И обмоток токовых реле в схемах максимальной токовой защиты

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМ СОЕДИНЕНИЙ

ВТОРИЧНЫХ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА

И ОБМОТОК ТОКОВЫХ РЕЛЕ В СХЕМАХ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ

Цель работы: изучение различных вариантов выполнения схемы максимальной токовой защиты линий электропередачи, порядка выбора уставок и испытание этих защит в различных исполнениях.

Порядок выполнения работы:

1. Определить правильность соединения вторичных обмоток двух трансформаторов тока (ТА) при питании их трех фазным током.

При совместной работе ТА необходимо обеспечить правильное соединение их вторичных обмоток. В противном случае защита, подключенная к этим ТА, может «отказать» в действии или «ложно»

 

 

работать. Проверку правильности соединения вторичных обмоток ТА осуществляем по схеме (рис. 3.1). Правильность подключения проверяют помощью векторных диаграмм.

 

а б

Рис. 3.1. Схема опыта проверки правильности соединения

вторичных обмоток ТА: а – соединение одноименных зажимов, б – разноименных зажимов

 

Соединим между собой одноименные зажимы вводов вторичных обмоток ТА (рис. 3.1,а) и построим векторную диаграмму токов. При условии симметрии нагрузки модуль вектора суммы токов равен векторам составляющих. Следовательно, правильно соединив вторичные обмотки ТА, получим

.

Теперь соединим между собой разноименные зажимы вторичных обмоток ТА (рис.3.1,б). Модуль вектора разности токов равен модулю вектора одного из вторичных токов (при условии симметрии режима), умноженному на .

Следовательно, при соединении разноименных зажимов выводов вторичных обмоток ТА имеем

..

 

2. Исследование схем максимальной токовой защиты при соединения вторичных обмоток ТА:

· соединение вторичных обмоток ТА и реле в «звезду» применяется в дифференциальных защитах и токовых защитах линий электропередачи сетей номинальных напряжением 110кВ и выше с глухозаземленной нейтралью или в том случае, когда другие схемы не обеспечивают требуемой чувствительности.

Порядок проведения опыта:

1. Собрать схему, представленную на рис. 3.2.

 

Рис. 3.2. Схема опыта соединения «звезда»

 

2.Определить коэффициент схемы, о. е.,

. (3.1)

3.Принять коэффициент трансформации ТА, используемый на стенде

.

4.Определить уставки реле тока КА (А) по (3.2) и выставить их

, (3.2)

где – коэффициент надежности, принять равным (1,2-1,3) о. е.,

– коэффициент возврата реле РТ-40 принять равным 0,85 о. е.,

– коэффициент самозапуска принять из интервала (1,1÷3)о. е.,

– первичный рабочий максимальный ток, А, согласно замерам.

5.Определить коэффициент чувствительности защиты по формуле

,

где – минимальное значение аварийного тока (тока двухфазного короткого замыкания), А, полученное в результате замеров.

6. После проверки правильности сборки схемы преподавателем подать напряжение на стенд.

 

 

7.Поочередно нажимая кнопки искусственного короткого замыкания (КЗ), создать однофазное, двухфазное и трехфазное КЗ. Убедиться в срабатывании защиты. Заполнить таблицу 3.1. Построить векторные диаграммы токов (первичные, вторичные и токи в реле) одно фазного, двухфазного и трехфазного КЗ.

Таблица 3.1

 

№	Режим работы				Сработало реле
	Нормальный
	Однофазное КЗ
	Двухфазное КЗ
	Трехфазное КЗ

 

· Соединение вторичных обмоток ТА и реле в «неполную звезду» широко применяется для выполнения схемы защиты от междуфазных КЗ в сетях с малыми токами замыкания на землю (линии электропередачи номинальным напряжением 6-35кВ) и для защиты высоковольтных электродвигателей.

Порядок проведения опыта:

1. Собрать схему, представленную на рис. 3.3.

 

Рис. 3.3. Схема опыта соединения вторичных обмоток ТА

«неполная звезда»

2. Уставки реле тока оставить неизменными после предыдущего опыта.

3. После проверки правильности сборки схемы преподавателем подать напряжение на стенд.

 

 

4. Провести поочередно однофазное, двухфазное и трехфазное КЗ, построить векторные диаграммы токов(первичные, вторичные и токи в реле).

Схема должна реагировать на двухфазное и трехфазное КЗ. В случае одно фазного КЗ в сети с большим током замыкания на землю (в системе с глухо заземленной нейтралью) схема защиты реагирует только на однофазное КЗ, произошедшее в фазе, где установлен трансформатор тока.

В случае, если «нуль» системы не заземлен, ток однофазного КЗ определяется емкостью системы, и как правило, является незначительным. Защита линий электропередачи, отходящих от шин подстанции 6-10кВ, в большинстве случаев выполняется по данной схеме.

5. Заполнить таблицу 3.1. Построить векторные диаграммы токов одно фазного, двухфазного и трехфазного КЗ.

· Схема соединения вторичных обмоток ТА в «треугольник», а обмоток реле в «звезду» применяется в основном в дифференциальных защитах силовых трансформаторов с группой соединения обмоток Y/Δ.

Схема максимальной токовой защиты при соединении вторичных обмоток ТА в «треугольник» представлена на рис. 3.4.

 

Рис. 3.4. Схема опыта соединения вторичных обмоток ТА

«треугольник»

 

Порядок проведения опыта:

1. Собрать схему (рис. 3.4).

2. Определить коэффициент схемы по формуле (3.1).

3. Определить уставки реле по (3.2) и выставить их.

4. Подать питание на стенд.

5. Путем последовательного нажатия кнопок КЗ создать однофазное, двух фазное и трехфазное КЗ. Убедиться, что схема реагирует на все виды КЗ,

6. Заполнить таблицу 3.1. Построить векторные диаграммы токов одно фазного, двухфазного и трехфазного КЗ(первичные, вторичные и токи в реле).

· Соединение вторичных обмоток ТА на разность токов двух фаз. Такая схема широко применяется в системах электроснабжения промышленных предприятий, главным образом для защиты кабельных линий 6-10кВ от междуфазных КЗ. Недостатком схемы, ограничивающим ее применение, является неодинаковая чувствительность защиты к различным видам КЗ и возможность отказа в действии при двухфазном КЗ за трансформатором, имеющим схему соединения обмоток Y/Δ.

Порядок проведения опыта

1. Собрать схему, представленную на рис. 3.5.

 

 

 

Рис. 3.5. Схема опыта соединения вторичных обмоток ТА

на разность токов двух фаз

 

2. Включить питание стенда.

3. Путем последовательного нажатия кнопок КЗ создать однофазное, двух фазное и трехфазное КЗ. Заполнить таблицу 3.1.

4. Определить уставки реле по (3.2) и выставить их.

5. Путем последовательного нажатия кнопок КЗ создать, двухфазное и трехфазное КЗ. Убедиться, что схема реагирует на все виды КЗ,

6. Определить коэффициент схемы (3.1) для различных видов КЗ.

7. Построить векторные диаграммы (первичные, вторичные и токи в реле) на которой показать вектор тока в обмотке реле.

7. Проверить правильность полученных данных по показаниям амперметра. Убедиться в работоспособности схемы.

· Соединение обмоток ТА в качестве фильтра токов нулевой последовательности. Данная схема применяется в сети с большими токами замыкания на землю, где схема с включением реле на полные фазные токи обладает недостаточной чувствительностью. Для отстройки от больших токов небаланса защита должна иметь выдержку времени большую, чем выдержка времени защиты от междуфазных КЗ. Схема фильтра тока нулевой последовательности представлена на рис. 3.6.

 

 

Рис. 3.6. Схема опыта соединения вторичных обмоток ТА

«фильтр токов нулевой последовательности»

 

Порядок проведения опыта:

1. Собрать схему (рис. 3.6).

2. Определить ток небаланса в нормальном режиме, при трехфазном и двухфазном КЗ.

3. Определить уставку и выставить на реле:

, (3.3)

где ─ коэффициент надежности, равный 1,5─2,5 о. е.,

─ коэффициент возврата, равный 0,85 о. е.,

, ─ максимальный ток небаланса, А, определяемый выражением (3.4)

, (3.4)

где ─ коэффициент однотипности ТА равен 0,5 о.е.,

─ коэффициент апериодической составляющей, учитывающий переходный режим, равен 1,5-2 о. е.,

─ допустимая погрешность ТА, равная 0,1 о. е.

I кз - первичный ток трехфазного КЗ, замерить ток в одной фазе при трехфазном КЗ

4.Определить коэффициент чувствительности защиты по формуле

,

где I кз - первичный ток однофазного КЗ

 

4. Включить питание.

5. Убедиться в работоспособности схемы при однофазном КЗ и нечувствительности ее к междуфазным КЗ.

Содержание отчета:

1. Схемы проводимых опытов.

2. Расчет уставок, проверка чувствительности.

3. Векторные диаграммы токов КЗ.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: