МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

Кафедра автоматизации энергосистем

ОТЧЕТ

по лабораторным работам

Основы релейной защиты и автоматики

Выполнил:

Проверил:

доц. Баженов В.Н.

Харьков 2015

"Исследование работы смежных токовых защит с зависимой выдержкой времени"

1. Принцип действия устройства в составе электроэнергетического объекта.

Одним из признаков возникновения к.з. является увеличение тока в линии. Этот признак используется для выполнения защит, называемых токовыми. Токовые защиты приходят в действие при увеличении тока в фазах линии сверх определенного значения. В качестве реле, реагирующих на возрастание тока, служит максимальное токовое реле (например, реле типа РТ-80). Токовые защиты подразделяются на максимальные токовые защиты (МТЗ) и токовые отсечки (ТО). Главное различие между этими защитами заключается в способе обеспечения селективности. Селективность действия максимальных защит достигается с помощью выдержки времени, а селективность действия ТО обеспечивается соответствующим выбором тока срабатывания. МТЗ являются основным видом защит для сетей с односторонним питанием. В сетях более сложной конфигурации максимальная защита применяется как вспомогательная в отдельных случаях. В сетях с односторонним питанием МТЗ должна устанавливаться в начале каждой линии со стороны источника питания. При таком расположении защит каждая линия имеет самостоятельную защиту, отключающую линии в случае повреждения на ней самой или на шинах питающейся от нее подстанции. При к.з. в какой-либо точке сети ток к.з. проходит по всем участкам сети, расположенным между источником питания и местом повреждения, в результате чего приходят в действие все защиты, установленные на данной сети. Однако по условию селективности сработать на отключение должна только та защита, которая установлена на поврежденной линии. Для обеспечения указанной селективности МТЗ выполняются с выдержками времени. Согласование смежных МТЗ с зависимой выдержкой времени (например, согласование защит двух последовательно включенных участков линии Л-1 и Л-2) производиться путем отстройки их по времени на ступень селективности при к.з. в начале предыдущего участка, т. е. в точке согласования защит. Точкой согласования защит является точка, в которой при к.з. через обе согласуемые защиты проходит наибольший по величине ток. В этом случае разница по времени между согласуемыми защитами наименьшая. При меньших токах к.з. разница во времени возрастает, что обеспечивает селективность. На рис. 1.1 показана схема защищаемой сети. На линии Л-2 с питающей стороны установлен выключатель Q₂, а на линии Л-1 – выключатель Q₁.

Защиты с зависимой характеристикой выполняются при помощи токовых реле, работающих не мгновенно, а с выдержкой времени, зависящей от величины тока. Примером такого реле является реле типа РТ-80.

Рисунок 1.1 – Характеристики МТЗ с ограниченно-зависимой выдержкой времени

На рис. 1.1 также представлены характеристики времени срабатывания (индукционного – сплошная линия и электромагнитного – пунктирная) элементов реле в зависимости от удаленности места к.з. от источника питания для реле защиты линии Л-2 (кривая 2) и для реле защиты линии Л-1 (кривая 1). Практически отстройка защит производиться следующим образом: пропуская ток через реле КА2 защиты линии Л-2, равный току к.з. в начале линии (при загрубленной отсечке), воздействуя на механизм изменения выдержки времени индукционной части реле и добиваются того, чтобы реле срабатывало с заданной выдержкой времени. При том же токе повторяют эту операцию для реле КА1 защиты линии Л-1, добиваясь его срабатывания с выдержкой времени, превышающей время действия реле защиты линии Л-2 на ступень селективности.

2. Конструкция и принципы действия основных элементов устройства.

Реле типа РТ-80 (рис. 2.1) по принципу действия является комбинированным реле, состоящим из двух элементов: одного индукционного с вращающимся диском, другого электромагнитного клапанного типа. Такое исполнение дает возможность работать с двумя временными характеристиками: ограниченно зависимой характеристикой времени действия и с независимой (в качестве мгновенной отсечки).

Рисунок 2.1 – Реле тока серии РТ-80

а – конструкция; б – силы, действующие на подвижную систему; 1 – электромагнит; 2 – короткозамкнутые витки; 3 – алюминиевый диск; 4 – подвижная рамка; 5 – пружина; 6 – постоянный магнит; 7 – червяк; 8 – подвижной сегмент; 9– коромысло; 10 – якорь отсечки; 11 – скоба; 12 – контакты; 13 – регулировочный винт; 14 – регулировочная гайка; 15 – контактная колодка; 16 – регулировочный винт отсечки; 17 – упорный винт; 18 – магнитопровод электромагнитного элемента; 19 – обмотка реле; 20 – движок; 21 – контактные винты; 22 – регулировочный винт пружины.

3. Основные характеристики устройства.

Током срабатывания защит обычно называется минимальный ток в фазах линии, при котором защита может срабатывать. Ток срабатывания максимальной токовой защиты с зависимой характеристикой выдержки времени определяется из следующего выражения:

,
где – максимальный рабочий ток нагрузки; – коэффициент запаса, учитывающий погрешность токового реле защиты, принимается равным 1,1÷1,2; – коэффициент, зависящий от схемы соединения трансформаторов тока и реле; – коэффициент возврата реле ,

– коэффициент трансформации трансформатора тока. Током возврата защиты называется максимальный ток в фазах линии, при котором защита возвращается в исходное состояние. Ток срабатывания отсечки определяется из выражения

,

где – коэффициент надежности, равный для реле типа РТ-80 1,4÷1,5; – ток короткого замыкания в конце защищаемого участка.

4. Протоколы проверки устройства РЗА.

По выбору преподавателя исследуется реле РТ-81, РТ-82, РТ-83, РТ-84, РТ-85, РТ-86, РТ-91, РТ-95 (рис. 4.1, реле КА). Внешним осмотром убедиться в исправности цепей источника питания и оборудования для лабораторной работы. Ознакомиться с техническими данными, конструкцией и способами регулирования уставок срабатывания реле. Изучить электрическую схему исследования реле (рис. 4.1) и выполнить практическую часть в следующей последовательности.

Рисунок 4.1 – Схема исследования реле КА

1. Собрать электрическую схему (рис. 4.1) для исследования реле. Установить минимальное значение тока. 2. После проверки преподавателем собранной схемы:* включить питание; постепенно увеличить ток в схеме (при помощи регулировочного трансформатора TUV – грубо, точно – реостатом R) до значения, при котором червяк рамки войдет в зацепление с сегментом подвижной системы. Полученное значение тока занести в табл. 4.1;* уменьшить величину тока в схеме до значения, при котором подвижная система зависимого элемента реле типа РТ-80 будет возвращаться в исходное положение. Полученное значение тока возврата занести в табл. 4.1.3. Используя выражение (3.2), определить коэффициент возврата реле и его значение занести в табл. 4.1.4. Повторить измерение для всех уставок тока срабатывания.5. Изменяя уставки отсечки при помощи регулировочного винта (при минимальном значении уставки тока срабатывания), определить токи срабатывания отсечки при различных уставках (при этом подвижную рамку реле необходимо придержать рукой, не допуская срабатывания зависимого элемента). Значение тока срабатывания отсечки занести в табл. 4.1.6. При уставках зависимого элемента по току и времени, указанному руководителем, снять характеристику . Результаты внести в табл. 4.2. Построить характеристику .7. Дать оценку расхождений измерений и паспортных данных исследуемого реле.

Таблица 4.1 – Результаты исследований

Реле РТ-80, заводской номер	Зависимый элемент	Ток уставки по шкале, А
		Ток срабатывания, А
		Ток возврата, А
		Коэффициент возврата
	Независи-мый элемент	Ток уставки, А
		Кратность отсечки
		Ток срабатывания, А

Таблица 4.2 – Временная характеристика

Ток в цепи реле, А
Время срабатывания, с

5. Тесты для проверки знаний обучаемых на лабораторном стенде

1. Токовые защиты приходят в действие при: А) отсутствии тока; Б) уменьшении тока; В) увеличении тока.2. Селективность действия МТЗ достигается с помощью А) тока срабатывания; Б) выдержки времени;В) тока возврата.3. Защиты с зависимой характеристикой выполняются при помощи А) промежуточных реле;Б) реле времени;В) токовых реле.4. Согласование смежных МТЗ производиться путем отстройки А) по времени;Б) по току;В) по напряжению.5. Реле типа РТ-80 может работать с А) 3 временными характеристиками;Б) 2 временными характеристиками;В) 1 временной характеристикой.6. Для увеличения тока срабатывания следует А) увеличить число витков в 4 раза;Б) увеличить число витков в 2 раза;В) уменьшить число витков.7. Если обмотка реле РТ-80 подключена к маломощному источнику тока, то может произойти: А) неправильное действие ТО;Б) правильное действие ТО;В) ТО не сработает.

8. Током срабатывания защит называетсяА) средний ток в фазах линии;Б) максимальный ток в фазах линии;В) минимальный ток в фазах линии.Ответы: 1В, 2Б, 3В, 4А, 5Б, 6В, 7А, 8В.