Материал: Методические указания по выполнению лабораторных работ №1-4 по дисциплине Релейная защита и автоматизация. Горемыкин С.А., Ситников Н.В

3. Порядок выполнения работы

3.1. Для заданного преподавателем варианта из табл. 1.2 необходимо рассчитать ток срабатывания реле _. При расчете тока считать, что внешнее КЗ имитируется замыканием кнопки SВ9; при определении наибольшего рабочего тока линии необходимо понимать, что данный режим связан с размыканием контактов кнопками SВ7 или SВ8.

3.2. Ознакомиться с аппаратурой, предусмотренной на стенде, и установить рассчитанную величину тока срабатывания пускового органа.

3.3. Используя принципиальную электрическую схему

(рис. 1.2), необходимо подробно разобраться с принципом действия представленной защиты во всех режимах.

3.4. Включить линии ЛI и ЛII в работу - нагрузочный режим (является исходным для исследования всех остальных режимов работы схемы). Для этого необходимо пакетным выключателем SA1 подать напряжение на стенд, после чего замкнуть тумблеры SА2 и SА3, которые замыкают цепь питания промежуточных реле KL1 и KL2.

3.5. Имитировать внешнее КЗ нажатием кнопки SВ9, убедиться в том, что срабатывание защиты не происходит.

3.6. Проверить действие защиты в режиме работы одной из параллельных линий (для этого поочередно разомкнуть цепи параллельных линий ЛI, ЛII кнопками SВ7 или SВ8).

3.7. Осуществить проверку работоспособности защиты при имитации КЗ поочередно на каждой из параллельных линий. Для имитации КЗ на линии ЛI, необходимо нажатием кнопки SВ5, шунтировать сопротивление R₂. После срабатывания защиты (отключение линии ЛI), записать показания приборов в табл. 1.1.

Выполнять дальнейшие исследования, возможно приведя аппараты защиты в исходное состояние, для этого отключаем пакетный выключатель SA1 и устанавливаем контакты реле KH1 в исходное замкнутое состояние, поворотом по часовой стрелке ручки управления на реле KH1. Выполнить аналогичные действия при имитации КЗ на линии ЛII.

3.8. После выполнения п.3.7. и, убедившись в срабатывании защиты при КЗ на защищаемых линиях, необходимо зафиксировать токи протекающие во вторичных обмотках трансформаторов тока и обмотке токового реле, во время режима КЗ на защищаемой линии. Для чего нужно повторно выполнить п.3.7., однако для регистрации установившихся токов КЗ, необходимо тумблером SА4 разомкнуть цепь оперативного тока, при этом срабатывание защиты не происходит.

Внимание! При выполнении п.3.8. во избежание повреждения стенда, замыкать кнопки SВ5 и SВ6 необходимо кратковременно, не более чем на 3 секунды, после снятия замеров тумблер SА4 необходимо включить.

3.9. Данные, полученные в п.3.4., 3.5., 3.6., 3.7., 3.8., занести в табл. 1.1.

3.10. По данным табл. 1.1 сделать выводы о правильности работы защиты в различных режимах.

Табл. 1.1

Табл. 1.2

4. Содержание отчета

4.1. Цель работы, параметры исследуемой схемы согласно номеру варианта.

4.2. Расчет тока срабатывания пускового органа.

4.3. Схема испытания поперечной дифференциальной токовой направленной защиты, реализованная в лабораторной работе.

4.4. Экспериментальные данные, представленные в табл. 1.1.

4.5. Анализ работы поперечной дифференциальной токовой направленной защиты в каждом из исследуемых режимов (пояснения выполнять с использованием схемы, реализованной в лабораторной работе).

5. Контрольные вопросы для домашней подготовки

5.1. Из каких органов состоит поперечная дифференциальная токовая направленная защита и каково их назначение?

5.2. Чем обусловлен ток небаланса в реле и почему при внешнем КЗ он возрастает? (аналитические и графические подходы поясняющие ток небаланса).

5.3. Почему при отключенной одной линии защита должна выводиться из действия? В каких случаях защита выполняется с блокировкой по напряжению?

5.4. Что такое каскадное действие защиты и мертвая зона и где они расположены?

5.5. Необходимость использования быстронасыщающихся трансформаторов тока и дифференциальных реле с торможением?

5.6. Три условия выбора тока срабатывания пускового органа поперечная дифференциальная направленной защиты?

Лабораторная работа № 2 Защита низковольтного короткозамкнутого асинхронного двигателя

1. Цель работы

1.1. Ознакомиться с методикой расчета установок различных видов защит от повреждений и ненормальных режимов работы электродвигателя.

1.2. Изучить принцип действия схемы защиты реализованной в лабораторной работе.

1.3. Проверить работоспособность защиты в различных режи­мах работы.

2. Теоретические сведения

К повреждениям, возникающим в обмотках статора двигате­лей переменного тока, относятся межфазные короткие замыкания, однофазные замыкания на землю и замыкания между витками одной фазы. В сетях большими токами замыкания на землю, величина тока при перечисленных повреждениях может быть значительной, поэтому защита должна быть быстродействующей.

К ненормальным режимам работы двигателей относится их перегрузка током, которая приводит к снижению срока службы двигателя. Допустимое время нагрузки тем меньше, чем больше кратность тока перегрузки к его номинальному значению. Причинами токовых перегрузок являются: технологические перегрузки приводимых во вращение механизмов; понижение напряжения в питающей сети; обрыв одной из фаз сети питающей статор электродвигателя.

2.1. Защита от коротких замыканий

Для ликвидации межфазных, а в сетях с глухозаземленной нейтралью и однофазных КЗ, применяются токовые защиты. Токовая защита может быть выполнена автоматическими выключателями с электромагнитным или комбинированным расцепителем, или электромагнитными токовыми реле косвенного действия (т.е. защита в виде токовой отсечки).

Автоматитеский выключатель не должен отключаться при кратковременных перегрузках защищаемого элемента, исходя из этого, ток отсечки автоматического выключателя выбирается исходя из следующего условия:

, (2.1)

где - величина тока кратковременной перегрузки, в том случае если в качестве защищаемого объекта является один АД,

, (2.2)

где - величина пускового тока АД.

Известно, что для АД с КЗ обмоткой обычного исполнения составляет

=(4÷7) , (2.3)

где - ток АД в номинальном режиме.

В расчетах за , принять = 7 , за ток , принять ток нагрузки , согласно номера варианта.

При выполнении защиты с использованием вторичных токовых реле, величина тока срабатывания реле ( ) определяется следующим выражением:

, (2.4)

где - коэффициент запаса, определяется погрешностью в расчете тока , погрешностью реле - для реле типа РТ-40 , , для реле типа РТ-80 , ;

- коэффициент схемы соединения трансформаторов тока и обмоток реле;

- коэффициент трансформации трансформатора тока.