Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Челябинский энергетический колледж имени С.М. Кирова

СБОРНИК

методических указаний по выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем»

для специальности 140206 «Электрические станции сети и системы»

Разработал преподаватель

_______В.В. Николаева

Рассмотрено на заседании предметной цикловой комиссии

электроспецдисциплин протокол от «___» ________2007 года

председатель ПЦК ___________Ю.И. Добрынин

АННОТАЦИЯ

Лабораторный практикум по релейной защите и автоматике. Предназначается в качестве учебного пособия для студентов специальности 140206 «Электрические станции сети и системы». Содержит методические указания к 11 лабораторным работам, стр., 2007.

В сборнике приведены лабораторные работы по курсу «Релейная защита и автоматика». В каждой лабораторной работе, кроме изложения программы работы и порядка ее выполнения, приводятся основные теоретические сведения по исследуемому вопросу в объеме, достаточном для самостоятельной подготовки студентов к выполнению работы.

1

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Лабораторная работа №1 «Исследование схем соединения трансформаторов тока и реле 5

2 Лабораторная работа №2 «Испытание электромагнитных реле тока и напряжения» 9

3 Лабораторная работа №3 «Испытание вспомогательных реле : промежуточных, указательных, времени» 13

4 Лабораторная работа №4 «Испытание индукционного реле тока» 17

5 Лабораторная работа №5 «Испытание защиты асинхронного двигателя от междуфазных коротких замыканий (КЗ) и перегрузки» 23

6 Лабораторная работа №6 «Ознакомление с принципом действия защиты от замыкания на землю в обмотке статора генератора» 26

7 Лабораторная работа №7 «Ознакомление с принципом действия дифференциальной защиты линий» 29

8 Лабораторная работа №8 «Ознакомление с принципом действия дифференциальной защиты трансформатора» 32

9 Лабораторная работа №9 «Ознакомление с принципом действия максимальной токовой защиты (МТЗ) кабельных линий 36

10 Лабораторная работа №10 «Испытание схемы автоматического включения резерва» (АВР) 39

11 Лабораторная работа № 11 «Испытание схемы автоматического повторного включения» (АПВ) 42

Приложения 43

Список используемой литературы

2

ВВЕДЕНИЕ

Сборник методических указаний по лабораторным работам по дисциплине «Релейная защита и автоматика» предназначен для студентов очной и заочной формы обучения специальности 140206 «Электрооборудование электрических станций сетей и систем».

Цели курса лабораторных работ:

- закрепление теоретических знаний курса;

- приобретение навыков поверки реле;

- приобретение навыков регулирования уставок реле;

- приобретение навыков чтения схем релейных защит и автоматики.

В результате выполнения лабораторных работ студент должен:

знать:

- устройство и принцип действия реле;

- схемы релейных защит и автоматики;

уметь:

- читать схемы релейных защит и автоматики;

иметь навык:

- поверки реле;

- регулирования уставок реле.

Данный сборник методических указаний соответствует требованиям к уровню знаний, умений, навыков студентов, рабочей программе и календарно-тематическому плану учебной дисциплины.

Содержание лабораторных работ обеспечивает применение студентами теоретических знаний не только курса «релейная защита и автоматика», но и курсов «машины и трансформаторы», «измерительная техника», «электрические сети и системы» и способствует практическому овладению будущей профессией.

3

В каждой лабораторной работе сформулированы цели, приведены требования к оснащению и порядок выполнения работы, дано краткое теоретическое изложение темы, перечислены контрольные вопросы.

Сборник содержит описание правил безопасности при выполнении лабораторных работ, указания по оформлению отчета, пример отчета, список литературы.

4

Лабораторная работа №1

Тема: исследование схем соединения трансформаторов тока и реле.

Цель работы: ознакомление с основными схемами соединения трансформаторов тока и реле и исследование распределения токов в этих схемах.

В результате выполнения лабораторной работы студент должен:

знать:

- схемы соединение трансформаторов тока и реле;

- применение схем для релейных защит;

- векторные диаграммы токов для нормального режима работы;

уметь:

- определить коэффициент схемы;

- построить векторные диаграммы токов для различных режимов;

иметь навык:

- сборки электрических схем;

- построения векторных диаграмм.

Используемое оборудование: лабораторный стенд №1, на котором размещены трансформаторы тока, реостаты и амперметры в каждой фазе и нулевом проводе; питание стенда осуществляется через автоматический выключатель; проводники.

Теоретический материал

Питание устройств релейной защиты (РЗ) током сети производится по типовым схемам соединений трансформаторов тока (ТА) и обмоток реле.

Работа реле в каждой схеме зависит от распределения вторичных токов в нормальном и аварийном режимах. Для каждой схемы соединения можно определить отношение токов в реле I_р к току в фазе I_ф. Это отношение называется коэффициентом схемы соединений трансформаторов тока.

Схема соединения в полную «звезду» (рисунок 1) имеет коэффициент схемы: k_сх =1. Она применяется для включения защиты от всех видов однофазных и междуфазных коротких замыканий (к.з.). Реле, установленные в фазах, реагируют на все виды к.з., а реле в нулевом проводе – только на к.з. на землю.

5

Схема неполной «звезды», когда трансформаторы тока устанавливаются в двух фазах и соединяются как показано на схеме (рисунок 2). Схема применяется в защитах от междуфазных повреждений, так как при фазных повреждениях она не всегда срабатывает, например, при замыкании фазы В на землю.

Схема соединения обмоток трансформатора тока в «треугольник», а обмоток реле в «звезду» (рисунок 3) применяется в основном для дифференциальных и дистанционных защит. Здесь в каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз.

Схема с двумя трансформаторами тока и одним реле (рисунок 4), включенным на разность токов фаз I_р = I_а - I_с. Схема применяется для защиты от междуфазных к.з. Коэффициент схемы: k_сх =.

Порядок выполнения работы:

1Повторение теоретического материала;

2 проверить автоматы питания стенда. Они должны находиться в отключенном состоянии.

3 Собрать схему рисунок 1.

I_А I_В I_С

3I₀

А В С

Рисунок 1- схема соединения в полную «звезду»

3.1 Установить различные токи во всех фазах, записать показания всех амперметров и вычертить векторную диаграмму токов для этого режима работы.

3.2 Для этой же схемы установить одинаковые значения тока во всех фазах, записать показания всех амперметров и вычертить векторную диаграмму токов для такого режима работы.

При последующих замерах положение движков реостатов не менять.

6

4 Собрать схему рисунок 2; записать показания всех амперметров и вычертить векторную диаграмму токов.

I_А I_С

А В С

Рисунок 2 – схема соединения в неполную «звезду»

5 Собрать схему рисунок 3; записать показания всех амперметров и вычертить векторную диаграмму токов.

I_А I_В I_С

I_А

I_В

I_С

А В С

Рисунок 3- схема соединения трансформаторов тока в «треугольник», а реле – в «звезду»

7

6 Собрать схему рисунок 4; записать показания всех амперметров и вычертить векторную диаграмму токов.

I_А I_С I_р = I_А – I_С

А В С

Рисунок 4 – схема включения реле на разность тока.

Показания амперметров занести в таблицу 1.

Таблица 1. Показания амперметров

	Схема 1	Схема 2	Схема 3	Схема 4
IА , А
IВ, А
IС, А
I0, А

7 Разобрать схему.

8 Составить отчет.

9 Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1Почему в сетях с изолированной нейтралью устанавливаются два трансформатора тока (по одному на каждую крайнюю фазу), а в сетях с глухозаземленной нейтралью – три трансформатора тока (по одному на каждую фазу)?

2 Какие требования предъявляют к ТА в устройствах РЗ ?

8