РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА И АВТОМАТИКА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Методические указания
к выполнению лабораторных работ
Красноярск
ИПК СФУ
УДК 621.316.925(076)
ББК 31.27–053я73
Е80
Рецензенты:
А. И. Гиль, начальник службы релейной защиты и автоматики филиала ОАО «СОЕЭС» Красноярского РДУ;
А.А. Егонский, к.т.н., доцент кафедры «ЭС и ЭСС».
Е80 Электроэнергетика. Релейная защита и автоматика электроэнергетических систем: метод. указания к выполнению лабораторных работ / сост.:
Ю. А. Ершов, А. В. Малеев, Д. П. Перехватов. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2010.
Приведен теоретический материал, касающийся принципов работы, расчетов, выставления уставок и испытания микроэлектронных и микропроцессорных защит элементов электроэнергетической системы. Лабораторные работы предназначены для студентов направлений подготовки специалистов 140200.65 всех форм обучения, а также бакалавров специальности 140200.62 «Электроэнергетика» укрупненной группы 140000 «Энергетика».
УДК 621.316.925(076)
ББК 31.27-053я73
Печатается по решению редакционно–издательского совета
университета
ВВЕДЕНИЕ
В последнее десятилетие в релейной защите произошли качественные изменения, вызванные широким использованием цифровой (микропроцессорной) техники. Указанное обусловлено, в первую очередь, существенными преимуществами релейной защиты на микропроцессорной основе по сравнению с электромеханической и электронной релейной защитой. Эти преимущества заключаются прежде всего в следующем:
– повышение аппаратной надежности, уменьшение массы и габаритов устройств благодаря существенному уменьшению числа используемых блоков и соединений (одно микропроцессорное устройство выполняет обычно различные защитные функции, для реализации которых ранее требовалось несколько устройств);
– существенное повышение удобства обслуживания и возможность сокращения обслуживающего персонала;
– расширение и улучшение качества защитных функций (чувствительность, селективность, статическая и динамическая устойчивость функционирования);
– возможность непосредственной регистрации процессов и событий и анализа возникших в энергосистеме повреждений;
– принципиально новые возможности управления защитой и передача от нее информации на географически удаленные уровни управления;
– технологичность производства.
Принципы построения и алгоритмы, используемые в цифровой релейной защите (ЦРЗ), во многом отличаются от применяемых в электромеханической и электронной релейной защите ввиду существенно различающихся технической основы и способов обработки информации. Новые возможности цифровой обработки сигналов и обмена информацией позволяют реализовать целый ряд защитных функций, которые невозможно было осуществить ранее.
Все это позволяет повысить эффективность релейной защиты при применении цифровых устройств благодаря более полному учету повреждений в энергосистеме, большей долговечности и меньшим затратам на обслуживание, прежде всего периодическое, вследствие возможности увеличения сроков между проверками и отсутствия необходимости ревизии каких-либо механических элементов.
Однако повышение эффективности может быть достигнуто лишь при правильном понимании и применении функций цифровой релейной защиты, в первую очередь – функций сложных защит.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1
РАСЧЕТ РЕЖИМОВ КЗ ДЛЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
Цель работы: cоставить и рассчитать параметры схемы замещения для фрагмента энергетической системы (рис.1.1). С помощью программы TKZ-3000 рассчитать режимы короткого замыкания (КЗ) для одного из указанных элементов электрической системы. Оформить отчет с результатами расчета режимов КЗ.
Порядок выполнения работы
Определение расчетных режимов работы схемы ЭЭС
Для защищаемого объекта
Основными режимами работы сети считают максимальный, когда в работе находятся все элементы энергосистемы, и минимальный, когда часть генераторов и линий отключены при минимальном режиме работы смежной системы. Величины токов и напряжений при максимальном режиме используются для расчета уставок проектируемых защит, параметры минимального режима необходимы для проверки чувствительности выбранных защит.
При минимальном режиме необходимо отключить половину генераторов на электростанциях, произвести отключения в энергосистеме (увеличить в 1,3 – 2 раза их сопротивление), в сети отключить одну цепь двухцепных воздушных линий и разомкнуть замкнутую электрическую сеть в конце следующего участка линии.
При максимальном режиме необходимо рассчитать токи трехфазного, двухфазного на землю (на выводах защищаемого элемента), однофазного (где возможно) коротких замыканий на выводах защищаемого элемента и за следующими элементами за защищаемым.
При минимальном режиме необходимо рассчитать токи двухфазного, двухфазного на землю (на выводах защищаемого элемента), однофазного коротких замыканий как на выводах защищаемого элемента, так и за элементами, следующими за защищаемым.
Выбор защищаемого объекта и варианта задания
Задание выдается в соответствии с требованиями к курсовому проектированию и должно содержать название программы, номер группы, номер варианта выданный преподавателем, например: KZ7601.
Составление схемы замещения для прямой, обратной и нулевой последовательностей и расчет ее параметров
Расчетная схема для определения аварийных токов при коротком замыкании (КЗ) представляет собой электрическую схему в однолинейном исполнении, в которую введены источники питания (энергосистема, генераторы, двигатели), оказывающие влияние на ток КЗ, а также элементы системы электроснабжения (линии, трансформаторы, реакторы, нагрузки), связывающие источники электроэнергии с местом замыкания. По расчетной схеме составляют схему замещения, на которой выставляют номера узлов.
Таблица 1.1
