ЗАЩИТА ОТ ОДНОФАЗНЫХ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ НА ЗЕМЛЮ

Отчет по лабораторной работе  №3

Цель работы:

- изучить принцип действия защиты от замыканий на землю;

- изучить методы расчета и проверки уставок защиты;

- исследовать селективность и чувствительность защиты от замыканий на землю при различных видах повреждений.

Порядок выполнения лабораторной работы

1) Собрать схему лабораторных испытаний рисунок 1. Для создания короткого замыкания используется трехфазный выключатель Q4, на схеме показан вариант его подключения для имитации режима трехфазного короткого замыкания в конце линии электропередачи. При имитации однофазных и двухфазных КЗ на землю соответствующие полюса выключателя Q4 необходимо соединить с нейтралью модуля линии электропередач. Выключатель Q3 снабжен устройством защиты и управляется автоматически. Устройство защиты контролирует сумму токов трех фаз линии электропередачи (ток нулевой последовательности) и формирует управляющее воздействие на выключатель Q3. Удаленность до точки короткого замыкания можно регулировать с помощью изменения положения переключателя SА1 модуля линии электропередач. Нейтраль (общая точка) трансформатора со стороны вторичной обмотки необходимо соединить с нейтралью линии электропередач. В качестве нагрузки используется модуль активной нагрузки, схема соединения — звезда без нулевого провода. Для дистанционного/автоматического управления выключателями необходимо  соединить разъемы ХS1 выключателей Q3 и Q4 с разъемами ХS3 и ХS4 модуля ввода-вывода соответственно.

2) Установить параметры линии электропередач: а) максимальное значение продольной составляющей (переключатель SА1 в положение 3); б) отключение поперечной составляющей (переключатель SА2 в положение 1).

3) Переключатель SА1 , модуля активной нагрузки,  установить в  положение 1.

4) Перевести переключатели SА2 режима управления выключателями Q3 и Q4 в положение «Авт».

5) Перевести переключатель SА2 режима управления модулем трехфазной сети в положение «Руч».

6) На персональном компьютере запустить программный комплекс «DeltaProfi» (Пуск - Программы - Лабораторный комплекс - DeltaProfi). Открыть лабораторную работу командой «Работы - Релейная защита - Работа №5 Защита от однофазных коротких замыканий».

7) Включить питание стенда.

8) Включить выключатель модуля трехфазной сети (кнопка SВ1 на лицевой панели модуля трехфазной сети).

9) В программе «DeltaProfi» перевести защиту в режим работы «действие на сигнал» (двойной щелчок левой кнопкой мыши на прямоугольнике «ТЗНП», в появившемся диалоговом окне установить переключатель «Режим работы» в положение «сигнал»).

Рисунок 1 - Схема электрическая принципиальная

лабораторной установки

10) Запустить программу в работу кнопкой «Пуск» или командой главнго меню «Управление - Пуск» или горячей клавишей F5.

11) Дистанционно включить выключатель Q3 одинарным щелчком левой кнопки мыши по зеленому прямоугольнику с всплывающей подсказкой «Q3». Программа всегда отображает текущее состояние выключателя (зеленый - отключен, красный - включен). При правильно собранной схеме и выставленных параметрах выключатель Q3 должен включиться, а его цвет измениться на красный. При этом, на мнемосхеме отображаются текущие величины токов фаз А,В и С линии электропередачи, в данном случае, ток трехфазной нагрузки.

12) Открыть окно настройки защиты (двойной щелчок левой кнопкой мыши на прямоугольнике «ТЗНП»). Записать величину тока в обмотке реле (см. группу «Измерения» в окне параметров защиты) пропорциональную току нулевой, последовательности в режиме нагрузки  I_0нагр . Подать команду на включение выключателя Q4 для создания режима трехфазного короткого замыкания. Записать величину тока в обмотке реле пропорциональную току нулевой последовательности в режиме короткого замыкания I_окз . Отключить выключатель Q3. Отключить выключатель Q4. Остановить программу кнопкой «Стоп», командой главного меню «Управление - Стоп» или горячей клавишей F6.

13) Рассчитать ток срабатывания защиты по формуле

                                                                                             (1)

В качестве величины тока взять максимальное из двух измеренных ранее значений I_0нагр, I_окз . Коэффициент надежности К_н принять равным 1,5. Коэффициент возврата реле тока К_воз принять равным 0,95.

Рассчитать ток срабатывания реле тока

I_ср=I_сз/n_т.                                                                                                    (2)

Коэффициент трансформации трансформатора тока n_т принять равным 1. Ввести расчетный ток срабатывания защиты в диалоговом окне параметров защиты.

14) Перевести защиту в режим действия на отключение. Запустить программный комплекс в работу командой «Пуск». Подать команду на включение выключателя Q3. Создать короткое замыкание включением выключателя Q4. Убедится в том, что защита не срабатывает при трехфазном коротком замыкании. Отключить выключатель Q4, отключить выключатель Q3.

15) Провести испытания защиты при всех видах несимметричных коротких замыканий (двухфазные, однофазные, двухфазные на землю). В таблицу 1 заносить токи в обмотке реле (двойной щелчок левой кнопкой мыши на прямоугольнике «ТЗНП», в появившемся диалоговом окне см. группу «Измерения»),

16) Рассчитать коэффициенты чувствительности защиты для каждого вида повреждения. Полученные значения представить в таблице 1.

17) Закрыть программу «DeltaProfi», выключить компьютер. Отключить питание стенда. Разобрать схему лабораторных испытаний.

Таблица 2 — Испытание защиты от однофазных замыканий

Контрольные вопросы

1) Какова цель лабораторной работы.

2) Назовите наиболее частые виды повреждения в трехфазных электрических сетях.

3) Расскажите о типовом комплектном учебном оборудовании «Автоматизация электроэнергетических систем» (АЭС-СК).

4) В электрических сетях с каким видом нейтралей значения токов при однофазном замыкании на землю не превышают 20-30 А?

5) Какие модули входят в состав стенда АЭС-СК.

6) В каких сетях релейную защиту от замыканий на землю принято выполнять действием на сигнал и почему?

7) Расскажите ход выполнения лабораторной работы.

8) Назовите качества предъявляемые к РЗ от ОЗЗ.

9) Расскажите о модуле однофазных трансформаторов.

10) Расскажите принцип работы токовой защиты нулевой последовательности.

11) Нарисуйте схему лабораторных испытаний.

12) Объясните принцип работы схемы РЗ от замыканий на землю кабельной линии.

13) Как рассчитываются уставки защиты от замыканий на землю.

14) С помощью какого реле выполняется измерительный орган токовой защиты нулевой последовательности.

15) Расскажите из чего состоит модуль ввода-вывода.

16) Какие виды электромагнитных реле вы знаете?

17) В данной лабораторной работе как реализованы устройства РЗА?

18) Объясните функциональную схему реле тока нулевой последовательности типа РТЗ-51.

19) Достоинства и недостатки микропроцессорных терминалов защиты.

20) Расскажите о современных средствах определения ОЗЗ на микропроцессорной основе.