Дьяченко М. Д.
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
0
Министерство образования и науки Украины Государственное высшее учебное заведение «Приазовский государственный технический университет» Кафедра электрификации промышленных предприятий
Дьяченко М. Д.
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
Конспект лекций по дисциплине «Основы релейной защиты»
для студентов направлений подготовки 6.050701 «Электротехника и электротехнологии», 6.050702 «Электромеханика»
дневной и заочной форм обучения
Мариуполь
2015
1
УДК 681.325.5
Релейная защита и автоматика [Электронный ресурс] : конспект лекций по курсу «Основы релейной защиты» для студентов направлений подготовки 6.050701 «Электротехника и электротехнологии», 6.050702 «Электромеханика» дневной и заочной форм обучения / сост. М. Д. Дьяченко. – Мариуполь : ПГТУ, 2015. – 95 с. – Режим доступа: http://umm.pstu.edu/handle/123456789/8029
Курс «Основы релейной защиты» является профессиональноориентированной дисциплиной, цель преподавания которой дать студенту знания по основам построения релейной защиты и автоматики в системах электроснабжения, о целях функционирования систем релейной защиты и автоматике, о принципах их проектирования.
Составитель М. Д. Дьяченко, канд. техн. наук, доцент
Рецензент В. Г. Скосырев, канд. техн. наук, доцент
Утверждено на заседании кафедры ЭПП,
протокол № 1 от 02 сентября 2015 г.
Утверждено методической комиссией энергетического факультета,
протокол № 1 от 04 сентября 2015 г.
© М. Д. Дьяченко, 2015 © ГВУЗ «ПГТУ», 2015
2
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ....................................................................................... |
6 |
|
Лекция 1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПОСТРОЕНИЯ УСТРОЙСТВ |
|
|
РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ.................................................................... |
7 |
|
1.1 |
Общие вопросы о принципах построения релейной |
|
защиты........................................................................................... |
7 |
|
1.2 |
Классификация устройств релейной защиты по |
|
выполняемым функциям.............................................................. |
8 |
|
1.3 |
Основные требования, предъявляемые к релейной защите9 |
|
1.4 |
Источники оперативного тока............................................. |
13 |
Лекция 2. ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И |
|
|
ТРАНСФОРМАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ ...................................... |
16 |
|
2.1 |
Трансформаторы тока .......................................................... |
16 |
2.2 |
Трансформаторы напряжения............................................. |
17 |
Лекция 3. ТОКОВЫЕ ЗАЩИТЫ................................................... |
21 |
|
3.1 |
Токовые РЗ ............................................................................ |
21 |
3.2 |
Принцип действия и назначение максимальной токовой |
|
защиты......................................................................................... |
21 |
|
3.3 |
Ступень селективности........................................................ |
23 |
3.4 |
Отсечка на линиях с двухсторонним питаним .................. |
25 |
3.5 |
Принципиальные электрические схемы токовых защит.. |
27 |
Лекция 4. ТОКОВАЯ НАПРАВЛЕННАЯ ЗАЩИТА.................. |
28 |
|
4.1 |
Назначение, принцип действия, область применения ...... |
28 |
4.2 |
Общие сведения.................................................................... |
30 |
4.3 |
Требования к схемам включения........................................ |
31 |
Лекция 5. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ЛИНИЙ........... |
34 |
|
5.1 |
Продольная дифференциальная защита линий.................. |
34 |
5.2 |
Включение дифференциальных реле через фильтры |
|
симметричных составляющих................................................... |
36 |
|
5.3 |
Поперечные дифференциальные защиты параллельных |
|
линий............................................................................................ |
37 |
|
5.4 |
Мертвая зона по напряжению ............................................. |
38 |
3
Лекция 6. ДИСТАНЦИОННЫЕ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ |
|
|
ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ................................................................... |
40 |
|
6.1 |
Назначение и принцип действия дистанционной защиты |
|
линий............................................................................................ |
40 |
|
6.2 |
Основные требования к дистанционному органу ............. |
42 |
Лекция 7. ЗАЩИТА ТРАНСФОРМАТОРОВ И |
|
|
АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ ...................................................... |
44 |
|
7.1 |
Виды защит трансформаторов от повреждений................ |
44 |
7.2 |
Перегрузка............................................................................. |
45 |
7.3 |
Повышение напряжения ...................................................... |
45 |
7.4 |
Дифференциальная защита.................................................. |
46 |
7.5 |
Газовая защита...................................................................... |
48 |
Лекция 8. ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРОВ И СИНХРОННЫХ |
|
|
КОМПЕНСАТОРОВ...................................................................... |
51 |
|
8.1 |
Повреждения синхронных генераторов............................. |
51 |
8.2 |
Виды повреждений генераторов......................................... |
51 |
8.2.1 Повреждения в статоре ................................................. |
51 |
|
8.2.2 Повреждения в роторе................................................... |
52 |
|
8.2.3 Ненормальные режимы................................................. |
53 |
|
8.3 |
Допустимая длительность перегрузки по статору ............ |
54 |
8.4 |
Защита от многофазных КЗ в обмотке статора.................. |
55 |
8.5 |
Оценка дифференциальной защиты ................................... |
55 |
Лекция 9. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.......................... |
57 |
|
9.1 |
Виды повреждений............................................................... |
57 |
9.2 |
Особенности защиты синхронных электродвигателей..... |
60 |
Лекция 10. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА СБОРНЫХ ШИН................ |
63 |
|
10.1 Защита шин ......................................................................... |
63 |
|
10.2 Дифференциальная защита шин ....................................... |
64 |
|
10.3 Мероприятия по повышению надежности и |
|
|
чувствительности ДЗШ.............................................................. |
66 |
|
Лекция 11. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВТОРНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ
69 |
|
|
11.1 |
Назначение и область применения АПВ.......................... |
69 |
11.2 |
Требования к схемам АПВ, классификация схем АПВ.. |
71 |
4
Лекция 12. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ РЕЗЕРВНОГО
ПИТАНИЯ....................................................................................... |
74 |
|
12.1 |
Назначение и область применения автоматики резерва |
|
включения.................................................................................... |
74 |
|
12.2 |
Требования к схемам автоматики включения резерва.... |
77 |
Лекция 13. ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
79 |
|
|
13.1 |
Структура цифрового устройства РЗА............................. |
79 |
13.2 |
Входные преобразователи дискретных сигналов............ |
80 |
13.3 |
Фильтрация входных сигналов ......................................... |
85 |
13.3.1 Общие сведения........................................................... |
85 |
|
13.3.2 Аналоговая фильтрация.............................................. |
88 |
|
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.................. |
95 |
|
5
ВВЕДЕНИЕ
Дисциплина «Основы релейной защиты» является профилирующей для специальностей 6.050701 Электротехника и электротехнологии, 6.050702 Электромеханика, так как полученные знания являются необходимыми при изучении большинства специальных дисциплин и в практической деятельности специалиста-электрика и специалистаэлектромеханика.
Целью дисциплины является подготовка студентов в области автоматизации процессов управления производством и распределением электроэнергии. Задачами дисциплины является изучение принципов работы, построения и взаимодействия функциональных элементов релейной защиты и автоматики.
В результате изучения данного курса студент должен
знать:
−основные типы, характеристики, параметры и технологические схемы релейной защиты и автоматизации энергосистем, которые используются в промышленности;
−основные теории релейной защиты и автоматизации энергосистем;
−общие принципы и этапы расчетов уставок релейной защиты и автоматики;
−основные вопросы эксплуатации релейной защиты и автоматизации энергосистем.
В результате изучения курса студент должен уметь:
−определять уставки релейной защиты и автоматики;
−выполнять технические чертежи и рабочие основных и вспомогательных элементов релейной защиты и автоматики.
Изложение материала базируется на математической и электротехнической подготовке студентов в предыдущих семестрах обучения. Знания, полученные при изучении данного курса используются в дипломных работах специалистов и магистров.
6