- •Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения
- •1.Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Содержание дисциплины по гос
- •1.2.2. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.3. Перечень практических занятий и видов контроля
- •2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины для студентов очной формы обучения
- •2.2.2. Тематический план дисциплины для студентов очно-заочной формы обучения
- •2.2.3. Тематический план дисциплины для студентов заочной формы обучения
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины при использовании информационно-коммуникационных технологий
- •2.5. Практический блок
- •2.5.2.2. Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система оценки знаний
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций по дисциплине Введение
- •Раздел 1. Общие вопросы релейной защиты
- •1.1. Назначение и виды релейных защит в системах электроснабжения
- •1.2. Повреждения и ненормальные режимы
- •1.3. Цифровые устройства релейной защиты
- •1.3.1. Основные свойства цифровых защит
- •1.3.2. Структура цифровых устройств релейной защиты
- •1.3.3. Отличительные особенности цифровых защит
- •Раздел 2. Максимальные токовые защиты
- •2.1. Виды максимальных токовых защит
- •2.1.1. Токовые защиты от межфазных кз линий с односторонним питанием
- •2.1.2. Максимальная токовая защита. Токовая отсечка. Токовая защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени
- •2.2. Исполнение токовых защит
- •2.2.1. Трансформаторы тока в устройствах релейной защиты.
- •2.2.2. Измерительные органы релейной защиты
- •2.2.3. Логические органы релейной защиты
- •2.2.4. Источники оперативного тока
- •2.2.5. Принципиальные схемы токовых защит
- •Раздел 3. Защиты от замыканий на землю. Токовые направленные защиты
- •3.1. Токовая защита линий от замыканий на землю в сети с заземленной, изолированной и компенсированной нейтралью
- •3.2. Токовая направленная защита
- •Раздел 4. Дистанционные и дифференциальные защиты
- •4.1. Дистанционные защиты
- •4.2. Дифференциальные защиты
- •Раздел 5. Защита трансформаторов и электродвигателей
- •5.1. Защиты трансформаторов
- •Пример расчета дифзащиты (взят из фирменных материалов)
- •5.2. Защиты электродвигателей
- •Раздел 6. Устройства автоматики электрических сетей
- •6.1. Автоматическое повторное включение
- •6.1.1. Автоматическое повторное включение линий
- •6.1.2. Основные варианты устройств апв
- •6.1.3. Схема апв с пуском от релейной защиты.
- •6.1.4. Успешный и неуспешный циклы апв
- •6.1.5. Схема апв с пуском от несоответствия положения ключа управления и выключателя
- •6.1.6. Механические устройства апв
- •6.1.7. Апв трансформаторов
- •6.2. Автоматическое включение резерва (авр)
- •6.2.1. Назначение и область применения авр
- •6.2.2. Выбор параметра пуска схемы авр.
- •6.2.3. Настройка элементов схемы авр
- •6.2.4. Схемы авр линий
- •6.2.5. Авр трансформаторов
- •Раздел 7. Регулирование напряжения и частоты. Управление системой электроснабжения
- •7.1. Регулирование напряжения и реактивной мощности
- •7.1.1. Регулирование коэффициента трансформации понижающего трансформатора
- •7.1.2. Автоматическое регулирование возбуждения синхронных машин
- •7.1.3. Автоматическое управление конденсаторными батареями
- •7.2. Регулирование частоты
- •7.2. Организация управления системой электроснабжения
- •Заключение
- •3.3. Глоссарий (краткий словарь терминов)
- •3.4. Учебники и учебные пособия
- •3.5. Технические средства обеспечения дисциплины
- •3.6. Методические указания к выполнению лабораторных работ Общие указания
- •Работа №1. Настройка токовых защит в программно-логической модели терминала тэмп 2501-11
- •Работа №2. Моделирование работы токовых защит в программно-логической модели терминала тэмп 2501-11
- •Работа №3. Моделирование работы автоматики в программно-логической модели терминала тэмп 2501-11
- •Работа №4. Исследование работы токовых защит и автоматики на базе реального терминала тэмп 2501-11
- •Работа №5. Исследование работы дуговой защиты шкафа кру
- •Работа №6. Изучение системы централизованного апв и авр подземной части системы электроснабжения угольной шахты
- •3.7. Методические указания к выполнению заданий практических занятий
- •3.7.1. Задания и исходные данные
- •Занятие 1. Расчет токовых защит распределительной сети
- •Занятие 3. Апв и авр в распределительной сети
- •3.7.2. Пример расчета релейной защиты и автоматики участка распределительной сети
- •Расчет токов кз
- •Расчет номинальных и максимальных рабочих токов
- •Расчет релейных защит и автоматики участка
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.2.2. Методические указания к выполнению курсовой работы
- •4.3. Промежуточный контроль
- •4.4. Итоговый контроль Вопросы для подготовки к экзамену
- •Содержание
- •Раздел 1. Общие вопросы релейной защиты 22
- •Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
- •Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения
2.2. Исполнение токовых защит
2.2.1. Трансформаторы тока в устройствах релейной защиты.
Трансформаторы тока (ТТ) представляют собой измерители тока защищаемого объекта. Как известно, трансформаторы тока является генераторами тока, выпускаются в различных модификациях и характеризуются рядом стандартных значений первичных токов и двумя стандартными значениями вторичных токов – 1А и 5 А.
Трансформаторы тока как измерительные аппараты характеризуется погрешностями по току и по углу.
Погрешность по току – это арифметическая разность величин приведенного первичного и вторичного токов, отнесенная к первичному току, выраженная в процентах
где nтт = – коэффициент трансформации, равный отношению числа витков вторичной обмоткиW2 к числу витков первичный обмотки W1.
Погрешность по углу – это угол сдвига по фазе вторичного тока относительно первичного, выраженный в минутах или градусах.
Значения погрешностей по току и по углу для измерений определяются классом точности. Выпускаются трансформаторы тока классов точности 0,5; 1; 3 с погрешностями по току соответственно +0,5 %, +1 %, +3 %.
Для релейной защиты изготавливаются ТТ класса 10Р с погрешностью по току <10 % при токе номинальной предельной кратности и ТТ класса 5Р повышенной точности с погрешностью =5 % при тех же кратностях первичного тока.
Наибольшее распространение получили ТТ класса 10Р для которых заводы-изготовители дают кривые предельной кратности КПК – зависимости К10 от сопротивления нагрузки Zн.
Предельная кратность К10П, величина, введенная ГОСТ 7746-78
К10П =
где I1расч – максимальный расчетный ток первичный обмотки ТТ, например максимальный ток К3; I1ном – первичный номинальный ток ТТ.
На рис. 2.11 показана схема замещения ТТ (здесь I1' – приведенный ко вторичной обмотке первичной ток, Iнам' – приведённый к вторичной обмотке ток намагничивание ТТ, I2 – вторичный ток ТТ, Z1' – приведенное к вторичной обмотке сопротивление первичной обмотки ТТ, Z2 – сопротивление вторичной обмотки, Zн – сопротивление нагрузки).
Рис. 2.11. Схема замещения трансформатора тока
Кривая предельной кратности для трансформатора тока типа ТПП10-5-83-(81) приведена на рис. 2.12 для I1ном=100 А при Zн ном=0,6 Ом, К10ном=13 (кривая 1). Если, например, фактическая нагрузка Zн факт = 0,3 Ом, то можно по той же кривой определить, что кратность тока при сохранении погрешности 10% может быть равна 20. Номер кривой определяется значением I1ном, как это видно из таблицы под кривой.
Из изложенного следует, что правильный выбор ТТ для релейной защиты обеспечит надёжную работу последней во всех расчетных режимах. В заключении данного материала приведем классы точности ТТ для релейной защиты в соответствии со стандартом МЕК(JEC60044-1) табл. 2.3.
2.2.2. Измерительные органы релейной защиты
Измерительные органы осуществляют сравнение входной величины с величиной уставки. Для токовых защит это сравнение входного тока, например, от трансформатора тока, с током срабатывания реле защиты. Для релейно-контактных схем релейной защиты измерительные органы – это реле максимального тока, реле минимального напряжения и т. д.
В цифровых защитах измерение осуществляется в цифровом виде, при этом задача состоит в том, чтобы входной аналоговый сигнал был обработан и переведен в цифровой вид.
Вариант исполнения |
30 |
50 |
75 |
100 |
150 |
200 |
300 |
400 |
Значение I1ном, А |
30 |
50 |
75 |
100 |
150 |
200 |
300 |
400 |
Номер кривой |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
Рис. 2.12. Кривые предельной кратности для ТТ типа ТПП10-5-83-(81)
Таблица 2.3
Класс точности |
Токовая погрешность при I1= I1ном, % |
Угловая погрешность при I1= I1ном, мин |
Токовая погрешность при I1=К10ПI1ном, % |
5P |
1 |
60 |
5 |
10P |
3 |
|
10 |
Структура измерительных органов цифровой релейной защиты показана на рис. 2.13 (здесь: ТА – трансформатор тока, TV – трансформатор напряжения, ПТН, ПТТ – промежуточные трансформаторы напряжения и тока, ЧФ - аналоговые фильтры низких частот (частотные фильтры), К – коммутатор сигналов, АЦП – аналого-цифровой преобразователь, ВУ - вычислительные устройство, ВВ, ВЫВ – интерфейсы ввода и вывода, ЦП – цифровой процессор, П – блоки памяти, х1…хk; у1…уq – входные и выходные сигналы).
Рис. 2.13. Структура измерительных Рис. 2.14. Схемы измерения
органов цифровой защиты ЦП=П фазных токов
Трансформаторы напряжения и тока формально не входят в состав релейной защиты, но от их правильной и точной работы зависят основные характеристики защиты. Поэтому большое значение имеет сопряжение этих элементов с входами релейной защиты. В настоящее время кроме ТТ и ТН в качестве датчиков сигналов объекта используется «катушка Роговского». На рис. 2.14 в качестве примера приведены схемы сопряжения в аппаратуре «Sepam» фирмы Shneider Electric.