рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Науковедение
- /
- МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по дисциплине Релейная защита Часть 1
Реферат Курсовая Конспект
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по дисциплине Релейная защита Часть 1
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по дисциплине Релейная защита Часть 1 - раздел Науковедение, Федеральное Агентство По Образованию Государственное Образовательное...
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
институт нефти и газа
кафедра электроэнергетики
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям
по дисциплине «Релейная защита»
для студентов электротехнических специальностей
очной и заочной форм обучения
Часть 1
Тюмень 2007 г.
Утверждено редакционно-издательским советом
Тюменского государственного нефтегазового университета
Составители: д.т.н., профессор Кицис С.И.,
к.т.н., доцент Червяков Д.М.,
ст. преподаватель Власова Е.П.
©Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2007г.
Введение
В электрической части энергосистем на электростанциях и подстанциях, линиях электропередачи и электроустановках потребителей электроэнергии могут возникать повреждения и ненормальные режимы работы электрооборудования.
Повреждения в электроустановках чаще всего связаны с нарушением изоляции, обрывом цепей или возникновением коротких замыканий. При этом прекращается питание потребителей, расположенных за местом повреждения. Кроме того, протекание токов короткого замыкания приводит к повышенному нагреву токоведущих частей и аппаратов, снижению напряжения удаленных потребителей и может явиться причиной нарушения устойчивой работы системы электроснабжения.
Ненормальные режимы обычно приводят к отклонению напряжения, тока и частоты от допустимых значений. При понижении частоты и напряжения создается опасность нарушения нормальной работы потребителей и устойчивости энергосистемы, а повышение напряжения и тока угрожает повреждением оборудования и ЛЭП.
Таким образом, повреждения нарушают работу электроустановок, а ненормальные режимы создают условия для возникновения повреждений.
Для уменьшения размеров повреждений и предотвращения развития аварий устанавливают релейную защиту, которая представляет собой совокупность автоматических устройств, обеспечивающих отключение поврежденной части сети или электроустановки. При ненормальных режимах релейная защита не отключает поврежденный участок, а только подает сигнал дежурному персоналу либо производит операции, необходимые для восстановления нормального режима. К устройствам релейной защиты предъявляются следующие требования: надежность, селективность, быстродействие, чувствительность.
Быстродействие – быстрое отключение поврежденного участка, предотвращающее или уменьшающее размеры повреждения и расстройства работы потребителей неповрежденной части.
Чувствительность – способность релейной защиты реагировать на возможные повреждения при минимальных режимах работы системы электроснабжения, характеризуется коэффициентом чувствительности:
, (1)
где 
- минимальное значение тока короткого замыкания в конце защищаемого участка, в качестве которого принимают ток двухфазного КЗ; 
- ток срабатывания защиты.
Значения коэффициента чувствительности Kч, требуемые для различных типов защит различных элементов системы, регламентированы ПУЭ и находятся в пределах 1,2÷2.
Надежность – свойство правильно и безотказно действовать на отключение поврежденного оборудования.
Селективностью называется способность релейной защиты выявлять место повреждения и отключать его только ближайшими к нему выключателями. Так при КЗ в точке К (рис.1) для правильной ликвидации аварии должна подействовать защита только на выключателе Q1 и отключить этот выключатель. При этом остальная неповрежденная часть электрической сети остается в работе.
Рисунок 1 – Схема к определению селективности
( М1, М2, М3 – двигатели, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 - выключатели)
Если же при КЗ в точке К раньше защиты выключателя Q1 или одновременно с ней подействует защита выключателя Q4 и отключит этот выключатель, то ликвидация аварии будет неправильной, т.к. кроме поврежденного электродвигателя М2 останется без напряжения неповрежденный электродвигатель М1. Такое действие защиты называется неселективным. Из рисунка видно, что если при КЗ в т. К подействует неправильно защита выключателя Q5 и отключит этот выключатель, то последствия такого неселективного действия будит еще более тяжелыми, т.к. без напряжения останутся оба неповрежденных электродвигателя М1 и М3. Рассмотренный пример показывает, какое значение имеет выполнение требования селективности для обеспечения правильной ликвидации аварии. Для выполнения этого требования, которое называется избирательностью или селективностью, максимальные токовые защиты участков электросети должны иметь различное время срабатывания, возрастающее в направлении к источнику питания.
Основные параметры релейной защиты:
- ток срабатывания защиты - это минимальный ток в фазах защищаемого элемента, при котором защита сработает:
, (2)
где – 
коэффициент надежности, для реле РТ-40, РТ-80 принимают = 1,1÷1,2, для микропроцессорных реле =1,1;
- коэффициент самозапуска; = 2¸3;
- ток возврата защиты - это максимальный ток в фазах защищаемого элемента, при котором защита приходит в исходное состояние;
- ток возврата реле - это ток, протекающий через реле;
- ток срабатывания реле - это ток, проходящий в реле при первичном токе, соответствующем току срабатывания защиты:
(3)
где 
- коэффициент возврата:
. (4)
Для защит на реле типа РТ-40 = 0,8¸0,85, для микропроцессорных реле =0,96.
- коэффициент трансформации трансформаторов тока;
- коэффициент схемы. Поведение и работа реле зависят от характера распределения токов во вторичных обмотках трансформаторов тока и обмотках реле. Отношение тока в обмотке реле Ip к току, протекающему по вторичной обмотке трансформатора тока IТА, называют коэффициентом схемы Ксх:
. (5)
В качестве вторичного тока IТА принимают его номинальное значение, определяемое через коэффициент трансформации трансформатора тока nТА
, (6)
где I1ном – ток в первичной обмотке.
Значение коэффициента схемы необходимо учитывать при выборе тока срабатывания реле и оценке чувствительности защиты. От схем соединения трансформаторов тока реле зависит и область применения релейных защит.
Токовые защиты
Рисунок 2 – Схема максимальной токовой защитыПрактическое задание 1
Выбрать выдержки времени максимальной токовой защиты (МТЗ) с независимой характеристикой выдержки времени в сети 35 кВ.
Рисунок 4 - Схема максимальной токовой защиты
Определить t1, t2, t3, t4, t5, t6.
Cтупень селективности 
0,5 с.
Время срабатывания защит отходящих линий даны в табл.1:
Таблица 1
| Вариант | tI | tII | tIII | tIV | tV | tVI | tVII | tVIII | tIX | tX | tXI | tXII | tXIII | tXIV |
| 0,5 | 2,5 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 1,5 | |||||||||
| 1,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 1.5 | 1,5 | 0.5 | ||||||||
| 1,5 | 1,5 | 1,5 | 0,5 |
Индекс при букве t указывает номер соответствующего комплекта защиты.
Вопросы к задаче:
1. Как ликвидируется короткое замыкание а) в точке К1; б) в точке К2. В каких защитах включаются и начинают действовать реле времени? В каких защитах реле времени успевают сработать и отключить выключатели?
2. Какими недостатками по сравнению с выбранной защитой будет обладать защита рассматриваемой сети, если уменьшить на 0, 5 с время комплекта защиты 1, не меняя ничего остального?
3. Какими недостатками по сравнению с выбранной защитой будет обладать защита рассматриваемой сети, если увеличить на 0, 5 с время комплекта защиты 3, защиты 6, не меняя ничего остального?
Практическое задание 2
Выбрать коэффициенты трансформации трансформаторов тока (см. рис.1 задания 1), ток срабатывания защиты и ток срабатывания реле (при схеме полной и неполной звезды) токовых защит 1, 2, 3, 4, 5, 6 сети. Проверить чувствительность защиты как основной (на своем участке) и как резервной (на следующем участке). Выбрать типы токовых реле. Коэффициент надежности для отстройки от тока нагрузки должен быть принят 
=1,2. Коэффициент возврата 
=0,85. Данные о токах нагрузки и расчетных значениях токов короткого замыкания указаны в табл.2 и 3.
Таблица 2
| Вари- ант | Ток нагрузки Iнагр, А | |||||||
| II+III | IIII+IIV | IV+IVI | IVII+IVIII | IIX+IX | IXI+IXII | IXIII+IXIV | ||
Таблица 3
| Вари- ант | Ток короткого замыкания Iк.з., А | |||||||||||||
| На шинах подстанций с отходящими нагрузками | В конце длинной линии | |||||||||||||
| I и II | III и IV | V и VI | VII и VIII | IX и X | XI и XII | XIII и XIV | I и II | III и IV | V и VI | VII и VIII | IX и X | XI и XII | XIII и XIV | |
Практическое задание 3
В схеме, изображенной на рис.5, у выключателя 2 установлена токовая защита с зависимой от тока характеристикой выдержки времени. Для защиты использовано реле РТ-81/1. Ток срабатывания защиты Iс.з. = 180А, уставка по времени tу = 2 сек. Выбрать уставку по времени для защиты в точке 1 (защита имеет реле того же типа с Iс.з.= 300 А), если максимальное значение тока короткого замыкания в точке К1 равно Iк.з.макс. = 600 А. Уставка должна быть выбрана из условий обеспечения селективности и возможного быстродействия.
Рисунок 5- Схема токовой защиты с зависимой характеристикой
выдержки времени
Характеристики зависимости выдержки времени от кратности тока для реле РТ-81 даны на рис.6. Аналогичный вид имеет одна из характеристик микропроцессорных реле. Следует иметь в виду, что зависимость выдержки времени от уставки по времени при одной и той же (любой) кратности тока изображается прямой линией. Ступень селективности принята 
с.
Рисунок 6 - Характеристики зависимости выдержки времени от кратности тока для реле РТ-81
Вопросы к задаче:
1. Сохранится ли селективность защиты, если ток короткого замыкания в точке К1 возрастет в два раза? Как следовало бы изменить в этом случае уставку по времени защиты 1?
2. Какой следовало бы принять уставку по времени защиты 1, чтобы при любом увеличении тока короткого замыкания сохранялась заданная ступень селективности?
3. С каким временем будет действовать защита 1 как резервная при коротком замыкании в конце зоны действия защиты 2, если Iк.з.= 360А. Задачу решить: а) для уставки, принятой по основному условию задачи; б) для уставки, принятой по условию, заданному в пункте 2.
Направленная токовая защита
Рисунок 7- Схема направленной защитыПрактическое задание 4
Выбрать выдержки времени максимальных токовых защит с независимой характеристикой в сети с двусторонним питанием, изображенной на рис.9 (определить t1÷t8).
Рисунок 9 - Схема направленной защиты с двусторонним питанием
Указать комплекты защиты, для которых необходимы органы направления мощности. Источники питания защищены быстродействующими защитами. Ступень селективности 0,5 с. Время срабатывания защит (с) отходящих линий указано в табл.4.
Таблица 4
| Вариант | tI | tII | tIII | tIV | tV | tVI | tVII | tVIII | tIX | tX |
| 1,5 | 3,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | ||||||
| 0,5 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 1,5 | 0,5 | |||||
| 0,5 | 1,5 | 1,5 | 0,5 | 1,5 |
Индекс при букве t указывает номер соответствующего комплекта защиты.
Вопросы к задаче:
1. Как ликвидируется короткое замыкание в точке: а) К1, б) К2? В каких защитах начинают действовать реле времени? В каких защитах реле времени успевают сработать и отключить выключатели?
2. Каким недостатками по сравнению с выбранной будет обладать защита рассматриваемой сети, если уменьшить на 0,5 с время комплекта: а) защиты 4, б) защиты 6, не меняя ничего более?
3. Каким недостатками по сравнению с выбранной будет обладать защита рассматриваемой сети, если увеличить на 0,5 с время комплекта: а) защиты 2, б) защиты 4, не меняя ничего более?
4. Каким недостатками по сравнению с выбранной будет обладать защита рассматриваемой сети, если комплект защиты 4 сделать ненаправленным, не меняя ничего более?
5. Можно ли уменьшить число направленных комплектов защиты, сохранив селективность. Какие недостатки приобретает при этом защита сети?
Кольцевые сети
Рисунок 10 - Кольцевая сеть с одним источником питания При нормальной работе, а так же при внешних KЗ на участках кольца и других присоединениях подстанции Б и В мощность у…Практическое задание 5
Выбрать выдержки времени и токи срабатывания МТЗ в кольцевой сети 35 кВ, изображенной на рис.12 (определить t1¸t6, а также Ic.з1¸Iс.з.6). Указать комплекты защиты, для которых необходимы органы направления мощности. Проверить чувствительность защиты на своем участке. Если найденный коэффициент чувствительности Kч< 2, то определить чувствительность после отключения с другой стороны линии (в каскаде). Определить зоны каскадного действия. Имеются ли в сети зоны (и где именно), в которых при КЗ защита откажет в действии, если переходное сопротивление снизит ток в месте КЗ вдвое? Ступень селективности принять 0,5 с; коэффициент надежности по условию отстройки от тока нагрузки Kн=1.2; коэффициент возврата Kв=0,85. Данные о токах нагрузки (II, III, IIII), выдержках времени защит (tI, tII , tIII) отходящих линий, длинах линий кольца (l1, l2, l3) и одинаковых для сети расчетных величин токов в месте КЗ при проверке чувствительности (Iкз) указаны в табл.5. Удельные сопротивления всех линий одинаковы.
Рисунок 12. Кольцевая сеть 35 кВ
Таблица 5
| Вариант | tI сек | tII сек | tIII сек | II А | III А | IIII А | l1 км | l2 км | l3 км | lкз км |
| 1,5 |
Вопросы к задаче:
1. Какими недостатками по сравнению с выбранной будет обладать защита рассматриваемой сети, если не согласовывать защиты по току срабатывания? Указать область случаев, при которых эти недостатки обнаруживаются?
2. Возможно ли неселективное действие выбранной защиты?
Дистанционная защита
.(9) Сопротивление линии или ее участка можно выразить через удельное сопротивление… . (10)Практическое задание 6
Выбрать коэффициент трансформации трансформаторов тока, первичные и вторичные сопротивления срабатывания и выдержки времени для трех ступеней дистанционной защиты от замыканий между фазами, установленной в точке 1 линии напряжением 110 кВ с односторонним питание (см. рис.15).
Рисунок 15 – Схема для задания 5
Дистанционные органы, осуществляющие 1-ю и 2-ю ступени защиты и пусковые органы, осуществляющие 3-ю ступень, выполнены при помощи реле полного сопротивления, включенных на линейные напряжения и разности фазных токов. Коэффициент запаса по селективности может быть принят Kн1=0,85 для своего участка и Kн2=0,8 для следующего. Для пусковых органов коэффициент запаса по селективности с учетом самозапуска двигателей может быть принят Kн3=0,5 и коэффициент возврата Kв=1,1. Ступень селективности по времени 0,5с.Удельное сопротивлений линий zо=0,4 Oм/км, напряжение короткого замыкания трансформаторов uk= 10,5%. Трансформаторы напряжения – стандартные с коэффициентом трансформации n = 1100.
Данные о длинах линий, мощности трансформаторов, рабочих токах и выдержках времени резервных защит следующей линии и трансформатора приведены в табл.6. Следующая линия защищена аналогичной дистанционной защитой. Выдержка времени ее 2-ой ступени t//=0,5 с. На трансформаторах в качестве основных установлены быстродействующие дифференциальная и газовая защиты.
Таблица 6
| Вари- ант | l1,км | l2,км | Sт.ном, МВА | Iраб.макс, А | Время резервных защит | |
| линии tрез.л., с | Трансфор- матора tрез.т.,с | |||||
| 2,5 | ||||||
| 2х10 | 1,5 | 1,5 | ||||
Определить коэффициенты чувствительности 2-й и 3-й ступеней рассматриваемой защиты при металлическом КЗ в конце защищаемого участка. Они должны быть соответственно Kч2 ≥ 1,25 и Kч3 ≥ 1,5.
Дифференциальная защита
. (16)Практическое задание 7
Выбрать ток срабатывания реле продольной дифференциальной защиты с циркулирующими токами (рис.16). Ток намагничивания трансформаторов тока не превосходит 10 % первичного тока. Погрешности трансформаторов тока имеют одинаковый характер. Наибольший первичный ток при внешнем к.з. Iмакс = 3000 А. Коэффициент трансформации трансформаторов тока nт = 300/5. Коэффициент надежности Kн = 1,2. Однотипность трансформаторов тока не учитывается.
Рисунок 16- Схема продольной дифференциальной защиты
с циркулирующими токами (КА- токовые реле)
Литература
1. Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. Релейная защита электроэнергетических систем. /Под ред.чл.-корр. РАН, д.т.н., проф. А.Ф. Дьякова/.-М.: Из-во МЭИ, 2002.
2. Чернобровов Н.В., Семенов В.А. Релейная защита электроэнергетических систем. Учеб. Пособие.- М.: Энергоатомиздат, 1998.
3. Червяков Д.М. Релейная защита и автоматика электроустановок нефтяной и газовой промышленности. Учеб. пособие. – Тюмень: ТюмГНГУ, 1998. - 79 с.
4. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем.- М.: Энергия, 1976.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к практическим занятиям по дисциплине «Релейная защита»
для студентов электротехнических специальностей очной и заочной форм обучения. Часть 1
Составители: д.т.н., профессор Кицис С.И.,
к.т.н., доцент Червяков Д.М.,
ст. преподаватель Власова Е.П.
Подписано к печати Бум. писч. № 1
Заказ № Уч. изд. л. 2,00
Формат 60х90 1/16 Усл. печ. л. 2,00
Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 200 экз.
Издательство «Нефтегазовый университет»
Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38
Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет»
625039, г. Тюмень, ул. Киевская, 52
– Конец работы –
Используемые теги: методические, указания, практическим, занятиям, дисциплине, Релейная, Защита, часть0.112
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по дисциплине Релейная защита Часть 1
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.194 сек.
Новости и инфо для студентов