- •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
4. Блок контроля освоения дисциплины
4.1. Общие указания
Блок контроля освоения дисциплины включает:
1. Задание на курсовую работу и методические указания к ее выполнению
Курсовая работа состоит из одного индивидуального задания, порядок выбора которого заданий указан в пункте 4.2.1. «Задание и исходные данные».
2. Блок тестов текущего контроля
Приводятся два теста текущего контроля (по разделам дисциплины). Тесты предлагаются студентам в качестве тренировочных (репетиционных). После работы с этими тестами можно проверить правильные ответы, приведенные на с. 217.
Завершив работу с тренировочным тестом, студент должен пройти аналогичный контрольный тест. Задание для контрольного тестирования студент получает у преподавателя либо на учебном сайте СЗТУ. Время ответа и число попыток ответа для контрольного теста ограничены.
3. Блок итогового контроля
Изучение дисциплины завершается сдачей экзамена. В данном блоке приводятся вопросы для подготовки к экзамену.
4.2. Задания на курсовую работу и методические указания
к ее выполнению
4.2.1. Задание и исходные данные
Тема курсовой работы «Релейная защита и автоматика распределительной сети». В работе рассматривается участок распределительной сети (рис. 4.1), включающей:
- шины 110 кВ источника питания сети;
- питающие воздушные линии W1 и W2 напряжением 110 кВ;
- подстанцию ПС 110/10 кВ;
- пять трансформаторных подстанций (ТП1, ТП2, ТП3, ТП4, ТП5) 10/0,4 кВ;
- распределительный пункт РП-10 кВ, к шинам которого подключена ТП1 и другие потребители, получающие питание по линиям W13 и W14.
Исходные данные по вариантам курсовой работы приведены в табл. 4.1. Номер варианта соответствует последней цифре шифра студента.
Для расчета предлагаются три участка сети (рис. 4.1):
- участок 1 от источника питания 110 кВ до шин 0,4 кВ ТП1.
- участок 2 от источника питания 110 кВ до шин 0,4 кВ ТП2.
- участок 3 от источника питания 110 кВ до шин 0,4 кВ ТП3.
Студент производит расчеты только по заданному участку, представляющему собой часть распределительной сети, приведенной на рис. 4.1.
Курсовая работа состоит из блоков расчетов:
- токов КЗ;
- номинальных и максимальных рабочих токов;
- релейных защит и автоматики участка сети;
Расчетная часть должна сопровождаться графическим материалом.
4.2.2. Методические указания к выполнению курсовой работы
Курсовая работа должна быть выполнена на листах формата А4 и включать в себя:
- титульный лист;
- содержание с нумерацией страниц;
- исходные данные, соответствующие последней цифре шифра;
- все требуемые расчеты с формулами и краткими пояснениями.
При выполнении расчетов сначала приводятся расчетные формулы, затем в них подставляются числовые значения величин и дается конечный результат вычисления.
Первая часть работы – расчет токов КЗ. По исходной электрической схеме строится схема замещения, намечаются токи КЗ и рассчитываются токи КЗ в этих точках. Следует иметь в виду, что расчет токов КЗ для релейной защиты преследует две цели:
1. Определение минимальных токов КЗ, протекающих по защищенному элементу сети (линия, трансформатор) для расчета чувствительности защиты.
2. Определение максимальных токов КЗ, протекающих по защищенному элементу сети для расчета тока срабатывания токовой отсечки, если таковая предусмотрена. Это нужно также для расчета максимального тока небаланса дифференциальной защиты и, наконец, для согласования МТЗ двух смежных участков, если МТЗ имеет зависимую от тока выдержку времени.
Во всех случаях нас интересует ток КЗ не в точке КЗ, а протекающий через защиту при КЗ в заданной точке.
Обычно точка КЗ выбирается на шинах в конце защищаемого участка.
При расчете токов КЗ следует иметь в виду то, что сопротивления кабельных линий W3, W4, W5, W6, W7, W8 значительно меньше сопротивлений трансформаторов Т3…Т12. Этими сопротивлениями пренебрегаем и токи КЗ в точках K3, K4, K5, K6, K7, K8 принять одинаковыми.
Следующая часть работы – расчет максимальных рабочих и номинальных токов. Максимальным рабочим токов характеризуется линия, а также трансформатор с учетом максимально допустимой перегрузки. Номинальным током характеризуется элементы электрооборудования – генератор, электродвигатель, трансформатор.
Максимальные рабочие и номинальные токи необходимы для расчета токов срабатывания защит.
Следует внимательно рассмотреть схему заданного участка сети и найти все возможные режимы ее работы и из них выбрать такой, при котором по защищаемому элементу проходит максимальный рабочий ток.
После выполнения первых двух частей расчета можно приступить к третьей части работы – расчет защит и автоматики участка.
Начинать расчет защит следует снизу – от шин 0,4 кВ. Следует выбрать типы автоматических выключателей и их времятоковые характеристики. По заданным номинальным мощностям трансформаторов нужно выбрать тип трансформатора и остальные данные, необходимые для расчета.
В соответствии с требованиями ПУЭ и норм технологического проектирования выбираются виды и типы устройств релейной защиты. Как правило, следует применять современные цифровые (микропроцессорные) устройства релейной защиты и автоматики.
Производится расчет параметров срабатывания защит. Особенностью современного этапа развития техники релейной защиты и автоматики является то, что цифровые терминалы выпускаются разными фирмами, имеют свои характерные особенности и специфику выполнения и расчетов. Поэтому выбрав цифровой терминал определенной фирмы, нужно подробно изучить инструкцию и следовать методике расчета данной фирмы.
Цифровые устройства релейной защиты и автоматики являются многофункциональными, например, имеют функцию устройств резервирования отказа выключателей (УРОВ), включают в свой состав логическую защиту и т.д. Цифровые терминалы реализуют также функции АПВ и АВР. Это нужно иметь в виду и в курсовой работе должно быть указано, какую функцию предлагается использовать и как именно.
В курсовой работе проводится расчет АВР на секционных выключателях и АПВ воздушной линии 110 кВ.
Курсовая работа должна содержать расчеты с краткими пояснениями и графическую часть, включающую:
- схему распределительной сети,
- схему замещения, схемы защит,
- времятоковые характеристики автоматических выключателей,
- времятоковые характеристики защит.
Пояснительная записка должна заканчиваться выводами и рекомендациями по существу полученных результатов.
При выполнении курсовой работы рекомендуется пользоваться примерными расчетами, приведенными в практических занятиях (п. 3.6).
Выполненная работа сдается на проверку и после допуска к защите защищается на кафедре автором, который должен объяснить ход решения и принципы расчета.
Рис. 4.1. Схема распределительной сети
Таблица 4.1
Параметр |
Номер варианта (последняя цифра шифра студента) | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 | |
1. Участок сети для расчета |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
1 |
2. Ток КЗ в точке K1, кА |
12 |
9 |
11 |
15 |
13 |
8 |
7 |
8,5 |
11,5 |
9,5 |
3. Длина линии W1 (W2), км |
12 |
15 |
16 |
17 |
20 |
22 |
18 |
10 |
11 |
18 |
4. Мощность трансформатора Sт ном | ||||||||||
Т1 и Т2, МВА |
6,3 |
6,3 |
10 |
16 |
25 |
16 |
6,3 |
10 |
16 |
25 |
Т3 и Т4, кВ·А |
630 |
1000 |
1600 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
400 |
Т5 и Т6, кВ·А |
- |
- |
- |
630 |
1600 |
2500 |
- |
- |
- |
- |
Т7, Т8, Т9, Т10, Т11, Т12, кВ·А |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
630 |
1000 |
630 |
- |
5. Токи нагрузки линий W13 и W14 | ||||||||||
Iраб max W13, А Iраб max W14, А |
20 17 |
25 20 |
22 15 |
- - |
- - |
- - |
- - |
- - |
- - |
30 20 |
6. Выдержки времени МТЗ на выключателях Q, с | ||||||||||
tQFB1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,5 |
tQ15 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
tQ18 |
0,8 |
0,9 |
0,8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,9 |
tQ9 |
1 |
1,1 |
0,9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
tQ10 |
1 |
0,9 |
0,9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,1 |
tQ11 |
1 |
1,1 |
0,9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
tQ12 |
1 |
0,9 |
0,9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,1 |
tQFB2 |
- |
- |
- |
0,3 |
0,2 |
0,3 |
- |
- |
- |
- |
tQ7 |
- |
- |
- |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
- |
- |
- |
- |
tQ8 |
- |
- |
- |
1 |
1,1 |
1,3 |
- |
- |
- |
- |
tQ11 |
- |
- |
- |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
- |
- |
- |
- |
tQ12 |
- |
- |
- |
1 |
1,1 |
1,3 |
- |
- |
- |
- |
tQFB3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
- |
tQ7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
1 |
1,2 |
- |
tQ8 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,9 |
0,9 |
0,8 |
- |
tQ9 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1 |
1 |
1,2 |
- |
tQ10 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,9 |
0,9 |
0,8 |
- |