Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирский федеральный университет

Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

Красноярск

ИПК СФУ

2010

УДК 621.316.925(076)

ББК 31.27–053я73

Е80

Рецензенты:

А. И. Гиль, начальник службы релейной защиты и автоматики филиала ОАО «СОЕЭС» Красноярского РДУ;

А.А. Егонский, к.т.н., доцент кафедры «ЭС и ЭСС».

Е80 Электроэнергетика. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем: метод. указания к выполнению лабораторных работ / сост. :

Ю. А. Ершов, А. В. Малеев, Д. П. Перехватов. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010.

Приведен теоретический материал, касающийся принципов работы, расчетов, выставления уставок и испытания микроэлектронных и микропроцессорных защит элементов электроэнергетической системы. Лабораторные работы предназначены для студентов направлений подготовки специалистов 140200.65 всех форм обучения, а также бакалавров специальности 140200.62 «Электроэнергетика» укрупненной группы 140000 «Энергетика».

УДК 621.316.925(076)

ББК 31.27-053я73

Печатается по решению редакционно–издательского совета

университета

Введение

В последнее десятилетие в релейной защите произошли качественные изменения, вызванные широким использованием цифровой (микропроцессорной) техники. Указанное обусловлено, в первую очередь, существенными преимуществами релейной защиты на микропроцессорной основе по сравнению с электромеханической и электронной релейной защитой. Эти преимущества заключаются прежде всего в следующем:

– повышение аппаратной надежности, уменьшение массы и габаритов устройств благодаря существенному уменьшению числа используемых блоков и соединений (одно микропроцессорное устройство выполняет обычно различные защитные функции, для реализации которых ранее требовалось несколько устройств);

– существенное повышение удобства обслуживания и возможность сокращения обслуживающего персонала;

– расширение и улучшение качества защитных функций (чувствительность, селективность, статическая и динамическая устойчивость функционирования);

– возможность непосредственной регистрации процессов и событий и анализа возникших в энергосистеме повреждений;

– принципиально новые возможности управления защитой и передача от нее информации на географически удаленные уровни управления;

– технологичность производства.

Принципы построения и алгоритмы, используемые в цифровой релейной защите (ЦРЗ), во многом отличаются от применяемых в электромеханической и электронной релейной защите ввиду существенно различающихся технической основы и способов обработки информации. Новые возможности цифровой обработки сигналов и обмена информацией позволяют реализовать целый ряд защитных функций, которые невозможно было осуществить ранее.

Все это позволяет повысить эффективность релейной защиты при применении цифровых устройств благодаря более полному учету повреждений в энергосистеме, большей долговечности и меньшим затратам на обслуживание, прежде всего периодическое, вследствие возможности увеличения сроков между проверками и отсутствия необходимости ревизии каких-либо механических элементов.

Однако повышение эффективности может быть достигнуто лишь при правильном понимании и применении функций цифровой релейной защиты, в первую очередь – функций сложных защит.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ КЗ ДЛЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

Цель работы: cоставить и рассчитать параметры схемы замещения для фрагмента энергетической системы (рис.1.1). С помощью программы TKZ-3000 рассчитать режимы короткого замыкания (КЗ) для одного из указанных элементов электрической системы. Оформить отчет с результатами расчета режимов КЗ.

Порядок выполнения работы

Определение расчетных режимов работы схемы ЭЭС

для защищаемого объекта

Основными режимами работы сети считают максимальный, когда в работе находятся все элементы энергосистемы, и минимальный, когда часть генераторов и линий отключены при минимальном режиме работы смежной системы. Величины токов и напряжений при максимальном режиме используются для расчета уставок проектируемых защит, параметры минимального режима необходимы для проверки чувствительности выбранных защит.

При минимальном режиме необходимо отключить половину генераторов на электростанциях, произвести отключения в энергосистеме (увеличить в 1,3 – 2 раза их сопротивление), в сети отключить одну цепь двухцепных воздушных линий и разомкнуть замкнутую электрическую сеть в конце следующего участка линии.

При максимальном режиме необходимо рассчитать токи трехфазного, двухфазного на землю (на выводах защищаемого элемента), однофазного (где возможно) коротких замыканий на выводах защищаемого элемента и за следующими элементами за защищаемым.

При минимальном режиме необходимо рассчитать токи двухфазного, двухфазного на землю (на выводах защищаемого элемента), однофазного коротких замыканий как на выводах защищаемого элемента, так и за элементами, следующими за защищаемым.