Васильев и др. Релейная защита Метод. указ.ЛБ-2015-Visio. Релейная защита
 Скачать 9.02 Mb.
|
Работа 2.4 Дифференциальная защита трансформатора Цель работы: Ознакомиться с принципиальной электрической схемой, принципом работы и порядком испытания дифференциальной защиты трансформатора. Краткие теоретические сведения Дифференциальная защита применяется в качестве основной защиты трансформаторов при повреждениях их обмоток, на вводах и ошиновке. Ввиду ее сравнительной сложности дифференциальная защита устанавливается лишь на одиночно работающих трансформаторах 6300 кВА и выше, на параллельно работающих трансформаторах мощностью 4000 кВА и выше. Дифференциальная защита основана на принципе сравнения величин токов в начале и в конце защищаемого участка, в нашем случае начале и конце обмоток силового трансформатора. Участок между трансформаторами тока, установленными на высшей и низшей сторонах силового трансформатора, считается защищаемой зоной. С обеих сторон трансформатора устанавливаются трансформаторы тока TА1 и ТА2, вторичные обмотки которых включены последовательно. Параллельно им подключается токовое реле КА. Если характеристики трансформаторов тока будут одинаковы, то в нормальном режиме, а также при внешнем коротком замыкании токи во вторичных обмотках трансформаторов тока будут равны, разность их будет равна нулю, ток через обмотку токового реле КА протекать не будет, следовательно, защита действовать не будет. При коротком замыкании в трансформаторе и в любой точке защищаемой зоны, например в обмотке трансформатора, по обмотке реле КА будет протекать ток, и если его величина будет равна току срабатывания реле или больше его, то реле сработает и через соответствующие вспомогательные приборы произведет двустороннее отключение поврежденного участка. Эта защита будет действовать при междуфазных и межвитковых замыканиях. Дифференциальная защита обладает высокой чувствительностью и является быстродействующей, так как для нее не требуется выдержка времени, что и является ее главным положительным свойством. Однако она не обеспечивает защиты при внешних коротких замыканиях и может вызывать ложные отключения при обрыве в соединительных проводах вторичной цепи. На рисунке 2.7 приведена схема дифференциальной защиты трансформатора (ДЗТ) на оперативном переменном токе. Измерительный орган защиты выполнен на реле максимального тока КА типа РТ-40/2. При возникновении повреждения срабатывает реле КА и приводит в действие электромагниты отключения КМ1 и КМ2.   Рисунок 2.7 – Принципиальная электрическая схема Электрическая схема соединений аппаратуры блоков лабораторного стенда для испытания ДЗТ приведена на рисунке 2.8, а перечень аппаратуры соответственно в таблице 2.10. 
Рисунок 2.8 – Электрическая схема соединений дифференциальной защиты трансформатора Таблица 2.10 – Перечень аппаратуры
Программа работы 1. Изучить принцип работы ДЗТ. 2. Изучить электропитание и назначение блоков лабораторного стенда для испытания ДЗТ. 3. Исходные данные для исследования ДЗТ выбираются по заданию преподавателя в соответствии с таблицей Б.4 приложения Б. 4. Расчетным путем определить значения токов короткого замыкания в точках К1 и К2. Методика расчета приведена в приложении В. 5. Расчетным путем определить значения тока срабатывания защиты  и тока срабатывания реле  . Методика расчета приведена в приложении Ж.6. По значению тока срабатывания реле принять значение тока уставки  реле тока РТ40/2.7. Результаты расчета привести в таблицах 2.11 и 2.12. 8. Выставить расчетное значение тока уставки  реле тока РТ40/2 в соответствие с таблицей 2.12.9. Собрать схему соединений аппаратуры блоков лабораторного стенда в соответствии с рисунком 2.8. 10. Задать значения параметров линии электропередачи в соответствие с заданным вариантом таблицы Б.4. 11. Установить правильность работы ДЗТ при коротких замыканиях в точках К1 и К2. Результаты испытаний занести в таблицу 2.12. 12. Проанализировать результаты испытаний и сделать выводы. Таблица 2.11 – Результаты расчета параметров схемы замещения электрической сети до точки К1 и К2
Таблица 2.12 – Результаты расчета и эксперимента ДЗТ
Порядок выполнения экспериментальной части работы: 1. Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. 2. Соедините гнезда защитного заземления  устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» однофазного источника питания G1.3. Соедините аппаратуру в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 2.8. 4. Отключите (если включен) автоматический выключатель А9. 5. Установите переключателем значение коэффициента трансформации трансформатора А1, например, 1,0. 6. Установите параметры линии электропередачи А2 в соответствии с заданным вариантом по таблице Б.4 приложения Б. 7. Установите ток уставки реле А10 в соответствии с таблицей 2.12.8. Включите выключатель «СЕТЬ» измерителя Р1. 9. Включите источник G1. О наличии напряжения на его выходе должна сигнализировать светящаяся лампочка. 10. Включите автоматический выключатель А9. В результате загорится зеленая лампа блока А8, сигнализирующая о подаче оперативного напряжения. 11. Нажмите верхнюю кнопку поста управления А7. В результате включатся контакторы А4 и А13 (выключатели Q1 и Q2) и на модели линии А2 и трансформатора А1 будет подано напряжение. Об этом будут сигнализировать загоревшиеся красные лампы в блоке А8. Зеленая лампа в блоке А8 погаснет. 12. Смоделируйте короткое замыкание на выводах трансформатора А1. Для чего воткните проводник «П» в гнездо «а» вывода трансформатора А1. В результате сработает дифференциальная защита и поврежденный трансформатор А1 отключится от источника питания выключателями Q1 и Q2 (контакторами А4 и А13). Красные лампы в блоке А8 погаснут, а зеленая лампа загорится. 13. С индикаторов измерителя Р1 считайте значение тока короткого замыкания (в точке К1) и время работы защиты. 14. Результаты испытаний занести в таблицу 2.12. 15. Выньте проводник «П» из гнезда. 16. Нажмите верхнюю кнопку поста управления А7. В результате включатся контакторы А4 и А13 (выключатели Q1 и Q2) и на модели линии А2 и трансформатора А1 будет подано напряжение. Об этом будут сигнализировать загоревшиеся красные лампы в блоке А8. Зеленая лампа в блоке А8 погаснет. 17. Смоделируйте короткое замыкание в точке К2. Для чего воткните проводник «П» в гнездо (контакт 1 контактора А13). Если защита не сработает в течении времени 1 с и поврежденная линия электропередачи не отключится от источника питания выключателями Q1 и Q2 (контакторами А4 и А13), тогда необходимо в ручную отключить линию электропередачи А2 и трансформатор А1, нажав нижнюю кнопку поста управления А7, или вынуть проводник «П» из гнезда. 18. С индикаторов измерителя Р1 считайте значение тока короткого замыкания в точке К2 и время работы защиты. 19. Выньте проводник «П» из гнезда. 20. По завершении эксперимента отключите однофазный источник питания G1 и выключатель «СЕТЬ» измерителя Р1. 21. Результаты испытаний занести в таблицу 2.9. 3 Защиты, выполненные на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC Работа 3.1 Максимальная токовая защита линии электропередачи Цель работы: Ознакомиться с принципиальной электрической схемой, принципом работы и порядком испытания максимальной токовой защиты линии электропередачи. Краткие теоретические сведения На рисунке 3.1 приведена схема максимальной токовой защиты на оперативном переменном токе. Схема, поясняющая алгоритм работы защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC, приведена на рисунке 3.2. При подаче напряжения на схему загорается зеленая сигнальная лампа HLG1. При нажатии на кнопку включения SB1 «Пуск» включается контактор КМ1 и на защищаемую линию подается напряжение. Загорается красная сигнальная лампа HLR1, получая питание через контакт КМ1.2. Зеленая сигнальная лампа HLG1 гаснет. При отпускании кнопки SB1 обмотка контактора КМ1 получает питание через нормально разомкнутый контакт этого контактора КМ1.1. При нажатии на кнопку SB2 «Стоп» контактор КМ1 отключается. Напряжение с линии снимается. Красная сигнальная лампа HLR1 гаснет, зеленая HLG1 – загорается. При коротком замыкании в точке K1 контакт КА1.1 токового реле замыкается, подавая питание на обмотку реле времени KT1. Контакт KT1.1, замыкаясь с выдержкой времени, подает питание на обмотку промежуточного реле KL1, которое своим контактом KL1.1 размыкает цепь питания контактора KM1. При исчезновении напряжения питающей сети контактор КМ1 отключается. При восстановлении напряжения в сети контактор остается отключенным (самовозврата схемы не происходит). В эксперименте рассмотренный алгоритм реализован на основе программируемого контроллера. Логическая схема работы защиты на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC соответственно на рисунке 3.3, а описание блоков логической схемы защиты в таблице 3.1.  Рисунок 3.1 – Принципиальная электрическая схема  Рисунок 3.2 – Схема, поясняющая алгоритм работы защиты  Рисунок 3.3 – Логическая схема работы защиты Таблица 3.1 – Описание блоков логической схемы защиты
Электрическая схема соединений аппаратуры блоков лабораторного стенда для испытания МТЗ линии электропередачи приведена на рисунке 3.4, а перечень аппаратуры соответственно в таблице 3.2. 
Рисунок 3.4 – Электрическая схема соединений максимальной токовой защиты линии электропередачи. Таблица 3.2 – Перечень аппаратуры
Программа работы 1. Изучить принцип работы МТЗ линии электропередачи. 2. Изучить электропитание и назначение блоков лабораторного стенда для испытания МТЗ линии электропередачи. 3. Исходные данные для исследования МТЗ выбираются по заданию преподавателя в соответствии с таблицей Б.1 приложения Б. 4. Расчетным путем определить значения токов короткого замыкания в точках К1 и К2 линии электропередачи. Методика расчета приведена в приложении В. 5. Расчетным путем определить значения тока срабатывания защиты и тока уставки  МТЗ на микроконтроллере Siemens Logo 230 RC. Методика расчета приведена в приложении Г.6. Результаты расчета привести в таблицах 3.3 и 3.4. 7. Задать значения параметров линии электропередачи в соответствие с заданным вариантом таблицы Б.1. 8. Задать значения уставок и  МТЗ в программе микроконтроллера Siemens Logo 230 RC (рисунок 3.3) в соответствие с таблицей 3.4.9. Собрать схему соединений аппаратуры блоков лабораторного стенда в соответствии с рисунком 3.4. 10. Установить правильность работы МТЗ при коротких замыканиях в точках К1 и К2. Результаты испытаний занести в таблицу 3.4. 11. Проанализировать результаты испытаний и сделать выводы. Таблица 3.3 – Результаты расчета параметров схемы замещения электрической сети до точки К1 и К2
Таблица 3.4 – Результаты расчета и эксперимента работы МТЗ
Порядок выполнения экспериментальной части работы: 1. Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания. 2. Соедините блоки А5 и А6 шнурами питания с однофазным источником G1. 3. Соедините гнезда защитного заземления « » устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «РЕ» источника G1.4. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (рисунок 3.4). 5. Коэффициент трансформации однофазного трансформатора А1 установите равным 1,0. 6. Задать значения параметров линий электропередачи А3 и А9 в соответствие с заданным вариантом таблицы Б.1. 7. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер, запустите программу Logo!Soft Comfort V5 и введите логическую схему (рисунок 3.3). 8. Задать значения уставок (блок SF001) и (блок T002) МТЗ в программе микроконтроллера Siemens Logo 230 RC (рисунок 3.3) в соответствие с таблицей 3.4.9. Включите источник G1. О наличии напряжений на его выходе должен сигнализировать светящийся светодиод. Включите выключатели «СЕТЬ» блоков А5, А6 и P1. 10. Загрузите программу в контроллер и запустите ее на исполнение. 11. Нажмите кнопку «Пуск» поста управления А8. В результате включится контактор А2 (выключатель Q) и на модели линий А3 и А9 будет подано напряжение. Об этом будет сигнализировать загоревшаяся красная лампа в блоке А7. Зеленая лампа в блоке А7 погаснет. 12. Смоделируйте короткое замыкание на линии электропередачи в точке К1. Для чего воткните проводник «П» в гнездо между моделями линий А3 и А9. В результате сработает максимальная токовая защита и поврежденная линия электропередачи с выдержкой времени отключится от источника питания выключателем Q (контактором А2). Красная лампа в блоке А7 погаснет, а зеленая загорится. 13. С индикаторов измерителя Р1 считайте значение тока короткого замыкания (в точке К1) и время работы защиты. 14. Результаты испытаний занести в таблицу 3.4. 15. Выньте проводник «П» из гнезда. 16. Нажмите кнопку «Пуск» поста управления А8. В результате включится контактор А2 (выключатель Q) и на модели линий А3 и А9 будет подано напряжение. Об этом будет сигнализировать загоревшаяся красная лампа в блоке А7. Зеленая лампа в блоке А7 погаснет. 17. Смоделируйте короткое замыкание на линии электропередачи в точке К2. Для чего воткните проводник «П» в гнездо в конце линии А9. В результате сработает максимальная токовая защита и поврежденная линия электропередачи с выдержкой времени отключится от источника питания выключателем Q (контактором А2). Красная лампа в блоке А7 погаснет, а зеленая загорится. 18. С индикаторов измерителя Р1 считайте значение тока короткого замыкания (в точке К2) и время работы защиты. 19. Выньте проводник «П» из гнезда. 20. По окончании эксперимента отключите выключатели «СЕТЬ» блоков А5, А6 и Р1. Отключите однофазный источник питания G1. 21. Результаты экспериментов занести в таблицу 3.4. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,Ом
, Ом
, Ом
, Ом
, Ом
,Ом
, Ом
, Ом
, Ом
, Ом
, В
, Ом
, А
, А
, А
, А
, А
, с
, А
, с
и 
МТЗ)
МТЗ)
, Ом
, Ом
, Ом
, А
, А
, у. е.
, с