2 Содержание курса дисциплины

2.1 Назначение и основные понятия о релейной защите и автоматике

Автоматизация технологических процессов и систем управления как основное направление повышения производительности труда. Технологическая и системная автоматика. Автоматика управления в нормальных и аварийных режимах. Релейная защита как составная часть системной автоматики управления в аварийных режимах и средство снижения ущерба от повреждений, ненормальных режимов и повышения устойчивости и надежности электропитания потребителей. Основные этапы развития релейной защиты, перспективы совершенствования, применение интегральных микросхем, возможности применения для защиты ЭВМ и микропроцессоров.

Структурная схема релейной защиты. Индивидуальные, групповые и централизованные защиты. Основные виды релейной защиты. Функции релейной защиты, отказ функционирования. Свойства релейной защиты (селективность, устойчивость функционирования, надежность функционирования) и предъявляемые к ней требования. Основные и резервные защиты. Эффективность функционирования защит /1 с.12, 76; 2 с.313/.

Контрольные вопросы:

1. Устройства противоаварийной автоматики;

2. Роль релейной защиты в противоаварийной автоматике;

3. Функции и свойства релейной защиты.

2.2 Измерительные преобразователи тока и напряжения, источники

питания устройств релейной защиты

Трансформаторы тока. Особенности их использования в цепях релейной защиты. Схема замещения и погрешности. Схемы соединения трансформаторов тока и реле. Трансформаторы напряжения. Особенности их использования в цепях релейной защиты. Схема замещения и погрешности. Схемы соединения трансформаторов напряжения и реле. Емкостные делители напряжения.

Фильтры токов и напряжений различных последовательностей. Системы оперативного тока для питания цепей релейной защиты и автоматики /1 с.30, 76; 2 с.77/.

Контрольные вопросы:

1. Назначение трансформаторов тока и напряжения;

2. Особенности работы трансформаторов тока и напряжения;

3. Схемы соединения трансформаторов тока и напряжения;

4. Современные конструкции трансформаторов тока и напряжения;

5. Системы оперативного тока и их применение.

2.3 Реле и комплекты защит

Реле как пороговый элемент. Классификация реле. Максимальны или минимальные реле. Коэффициент возврата.

Реле, реагирующие на одну и две величины. Основные типы и конструкции электромеханических реле. Реле мощности и сопротивления. Полупроводниковые реле и реле на интегральных микросхемах. Выходные органы релейной защиты. Комплекты реле /1 с.76; 2 с.317/.

Контрольные вопросы:

1. Классификация реле;

2. Современные конструкции реле;

3. Критерии выбора реле.

2.4 Защиты электрических сетей

Виды аварийных и ненормальных режимов электрических сетей. Максимальная токовая защита. Токовые отсечки. Токовые направленные защиты. Схемы защит, методика выбора уставок и анализ зон действия.

Дистанционная защита. Основные органы и их взаимодействия. Выдержки времени и зоны действия многоступенчатых защит. Методика выбора уставок.

Продольная и поперечная дифференциальные защиты. Высокочастотные защиты. Основные понятия и структурная схема направленной защиты с высокочастотной блокировкой, дифференциально-фазная высокочастотная защиты.

Защиты от замыканий фазы на землю в сетях с изолированной и заземленной нейтралью. Особенности режима замыкания фазы на землю. Защиты нулевой последовательности /1 с.206; 2 с.333/.

Контрольные вопросы:

1. Выбор вида защит электрических сетей;

2. Особенности работы и расчета уставок дистанционных защит;

3. Особенности работы и расчета уставок дифференциальных защит;

4. Особенности работы и расчета уставок защит от замыкания фазы на землю.

2.5 Защиты синхронных генераторов

Виды аварийных и ненормальных режимов синхронных генераторов. Защита обмотки статора и цепи обмотки возбуждения. Защиты от ненормальных режимов /1 с.255/.

Контрольные вопросы:

1. Виды повреждений и защит синхронных генераторов;

2. Расчета уставок защит синхронных генераторов.

2.6 Защиты силовых трансформаторов

Виды повреждений и ненормальных режимов силовых трансформаторов. Особенности переходных процессов при включении трансформатора. Защиты от внутренних и внешних повреждений, их взаимодействие. Резервирование.

Защиты, реагирующие на величину тока: токовая отсечка, максимальная токовая защита. Области применения, методика выбора уставок, анализ зон действия.

Газовая защита. Конструкция и принцип действия газовых реле. Особенности эксплуатации.

Дифференциальная защита. Принцип действия, выбор трансформаторов тока. Токи небаланса и методы борьбы с ними (реле с БНТ и с магнитным торможением). Выбор уставок защиты /1 с.278; 2 с.363/.

Контрольные вопросы:

1. Виды повреждений и защит силовых трансформаторов;

2. Расчета уставок защит силовых трансформаторов.

2.7 Защита тяговых сетей постоянного и переменного тока

Особенности нормального и аварийных режимов тяговой сети переменного тока, определение параметров, расчетные схемы и схемы замещения. Условия вероятного пережога проводов контактной подвески.

Особенности реализации основных требований к релейной защите. Анализ входных сопротивлений на комплексной плоскости. Селективная защита с выдержкой времени.

Неселективные защиты межподстанционной зоны. Схемы и конструкции современных защит. Методика выбора уставок, анализ зон действия.

Особенности нормального и аварийных режимов тяговой сети 2х25 кВ с автотрансформаторами. Особенности выполнения защит и выбора уставок.

Особенности нормального и аварийных режимов тяговой сети постоянного тока, определение параметров, расчетные схемы и схемы замещения. Условия вероятного пережога проводов контактной подвески. Способы соединения опор с рельсами и отсосом тяговой подстанции. Специфические требования к защитам.

Максимальная токовая защита быстродействующими выключателями. Использование быстродействующих выключателей с индуктивными шунтами и реле РДШ.

Потенциальные защиты и защиты с пуском по напряжению. Дистанционные защиты. Импульсные защиты. Защиты, реагирующие на переходные процессы.

Селективная защита межподстанционной зоны. Методика выбора уставок и анализ зон действия.

Защиты при различных видах заземления опор контактной сети. Защиты от перегрева контактных проводов, смещения фиксаторов и перемещения грузовых компенсаторов. Условия и область применения защит от перегрузки /1 с.334, 471, 572; 2 с.419, 446

Контрольные вопросы:

1. Особенности повреждений тяговых сетей постоянного и переменного тока;

2. Построение защит тяговых сетей постоянного и переменного тока;

3. Расчет уставок защит тяговых сетей постоянного и переменного тока;

4. Особенности заземлений опор контактной сети.

2.8 Защиты элементов тяговых подстанций

Защиты понизительных трансформаторов и автотрансформаторов. Защиты ТСН, секционных выключателей и отходящих линий.

Защиты установок поперечной и продольной емкостной компенсации, фильтро-компенсирующих устройств. Защиты преобразовательных агрегатов. Защиты РУ-3,3 кВ от замыканий на землю /1 с.616; 3 с.163, 249/.

Контрольные вопросы:

1. Виды защит элементов тяговых подстанций;

2. Расчет уставок защит элементов тяговых подстанций.