Дослідження струмового захисту радіальних ліній. Лабораторна робота з дисципліни Основи релейного захисту та автоматизації енергосистем
 Скачать 131.8 Kb.
|
|
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ТА ЕНЕРГЕТИЧНОГО МЕНЕДЖМЕНТУ Лабораторна робота з дисципліни «Основи релейного захисту та автоматизації енергосистем» Виконав: _ Студент гр. ЕЕМ-18ск Мрачковський Д.В. Перевірив: _ Аніськов О.В. _ Кривий Ріг 2021р. Дослідження струмового захисту радіальних ліній I. Мета роботи Метою роботи є ознайомлення студентів з розрахунком уставок за струмом та за часом максимального струмового захисту вздовж радіальної мережі, струмової відсічки та спеціальної струмової, реагуючої на струми нульової послідовності; установка отриманих уставок та дослідження спрацювання різних видів захистів лінії. ІІ. Опис лабораторного стенду На стенді (рис.1) представлена мнемонічна схема захисту 2-х ділянок радіальної електричної мережі одностороннього живлення (система з малими струмами замикання на землю). Кожна з ліній забезпечена комплектом захистів: струмовою відсічкою з реле максимального струму ЕТ-520 та вказівного реле РУ-21/220; максимальним струмовим захистом (МСЗ) з витримкою часу (В.Ч) з реле максимального струму миттєвої дії типу ЕТ-520 (пусковий орган), реле часу ЕВ-134 (орган витримки часу) та вказівним реле РУ-21/0,15; захистом від однофазних замикань на землю з реле максимального струму ЕТ-520 та вказівним реле РУ-21/220В. Захисти діють на одне вихідне проміжкове реле типу ЕП-101. На кожній ділянці мережі зі сторони живлення встановлені вимикачі Q1, Q2 та трансформатори струму. Контроль за навантаженням лінії здійснюється амперметрами PA1 і PA2. Для імітування коротких замикань з метою перевірки спрацювання захистів в точках К1 –К4 встановлені пакетні вимикачі. ІІІ. Короткі методичні вказівки з вибору уставок релейних захистів лінії Для налагодження захистів необхідно виконати розрахунки уставок за струмом та часом. Максимальний струмовий захист Встановлюється на кожній ділянці, за умовою селективності відключає тільки найближчу до місця к.з. ділянку, а непошкоджена лінія залишається в роботі. Це забезпечується селективністю та чутливістю захистів, які повинні настроюватися на два параметри: струм та час. а) Вибір В.Ч. захисту з незалежною характеристикою Ступінчатий принцип, у кожного наступного захисту у напрямку до ДЖ час спрацювання збільшується на ступінь В.Ч.,  , тобто tn+1 =tn+ . Зазвичай =0,5 0,7 с, захисти просто погоджувати. Однак, у ДЖ накопичуються великі В.Ч., що знижує ефективність захисту. Рис.1. б) Вибір В.Ч. захисту з обмежено-залежною характеристикою реле Основною метою погодження уставок таких захистів є скорочення В.Ч. на головних (початкових) ділянках мережі. Дані для розрахунків (в якості прикладу) представлені на рис.2, за завданням – в табл.1. Струми к.з. убувають від ДЖ, т.я. опір к.з. ланцюга з віддаленням від ДЖ – враховується. Дотримується основний принцип: чим більше струм к.з., тим менше ступінь В.Ч. Для запобігання неселективности дії захисту від струмів самозапуску, струми повернення захистів приймаємо на 20% більше (Кн=1,2) струмів нормального навантаження. Тоді первинні струми спрацювання захистів на лінії 1:  на лінії 2:  де КП=0,85 – коефіцієнт повернення реле РТ-80; Iн– навантажувальний струм на даній ділянці лінії. Вибір В.Ч. починається з захисту, найбільш віддаленої від ДЖ, тобто захисту 1.  Рис.2. Таблиця 1
 Рис.3. Захист лінії 1: у випадку к.з. (Кз) у споживача (рис.2) В.Ч. повинна бути на ступінь більше, ніж В.Ч. захисту споживача. Приймаємо (1-ю ступінь ще можна) ступінь часу 0.6 с і вважаючи, що у споживача є свій захист з мінімальною В.Ч. рівною 0.5 с, отримаємо В.Ч. t1=0.5  0.6=1.1 с. Встановивши на захистові лінії 1 витримку t1=1.1 с при IK3= А, ми забезпечимо виборність її дії. Для визначення положення упора витримки часу за шкалою реле РТ-80 знаходимо кратність струму к.з. по відношенню до струму спрацювання захисту За характеристиками реле рис.3 будуємо пунктирну криву 1 через точку з координатами t1=1.1та K1=  паралельно до основних кривих, з кяких отримуємо за правою шкалою tу1=0.7 с: вказує положення упора на шкалі уставок часу реле.Захист лінії 2: її виборність встановлюється на ступінь більше, ніж у захисту лінії 1 при найбільшому струмові к.з. 680 А на першій ділянці. При кратності  за прийнятою кривою 1 (рис.3) В.Ч. складає 0,7 с. Отже, витримка часу захисту лінії 2 складе t2 =0.7+0.6=1.3 с при IK3=680 А.Для визначення положення упора витримки часу знаходимо кратність струму к.з. до струму спрацювання захисту  За характеристиками реле рис.3 будуємо пунктирну криву 2 через точку з координатами t2=1.3 с та К2=  паралельно до основних кривих, з яких отримуємо за правою шкалою tу2=1 с: вказує положення упора на шкалі уставок часу реле РТ-80. Вибрані уставки захистів забезпечують вибірність (селективність).ІV. Порядок виконання роботи На основі даних таблиці 1 та методичних вказівок попереднього розділу, виконати розрахунки уставок за часом максимального струмового захисту у відповідних точках мережі, t, tу. Розрахувати уставки за струмом для досліджуваних захистів (дані для розрахунку представлені в табл.2): струми спрацювання МСЗ та струмової відсічки. Розрахунок уставок захистів за струмом виконати у відповідності з даними, приведеними в табл.2. Таблиця 2
Струм спрацювання реле максимального струмового захисту визначається з виразу:  де I роб.max – максимально можливий робочий струм лінії; Кн1 – коефіцієнт надійності (1,15 1,25);Ксх – коефіцієнт, який враховує схему з’єднання захисту; для схеми реле, що включені на фазні струми Ксх=1, при включенні реле на різницю фазних струмів Ксх=  ;Кп – коефіцієнт повернення, для реле типу ЕТ-520 Кп=0,85; Ктт – коефіцієнт трансформації трансформатора струму. Струм спрацювання реле струмової відсічки  де  –діюче значення періодичної складової початкового струму к.з. при ушкодженні у віддаленій точці мережі, що захищається;Кн2– коефіцієнт надійності, для захистів без витримки часу приймається 4 5.Коефіцієнт чутливості захисту  де  – струм к.з. на початку лінії біля місця встановлення відсічки.Зібрати схеми ланцюгів управління, сигналізації та захисту, двох радіальних ліній згідно рис.4 (частини схеми, вказані пунктиром). Провести на стенді наладку досліджуваних релейних захистів: за результатами виконаних розрахунків виставити відповідні витримки часу та уставки за струмом спрацювання. Подати напругу постійного струму для живлення оперативних ланцюгів та ланцюгів захисту включенням пакетного вимикача Q2 (загоряється біла сигнальна лампочка HL2). Подати напругу змінного струму для комутаційних апаратів, включенням пакетного вимикача Q1 (загоряється зелена лампочка HL3 та HL). Подати напругу змінного струму безпосередньо на лінії Л1 та Л2 , що захищаються поворотом ключів управління КУ1 та КУ2 за годинниковою стрілкою. При цьому включається, відповідно, вимикачі QF1 та QF2 і загоряються червоні лампочки HLK, а зелені – гаснуть. Схема готова до работи. Багатотофазні короткі замикання здійснюються почергово в точках К-1,К-2,К-4, а однофазні замикання – в точках К-3 та К-5. Перевірка дії захистів в точках проводиться переводом відповідного ключа в положення «к.з.». За час к.з. в кожній точці прослідити, які реле прийшли в дію та як змінилися показання амперметрів. Потім перевести ключі в нормальне положення (зворотне), в вказівних реле, що спрацювали, підняти прапорець (блінкер).  Рис.4. За результатами дослідів захистів скласти: - принципову схему розглянутої радіальної мережі та розгорнуту видів захистів на різних ділянках (точки К1–К3)  Рис.5. - короткі відомості про дію захистів при к.з. в точках К1–К3. Максимальний струмовий захист: Захист, що спрацьовує миттєво або з витримкою часу та захищає електрообладнання і лінії електропередачі від віддалених коротких замикань. Струмова відсічка: Захист, що спрацьовує миттєво та захищає електрообладнання від близьких коротких замикань. Питання до лабораторної роботи Якими пристроями захисту повинні бути обладнані лінії 3-750 кВ? Варистор - нелінійний резистор, який за нормальної напруги промислової частоти має високий опір, а при перенапругах має малий опір; Вентильний розрядник - засіб захисту для обмеження перенапруг, який підключається до електричної мережі через іскрові проміжки та робочі елементи якого виготовлені на основі нелінійних резисторів (варисторів); Обмежувач перенапруг нелінійний - засіб захисту для обмеження перенапруг, який підключається до електричної мережі без іскрових проміжків та робочі елементи якого виготовлені на основі високонелінійних металооксидних резисторів (варисторів); Розрядник довгоіскровий - засіб захисту для обмеження перенапруг, принцип дії якого заснований на використанні ефекту ковзного розряду, який забезпечує велику довжину імпульсного перекриття по поверхні розрядника, і запобігання за рахунок цього переходу імпульсного перекриття в силову дугу струму промислової частоти. Як вибирається витримка часу максимального струмового захисту з незалежною та обмежено-залежною характеристикою? Витримки часу у максимальних струмових захистів вибирають по східчастому принципу: починають вибір з найбільш віддаленого від джерела живлення елемента й по мірі наближення до джерела живлення збільшують її таким чином, що захист наступної ділянки має витримку часу на ступінь селективності більше, ніж максимальна витримка часу захисту попередньої ділянки : t3III = t4III + Δt; t2III = t3III + Δt; t1III = t2III +Δt. Вибір струму спрацювання реле максимального струмового захисту. При виборі струму спрацьовування захисту необхідно виходити з умов повернення вимірювального органа в початкове положення після його спрацьовування при відключенні зовнішнього короткого замикання. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||