лр 1
.docx
Инженерная школа энергетики
13.03.02 Электроэнергетика и электротехника
ОЭЭ
Дисциплина «Релейная защита и автоматизация электроэнергетических систем»
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 1
Тема работы |
ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКОВОЙ СТУПЕНЧАТОЙ ЗАЩИТЫ РАДИАЛЬНОЙ СЕТИ |
Вариант 0
Обучающийся
Группа |
ФИО |
Подпись |
Дата |
5А35 |
|
|
13.03.26 |
Преподаватель
Должность |
ФИО |
Подпись |
Дата |
Доцент ОЭЭ |
|
|
|
Работа защищена на оценку (баллы) |
|
|
|
|
|
Томск – 2026г.
Цель работы: изучить токовую ступенчатую защиту, замерить все возможные токи короткого замыкания схемы, как трёхфазные, так и двухфазные рассчитать параметры защиты и провести плановые и случайный эксперименты ее срабатывания.
Pисунок 1. Схема сетевого участка
Схему сетевого участка можно поделить на три части: первая – источник питания и линия АБ, которая включает в себя трансформатор тока ТА1 и выключатель Q1; вторая – линия БВ с трансформатором тока ТА2 выключатели Q2 и Q5, а также нагрузку 1; третий – линия БГ с трансформатором тока ТА3 и силовым трансформатором, выключатель Q3, Q4, Q6 и нагрузку 2.
В таблице 1 представлены параметры сети по доставшемуся варианту.
Таблица 1. Параметры сети
N вар. |
UНОМ, кВ |
X C Ом |
L AБ, км |
L БВ, км |
I H1, кА |
tН1, сек |
I H2, кА |
t Н2, сек |
SТР, кВА |
uK, % |
0 |
10,5 |
1,2 |
25 |
21 |
0,04 |
1,5 |
0,05 |
0,5 |
400 |
5,5 |
UНОМ – номинальное напряжение системы, кВ; XC – сопротивление системы, Ом; LAБ – длина линии АБ, км; LБВ – длина линии БВ, км; IH1 – ток первой нагрузки, А; IH2 – ток второй нагрузки, А; tН1 – время срабатывания защиты первой нагрузки, сек; tН2 – время срабатывания защиты второй нагрузки, сек; SТР – мощность трансформатора, кВА; uK – напряжение к.з, % |
||||||||||
Таблица 2. Результаты замеров токов короткого замыкания
Вид короткого замыкания |
Значение тока в точке короткого замыкания, кА |
|||||||||
К1 |
К2 |
К3 |
К4, Б |
К5 |
К6 |
К7 |
К8, В |
К9, Г |
К10 |
|
Трехфазное
|
1,640 |
0,979 |
0,698 |
0,542 |
0,456 |
0,394 |
0,347 |
0,310 |
0,541 |
0,542 |
Двухфазное
|
1,419 |
0,847 |
0,603 |
0,469 |
0,395 |
0,341 |
0,300 |
0,286 |
0,199 |
0,469 |
Рисунок 2. Схема трехступенчатой токовой защиты: а) цепи переменного тока; б) цепи оперативного постоянного тока
Работа схемы |
При
КЗ в зоне действия 1 ступени срабатывают
пусковые органы 1, 2 и 3 ступеней. Реле
1 ступени kA1, kA2, kA3 подают
питание на выходное реле kL,
реле 2 ступени kA4, kA5, kA6 –
на реле времени kT1,
реле 3 ступени kA7, kA8, kA9
– на реле времени kT2.
Времена срабатывания kL, kT1 и kT2 соотносятся
между собой следующим образом: Первым сработает выходное реле kL, и КЗ отключится без выдержки времени. При КЗ в зоне действия 2 ступени сработают пусковые органы второй и третьей ступени и подадут питание на реле kT2 и kT2. Первым сработает kT1, и КЗ отключится с выдержкой времени, равной 0,5 сек. 3 ступень срабатывает при отказе первой или второй ступени или при отказе защиты смежного участка. |
В таблице 3 представлены расчеты параметров защиты.
Таблица 3. Параметры защиты
Наименование параметра |
Расчетное выражение |
Числовое выражение |
1.Ток срабатывания первой ступени защиты линии АБ, кА |
|
1,2*0,542=0,65 |
2. Время срабатывания первой ступени защиты линии АБ, сек |
|
0 |
3. Чувствительность первой ступени защиты линии АБ |
|
1,640/0,65=2,52 |
4.Ток срабатывания первой ступени защиты линии БВ, кА |
|
1,2*0,286=0,34 |
5. Время срабатывания первой ступени защиты линии БВ, сек |
|
0 |
6. Чувствительность первой ступени защиты линии БВ. |
|
1,419/0,56=2,53 |
7.Ток срабатывания первой ступени защиты трансформ., кА |
|
1,2*0,230=0,276 |
8. Время срабатывания первой ступени защиты трансформ., сек. |
|
0 |
9. Чувствительность первой ступени защиты трансформатора |
|
1,419/0,276=5,14 |
10.Ток срабатывания второй ступени защиты линии АБ, кА |
Или
|
1,2*0,34=0,408
1,2*0,276=0,33 |
11. Время срабатывания второй ступени защиты линии АБ, сек |
|
0,5 |
12. Чувствительность второй ступени защиты линии АБ |
|
0,542/0,408=1,33
|
13.Ток срабатывания второй ступени защиты линии БВ, кА |
|
((1,2*1,2)/0,85)*0,04=0,0677 |
14.Время срабатывания второй ступени защиты линии БВ, сек |
|
0,5+0,5=1 |
15. Чувствительность второй ступени защиты линии БВ |
|
0,286/0,0677=4,22 |
16.Ток срабатывания второй ступени защиты трансформ., кА |
|
1,2*1,2/0,85*0,05=0,085 |
14.Время срабатывания второй ступени защиты трансформ., сек |
|
2+0,5=2,5 |
15. Чувствительность второй ступени защиты трансформатора |
|
0,199/0,085=2,34 |
16.Ток срабатывания третьей ступени защиты линии АБ, кА |
|
1,2*1,2/0,85*0,09=0,15 |
17.Время срабатывания третьей ступени защиты линии АБ, сек Выбирается наибольшее из двух рассчитанных значений. |
|
2,5+0,5=3
1+0,5=1,5 |
18. Чувствительность третьей ступени защиты линии АБ - при ближнем резервировании
- при дальнем резервировании |
|
0,542/0,15=3,61
0,286/0,15=1,9
0,199/0,15=1,33 |
В таблице 4 представлено исследование поведения защиты в аварийных режимах.
Таблица 4. Исследование поведения защиты в аварийных режимах
Режим |
Вид и место короткого замыкания |
Сработавшие ступени защиты |
Особые условия |
Оценка селективности |
К1(3) |
1 ст АБ, 1,640 |
Нет |
К2(3) |
1 ст АБ, 0,979 |
||
К3(3) |
1 ст АБ, 0,698 |
||
К4(3) |
2 ст АБ, 0,542 |
||
К5(3) |
1 ст БВ, 0,456 |
||
К6(3) |
1 ст БВ, 0,394 |
||
К7(3) |
1 ст БВ, 0,347 |
||
К8(3) |
2 ст БВ, 0,310 |
||
К9(3) |
2 ст БГ, 0,230 |
||
К10(3) |
1 ст БГ, 0,542 |
||
Оценка чувствительности |
К4(2) |
2 ст АБ, 0,469 |
|
К8(2) |
2 ст БВ, 0,268 |
||
К9(2) |
2 ст БГ, 0,199 |
||
Оценка ближнего резервирования |
К4(2) |
3 ст АБ, 0,469 |
Выведена из работы вторая ступень защиты линии АБ |
Оценка дальнего резервирования |
К8(2)
К9(2) |
3 ст АБ, 0,268 |
Выведена из работы первая и вторая ступени защиты линии БВ и трансформатора |
В таблице 5 представлен анализ работы защит в «случайном» режиме, а на рисунке 3 «случайный» режим.
Таблица 5. Анализ работы защит в «случайном» режиме
Сработавшая защита |
3 ст АБ |
Отключившийся выключатель |
Q1 |
Показания регистрирующих приборов |
0,230 |
Выводы о работе защит |
При КЗ 3 ступень защиты АБ, потому что протекающий ток равен 0,230 кА, больше, чем ток срабатывания 3 ступени 0,15 кА. |
Рисунок 3. Работа защит в «случайном» режиме
Вывод: короткое замыкание (КЗ) — это аварийный режим работы электрической цепи и в ходе данной лабораторной работы была изучена токовая ступенчатая защита от коротких замыканий в радиальной схеме электрический сети. Для начала были сняты значения токов двухфазного и трёхфазного короткого замыкания. Рассчитаны параметры защиты и установлены в программном комплексе. Проведено исследование поведения защиты в аварийных режимах в каждой из точек, а также смоделирован «случайный» аварийный режим, с которым защита отлично справилась и сработала необходимая 3 ступень в АБ, потому что проходящий ток КЗ был больше допустимого на ней, это говорит о том, что работа была выполнена верно и система работает.