МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«тюменский государственный нефтегазовый университет»

Институт кибернетики, информатики и связи

кафедра «электроэнергетика»

Автоматика в

электроэнергетических системах

Методические указания

для лабораторных занятий и самостоятельной работы

студентов направления «Электроэнергетика»,

специальности «Электроснабжение»

всех форм обучения

Тюмень

ТюмГНГУ

2013

Утверждено на заседании кафедры «Электроэнергетика»,

протокол № ___от «___» октября 2013 г.

Составители: к.т.н., доцент Власова Е.П.,

к.т.н., доцент Портнягин А.Л.

© Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2013

Введение

Дисциплина «Автоматика в электроэнергетических системах» относится к циклу специальных дисциплин (СД) и имеет своей целью формирование у студентов специальности 140211.65 «Электроснабжение», 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» специальных компетенций.

Противоаварийная автоматика создает возможность надёжной, безаварийной и экономичной работы, как отдельных участков, так и всей системы электроснабжения нефтяной и газовой промышленности.

Настоящие методические указания предназначены для студентов кафедры «Электроэнергетика» и должны закрепить знания, полученные при изучении теоретических разделов предмета.

Процесс освоения дисциплины включает:

- закрепление теоретического материала;

- изучение конструкции, приобретение навыков регулирования реле различных типов;

- изучение различных схем автоматики (в однолинейном исполнении), выполненные на основе как электромагнитных реле и программируемого контроллера;

- моделирование, которое обеспечивается их отображением на измерительных приборах комплекта «РЗАСЭСПК.001 РБЭ» «Инженерно-производственный центр «Учебная техника».

Правила выполнения лабораторных работ:

Лабораторные работы по релейной защите и автоматике является составной частью обучения.

Подготовка к лабораторной работе заключается в следующем:

- студенты должны повторить теоретический материал по предмету;

- пройти инструктаж по технике безопасности и неукоснительно его соблюдать;

- изучить задание на лабораторную работу;

- убедиться в исправности приборов;

- установить включающие (отключающие) приборы схемы и убедиться в их отключенном состоянии;

- определить величину и род напряжения (тока);

- включить приборы на пределы измерения, предусмотренные заданием;

- собрать и проверить схему;

- приступить к работе, после проверки преподавателем готовности работы;

- по окончании работы следует снять напряжение, убедиться в достоверности данных и доложить о готовности преподавателю;

- подготовить отчёт на лабораторную работу.

Лабораторная работа № 1 Автоматическое повторное включение линии электропередачи

1.1.Цель работы: изучение принципиальной электрической схемы участка цепи, алгоритм работы защиты, электрической схемы соединений.

1.2.Основные теоретические понятия:

Большинство повреждений воз­душных линий электропередачи возникает в результате схлестывания проводов при сильном ветре и гололеде, нарушения изоля­ции во время грозы, падения деревьев, набросов, замыкания про­водов движущимися механизмами и т.п. Эти повреждения не­устойчивы и при быстром отключении поврежденной линии само­устраняются. В этом случае при повторном включении линии она остается в работе и электроснабжение потребителей не прекра­щается. Повторное включение осуществляется автоматически уст­ройством автоматического повторного включения (УАПВ). При устойчивых повреждениях защита снова отключает линию после действия УАПВ, т. е. происходит неуспешное АПВ. По статисти­ческим данным, УАПВ в системах электроснабжения нашей стра­ны имеют в среднем 60—75% успешных действий. Такая эффек­тивность УАПВ делает их одним из основных средств повышения надежности электроснабжения. Согласно ПУЭ, устройствами АПВ должны оборудоваться воздушные и смешанные кабельно-воздушные линии всех типов напряжением выше 1 кВ при наличии на них соответствующих коммутационных аппаратов.

Классификация АПВ: трехфазное (ТАПВ) и однофазное (ОАПВ); по способу проверки синхронизма при АПВ — для линий с двусторонним питанием; по способу воздействия на привод вы­ключателя — механические и электрические устройства АПВ; по кратности действия —АПВ однократного и многократного дейст­вия.

Основным требованиям к устройствам АПВ:

1. Включение АПВ

1.1 Должны находиться в состоянии постоянной готовности действию и срабатывать при всех случаях аварийного отключения выключателя, кроме случаев отключения выключателя защитой после включения его дежурным персоналом;

1.2. Не должны приходить в действие при отключениях выключателя дежурным персоналом. Это обеспечивается пуском устройств АПВ от несоответствия положений выключателя и его ключа управления, которое возникает всегда при любом автома­тическом отключении выключателя.

1.3. Схемы АПВ должны допускать возможность ав­томатического вывода их из действия при срабатывании тех или иных защит.

2. Устройства АПВ должны иметь минимально возможное вре­мя срабатывания t_АПВ1 для того, чтобы сократить продолжитель­ность перерыва питания потребителей.

Для успешного действия АПВ необходимо, чтобы время срабатывания t_АПВ1 было больше:

- времени tг.п, необходимого для восстановления готовности привода к работе на включение (для применяемых типов приводов с уче­том условий их работы tг.п=0,1.. .0,3 с);

- времени tд.с, необходи­мого для деионизации среды в точке повреждения;

-времени готовности выклю­чателя tг.в, необходимого для восстановления отключающей спо­собности выключателя после отключения им тока к. з.

Для одно­кратного АПВ время tг.в всегда меньше суммы времени tг.п и вре­мени включения выключателя tвв. Поэтому определяющим обычно является условие tАпв1>tг.п. При этом с учетом времени запаса tзап=0,4. ..0,5 с время срабатывания УАПВ для линий с односто­ронним питанием

В отдельных случаях для воздушных линии, когда велика вероятность их повреждения при падении деревьев и по другим аналогичным причинам, для эффективности АПВ его выдержку времени целесообразно принимать несколько повышенной — около нескольких секунд. В этом случае также уменьшается вероятность неселективного перегорания предохранителей при неуспешном АПВ, установленных на элементах систем электроснабжения, рас­положенных ближе к источнику питания, чем рассматриваемый выключатель с устройством АПВ.