Лекція №1.Струми короткого замикання в мережах. Причини виникнення к.з. Негативний вплив к.з на електричну апаратуру. 1.Визначення і види к.з

.Лекція №1.Струми короткого замикання в мережах. Причини виникнення к.з. Негативний вплив к.з на електричну апаратуру.

 

1.Визначення і види к.з.

2.Основні причини виникнення к.з.

Негативний вплив к.з на електричну апаратуру.

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с. 2.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и… 3.Практикум по электроснабжению сельского хозяйства /Под ред.И.А.Будзко.- М.:Колос, 1982. – 319 с.

Методи розрахунку, область використання.

4.Послідовність рішення задачі. Програма. Література: 1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

Положення побудови розрахункових кривих.

2.Схеми і розрахункові криві .

Порядок розрахунку методом розрахункових кривих

5.Порядок розрахунку по методу індивідуального змінювання Література: 1.Будзко И.А., Зуль Н.М. ”Электроснабжение сельского хозяйства „ - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

Таблиця 1

Несиметричне к.з. можна розглядати як симетричне ( трифазне ) к.з. в точці, віддаленій від місця несиметричного к.з. на додатковий опір Zд.

Струм несиметричного к.з. можна визначити методом симетричних складових.

Будь - яка несиметрична система величин ( струмів, напруг, магнітних потоків і ін.) може бути розкладена однозначно на три незалежні трифазні… Ці три симетричні системи , які відрізняються одна від одної послідовністю фаз… Система прямої послідовності -фази чергуютьсяА, В, С.

За струмом

, де с- коефіцієнт тепловіддачі з поверхні струмопроводу , ; d- діаметр струмопроводу, м;

Загальна характеристика дуги.

Література: 1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.:… 2.Василега П.О. Електропостачання :Навчальний посібник. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2008. – 415 с.

Умови вибору .

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с. 2.Василега П.О. Електропостачання :Навчальний посібник. – Суми: ВТД… 3.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во,…

КВ.

1.Споживчі ТП. Призначення підстанцій.

2.Основні типи підстанцій.

3.Основні складові частини підстанції.

4.Основні типи схем підстанцій

Література:

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

2.Василега П.О. Електропостачання :Навчальний посібник. – Суми: ВТД „Університетська книга”, 2008. – 415 с.

3.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.

 

Трансформаторні підстанції 6...10/0,38 кВ, які часто називають споживчими, призначені для живлення розподільних мереж напругою 0,38 кВ, у більшості випадків трьохфазних чотирьохпровідних з заземленою нейтраллю.

В розподільних мережах використовуються як однотрансформаторні, так і двотрансформаторні підстанції потужністю від 25 до 630 кВА у більшості випадків зовнішньої установки. При спеціальному обгрунтуванні можуть встановлюватись закриті трансформаторні підстанції (ЗТП). В даний час в більшості випадків проектуються мережі з комплектними трансформаторними підстанціями зовнішньої установки , хоч для споживачів першої категорії по надійності електропостачання все більш широко використовуються ЗТП. В експлуатації знаходяться також щоглові трансформаторні підстанції зовнішньої установки.

Основні схеми первинних з’єднань розподільних пристроїв (РП) 10 кВ комплектної трансформаторної підстанції (КТП) приведені на рисунку 1 (в деяких схемах не показані допоміжні роз’єднувачі, котрі можуть встановлюватися на кінцевих опорах для приєднання КТП до ліній). КТП тупікового типу з одним трансформатором (рис. 1, а) широко застосовується для електропостачання сільськогосподарських споживачів

Роз’єднувач, як правило, встановлюють на кінцевій опорі лінії 10 кВ, а запобіжники 10 кВ — в КТП. Замість роз’єднувача в колі трансформатора при відповідному обгрунтуванні може бути використаний вимикач навантаження.

Схема б) також з одним трансформатором і шинами з вимикачами навантаження і може застосовуватись в мережах 10 кВ, не тільки з одностороннім, а і з двостороннім живленням, коли по умовам надійності допускаютьсяручні післяаварійні перемикання. Трансформатор приєднують до шин через роз’єднувач і запобіжники. При включених вимикачах навантаження може здійснюватись живлення від одного джерела з транзитом потужності через шини підстанції. В цій схемі допускається один з вимикачів навантаження замінити на роз’єднувач з виконанням відповідних блокувань.

 

 

а) б) в)

 

 

 

г)

 

Рисунок 1. Головні схеми зєднань РП 10 кВ трансформаторних підстанцій 10/0,38 кВ

 

Схема в) суміщає однотрансформаторну підстанцію з пунктом автоматичного секціонування або пунктом автоматичного включення резерву (АВР) лінії 10 кВ. Схема застосовується в мережах напругою 10 кВ с одностороннім і двостороннім живленням , в котрих по умовам надійності електропостачання необхідні автоматичне і ручне секціонування ліній 10 кВ.

Схема г) - РП з двома трансформаторами і шинами 10 кВ, секціонованими вимикачами навантаження и роз’єднувачем застосовується в основному в мережах 10 кВ з двостороннім живленням, де допускається ручне секціонування ліній 10 кВ.

Основний режим роботи підстанції — живлення кожного трансформатора від незалежного джерела по лінії 10 кВ (секційний вимикач навантаження вимкнений). При включеному секційному вимикачеві навантаження можна здійснити живлення від одного джерела з транзитом потужності через шини трансформаторної підстанції. Замість секційного вимикача навантаження може бути встановлений масляний(вакуумний) вимикач (з заміною вимикача навантаження на роз’єднувач з лівого боку від нього, схема г). Така схема (схема містка з одним вимикачем) суміщає двотрансформаторну підстанцію з пунктом автоматичного секціонування або пунктом АВР лінії 10 кВ.

На рисунку 2 приведена головна схема з’єднань ВЗТП(вузлова закрита ТП) 10/0,38 кВ, розроблена для електропостачання важливих сільськогосподарських споживачів, де необхідно забезпечити АВР на стороні 10 кВ. Підстанція двотрансформаторна, потужністю 2x400 кВА, з РП 10 кВ вузлового типу за схемою з секціонованою системою шин, з чотирма відхідними ПЛ 10 кВ і застосуванням шаф КРП, з вимикачами типу ВК-10 будуються тупикового типу з застосуванням КТП (рис. 2, а).

 

 

Рисунок 2. Головна схема з’єднань підстанції ВЗТП 10/0,38 кВ

 

Принципова електрична схема КТП 10/0,38 кВ потужністю 25 ... 160 кВА приведені на рисунку 3.

 

 

 

Рисунок 3. Схема електричних з’єднань КТП-25 ... 160/10

 

Розподільний пристрій (РП) 10 кВ складаєься з розєднувача QS з заземлюючими ножами, які встановлюються на ближній опорі лінії 10 кВ, вентильних розрядників FV1 ... FV3 для захисту обладнання від атмосферних та комутаційних перенапруг на стороне 10 кВ і запобіжників F1 ... F3, які встановлені в улаштуванні вводу вищої напруги, які забезпечують захист трансформатора від багатофазних коротких замикань. Запобіжники з’єднані відповідно з прохідними ізоляторами та силовим трансформатором. Інша апаратура разміщується в нижньому відділенні шафи, тобто розподільчого пристрою 0,38 кВ.

На вводі РП 0,38 кВ встановлені рубильник S, вентильні розрядники FV4 ... FV6 для захисту від перенапруг на стороні 0,38 кВ, трансформатори струму ТА1 ... ТАЗ, які живлять лічильник активної енергії PI та трансформаториТА4, ТА5, до яких підключено теплове реле КК, яке забезпечує захист силового трансформатора від перевантажень. Включення, відключення та захист відхідних ліній 0,38 кВ від коротких замикань і перевантажень здійснюється автоматичними вимикачами QF1 ... QF3 з комбінованими розчіплювачами. При цьому для захисту ліній від багатофазних коротких замикань в нульових проводах повітряної лінії N1 ... 3 встановлені струмові реле КА1 ... КA3, які при спрацюванні замикають коло обмотки незалежного розчіплювача. Реле налагоджуються на спрацювання при однофазних к.з. в найбільш віддалених точках мережі. Лінія вуличного освітлення від к.з захищена запобіжниками F4 ... F6.

При перевантаженні силового трансформатора размикаючі контакти теплового реле КК, які шунтують в нормальному режимі обмотку проміжного реле KL, розмикаються, де на неї через резистори R4 и R5 подається напруга. В результаті спрацювання реле KL відключаються лінії № 1 и 3 і виводиться з роботи резистор R4, збільшуючи опір в колі обмотки реле KL. Це необхідно для обмеження до номінального значення (220 В) напруги, яка подається на обмотку реле KL після притягування якоря, що пов’язано з збільшенням опору обмотки реле. Захист від перевантажень спрацьовує не більше ніж через 1,3 с при струмі , який складає 1,45 номинального струму силового трансформатора.

 

Лінія № 2 і вуличного освітлення захистом від первантаження не відключається. Автоматичне включення и відтключення лінії вуличного освітлення здійснює фотореле KS, а при ручному управлінні цією лінією користуються перемикачем SA2. Фотореле и перемикач SA2 впливають на обмотку магнітного пускача КМ.

 

Для підтримки нормальної температури поблизу лічильника активної енергії PI в зимових умовах застосовують резистори R1 ... R3, які включаються перемикачем SA1.

 

Для контроля наявності напруги і освітлення РП 0,38 кВ призначена лампа EL, яка вклюється перемикачем SA3. Напругу вимірюють переносним вольтметром, котрий включають в штепсельну розетку X, яка розміщена в РП 0,38 кВ. Перемикач SA3 дозволяє виміряти напругу всіх фаз.

 

Для запобігання відключення рубильника під навантаженням передбачено блокування , котре працює таким чином.

При відкриванні панелі закривання РП 0,38 кВ замикаючі контакти вимикача блокування SQ,які шунтують обмотку проміжного реле K.L, размикаються і реле KL спрацьовує, при цьому вимикають автоматичні вимикачі ліній № 1 и 3. Одночасно знімається напруга з обмотки магнітного пускача КМ і відключається лінія вуличного освітлення.

Размикаючі контакти вимикача блокування SQ при цьому розмикаються і відключають автоматичний вимикач лінії № 2 (положення контактів вимикача SQ на рисунку 3 показано при відкритій панелі, яка закриває РП 0,38 кВ). Передбачені також механічні блокування, які не допускають відкривання дверей ввідного улаштування вищої напруги при відключених заземляюючих ножах роз’єднувача, а також відключення заземлюючих ножів роз’єднувача при відкритій двері ввідного улаштування 10 кВ. Блок-замок дверцят ввідного улаштування 10 кВ и блок-замок приводу заземлюючих ножів мають однаковий секрет. До них існує один ключ. У включеному положенні роз’єднувача ключ з приводу заземлюючих ножів зняти неможливоно. Після відключення головних і включення заземлюючих ножів роз’єднувача ключ легко знімається з приводу заземляюючих ножів і ним можна відкрити двері улаштування вводу 10 кВ.

Для електропостачання в першу чергу потужних виробничих спорживачів застосовується також серія КТП 10/0,38 кВ з одним або двома трансформаторами прохідного типу КТПП і тупикового типу КТПТ потужністю 250 ... 630 та 2 (250 ... 630) кВА з повітряними вводами зовнішньої установки. Конструктивно однотрансформаторні КТПП і КТПТ виконують у вигляді одного блоку, в якому у відповідних відсіках розміщені РП 10 и 0,38 кВ, а також силовой трансформатор. Оболонка блоку (шафи) виготовлена з листової сталі і має двері для обслуговування РП 10 кВ и 0,38 кВ. Передбачені блокування для безпечного обслуговування.

Двотрансформаторні КТП складаються з двох однотрансформаторних блоків, з’єднаних між собою. РП 10 кВ КТПП і КТПТ виконують за схемами а, б і г (рис. 1).Наприклад, РП 10 кВ КТПП потужністю 250 ... 630 кВА з одним трансформатором ввиконано за схемою б (рис. 1). Схема РП 0,38 кВ в основному аналогична схемі на рисунке 3, але передбачається також варіант з установкою блоків запобіжник-вимикач замість автоматів на відхідних лініях, число котрих збільшено до чотирьох.

Щоглові підстанції потужністю 25 ... 100 кВА монтують на П-образній опорі, а 160 ... 250 кВ-А — на АП-образній опорі. Підстанції у більшості випадків виконують тупиковими. На рисунке 4 показано загальний вид щоглової ТП 10/0,38 кВ. Все обладнання розміщено на П-образній опорі.

Трансформатор 3 встановлено на огороженому майданчику 4 на высоті 3 ... 3,5 м. Напруга до трансформатора подається через лінійний роз’єднувальний пункт і запобіжники 2. Лінійний роз’єднувальний пункт включає роз’єднувач з приводом, встановлений на кінцевій опорі.

РП 0,38 кВ представляє собою металеву шафу 5 бризкозахищеного виконання з встановленою всередині апаратурою. Ввід до шафи від трансформатора и виводи 6 до ліній 380/220 В виконані в трубах. Для підйома на майданчик 4 служить складна металева драбина 7, яка (в складеному вигляді) так же, як двері шафи і привід роз’єднувача, закривається на замок. Для захисту ТП від перенапруг встановлені вентильні розрядники 1.

 

Рисунок 4. Загальний вид щоглової ТП 10/0,38 кВ.

 

 

 

Лекція №17. Сільські електричні станції .Малі гідравлічні станції.

1.Загальна характеристика сільських електричних станцій.

1)Вітроелектричні станції.

2) Біоенергетика.

3)Сонячна енергія.

4)Малі ГЕС.

2. Малі гідравлічні станції

Література:

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

2.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.

3.Праховник А.В. Малая енергетика: распределенная генерация в системах энергоснабжения . – К.: „Освита Украины „, 2007. -464 с., ил.

 

За останні роки на часі стоїть питання використання сільських електричних станцій.

В районах малонаселених і з метою забезпечення індивідуального електропостачання споруджують невеликі електростанції постійної дії. Їх вважають сільськими, якщо більше 50% навантаження складають сільськогосподарські споживачі.

Україна має достатньо високий потенціал відновлювальних джерел енергії, основними напрямками використання яких є використання економічно доцільного гідро потенціалу малих річок України, енергія біомаси , НЕР і вітроенергетики.

На даний час , маючи значний потенціал відновлювальних джерел , їх частина в енергетичному балансі країни не перевищує 0,1 %. Серед всіх відновлювальних джерел енергії ( ВДЕ ) тільки вітрова енергетика має державну підтримку , і то недостатню.

Згідно Комплексної програми будівництва ВЕС інвестування будівництва здійснюється за рахунок цільової надбавки в розмірі 0,75 % до діючого тарифу на електроенергію, котра продається виробниками на оптовому ринку електроенергії..

Біоенергетика.Відсоток біоенергетики ( в основному за рахунок деревних відходів) складає 18% від всіх ВДЕ , що становить її на друге місце після великої гідроенергетики.

Але нажаль на даний час в Україні існує лише одна установка по виробництву електроенергії з біомаси.

Найбільш перспективні для комерційного використання в Україні в майбутньому можна вважати такі технології :

- сумісного спалювання біомаси ( деревної щепи , деревних гранул , тюків соломи) з вуглем на існуючих вуглевих електростанціях;

- біогазові установки для великих комплексів ВРХ , свиноферм, птахофабрик і підприємств харчової промисловості;

- установки добутку і використання біогазу з великих полігонів технічних побутових відходів і станцій очистки комунальних стоків (міні електростанції потужністю 0,5 ...5 МВт).

Сонячна енергія.Сонячний період на території України складає 1900...2400 годин , а загальний середньорічний рівень випромінювання змінюється від 1079 кВт.год/на півночі до 1400 кВт.год/на півдні.

Основні напрямки розвитку – сонячна теплова енергія ( для забезпечення місцевого гарячого водопостачання в літній період).Потенціал – 32 ТВт.год/рік;

Фотоелементи.Для виробництва електроенергії. Потенціал – 16 ТВт.год/рік.

Електростанції з двигунами внутрішнього згорання споруджують в якості основного джерела живлення , коли споживачі знаходяться далеко від енергетичних систем і не може бути споруджена гідроелектростанція.

В якості первинних двигунів застосовують дизелі.

Згідно міжнародній класифікації за нормами ООН до малих гідроелектростанцій (МГЕС) відносяться електростанції потужністю від 1 до 30 МВт, до міні -ГЕС – від 100 до 1000 кВт.

В незалежній Україні приступили до поступового відновлення та побудові нових МГЕС. Побудована Олександрівська ГЕС, де в 1999 році введено перший агрегат ( 5,5 МВт ), а в 2000 – другий ( 5 МВт ).Введено в експлуатацію мікро -ГЕС Р=5...40 кВт у власних господарствах та три мікро – ГЕС Рсум = 85 кВт на відхідному водопроводі каналізаційної системи .

В даний час в Україні експлуатуються 50 малих ГЕС загальною потужністю 100 Мвт, які щорічно виробляють до 0,25 ТВт.год електроенергії.

Переваги ГЕС в порівнянні з тепловими:

1)нижче собівартість;

2)менші витрати електроенергії на власні потреби ;

3)пуск і набір навантаження на гідрогенератор відбувається за декілька хвилин;

4)використовують відновлювальні природні ресурси.

Недоліки ГЕС:

1)висока ціна і довгострокове спорудження

2)додаткові затрати на можливе переселення жителів з земель затоплення;

3)підготовка ложа ставків , на іригаційні спорудження ;

4)збитки ,які наносяться сільгоспугіддям від затоплення.

Сільські ГЕС відносяться в основному до низьконапірних , винятком є ГЕС , які побудовані на гірських річках.

На низьконапірних сільських ГЕС застосовують такі турбіни:

1)радіально – осьові;

2)осьові;

3)поворотно – лопатеві (мають більш високий ККД на більшому діапазоні навантаження).

Потужність, яка розкручується турбіною :

, кВт

де - коефіцієнт корисної дії турбіни;

- витрати води через турбіну;

- натиск , м.

Робоча характеристика турбіни представляє собою залежність = f (P) при постійному натиску і постійній частоті обертання.

За цим виразом можна визначити витратну характеристику турбіни , використовуючи робочу. Витратна характеристика дає залежність витрат води через турбіни від навантаження Q = f ( P ) , якщо H = const і n = const.

В експлуатаційних умовах натиск на турбіні змінюється, так як зі зміною навантаження , а значить і витрат води через турбіну змінюються відмітки верхнього і нижнього бьефрів.

На низьконатискових сільських ГЕС в процесі роботи натиск змінюється в межах від 10 до 20 %. Пари зміні натиску змінюються режим роботи турбіни, її частота обертання, витрати води і потужності.

Оптимальний режим роботи турбіни очікується при максимальному значенні добутку Н :

Розрізняють слідуючи основні види регулювання стоку:

1)добові( рис.1 – регулювання за рахунок накопичення води в часи надлишку потужності в водосховищах відносно невеликої місткості) ;

2)сезонні( якщо об’єм водосховища дозволяє зберегти воду в паводковий період року і втрачати в період маловоддя);

3)річні;

4)багаторічні ( для вирівнювання стоку на протязі ряда років , досягається накопиченням в багатоводні роки і витрати в маловодні). .

 

 

Рис.1.Добовий графік навантаження гідроелектростанцій.

Лекція №18.Електричні станції теплові та з двигунами внутрішнього згорання: дизельні, бензинові , газові.

1.Загальні відомості.

2.Графіки електричних навантажень.

3.Склад ДЕС і основні системи охолодження.

Умови вибору ДЕС.

Література: 1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.:… 2.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во,…

Призначення релейного захисту. Задача релейного захисту.

2.Види релейного захисту за принципом дії.

3.Основні вимоги до роботи релейного захисту.

4.Загальна блок-схема будови релейного захисту. Основні електричні величини ( параметри ) , які використовуються в релейному захисті.

5.Основні логічні операції , які використовуються в релейному захисті.

Література:

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

2.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.

В процесі експлуатації електроустановок в електромережах можливі різні порушення нормального режиму:

1.Аварійні режими .

2.Перевантаження .

3.Спад напруги

4.Зміна частоти.

5.Механічні пошкодження.

Всі вище названі порушення приводять до виходу з ладу електричних пристроїв елементів електропередачі або виходу всієї системи , щоб зменшити збитки при порушеннях потрібно якомога скоріше відокремити пошкоджений елемент від системи за час .

Сигнал на вимкнення здійснюється спеціальним пристроєм автоматики , який називається релейним захистом.

Релейний захист – це сукупність спеціальних пристроїв і засобів , яка забезпечує автоматичне вимикання пошкодженої частини електроустановки або мережі. Всі ці системи мають між собою взаємозв’язок і можуть розглядатись як окремо , так і у взаємному зв’язку.

Релейний захист виконує такі функції:

1)виявляти пошкодження або реагувати на ненормальний режим;

2)подавати сигнал на вимкнення або відокремлення пошкодженого елемента;

3)подавати сигнал пристрою проти аварійної автоматики(АПВ, АВР, АЧР та інші на відновлення електропостачання)

АПВ - автоматичне повторне включення ,

АВР – автоматичне резервне включення ,

АЧР – автоматичне частотне розвантаження.

За принципом дії розрізняють такі основні типи релейного захисту:

1)струмовий захист , який діє тоді , коли струм в електроустановці більший від наперед заданого значення( максимальний струмовий захист МСЗ).

МСЗ відстроюється від робочого максимального струму. Як правило МСЗ виконується з витримкою часу. Якщо струмовий захист відстроюється від , то він називається струмовою відсічкою .

2)дистанційний захист, який діє з витримкою часу , яка автоматично збільшується із збільшенням відстані( опору ) від місця знаходження захисту до місця пошкодження

3)диференційний захист ,який дієтоді, коли різниця двох або декількох значень параметру більша від заданого значення цієї різниці.

Диференційний захист буває повздовжній і поперечний.

4)комбінований, який діє тоді, коли змінюється декілька електричних параметрів або не електричних:

, газовий захист, рівня, частоти та ін.

Основні вимоги до релейного захисту:

1.Чутливість –вимкнення ділянки лінії , електричного апарату, струмопроводу до пошкодження їх або струмами перевантаження. Чутливість визначається за допомогою коефіцієнта , який потім узгоджується з вимогами ПУЕ.

2.Вибірковість дії ,тобто послідовність спрацювання (в основному за терміном часу ), послідовність встановлювання захистів.

, - ступінь селективності ( до 0,8 с)

для електромагнітного реле (0,5 с)

для індукційного реле (0,5 – 0,7 с)

3.Швидкодія

4.Надійність роботи релейного захисту

5.Економічність

Затрати релейного захисту min.

Блок-схема релейного захисту.

1- вимірювальний ( пусковий )

2 – логічний

3 – виконавчий

4 – блок живлення

5 – сигналізації

6 – тестовий блок

Релейний захист може працювати на оперативному змінному струмі і постійному струмі. По контролю параметра пусковий вимірювальний блок може реагувати на напругу і струм - повний, активну або реактивну складову , прямої послідовності , нульової послідовності, U, f, P та інші.

 

Основні логічні операції, які використовуються у РЗ.

Логічна функція	Зміст логічної функції	Релейний еквівалент	Алгебраїчна форма функції
„І „	Сигнал на виході з’являється тільки тоді, коли є сигнал на всіх входах	у	множення, (коньюкція)
„ Заборона „
„ АБО „	Сигнал на виході з’явиться тоді, коли є сигнал хоча б на одному із входів		підсумок (дізьюнкція)
„ НІ „	Якщо сигнал є на вході, то на виході він відсутній ,якщо зникає на Вході – з’являється на виході		заперечення (інверсія)

Лекція №20.Електричне реле захисту.

1.Основні параметри, які характеризують роботу реле.

2.Типи реле захисту . Способи їх вмикання в електричне коло.

3.Часо-струмові характеристики

4.Електромагнітні реле ( виконавчі).

Література:

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

2.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.

Основні параметри ( паспортні):

1)параметр спрацювання –граничне значення діючої величини при спрацюванні і не спрацюванні в ділянках постійного діапазону зміни цього параметру

Р

„0”, „1”

 

Задане порогове значення діючої величини при спрацюванні називається уставкою, а положення показане на шкалі реле називається уставкою по шкалі.

2)параметр повернення реле –найбільше для max і найменше для min значення діючої величини, при якій реле повертається у вихідне положення.

Параметр повернення характеризується коефіцієнтом повернення.

F

F

3)швидка дія –час спрацювання реле, тобто час з моменту появи сигналу діючої величини до моменту передачі сигналу на керовану систему.

Сповільнюючи дія реленазивається витримкою часу, яка може бути на спрацювання реле, так і на повернення

Типи реле:

1.Електричні;

2.Неелектричні.

Електричні реле:

- електромагнітні постійного і змінного струму;

- індукційні;

- електродинамічні;

- електронні;

- напівпровідникові;

- мікропроцесорні.

Неелектричні реле:

- теплові;

- газові;

- механічні;

- пневматичні;

- світлові.

За способом вмикання в електричне коло реле поділяються на :

- первинні;

- вторинні.

Первинне реле використовується в мережах до 1000 В. Вони вмикаються безпосередньо в електричне коло і тому вони зазнають таких же електродинамічних і термічних зусиль, які відбуваються в первинному колі, тому такий тип реле практично не можливо використовувати в мережах >1000 В.

Вторинне реле вмикається до вторинних обмоток трансформаторів струму і трансформаторів напруги з відповідним класом точності.

Лінійна обмежено-залежна (струмом)

 

Електромагнітні реле:

- з поворотним якорем клапанного типу;

- з втягуючим якорем соленоїдного типу;

- з поперечним рухом якоря в магнітних системах.

де к – конструктивні особливості;

- кількість витків;

- зазор між якорем і електромагнітом.

 

Для спрацювання реле необхідно, щоб на всьому шляху переміщення якоря від початкового до кінцевого положення забезпечувалась електромагнітна сила , яка визначається умовою .

Звідси слідує, що зміна струму спрацювання реле можливо за рахунок зміни числа витків обмотки , повітряного зазоруі сили натягу пружини.

Маючи математичну модель ми можемо записати способи регулювання

- регулювання витків;

- регулювання зміни натягу;

- регулювання зазору.

 

Лекція №21.Аналіз роботи електромагнітних реле струму та індукційних реле струму (U , P).

1.Причини вібрації контактної системи реле та технічні рішення по їх усуненню.

2.Вторинні струмові електромагнітні реле прямої дії.

3.Вторинні електромагнітні струмові реле посередньої дії.

4.Індукційні реле струму та потужності.

Література:

1.Будзко И.А., Зуль Н.М. «Электроснабжение сельского хозяйства « - М.: Агропромиздат, 1990 – 496 с.

2.Электроснабжение сельского хазяйства. Притака И.П. – 2-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища школа . Головное изд-во, 1983. – 343 с. – Укр.

 

 

Миттєве значення електромагнітної системи має дві складові:

- постійну;

- змінну пульсуючу з подвійною частотою.

F пружини – const.

- якір притягується.

Контактна система вібрує. Спочатку іскра, а потім виникає дуга, контактна система виходить з ладу.

Технічне рішення для зменшення вібрації .

Силі протягування якоря протидіє практично стала сила натягу пружини

.

1. Збільшенням моменту якоря .

2. Розщепленням обмотки на магнітопроводі на дві складові і розміщенням їх на двох стержнях , щоб створити 2 потоки , які відстають один від

одного по часу або між якими створюється кут.

3.Розщепленням магнітопроводу і встановленням к.з. витка (кільця ).

Вторинні струмові електромагнітні реле прямої дії (РТМ( миттєвої дії) і РТВ( з регульованою витримкою часу ).

Уставка струму спрацювання реле струму типу РТМ регулюється зміною кількості витків обмотки , а також зміною повітряного зазору між ударником і важелем.

Варіант реле РТМ-І має уставки 5; 7,5; 10; 15 А;

РТМ-ІІ – 10; 15; 20; 25 А;

РТМ-ІІІ – 30; 40; 50; 60 А;

РТМ- ІУ- 75; 100; 125; 150 А.

Реле РТВ , яке має в наявності годинниковий механізм, мають обмежено залежну тимчасову характеристику.

Уставка струму спрацювання регулюється зміною числа витків обмотки реле за допомогою штепсельного або поворотного перемикача .

А уставка витримки часу – установочним гвинтом на часовому механізмі.

РТВ мають відносно більше споживання ( 20...50 ВА ), похибки по струму і витримкам часу , низький коефіцієнт повернення (0,7 при мінімальній уставці витримки часу). Але завдяки простоті схем захисту ці реле використовують в системах сільського електропостачання.

Реле РТ-40 (електромагнітне реле струму )- мале споживання , високий коефіцієнт повернення, велика точність роботи .

.

Обмотка реле складається з двох секцій, паралельне і послідовне вмикання яких дозволяє ступенево змінювати уставки струму спрацювання ( в 2 рази)

Плавне регулювання в межах кожного ступеню забезпечується зміною напруги спіральної пружини за допомогою спеціального поводка, який переміщується по шкалі.

Гасник вібрації в електромагнітному реле типу РТ-40 призначений для

гасіння вібрації якоря, що виникає під дією змінного струму, регулювання струму спрацювання електромагнітного реле типу РТ-40 здійснюється послідовним або паралельним з’єднанням обмоток.

Реле напруги ( максимальної і мінімальної напруги).

Конструкція реле напруги РН-50 аналогічна, але відсутній гасник вібрації, а з метою зниження вібрації якоря і споживаємої потужності в коло обмотки реле включені випрямлювальний міст і додаткові резистори.

РН-53/60, РН-53/200, РН- 53/400, РН-53/60Д – реле максимальної напруги.

РН-54/48, РН-54/160, РН- 54/320 – реле мінімальної напруги.

Коефіцієнт повернення РН-53 – не нижче 0,8,

коефіцієнт повернення РН-54 – не більше 1,25. Реле напруги РН-50 у своєму складі має додаткові резистори та випрямний міст.

 

 

+

Індукційне реле

- математична модель роботи індукційного реле,

де- частота мережі;

- кут зсуву між і;

і- магнітні потоки.

Робота індукційного реле основана на взаємодії двох змінних магнітних потоків і індукованими струмами в рухомій частині реле.

при .

Момент буде максимальним, якщо .

Момент буде дорівнювати нулю, якщо або

Момент залежить від знаку .

180 360 Моб „ - ”; 0 180 Моб „ + „

РТ-80 – реле комбіноване вторинне посередньої дії, складається з трьох реле :

- індукційного з витримкою часу і диском обертання ( залежна частина характеристики );

- електромагнітного з поворотним якорем ( незалежна частина характеристики), створює відсічку;

- показове, яке спрацьовує з падаючим прапорцем.

Реле має три регулювальні уставки:

струм спрацювання індукційного елементу(зміною числа витків обмотки або іншими словами зміною відгалужень на штепсельному перемикачі;

кратності відсічки ( зміною повітряного зазору електромагнітного елементу або іншими словами зміною відстані між кінцем якоря і магнітопроводом за допомогою регулювального гвинта);

витримки часу( зміною положення важелів механізму індукційного елементу). Швидкість обертання диска індукційного реле типу РТ-80 регулюються зміщенням постійного магніту.

Допустимий час протікання струму короткого замикання для силового трансформатора визначається за виразом t_доп. = 900×І²_ном/ І²_кз.

Реле проміжні постійного струму ПЭ44 уповільнені при вмиканні, проміжні реле ПЭ43 мають утримуючі обмотки напруги чи струму.

Підсилені контакти реле РП-341 та РТ-85 комутують струм 150 А.

 

Захист, що реагує з витримкою часу на збільшення струму в елементі мережі називається максимальним струмовим захистом.

Селективність максимального струмового захисту (МСЗ) забезпечується за рахунокуставки за часом.

Здатність релейного захисту, за наявності послідовно установлених у мережі апаратів захисту, виявляти ушкоджену ділянку та вимикати її тільки найближчими до місця ушкодження вимикачами називаєтьсяселективністю.

Для захисту силових трансформаторів застосовують диференціальний струмовий захист. Повздовжній диференціальний захист встановлюється на силових трансформаторах.

В електричних лініях з двостороннім живленням застосовують спрямований( направлений ) релейний захист виду:

Величина струму І_1розр, при якому повинна забезпечуватись точна робота ТС при дешунтуванні електромагнітів вимикання І_1розр=1,1І_с.з.

В залежності від стрибка струму намагнічування струм спрацювання відсічки визначають за умовою:

,

Для струмових реле часу типу РВМ характерними елементами та параметрами є насичуючий трансформатор, синхронний мікродвигун і змінний оперативний струм;

У вихідне положення вказівне реле типу РУ-21 повертається ручним натисканням на планку повернення.

Газовий захист трансформатора реагує на внутрішні пошкодження трансформатора та інтенсивне витікання масла із бака.

Пристрій АЧР призначений длязниження електричного навантаження мережі шляхом його відключення.

Коефіцієнт чутливості струмової відсічки повинен відповідати співвідношенню:

.

Максимальні реле захисту реагують на збільшення параметра, що контролюється, для максимальних реле коефіцієнт повернення k_пов< 1;

мінімальні реле захисту реагують на зниження параметра, що контролюється, для мінімальних реле коефіцієнт повернення k_пов > 1.

Реле типу РСТ-11, РС-40М, РС-80М, УЗА-А відносять до

напівпровідникових реле (пристроїв).

Реле типу РТ-40 та РН-54 за принципом дії відносяться до електромагнітних реле. Реле напруги РН-50 у своєму складі має додаткові резистори та випрямний міст.

Вторинним струмовим реле прямої дії є РТМ.

Для реле типу РТВ характерне регулювання витримки часу.