Подключение реле РТ-84

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

«ЦЕНТР»

М Е Т О Д И Ч Е С К И Е

У К А З А Н И Я

 

по выполнению лабораторных работ на стенде

«Электроснабжение промышленных предприятий»

Могилев, 2007

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Стр.

1. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1

Исследование схем включения вторичных обмоток

Трансформаторов тока. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 2

Испытание максимальной токовой защиты с применением

Индукционного токового реле. . . . . . . . . . . . . . . 8

3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 3

Исследование режимов работы линии электропередачи

Переменного тока при изменении коэффициента мощности

Нагрузки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 4

Испытание релейной защиты высоковольтного

Электродвигателя. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 5

Испытание релейной защиты понижающего трансформатора. . . 18

 

Лабораторная работа N1

 

Исследование схем включения вторичных обмоток трансформаторов

Тока

 

1.1. Цель работы:

1.1.1. Ознакомление со схемами соединения вторичных обмоток трансформатора тока, используемых в устройствах релейной защиты и автоматики.

 

1.2. Основные теоретические положения:

При выполнении защиты элементов электрических систем могут быть использованы различные схемы соединений обмоток трансформаторов тока и токовых обмоток реле. Выбор схемы определяется её назначением (от каких видов коротких замыканий предусмотрена защита), требованием чувствительности, необходимостью экономить количество реле и трансформаторов тока. При определении параметров защиты (тока срабатывания и чувствительности) необходимо учитывать коэффициент схемы:

 

Ксх=Ip/I_2тт, (1.1)

 

где Ip - ток в реле, А;

I_2тт - ток во вторичной обмотке трансформатора тока, А.

Для максимальных токовых защит выбор тока срабатывания реле производится по выражению:

 

Iср. = (Кн*Iн_max*Ксх)/(Кв*Ктт), (1.2)

 

где Кн = 1,1...1,2 - коэффициент надёжности, учитывающий погрешность реле и переходные режимы;

Кв = 0,8...0,85 - коэффициент возврата реле, учитывающий его конструктивные особенности;

Ктт = - коэффициент трансформации трансформатора тока.

Эффективность каждой схемы определяется коэффициентом чувствительности, представляющим собой отношение тока при коротком замыкании попадающего в обмотку реле к току срабатывания.

 

Кч = Ip/Icp, (1.3)

 

1.3. Порядок выполнения работы:

 

1.3.1. Ознакомиться с аппаратурой установленной на стенде.

1.3.2. Собрать поочерёдно все схемы, представленные на рис.1.2.а - 1.2.д.

После проверки преподавателем собранной схемы, замкнуть тумблер SA1, амперметры РА1 - РА4 покажут первичный ток цепи, а амперметры РА5 - РА8 токи вторичных цепей. Переключателем SA2 можно установить вид короткого замыкания в первичной цепи.

1.3.3. Для каждой схемы, имитируя различные виды коротких замыканий, произвести запись показаний всех приборов в таблице 1.1.

 

 

 

 

Рис. 1.1.а.

 

 

Рис. 1.1.б.

 

 

Рис. 1.1.в.

 

 

Рис. 1.1.г.

 

Рис. 1.1.д.

Таблица 1.1.

 

Вид К.З.

Показания приборов

В первичных цепях

Во вторичных цепях

Рис.1.1.а

Ia

Iв

Ic

Io

Ia

Kcx

Iв

Kcx

Ic

Kcx

Iо

Kcx

Kч

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

Рис.1.1.б

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

Рис.1.1.в

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

Рис.1.1.г

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

Рис.1.1.д

Трехфазное

Двухфазное

Двухфазное на землю

Однофазное на землю

 

 

1.3.4. По данным показаний приборов для каждой схемы определить величину Ксх соответствующего определённому виду короткого замыкания.

1.3.5. Определить чувствительность токовой защиты при различных схемах её выполнения и различных видах коротких замыканий.

 

1.4. Вопросы для самопроверки:

 

1.4.1. В каких случаях применяется схема соединения трансформаторов тока в треугольник?

1.4.2. Почему в сетях с изолированной нейтралью устанавливают два трансформатора тока (по одному на каждую крайнюю фазу), а в сетях с глухозаземлённой нейтралью - три трансформатора тока (по одному на каждую фазу)?

1.4.3. Как узнать ток во вторичной фазе по показаниям приборов в схеме рис. 1.1.б.

1.4.4. Начертить схему защиты с одним реле, включенным на разность токов двух фаз. Какая должна быть установка реле, если оно должно срабатывать при токе в линии ТА?

1.4.5. Назначение нулевого провода в схеме полной звезды?

1.4.6. Указать типы защит, где используется включение токовых обмоток реле по схемам, представленным на рис. 1.1.в.

1.4.7. Ток, каких фаз измеряет каждый из амперметров схемы на рис. 1.1.б при нормальном режиме?

 

 

2. Лабораторная работа N2

 

Испытание максимальной токовой защиты с применением индукционного токового реле

 

2.1. Цель работы:

 

2.1.1. Изучить особенности применения защиты, ее достоинства и недостатки, устройство и работу индукционного реле.

 

2.2. Указания к выполнению работы.

 

2.2.1. Списать паспортные данные реле.

2.2.2. Зарисовать схему рис. 2.1.

2.2.3. Начертить таблицу испытаний реле.

2.2.4. Изучить устройство реле.

2.2.5. Прогноз: как влияет на ток срабатывания индукционного реле изменение количества витков обмотки?

Рис. 2.1.

2.3. Порядок выполнения работы:

 

2.3.1. Собрать схему рис. 2.1. рычажок тумблера SA15 должен быть внизу и после проверки её преподавателем приступить к выполнению лабораторной работы. Проверить токи срабатывания на указанных уставках. Для этого включить тумблер SA5, перевести PR1 в крайнее левое положение, V1 покажет некоторое начальное напряжение.

Включить SA6 и медленно увеличивая PR1 следить за показанием A9, для расширения предела которого использовать его кнопку .

Определить ток начала работы реле (диск начинает вращаться) Iн.p,А. Продолжая увеличивать ток в обмотке реле, с помощью ТРН засечь ток срабатывания Ic.p (зубчатый сектор входит в зацепление), по окончании отсчета загорается HL5. Затем уменьшить его до величины отпуска катушки Iв.р.

ВНИМАНИЕ! Не допускать случаев, когда по какой-либо причине реле находится в состоянии срабатывания электромагнитного элемента более 5сек и при замыкании контактов от привода реле времени более 2сек. Между экспериментами делать паузы 1мин.

Рассчитать коэффициент возврата.

 

Кв = Iв.p/Icp.p (2.1)

 

Результаты опытов занести в таблицу 2.1.

 

Таблица 2.1

 

N опыта	Iср. по уставке, А	Опытные данные
Iср, А	Iв.р.,А	Кв	Ток начала работы реле Iн.р., А

 

2.3.2. Сравнить опытные данные с ответом на вопрос прогноза.

2.3.3. Прогноз: как влияет на ток срабатывания отсечки воздушный зазор между якорем и электромагнитом? Дать письменный ответ.

2.3.4. Установить максимальную уставку по времени. Уставку индукционного элемента реле установить минимальной . Изменяя воздушный зазор между якорем и электромагнитом определить токи срабатывания электромагнитного элемента реле (отсечки). Для этого после включения ТРН вывести PR1 в крайнее левое положение, после чего замкнуть SA6 и увеличивая ток при помощи PR1 следить за показанием А9, пока не сработает электромагнитный элемент (рекомендуется слегка придерживать поворотный механизм пальцами чтобы исключить зацепление зубчатого сектора с червяком).

Рекомендации: перед началом эксперимента переключить катушку реле на 6-ой контакт (что соответствует току 0,3А. Установить ток в катушке 0,6А (2Iн). Придерживая пальцами поворотный механизм, поворачивать регулировочный винт воздушного зазора электромагнитного элемента до тех пор, пока он не сработает. Отключить SA5. Зазор отрегулирован. Теперь можно проводить измерения для остальных отводов катушки.

Повторить опыт на другом значении уставки индукционного элемента реле (по заданию преподавателя) опытные данные занести в таблицу 2.2.

 

Таблица 2.2

 

Ток уставки индукционного элемента реле, А	Кратность уставки отсечки	Ток срабатывания электромагнитного элемента, А	Примечание

 

2.3.5. Собрать схему рис. 2.1. и после проверки её преподавателем приступить к выполнению лабораторной работы. Установить уставку индукционного элемента реле. Якорь электромагнитного элемента реле закрепить до замыкания его контактов. Снять 5...12 точек зависимости времени срабатывания реле от тока в обмотке реле.

Включить ТРН тумблером SA5 и замкнуть SA6, установить при помощи PR1 некоторый ток Ip, после чего разомкнуть SA6. Произвести сброс секундомера при помощи кнопки SB3. Затем вновь подать напряжение на реле тумблером SA6. При этом пойдёт отсчёт времени срабатывания реле при установленном токе в его катушке. Когда реле сработает, загорится HL5, время на индикаторе зафиксируется, а цепь, подающая напряжение на катушку заблокируется контактом контрольного реле КК1. Чтобы вернуть схему в исходное состояние, необходимо отключить тумблеры SA5 и SA6. Для повторения эксперимента необходимо вновь включить тумблер SA5, произвести сброс показаний секундомера и включить тумблер SA6. Далее увеличить ток и проделать вышеуказанные операции.

Результаты опытов занести в таблицу 2.3.

 

Таблица 2.3

 

N опыта	Кратность тока Iр/Iуставки	Время срабатывания, сек

 

По данным таблицы 2.3. построить характеристику.

 

tc = f(Ip/Iуст).

2.4. Вопросы для самопроверки:

 

2.4.1. Устройство реле РТ-84?

2.4.2. Работа индукционного элемента реле и его назначение?

2.4.3. Работа отсечки (электромагнитного элемента) реле, регулирование тока срабатывания отсечки?

2.4.4. Назначение постоянного магнита в реле?

2.4.5. Назначение короткозамкнутых витков электромагнита реле?

2.4.6. Преимущество применения в схемах защиты реле РТ-84 по сравнению с РТ-40?

2.4.7. Зависимость времени срабатывания реле от тока в обмотке реле?

 

 

3. Лабораторная работа N3

 

Исследование режимов работы линии электропередачи переменного тока при изменении коэффициента мощности нагрузки

 

3.1. Цель работы:

 

3.1.1. Изучение основных эксплуатационных характеристик линии электропередачи переменного тока.

3.1.2. Экспериментальное определение параметров нагрузки.

3.1.3. Исследование режимов работы линии при изменении коэффициента мощности нагрузки.

 

3.2. Основные теоретические положения:

 

3.2.1. В линиях электропередачи переменного тока (ЛЭП) следует различать падение напряжения и потерю напряжения.

Падение напряжения DU есть векторная разность напряжения U1 на входе линии и напряжения U2 на её выходе и не даёт однозначной зависимости между действующими значениями напряжений.

 

DU = U1 - U2 = I*Z, (3.1)

 

где Z - комплексное сопротивление линии.

С точки зрения энергоснабжения потребителей более важна разность действующих значений входного и выходного напряжений, которая называется потерей напряжения в линии и определённым образом зависит от падения напряжения.

 

DU = U1 - U2, (3.2)

 

3.2.2. В настоящей лабораторной работе сопротивление ЛЭП условно отнесено к одному проводу и представлено на стенде последовательно включенными индуктивностью L1 и резистором R3. Нагрузка линии при этом имеет активно-индуктивный характер с эквивалентными параметрами L2, R4, а конденсатор C1 предназначен для повышения коэффициента мощности. Таким образом, в первом приближении ЛЭП совместно с нагрузкой можно рассматривать в качестве цепи (рис. 3.1) с последовательным соединением элементов L1, R3, L2, R4.

Если построить для такой цепи векторную диаграмму (рис. 3.2), то потерю напряжения можно выразить в виде линейной зависимости от тока I нагрузки:

 

DU = I*(R3*Cosj₂ + Х_L1*Sinj₂), (3.3)

 

где Х_L1 - индуктивное сопротивление линии;

j₂ = arctg(Х_L2/R4) - угол сдвига фаз между напряжением и током нагрузки. (3.4)

Рис. 3.1.

 

3.2.3. Другой расчётной характеристикой ЛЭП является коэффициент полезного действия.

 

h = P2/P1 = P2/(P2 + DP), (3.5)

 

где: P2 - активная мощность нагрузки;

DP - потери мощности в ЛЭП.

j₂ = 35° = Cos(35) = 0.82

 

Если учесть, что

 

Р2 = U2*I*Cosj₂ = 27*0.4*0.82=8.856 Вт,

а DP = I²*R3 = 0.4*0.4*32 = 5.12 Вт, зная j_2, находим:

 

h = 1/(1+(P2*R3/(U₂²*Cosj₂)) =

= 1/(1+(8,856*32/(729*0,82²)) = 0,63. (3.6)

 

Из последней формулы видно, что при неизменных параметрах линии (R3 = const), а также мощности P2 и напряжении U2 КПД линии будет тем выше, чем больше коэффициент мощности Cosj₂ нагрузки.

3.2.4. Большинство потребителей имеет низкое значение коэффициента мощности, поэтому для искусственного повышения его до значений 0,85 - 0,9 в ряде случаев используют параллельное подключение батареи конденсаторов. Величину ёмкости, необходимую для повышения Cosj₂ от номинального значения Cosj_2Н до требуемого Сosj_2ТР можно определить, воспользовавшись векторной диаграммой (рис. 3.3) по формуле:

 

С1 = P2*(tgj_2Н - tgj_2ТР)/(U₂^2*w) =

= 8,856*(0,7-0)/(228906) = 27мкФ, (3.7)

 

где w = 2*p*j = 314 с^-1 - угловая частота сети.

 

Повышение Cosj₂ за счёт подключения конденсаторов обусловлено тем, что часть реактивного тока I2pн нагрузки компенсируется ёмкостным током Ic и результирующий реактивный ток I2p уменьшается.

При Ic = I2pн индуктивная составляющая тока полностью компенсируется ёмкостным током Ic и в цепи, образованной потребителем и батареей конденсаторов, наступает резонанс токов.

Важной особенностью резонанса токов является то, что ток потребителя с батареей конденсаторов становится в этом случае минимальным и чисто активным, а КПД линии достигает максимального значения.

В ЛЭП считается целесообразной некоторая недокомпенсация реактивного тока нагрузки (Cosj_2ТР = 0,85 – 0,9).

 

3.3. Задание на выполнение лабораторной работы:

 

3.3.1. Изучить схему замещения ЛЭП на стенде и подключить нагрузку, батарею конденсаторов и необходимые измерительные приборы.

3.3.2. Зашунтировать ЛЭП, установить номинальное напряжение U2н = 42B.

3.3.3. Определить опытным путем величину емкости C1 батареи конденсаторов для повышения коэффициента мощности нагрузки до значения Cosj_2ТР заданного преподавателем.

3.3.4. Изменяя емкость батареи конденсаторов экспериментально исследовать зависимость h = f(C1) при изменении С1 от 0 до 16 мкФ.

 

3.4. Вопросы для самопроверки:

 

3.4.1. В чём заключается различие между падением напряжения в линии и потерей напряжения?

3.4.2. Как объяснить зависимость коэффициента полезного действия линии электропередачи от характера нагрузки?

3.4.3. Почему активная мощность P2 пропорциональна активной составляющей тока, а реактивная Q2 - реактивной?

3.4.4. Что такое резонанс токов, и каковы условия его возникновения?

 

4. Лабораторная работа N4

 

Испытание релейной защиты высоковольтного электродвигателя

 

4.1. Цель работы:

 

4.1.1. Изучить защиту электродвигателей.

4.1.2. Отстроить защиту электродвигателя на действующем стенде.

 

4.2. Основные теоретические положения:

 

4.2.1. Защита от короткого замыкания между фазами является основной защитой электродвигателей и установка её обязательна во всех случаях.

4.2.2. Виды защит, исследуемые в лабораторной работе.

4.2.2.1. Токовая отсечка.

Осуществляется на реле типа РТ-84.

 

Icр = (Ксх*Кн*1,8*Iн)/Ктт, (4.1)

 

где 1,8 - коэффициент, учитывающий апериодическую постоянную пускового тока:

Ксх = Ö3 - коэффициент схемы.

Кн = 1,2 - коэффициент надёжности.

 

Расчёт:

 

а) Номинальный ток двигателя:

 

Iном = Рном/(Ö3*Uн*h*Cosj) (4.2)

 

б) Ток срабатывания отсечки с отстройкой от пусковых токов при установке двух трансформаторов тока.

 

Ксх =Ö3; 190/2(Ктт = 80)

 

Iср = (Ö3*1,2*1,8*6,4*Iном)/80 = 33А (4.3)

 

в) Коэффициент чувствительности отсечки:

 

Кч = (Iкз*0,87)/(Iср*Ктт) (4.4)

 

4.2.2.2. Защита от перегрузки двухфазная максимально-токовая, отстраивается от номинального тока электродвигателя.

 

Iср = (Кн*Iн*Ксх)/(Кв*Ктт)

 

где Кн = 1.1...1.2 - (для защит действующих на сигнал)

Кн = 1.5...1.75 - (для защит действующих на отключение)

Кв = 0.8...0.85

 

Принимаем для токовой отсечки и для защиты от перегрузки уставки тока срабатывания Iотс = , Iпер = .

4.3. Порядок выполнения лабораторной работы.

4.3.1. Собрать схему защиты электродвигателя рис. 4.1.

4.3.2. Рассчитать релейную защиту асинхронного электродвигателя

 

Рн = 1000кВт;

КПД = 95,2%;

Cosj = 0,92;

Iп/Iн = 6,4;

Uн = 6кВ;

Iкз = 20кА.

 

Рис. 4.1.

 

 

4.3.3. После сборки схемы (рис. 4.1) и проверки её преподавателем, осуществить пуск двигателя нажатием кнопки SB1, предварительно включив SA1 и SA7. Отключить двигатель М1 нажатием кнопки SB2. Выключить тумблер SA7.

4.3.4. Произвести настройку защиты.

Снять кожух с реле РТ-84. Установить перемычку на минимальный ток срабатывания.

4.3.5. Последовательность операций при проведении лабораторной работы.

4.3.5.1. Перевести тумблер SA15 в верхнее положение, замкнуть SA5, замкнуть SA7, включить SА5, нажать SB1.

4.3.5.2. Уставку выдержки времени реле РТ-84 установить минимальной. Необходимо убедиться, что переключатель SA2 находиться в положении 1 и на панели не осталось никаких "лишних" перемычек от выполнения предыдущих лабораторных работ и регуляторы RP3, RP4 находятся в крайнем против хода часовой стрелки положении. Для создания перегрузки необходимо замкнуть тумблер SA3 (SA4 - отключен). Поворачивая регулятор RP3 по часовой стрелке добиться, того чтобы диск реле пришел во вращение, а зубчатый сектор вошел в зацепление с червячной передачей. После срабатывания контакта реле тока с замедлением включится реле блокировки KL1 и двигатель отключится. Отключить SA3. Затем опыт можно повторить.

4.3.5.3. Переставить перемычки в цепи питания блокировочного реле KL1 в положение, показанное пунктирными линиями. Для создания к.з. (двухфазного) необходимо разомкнуть SA3 и включить SA4 с соблюдением вышеуказанных предосторожностей. Настройка срабатывания электромагнитного элемента производится после того, как регулятором RP4 добились более быстрого вращения диска реле тока, чем при включении SA3, затем, удерживая поворотную рамку реле тока в положении, не позволяющем произвести зацепления зубчатого сектора с червячной передачей, поворотом регулировочного винта электромагнитного элемента добиться его срабатывания. Вновь блокировочное реле KL1 отключит двигатель уже без выдержки времени. Отключить SA4. Затем эксперимент можно повторить.

При желании перегрузку можно осуществить с выдержкой времени.

 

4.4. Вопросы для самопроверки:

 

4.4.1. Какие виды защиты, и от каких повреждений устанавливаются на электродвигателях?

4.4.2. Какие защиты на электродвигателях выполняются с выдержкой времени?

4.4.3. Каково назначение промежуточного реле в схемах защиты?

4.4.4. Каково назначение указательных реле в схемах защиты?

4.4.5. Каким образом производится выбор тока срабатывания защиты от междуфазных замыканий?

 

5. Лабораторная работа N5

 

Испытание релейной защиты понижающего трансформатора

 

5.1. Цель работы:

5.1.1. Изучить работу защит силовых трансформаторов.

5.1.2. Опробовать защиты в действии.

 

5.2. Основные теоретические положения:

5.2.1. Работа схемы защиты трансформатора.

Полная схема защиты на переменном оперативном токе понижающего трансформатора, подключенного к ответвлению от линий, показана на рис. 5.1.

На трансформаторе установлены:

- дифференциальная,

- максимальная токовая защита,

- защита от перегрузки, действующая на сигнал.

Оперативные цепи дифференциальной и максимальной защит питаются от трансформаторов тока (4ТТ; 5ТТ) и защиты от перегрузки - от трансформаторов собственных нужд.

Дифференциальная защита выполнена с помощью реле типа РНТ-565 (8РТН и 9РТН). Для питания защиты со стороны высшего напряжения используются встроенные в силовой трансформатор трансформаторы тока 4ТТ. Вследствие относительно малой мощности встроенных трансформаторов тока их вторичные обмотки соединяются на каждой фазе последовательно. Дифференциальная защита действует на включение коротко замыкателя 2КЗ и отключение выключателя В3. При срабатывании дифференциальной защиты контакты 8РТН и 9РТН замыкают цепь токовых промежуточных реле 17РП и 18РП типа РТ-341, последние срабатывают и дешунтируют катушки включения короткозамыкателя 37КВ и 38КВ и отключения выключателя В3 39КО и 40КО. В результате этого включается короткозамыкатель 2КЗ и отключается выключатель В3. Короткозамыкатель создает искусственное короткое замыкание, что приводит к отключению В1.

Для создания К.З. в цепи высшего напряжения используется тумблер SA9, а в цепи низшего напряжения тумблер SA10.

Максимальная защита выполнена с помощью токовых реле 11РТ и 12РТ типа РТ-40, токовые реле времени 15РВ типа РВМ.

Токовые реле максимальной защиты 11РТ и 12РТ включены на трансформаторы тока 4ТТ со стороны высшего напряжения (в плечо дифференциальной защиты), что позволяет ввести в зону действия максимальной защиты силовой трансформатор.

На стенде максимальная токовая защита выполняется с одной выдержкой времени.

Без выдержки времени она отключает к.з. на шинах низшего напряжения (на схеме рис. 5.1 эта цепь не показана). С выдержкой времени она работает при к.з. в трансформаторе, резервируя его дифференциальную защиту.

 

 

 

Рис. 5.1.

 

При срабатывании токового реле 11РТ или 12РТ замыкается цепь обмотки реле времени 15РВ. Второй контакт 15РВ2 замыкается с выдержкой времени и приводит в действие промежуточные реле 17РП и 18РП, которые включают короткозамыкатель 2КЗ. Создается к.з. при помощи тумблера SA11.

Сигнал о перегрузке подается токовым реле 10РТ, оперативная цепь которого питается от трансформатора собственных нужд. Загорается HL11.

При помощи переключателя SA12 выбирается режим работы трансформатора:

- номинальный,

- перегрузка,

- К.З.

 

5.2.2. Расчет защиты силового трансформатора.

 

ТМЗ-6500-110/10.

Uк% = 10,5.

Iк.з.10 = 3,5кА.

Iк.з.110 = 2.5кА.

Sн = 6500кВА.

 

5.2.2.1. Дифференциальная защита.

 

Iн.110 - номинальный ток защищаемого трансформатора

 

цепь высокого напряжения (ВН-110кВ) цепь низкого напряжения.

 

Iн.110 = Sн/(Ö3*Uн) = 6500/(Ö3*110) = 34,12А Iн.10 = 375,28А

 

Ксх - схема соединения трансформатора тока

 

D неполная звезда

Ксх = Ö3 Ксх = 1

 

Ктт - расчетный коэффициент трансформации трансформатора тока

 

Ктт = Ксх*Iн/5 =Ö3*34,12/5 = 11,82; Ктт = 375,28/5 = 75

 

Кттi - принятый Ктт

 

Ктт1 = 150/5 = 30 Ктт2 = 600/5 = 120

 

вторичные токи в плечах защиты, соответствующие номинальной мощности защищаемого трансформатора

 

iнD = Ксх*Iн/Ктт1 = Ö3*34,12/30 = 1,97А

iн = 375,28/120 = 2,98А

 

Определение уставок и чувствительность защиты.

 

1) первичный ток небаланса, обусловленный погрешностью трансформатора тока при внешних к.з., приведенный к стороне с наибольшим вторичным током в плече защиты:

 

I'н.б = e*Iк.з.мах = 0,1*3,5 = 350А

 

где e = 0,1 - относительное значение тока намагничивания

 

2) составляющая первичного тока небаланса, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора

 

I"н.б = DU*Iк.з.мах = 0,06*3,5 = 210А

 

3) первичный расчетный ток небаланса при внешнем к.з.

 

Iн.б = I'н.б + I"н.б = 350 + 210 = 560А

 

4) первичный ток срабатывания защиты из условия отстройки от расчетного тока небаланса при внешнем к.з.

 

Iс.з = Кн*Iн.б = 1,5*560 = 840А

 

5) первичный ток срабатывания защиты из условия отстройки от

броска тока намагничивания, приведенный к стороне с наибольшим вторичным током

 

Iс.з = К*Iн = 1,3*375.28 = 487,86А

 

6) принят расчетный ток срабатывания

 

Iс.з.расч. = 840А

 

7) расчетный ток срабатывания реле, отнесенный к стороне с наибольшим номинальным вторичным током

 

iср.р = (Ö3*Iс.з.расч)/Ктт2 = (Ö3*840)/120 = 12,12А

 

для реле РНТ 565 токи срабатывания регулируются в пределах

2,87 – 12,5А

 

8) расчетное число витков в плече защиты с наибольшим вторичным током

 

W1расч. = Fср/Iср.расч = 60/12,12 = 4,95 витков

 

9) принятое число витков основной стороны Wр1 = 5 витков

 

10) расчетное число витков для другого плеча обмотки реле

 

W2расч. = Wр1*(iн1/iн2) = 5*1,97/2,98 = 3,3 витка

 

11) принятое число витков другого плеча обмотки Wр2 = 3

 

12) принятый ток срабатывания реле со стороны плеча защиты с наибольшим вторичным током

 

iср1 = Fср/Wр1 = 60/5 = 12А

 

13) первичный ток небаланса при внешнем к.з., обусловленный округлением расчетного числа витков обмоток реле.

 

I"'н.б = Iк.з*(W2расч - Wр2)/W2расч =

[(3,3 - 3)/3,3]*3,5 = 318А

 

14) уточненный первичный ток небаланса при внешнем к.з

 

Iпр.н.б = Iн.б+I"'н.б = 560+318 = 878А

 

15) принятый первичный ток срабатывания защиты

 

Iс.з = (iср1*Ктт2)/Ö3 = 12*120/Ö3 = 831А

 

16) уточненный коэффициент отстройки от тока небаланса при внешнем к.з.

 

Кн.ут = Iс.з/Iн.б = 831/878 = 0,95

 

17) чувствительность защиты при минимальном токе к.з. в зоне защиты

Кч = 0,87*Iк.з.мах/Iср = 0,87*3500/831 = 3,66 > 2

 

5.2.2.2. Максимальная токовая защита от сверхтоков при внешних к.з.

Устанавливается на низкой стороне и отстраивается от максимальных токов нагрузки; из условия возврата реле после снижения тока до максимального тока нагрузки.

 

Iср = (Кн*Ксх*Iн.мах)/(Кв*Ктт2) = (1,2*1*430)/(0,85*120) = 5А

 

Коэффициент чувствительности защиты при двухфазном к.з. на стороне НН трансформатора.

 

Кч = (0,87*Iк.з10)/(Iср*Ктт2) = 0,87*3500/(5*120) = 5,075 > 1,5

 

5.2. Порядок выполнения лабораторной работы.

 

5.3.1. Собрать схему рис. 5.1. без подключения нагрузки и нейтрали.

5.3.2. Установить перемычки трансформаторов тока 4ТТ так, чтобы при их сборке получился треугольник. После расчета дифференциальной защиты и максимальной токовой защиты установить при помощи SA13:

iср1 = 12А,

SA14 Iср = 5А,

SA12 - номинальный режим работы.

После установки включить лабораторную работу:

5.3.3. Включить SA1.

5.3.4. Нажать SB5 (загорается HL10) - замкнулся выключатель В3.

5.3.5. Нажать SB4 (загорается HL8) - замкнулся выключатель В1.

Установка готова к работе.

Проверить работу защит при различных режимах работы.

SA9 – к.з. на стороне высокого напряжения (откл.без задержки);

SA10 – к.з. на стороне низкого напряжения (откл.без задержки);;

SA11 – к.з. на стороне нагрузки напряжения (откл. с задержкой);

SA12 – режим нагрузки: перегрузка – вкл.индикации HL11, к.з. – откл. без задержки);

 

5.4. Вопросы для самопроверки:

 

5.4.1. Принцип действия максимальной токовой защиты.

5.4.2. Принцип действия дифференциальной защиты.

5.4.3. Как устроено реле типа РНТ565?

5.4.4. Что называется Ксх?

 

Паспортные данные к Лабораторной работе N3:

N	R3, Ом	R4, Ом

 

Паспортные данные к Лабораторной работе N4:

 

Электродвигатель – Рн = 1000кВт;

h = 95,2%;

Cos = 0,92;

Iп/Iн = 6,4;