Моделирование максимальной токовой защиты линии электропередачи

Лабораторная работа № 1

Моделирование максимальной токовой защиты линии электропередачи

Цель: формирование знаний и навыков проведения лабораторных испытаний оборудования, закрепление теоретических знаний о принципе действия максимальной токовой защиты.

Материально-техническое оборудование:

Комплект учебно-лабораторного оборудования «Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения» РЗАСЭР-СР-1.

Глоссарий: максимальная токовая защита, коэффициент чувствительности, ток срабатывания, коэффициент отстройки, направленные защиты.

План занятия:

Подготовительный этап

Изучение методических рекомендаций по лабораторной работе.

Основной этап

2.1. Ознакомиться с оборудованием рабочего места.

2.2. Убедиться, что все выключатели модулей стенда находятся в положении «ВЫКЛ».

2.3. Подготовить соединительные провода, входящие в комплект поставки стенда.

2.4. Подключить защитное заземление.

2.5. Соединить модули стенда согласно схеме соединений.

2.6. Установить переключателями желаемые параметры моделей линии электропередачи.

2.7. Установить выдержку реле времени KT1.

2.8. Установить ток срабатывания реле тока КА1.

2.9. Включить устройство защитного отключения, автоматический выключатель.

2.10. Нажать на кнопку SB1 (должна загореться лампочка HL1).

2.11. Нажатием кнопки SB2 смоделировать короткое замыкание (нажатие на кнопку SB2 должно быть кратковременное - порядка 0, 5-1 секунды).

2.12. Убедиться, что контактор К1 отключил линию (лампа HL1 погасла).

2.13. С помощью амперметра и секундомера можно проверить токи и время срабатывания реле, подключив их в соответствующие участки схемы и зафиксировать данные для отчета.

2.14. По завершению эксперимента отключить автоматический выключатель и устройство защитного отключения. Разобрать схему.

2.15. Оформить отчет по лабораторной работе. Объяснить полученные результаты и сделать соответствующие выводы.

Заключительный этап

Защита лабораторной работы.

Контрольные вопросы

1. Что такое максимальная токовая защита (МТЗ) и как она выполняется?

2. Какие достоинства и недостатки максимальных токовых защит?

3. Какая область применения МТЗ?

4. Как определяется относительный коэффициент чувствительности максимальной токовой защиты?

5. Как выбирают ток срабатывания МТЗ?

6. Что такое коэффициент запуска, коэффициент отстройки?

7. Что такое максимальные токовые направленные защиты?

8. Как выполняют МТЗ с зависимыми характеристиками выдержки времени?

Список используемых источников

Основные учебники и учебные пособия

1.Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин Электроснабжение: учебное пособие. М.: ИП РадиоСофт, 2013. -328с.

Дополнительная литература

1. А.М.Федосеев, М.А.Федосеев. Релейная защита электроэнергетических систем: Учебник для вузов.- 2-е изд., М.: Энергоатомиздат, 1992. – 528с.

2. Дьяков А.Ф. Микропроцессорная автоматика и релейная защита электроэнергетических систем: учебное пособие / А.Ф. Дьяков, Н.И. Овчаренко. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 336 с.

3. Овчаренко Н.И. Автоматика электрических станций и электроэнергетических систем: Учебник для вузов. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. – 504 с.

Лабораторная работа № 2

Моделирование максимальной токовой защиты радиальной электрической сети с односторонним питанием

Материально-техническое оборудование:

Глоссарий: радиальная сеть, токовая отсечка, ступени защитоспособности, мертвая зона.

План занятия:

Подготовительный этап

Изучение методических рекомендаций по лабораторной работе.

Основной этап

2.1. Ознакомиться с оборудованием рабочего места.

2.2. Убедиться, что все выключатели модулей стенда находятся в положении «ВЫКЛ».

2.3. Подготовить соединительные провода, входящие в комплект поставки стенда.

2.4. Подключить защитное заземление.

2.5. Соединить модули стенда согласно схеме соединений.

2.6. Установить переключателями желаемые параметры моделей линии электропередачи.

2.7. Установить ток срабатывания реле тока КА1.

2.8. Включить устройство защитного отключения, автоматический выключатель.

2.9. Нажать на кнопку SB1 (должна загореться лампочка HL1).

2.10. Нажатием кнопки SB2 смоделировать короткое замыкание (нажатие на кнопку SB2 должно быть кратковременное - порядка 0, 5-1 секунды).

2.11. Убедиться, что контактор К1 отключил линию (лампа HL1 погасла).

2.12. С помощью амперметра и секундомера можно проверить токи и время срабатывания автоматического выключателя, подключив их в соответствующие участки схемы и зафиксировать данные для отчета.

2.13. По завершению эксперимента отключить автоматический выключатель и устройство защитного отключения. Разобрать схему.

2.14. Оформить отчет по лабораторной работе. Объяснить полученные результаты и сделать соответствующие выводы.

Защита проекта

Поочередно подгруппы проводят защиту лабораторной работы.

Контрольные вопросы

Какие защиты называются токовыми и токовыми направленными?
Объясните назначение I, II и III ступеней токовой защиты.
В чем заключаются ступенчатый и встречно-ступенчатый принципы выбора выдержек времени?
Как определяется защищаемая зона токовой отсечки без выдержки времени (I ступень) линии с односторонним питанием?
Как может повлиять на защитоспособность I ступени одной из сторон линии с двусторонним питанием выполнение защиты направленной?
Определите области применения токовых и токовых направленных защит.
Какая схема включения органа направления мощности (ОНМ) на полные напряжения и токи фаз имеет преимущественное распространение и при каких КЗ этот орган может иметь мертвую зону?

Список используемых источников

Основные учебники и учебные пособия

1.Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин Электроснабжение: учебное пособие. М.: ИП РадиоСофт, 2013. -328с.

Дополнительная литература

Лабораторная работа № 3

Моделирование дифференциальной защиты трансформатора

Цель: формирование знаний и навыков проведения лабораторных испытаний оборудования, закрепление теоретических знаний о принципе действия дифференциальной защиты.

Материально-техническое оборудование:

Глоссарий: дифференциальная защита, трансформатор, продольная и поперечная дифференциальная защита, токовые и токовые направленные защиты, орган тока, загрубление защиты.

План занятия:

Подготовительный этап

Изучение методических рекомендаций по лабораторной работе.

Основной этап

2.1. Ознакомиться с оборудованием рабочего места.

2.2. Убедиться, что все выключатели модулей стенда находятся в положении «ВЫКЛ».

2.3. Подготовить соединительные провода, входящие в комплект поставки стенда.

2.4. Подключить защитное заземление.

2.5. Соединить модули стенда согласно схеме соединений.

2.6. Установить ток срабатывания реле тока КА1.

2.7. Включить устройство защитного отключения, автоматический выключатель.

2.8. Нажать на кнопку SB1 (должна загореться лампочка HL1).

2.9. Нажатием кнопки SB2 смоделировать короткое замыкание (нажатие на кнопку SB2 должно быть кратковременное - порядка 0, 5-1 секунды).

2.10. Убедиться, что контактор К1 отключил линию (лампа HL1 погасла).

2.11. С помощью амперметра и секундомера можно проверить токи и время срабатывания реле, подключив их в соответствующие участки схемы и зафиксировать данные для отчета.

2.12. По завершению эксперимента отключить автоматический выключатель и устройство защитного отключения. Разобрать схему.

2.13. Оформить отчет по лабораторной работе. Объяснить полученные результаты и сделать соответствующие выводы.

Заключительный этап

Защита лабораторной работы.

Контрольные вопросы

1. Какие защиты называются дифференциальными токовыми и токовыми направленными? Приведите примеры выполнения защиты отдельных элементов.

2. Какие электрические величины могут сравниваться в продольных дифференциальных токовых защитах и какие в поперечных?

3. Каковы причины возникновения тока небаланса в продольной дифференциальной защите с проводными каналами?

4. Какие применяются способы повышения чувствительности и отстроенности продольной защиты с проводными каналами?

Лабораторная работа № 4

Подготовительный этап

Изучение методических рекомендаций по лабораторной работе.

Основной этап

2.1. Ознакомиться с оборудованием рабочего места.

2.2. Убедиться, что все выключатели модулей стенда находятся в положении «ВЫКЛ».

2.3. Подготовить соединительные провода, входящие в комплект поставки стенда.

2.4. Подключить защитное заземление.

2.5. Соединить модули стенда согласно схеме соединений.

2.6. Установить переключателями желаемые параметры моделей линии электропередачи.

2.7. Установить ток срабатывания электротеплового реле.

2.8. Включить устройство защитного отключения, автоматический выключатель.

2.9. Нажать на кнопку SB1 (должна загореться лампочка HL1).

2.10. Изменяя параметры линий электропередачи по показаниям измерителя тока (подключив их в соответствующие участки схемы), установить ток в линии больше уставки электротеплового реле.

2.11. Убедиться, что контактор К1 отключил линию (лампа HL1 погасла).

2.12. По завершению эксперимента отключить тумблер измерителя тока и времени, автоматический выключатель и устройство защитного отключения. Разобрать схему.

Заключительный этап

Защита лабораторной работы.

Контрольные вопросы

1. Какие устройства применяются для тепловой защиты электрической цепи?

2. Объясните устройство и принцип работы электротеплового реле.

3. Какие преимущества и недостатки применения электротеплового реле при режимах перегрузки?

4. На какие классы нагревостойкости подразделяют изоляционные материалы?

5. Какие условия необходимо выполнять для повышения мощности электродвигателя при сохранении его габаритов?

6. Какую температуру окружающей среды принимают для типовых тепловых расчетов?

7. Расскажите особенности работы двигателя при продолжительном номинальном режиме работы и кратковременном.

Лабораторная работа № 5

Подготовительный этап

Изучение методических рекомендаций по лабораторной работе.

Основной этап

2.1. Ознакомиться с оборудованием рабочего места.

2.2. Убедиться, что все выключатели модулей стенда находятся в положении «ВЫКЛ».

2.3. Подготовить соединительные провода, входящие в комплект поставки стенда.

2.4. Подключить защитное заземление.

2.5. Соединить модули стенда согласно схеме соединений.

2.6. Установить параметры модели линии электропередачи:

- в верхней части модуля линии электропередачи установить S1=50Ом, S2=140мГн;

- в нижней части модуля линии электропередачи установить S1=250Ом, S2=420мГн.

2.7. Установить напряжение срабатывания реле напряжения KV=175В.

2.8. Включить устройство защитного отключения, автоматический выключатель.

2.9. Убедиться, что лампы HL1 и HL2 горят.

2.10. Нажатием кнопки SB1 смоделировать короткое замыкание (нажатие на кнопку SB1 должно быть кратковременно - порядка 0, 5-1 секунды).

2.11. Убедиться, что контактор К2 отключил линию (лампа HL2 погасла, яркость света лампы HL1 спала наполовину).

2.12. При срабатывании реле напряжения подключается резервное питание (лампы HL1 и HL2 снова загораются).

2.13. По завершению эксперимента отключить тумблер измерителя тока и времени, автоматический выключатель и устройство защитного отключения. Разобрать схему.

Защита проекта

Поочередно подгруппы проводят защиту лабораторной работы.

Контрольные вопросы

1. Что такое автоматическое включение резерва (АВР) линии электропередачи?

2. Какие основные требования предъявляются к устройствам АВР?

3. Как обеспечивается в схемах АВР однократность действия?

4. Расскажите о схемах автоматического включения резервного питания.

5. По каким условиям выбирают время срабатывания пускового органа устройства АВР?

6. Какое реле используют в качестве пускового органа при срабатывании устройства АВР?

7. Что такое сетевые устройства АВР (САВР)?

8. Что такое сетевое и местное резервирование? В чем преимущество местного резервирования перед сетевым?

Лабораторная работа № 6

Подготовительный этап

Изучение методических рекомендаций по лабораторной работе.

Основной этап

2.1. Ознакомиться с оборудованием рабочего места.

2.2. Убедиться, что все выключатели модулей стенда находятся в положении «ВЫКЛ».

2.3. Подготовить соединительные провода, входящие в комплект поставки стенда.

2.4. Подключить защитное заземление.

2.5. Соединить модули стенда согласно схеме соединений.

2.6. Установить переключателями желаемые параметры моделей линии электропередачи.

2.7. Установить требуемую выдержку реле времени КТ1 и ток срабатывания реле тока КА1.

2.8. Включить устройство защитного отключения, автоматический выключатель.

2.9. Убедиться, что лампа HL1горит.

2.11. Убедиться, что контактор К2 отключил линию (лампа HL2 погасла, яркость света лампы HL1 спала наполовину).

2.12. С помощью амперметра и секундомера проверить токи и время срабатывания реле, подключив их в соответствующие участки схемы и зафиксировать данные для отчета.

Заключительный этап

Защита лабораторной работы.

Контрольные вопросы

1. Для чего используются устройства автоматического повторного включения (АПВ) и где их применяют?

2. Как классифицируют устройства АПВ?

3. Чем отличаются электрические устройства АПВ от механических?

4. Какие требования предъявляются к устройствам АПВ?

5. Как производят выбор рабочих уставок однократного АПВ на линиях с односторонним питанием?

6. Каким способом в схеме АПВ обеспечивается однократное повторное включение?

7. Произойдет ли АПВ, если выключатель после длительного отключения включен на короткое замыкание, и почему?

8. Должно ли сработать устройство АПВ, если выключатель отключил вручную дежурный персонал?

Лабораторная работа № 1

Моделирование максимальной токовой защиты линии электропередачи

Материально-техническое оборудование:

План занятия:

Подготовительный этап

Изучение методических рекомендаций по лабораторной работе.

Основной этап

2.1. Ознакомиться с оборудованием рабочего места.

2.2. Убедиться, что все выключатели модулей стенда находятся в положении «ВЫКЛ».

2.3. Подготовить соединительные провода, входящие в комплект поставки стенда.

2.4. Подключить защитное заземление.

2.5. Соединить модули стенда согласно схеме соединений.

2.6. Установить переключателями желаемые параметры моделей линии электропередачи.

2.7. Установить выдержку реле времени KT1.

2.8. Установить ток срабатывания реле тока КА1.

2.9. Включить устройство защитного отключения, автоматический выключатель.

2.10. Нажать на кнопку SB1 (должна загореться лампочка HL1).

2.12. Убедиться, что контактор К1 отключил линию (лампа HL1 погасла).

Заключительный этап

Защита лабораторной работы.

Контрольные вопросы

1. Что такое максимальная токовая защита (МТЗ) и как она выполняется?

2. Какие достоинства и недостатки максимальных токовых защит?

3. Какая область применения МТЗ?

4. Как определяется относительный коэффициент чувствительности максимальной токовой защиты?

5. Как выбирают ток срабатывания МТЗ?

6. Что такое коэффициент запуска, коэффициент отстройки?

7. Что такое максимальные токовые направленные защиты?

8. Как выполняют МТЗ с зависимыми характеристиками выдержки времени?