1,2.

3 — ая ступень используется МТЗ назначение которой является резервирование 1 — ых ступеней своей защиты а так же отказов защиты смехных выкл сети.

6. Принцип действия дифференциальной токовой защиты

7. Действие газовой защиты на сигнал и на отключение

8. Принцип действия максимальной токовой защиты. Максимальная токовая защита с пуском по напряжению

Одним из признаков возникновения КЗ является увеличение тока в ЛЭП. Этот признак используется для выполнения РЗ, называемых токовыми. Токовые РЗ приходят в действие при увеличении тока в фазах ЛЭП сверх определенного значения. В качестве реле, реагирующих на возрастание тока, служат максимальные токовые реле.

В общем случае токовые защиты выполняются трехступенчатыми.

Первая ступень защиты – токовая защита без выдержки времени, токовая отсечка имеет только измерительный орган, а вторая и третья ступени – токовая отсечка с выдержкой времени и максимальная токовая защита, имеют два органа: измерительный и выдержки времени.

Вторая ступень выполняется с независимой от тока выдержкой времени, а третья с независимой и зависимой.

Главное различие между этими РЗ заключается в способе обеспечения селективности.

Селективность действия максимальных токовых РЗ достигается с помощью выдержки времени. Селективность токовых отсечек обеспечивается соответствующим выбором тока срабатывания.

poisk-ru.ru

Защита и автоматика электродвигателей. Защита и автоматика специальных электроустановок систем электроснабжения

Виды повреждений и ненормальных режимов работы электродвигателей. Типы защит двигателей и устройств их автоматики. Особенности защиты и автоматики синхронных двигателей высокого напряжения. Цифровая защита электродвигателей. Защита и автоматика выпрямительных установок, трансформаторов дуговых электропечных установок, конденсаторных установок. Защита и автоматика сборных шин и токопроводов. [1, 2, 3, 5, 9, 10, 16, 17, 22]

Методические указания

При изучении этой темы надо ознакомиться с видами повреждений и ненормальных режимов работы асинхронных и синхронных электродвигателей, а также с характером изменения токов при самозапуске электродвигателей и восстановлении напряжения. Необходимо усвоить принцип выполнения защит электродвигателей до 1 кВ и свыше 1 кВ и выбор их уставок; внимательно разобраться в явлениях, происходящих при пуске и самозапуске двигателей, выбор уставок токовых отсечек, устанавливаемых на электродвигателях. Необходимо знать роль защиты минимального напряжения и защиты от перегрузок у электродвигателей. Возможность возникновения технологической перегрузки, способной вызывать повреждение двигателя, учитывать при решении вопроса о применении токовой защиты от перегрузки и включении ее с действием на сигнал, отключение или разгрузку механизма. Вращающий момент электродвигателя и момент сопротивления механизма.

Надо знать основные виды автоматики, применяемые на двигателях и их назначение. Важно понять особенности режима работы печных, преобразовательных и конденсаторных установок. Надо знать виды защиты и автоматики, применяемые на этих установках. Надо понимать, каким образом поддерживают постоянство напряжения у потребителей электроэнергии. Нужно знать типы защиты и автоматики, устанавливаемые на шинах и токопроводах, уметь рассчитать их уставки.

Вопросы для самопроверки

1. Как учитывается пусковой ток двигателя при выборе тока срабатывания защиты от многофазных к.з.?

2. В каких случаях и как выполняется релейная защита двигателя от перегрузки?

3. В каких случаях и как выполняется у электродвигателей защита минимального напряжения?

4. Как предотвращается неправильное действие защиты минимального напряжения при перегорании предохранителей?

5. В каких случаях токовая отсечка выполняется с двумя реле? Чувствительность защиты.

6. Какие меры принимаются в установках собственного расхода для обеспечения самозапуска?

7. По какому принципу можно осуществить защиту синхронного электродвигателя от несинхронного режима?

8. В каких случаях предусматривается АПВ электродвигателей?

9. Какие виды защиты и автоматики предусматриваются на преобразовательных и печных установках?

10. Как выполняют защиту батареи статических конденсаторов?

11. Как осуществляется автоматическое отключение батареи конденсаторов по режиму?

12. Какие защиты принимаются на шинах и токопроводах?

13. Как осуществляется АПВ шин?

14. Цифровые защиты электродвигателей.

Устройства системной автоматики

Назначение автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического включения резерва (АВР). Требования к этим устройствам и расчет их параметров. Схемы АВР и АПВ. АВР на подстанциях с синхронными двигателями или синхронными компенсаторами. Особенности АПВ на линиях с двусторонним питанием, АПВ ОС и АПВ УС. Реле контроля синхронизма РКС. Исправление действия неселективной отсечки при помощи АПВ. Защита и автоматика электрических сетей напряжением до 1 кВ.

Назначение и основные принципы выполнения автоматической частотной разгрузки (АЧР). Расчет параметров срабатывания устройства АЧР. Реле частоты. [1, 6, 7, 8]

Методические указания

Устройство АВР. Электроснабжение потребителей, потерявших питание, можно восстановить автоматическим подключением их к другому источнику питания с помощью устройства АВР. Многолетний опыт эксплуатации показал высокую эффективность раздельной работы элементов сети в сочетании с устройствами АВР, успешность действия которых по статистическим данным составляет 90% и более.

Существует большое разнообразие устройств АВР. Однако все они должны удовлетворять требованиям, которые положены в основу принципов выполнения устройств АВР. Следует твердо уяснить основные требования, предъявляемые к устройствам АВР и на его предложенной схеме уметь показать, как реализуются эти требования. Надо знать, как выбираются уставки АВР. Кроме того, следует разобраться с особенностями выполнения схем АВР на подстанциях с синхронными двигателями или синхронными компенсаторами.

Действие АВР должно согласовываться с действием других устройств автоматики.

В этом разделе изучить особенности повреждений (к.з.) и выполнение защит сетей напряжением до 1 кВ. Как осуществляется выбор предохранителей, воздушных автоматов. Чувствительность и селективность расцепителей воздушных автоматов. Защита от однофазных к.з. Устройство и работа защитного отключения. Устройство автоматического включения резерва.

Устройство АПВ. Большинство к.з., возникающих в процессе эксплуатации на линиях, имеет неустойчивый характер, т.е. после отключения линий защитой они самоустраняются. Вероятность самоустранения к.з. после снятия напряжения с линии будет тем выше, чем быстрее срабатывает релейная защита. Хотя заранее неизвестно самоустранилось к.з. или нет, линию включают повторно. Эту операцию выполняет АПВ, к которому предъявляются следующие требования: минимально возможное время срабатывания, обеспечение автоматического возврата схемы в исходное положение с заданной выдержкой времени, заданная кратность действия, возможность ускорения защиты после АПВ. В схеме предусмотрен автоматический запрет АПВ на случай, если по каким-либо причинам недопустимо повторное включение выключателя.

Схемы АПВ выполняются на постоянном и переменном оперативном токе. На линиях 6-10 кВ наибольшее распространение получили механические и электрические АПВ выключателей, имеющих пружинные приводы. На линиях более высокого напряжения применяются схемы с реле типов РПВ-58, РПВ-258 и РПВ-358. Надо знать принцип работы устройств, обеспечивающих однократное или двукратное повторное включения. Необходимо уяснить работу устройств АПВ на линиях с односторонним питанием и разобраться в их особенностях на линии с двусторонним питанием, что такое напряжение биения. Надо помнить, что основная задача АПВ на этих линиях – не допускать действие АПВ без контроля синхронизма. Изучить устройство и работу реле контроля синхронизма. Как работает АВР с ожиданием синхронизма и с улавливанием синхронизма.

Устройство АЧР. Устройство АЧР работает при дефиците генерирующей мощности в энергосистеме для предотвращения аварийного понижения частоты. Нужно знать, что такое лавина частоты, как ведут себя разные потребители при понижении частоты; как это отражается на технологии производства и для чего применяется это устройство автоматики. Необходимо учитывать требования, предъявляемые к устройствам АЧР, и расчет их параметров. В системе электроснабжения промышленных предприятий и сельского хозяйства может быть применена местная разгрузка. Надо понять, для чего это делается, по какой схеме и при каких отклонениях параметров режима электропередачи. Применяются две основные категории АЧР (I и II), имеющие разные уставки срабатывания по частоте и разное быстродействие. Нужно знать принцип действия реле частоты, как осуществляется схема АЧР, как обеспечивается автоматическое повторное включение отключающихся приемников (ЧАПВ).

Вопросы для самопроверки

1. Какие требования предъявляются к устройствам АВР?

2. Какие факторы надо учитывать при выборе уставок реле напряжения и времени устройства АВР? Выполнение пусковых органов минимального напряжения (ПОН) и частоты.

3. Как влияет длительность перерыва питания на самозапуск электродвигателя?

4. Как осуществляется АВР линии, питающейся от двух источников?

5. В чем заключается целесообразность применения АПВ?

6. Какие требования предъявляются к устройствам АПВ?

7. В каких случаях применяется ускорение защиты до и после АПВ? Как это выполняется практически?

8. Каковы условия допустимости несинхронного АПВ?

9. В чем особенность схем АПВ на линиях с двусторонним питанием?

10. Как достигается однократность действия АПВ?

11. Каково назначение АЧР? Что такое регулирующий эффект нагрузки?

12. Укажите основные принципы действия АЧР?

13. Почему недопустима работа энергосистемы при частоте ниже 47 - 48 Гц?

14. Для чего применяется несколько очередей АЧР?

15. Каковы причины, приводящие к снижению частоты в энергосистеме?

16. Как определить величину мощности, отключаемой одной очередью устройства АЧР?

17. В каких случаях допустимо применение АПВ при работе АЧР?

18. Что такое лавина частоты и напряжения и как протекают эти процессы?

megaobuchalka.ru

Расчет устройств релейной защиты и автоматики системы электроснабжения (стр. 1 из 11). Защита систем электроснабжения