МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт высокоточных систем им. В.П. Грязева

Кафедра «Электроэнергетика»

Методические указания

К ПРАКТИЧЕСКИМ (СЕМИНАРСКИМ) ЗАНЯТИЯМ

учебной дисциплины (модуля)

«Средства коммутации электрической энергии»

Уровень профессионального образования: высшее образование –бакалавр

Направление (специальность) подготовки:

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Профиль (специализация) подготовки:

«Электроснабжение»

Квалификация выпускника: 62 бакалавр

Форма обучения: (очная, заочная)

Тула 2014 г.

Методические указания к практическим (семинарским) занятиям составлены доцентом В.С. Косырихиным и обсуждены на заседании кафедры «Электроэнергетика» института высокоточных систем им. В.П. Грязева,

протокол заседания кафедры № 10 от " 7 " октября 2014 г.

Зав. кафедрой ________________ В.М. Степанов

Оглавление

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 1

Практическое занятие №1 4

Практическое занятие №2 12

Практическое занятие №3 20

Практическое занятие №4 25

Практическое занятие №5 41

Практическое занятие №6 51

Практическое занятие №7 60

Практическое занятие №8 65

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 71

1 Основная литература 71

2 Дополнительная литература 72

3 Периодические издания 72

Практическое занятие №1 Расчет и выбор элементов реле защиты силового трансформатора Методика расчета

Рассчитать реле защиты (РЗ) – это значит:

• выбрать вид и схему;

• выбрать токовые трансформаторы и токовые реле;

• определить чувствительность защиты.

Основные понятия:

• Ток срабатывания реле (I_ср) – наименьший ток, при котором реле срабатывает.

• Напряжение срабатывания реле(U_ср) – наименьшее напряжение, при котором реле cсрабатывает.

• Ток возврата реле (I_вр) – наибольший ток, при котором реле возвращается в исходное стояние.

• Напряжение возврата реле(U_вр) – наибольшее напряжение, при котором реле возвращается в исходное положение.

• Коэффициент возврата(К_в) – то отношение тока или напряжения возврата к току или напряжению срабатывания, соответственно:

• Ток срабатывания защиты (I_С.₃) – наименьший первичный ток, при котором срабатывает защита.

• Токовая отсечка(ТО)– МТЗ с ограниченной зоной действия и токовым реле мгновенного действия (без реле времени).

• Ток срабатывания ТО(I_с.то) – наименьший ток мгновенного срабатывания защиты в первичной цепи.

Выбор вида и схемы РЗ

Сеть ВН цехового трансформатора на напряжение 6...35 кВ имеет изолированную нейтраль. В схемах защиты с силовыми выключателями на ВН (рис. 1) можно применить следующие виды РЗ:

Рис. 1. Схемы защиты от междуфазных токов КЗ и перегрузок на ВН

• ТО (без выдержки времени) на реле типа РТ-40 косвенного действия при наличии электромагнита отключения (ЭмО), типа РТМ прямого действия при наличии пружинного привода;

• МТЗ на реле типа РТ-40 в сочетании с реле времени типа ЭВ-100 или ЭВ-200 для выключателей с ЭмО, типа РТВ для выключателя с пружинным приводом;

• сочетание ТО и МТЗ на реле типа ИТ-80, РТ-80, РТ-90 для выключателей с ЭмО, типа РТМ и РТВ для выключателей с пружинным приводом.

Токовая отсечка (ТО) обеспечит защиту в зоне КЗ, а максимальная токовая защита (МТЗ) – в зоне перегрузки. Наиболее распространенные схемы, сочетающие ТО и МТЗ, могут быть однорелейные и двухрелейные, на постоянном и переменном оперативном токе.

Выбор токовых трансформаторов

• Определяется номинальный ток нагрузки на ВН (I_н)

(для трансформатора).

• Выбираются по I_1Ни I_2Нтрансформаторы тока для установки (таблица 1) и определяется номинальный коэффициент трансформации

.

• Выбирается тип реле тока для защиты (таблица 2) и определяется уставка срабатывания по току

I_ср(МТЗ) = I_нб,

где I_ср(МТЗ)— ток срабатывания реле, расчетный, А;I_нб — наибольший ток нагрузки защищаемого участка, А;Кзап — коэффициент самозапускаЭД;К_н— коэффициент надежности отстройки, учитывающий погрешности реле и ТТ (таблица 12.3);К_в— коэффициент возврата реле;К_сх — коэффициент схемы включения реле.

Коэффициент схемы (К_сх) — это отношение тока реле (I_Р) к току фазы (Iф).

В зависимости от вида защищаемого участка принимаются следующие значения наибольшего тока (I_Нб):I_Нб = I_Н— линия без электродвигателя;I_Нб= I_п— линия с электродвигателем;I_Нб = I_к.макс — для расчета токовой отсечки; гдеI_Н, I_пи I_к.макс — ток номинальный в линии, пусковой ток ЭД и ток короткого замыкания (максимальный) в линии.

В зависимости от схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока и вида короткого замыкания принимаются следующие значения коэффициентов схемы К_сх =1 — при соединении обмоток по схеме «неполная звезда», К_сх = 1,73 — во всех случаях при 3-фазном КЗ,К_сх = 1 — при КЗ двух фаз и одном токовом трансформаторе, К_кх = 2 — при КЗ двух фаз и включении на разность токов обмоток двух ТТ.

Другие коэффициенты схемы на основании опыта эксплуатации принимаются:

• Кзап = 1 при отсутствии в линии ЭД,

• Кзап= 2,5.. .3,0 — при наличии ЭД в линии,

• К_н= 1,1.. .2,0 — уточняется по таблице 12.3,

• К_в = 0,8... 0,85.

По расчетному значению тока срабатывания (I_ср.р) выбирается его каталожное значение (I_ср.к) согласно условию:

I_ср.к I_ср.р.

Если применяется блокировка минимального напряжения, то

U_ср= ,

где U_р.мин — минимальное рабочее напряжение нормального режима, В, принимают U_р.мин = 0,7U_н;К_н= 1,1;К_в 1,2;Кu— коэффициент трансформации трансформатора напряжения,

Определение коэффициента чувствительности защиты

(без блокировки по напряжению),

где I_.к.мин — минимальный ток КЗ в конце защищаемого участка, А;I_с.з — ток срабатывания защиты, А.

МТЗ надежно сработает, если

К_ч 1,2...1,5.

При наличии блокировки минимального напряжения аналогично:

где Uк.макс — максимальное остаточное напряжение в месте установки защиты, кВ, принимают Uк.макс = 0,6 Uн.

Примечание.При токовой отсечке

I_с.ТО= I_к.макс.