Релейная защита и автоматика методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 140211 «Электроснабжение» всех форм обучения Часть 2 Курск 2007 (стр. 2 из 3)
6. Создать кратковременным нажатием кнопки режим внешнего КЗ (КЗ вне зоны действия продольной дифференциальной токовой зашиты), повторить измерения токов и фаз, результат занести в табл. 14.1.
7. По результатам измерений построить векторные диаграммы токов для всех режимов и сделать выводы по работе.
Содержание отчета
1. Схема дифференциальной защиты.
2. Таблица с опытными данными.
3. Векторные диаграммы.
4. Выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Принцип действия продольной дифференциальной токовой защиты трансформатора.
2. Причины возникновения тока небаланса.
3. Мероприятия по снижению тока небаланса.
Лабораторная работа №15
Исследование реле частоты типа РЧ-1
Цель работы - ознакомиться с устройством реле понижения частоты типа РЧ-1; собрать схему испытаний; провести опыты по определению характеристики срабатывания реле; измерить время действия реле.
Пояснения к работе
Реле понижения частоты типа РЧ-1 используются в устройствах автоматической частотной разгрузки. Эти устройства предназначены для отключения части потребителей при снижении частоты в энергосистеме.
Реле типа РЧ-1 выполнено на полупроводниковых элементах и содержит частотно-зависимый элемент, преобразующий изменение частоты сети в изменение фазы. Он состоит из двух цепей частотно-зависимой R3,L,C и частотно-независимой (R1,R2) (рис. 15.1). На вход элемента подается напряжение сети Uс.
Ток I1, проходящий по частотно-независимой цепи и напряжение U1, совпадает по фазе с напряжением Uс. Фаза тока I2, проходящего по частотно-зависимой цепи, будет определяться соотношением сопротивлений XL и ХС, которые зависят от частоты. Поэтому, в зависимости от величины частоты напряжения сети Uс, ток I2 может совпадать, опережать или отставать по фазе oт напряжения Uс (рис. 15.2).
Напряжение U2 совпадает по фазе с током I2. При частоте напряжения сети больше частоты срабатывания реле напряжение U2 отстает от напряжения Uc, а при обратном соотношении частот U2 опережает Uс. Оба этих случая показаны на векторных диаграммах.
Реле РЧ-1 имеет диапазон уставок частоты срабатывания fСР в пределах oт 50 до 45 Гц и частоты возврата fВ в пределах от 51 до 46 Гц. Уставки можно изменять ступенями по 1 Гц при помощи контактных винтов, установленных на лицевой панели, и плавно в пределах 0-1 Гц при помощи переменных резисторов, рукоятки управления которых также выведены на лицевую панель.
Время срабатывания реле можно регулировать в пределах 0,15-0,45 с. Эта регулировка производится установкой контактных пластин между соответствующими выводами на лицевой панели реле. Также на лицевой панели расположена кнопка опробования реле. При нажатии на эту кнопку реле должно, сработать, при условии, что на реле подано напряжение питания, а на вход подано переменное напряжение.
Порядок выполнения
1. Ознакомиться с устройством и принципом действия реле, перечертить схему частотно-зависимого элемента, записать паспортные данные реле.
Рис. 15.1. Схема частотно-зависимого элемента
Рис. 15.2 Векторные диаграммы
2. Собрать схему для снятия характеристики срабатывания (рис. 15.3). Установить время срабатывания реле - 0,15 с. Подавая на вход реле со звукового генератора (ЗГ) переменное напряжение с изменяющейся частотой, определить частоту срабатывания. Уставку срабатывания реле изменять от 50 до 45 Гц с интервалом 0,5 Гц; полученные результаты занести в табл. 15.1; на каждой уставке провести три измерения. Рассчитать среднюю частоту срабатывания, погрешность срабатывания; результаты расчетов занести в табл. 15.1. Построить характеристику срабатывания как fСРΣ = f(fУСТ).
Таблица 15.1 Характеристика срабатывания
| Уставка реле fУСТ, Гц | Частота срабатывания | Средняя частота срабатывания fСРΣ, Гц | Погрешность реле Δf, % | ||
| fСР1, Гц | fСР2, Гц | fСР3, Гц | |||
Средняя частота срабатывания определяется как среднеарифметическое по трем частотам срабатывания
fСРΣ = (fСР1+ fСР2+ fСР3)/3, Гц (15.1)
Погрешность срабатывания реле определяется как
Δf=(fУСТ- fСРΣ)*100%/ fУСТ. (15.2)
3. Собрать схему для измерения времени срабатывания (рис.15.4). Установить на звуковом генераторе частоту ниже частоты срабатывания и запустить схему. Опыт провести для уставок по частоте, равных 50, 47 и 45 Гц, и для уставок по времени, равных 0,15, 0,3, 0,45 с. На каждой уставке времени провести три измерения и рассчитать среднее время срабатывания. Опытные и расчетные данные занести в габл.15.2.
Таблица 15.2 Измерение времени срабатывания
| Уставка реле fУСТ, Гц | Уставка реле tУСТ, с | Время срабатывания | Среднее время срабатывания tСРΣ, с | ||
| tСР1, с | tСР2, с | tСР3, с | |||
4. По полученным результатам сделать вывод о состоянии реле.
Рис. 15.3. Схема испытания реле РЧ-1
Рис. 15.4. Схема измерения времени срабатывания реле РЧ-1
Содержание отчета
1. Тип и паспортные данные реле.
2. Схема частотно-зависимого элемента.
3. Таблицы с опытными и расчетными данными.
4. Характеристика срабатывания.
5. Выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Назначение реле РЧ-1.
2. Преимущества реле РЧ-1 перед индукционными реле частоты.
3. Каким образом изменяется частота срабатывания реле РЧ-1?
4. Каким образом изменяется время срабатывания реле РЧ-1?
Лабораторная работа №16
Исследование трансформатора тока нулевой последовательности
Цель работы - ознакомиться с устройством и принципом действия трансформатора тока нулевой последовательности; собрать схему испытаний; провести испытания.
Пояснения к работе
Для защиты от замыканий кабельных линий в сетях с изолированной нейтралью предусматриваются токовые защиты нулевой последовательности, питающиеся от трансформатора тока нулевой последовательности.
Трансформатор тока нулевой последовательности выполнен на кольцевом магнитопроводе. Первичной обмоткой трансформатора является трехфазный кабель. Вторичная обмотка состоит из одного витка. Магнитные потоки, обусловленные токами трех фаз, замыкаются по всей магнитной системе.
Геометрическая сумма первичных токов в нормальном режиме и при междуфазных КЗ равна нулю, поэтому результирующий поток в таких режимах также равен нулю и тока в обмотке реле, подключенной ко вторичной обмотке трансформатора, нет. Защита на данные режимы не реагирует; по обмотке реле возможно лишь протекание незначительного тока небаланса, причиной возникновения которого является некоторая несимметрия фаз первичной цепи относительно магнитной системы. Для уменьшения тока небаланса вторичную обмотку секционируют.
В случае замыкания на землю в защищаемом кабеле, вследствие появления составляющей тока нулевой последовательности, результирующий поток не будет равным нулю. Во вторичной обмотке будет индуцироваться ЭДС, в реле появится ток и зашита сработает.
Во избежание работы защиты под влиянием токов, проходящих по броне кабеля, провод, заземляющий грабельную воронку, должен быть хорошо изолирован, проходить через трансформатор тока и на выходе присоединяться к контуру заземления. В этом случае токи, замыкающиеся по броне кабеля и по заземлению, проходят в трансформаторе в различных направлениях и их влияние на защиту устраняется.
Порядок выполнения
1. Ознакомиться с конструкцией и паспортными данными трансформатора тока нулевой последовательности, записать его данные.
2. Собрать схему испытаний (рис. 16.1), используя стенд лабораторной работы № 5, для чего заменить накладку № 5 на накладку № 16, присоединить к разъемам трехжильный кабель и пропустить его в окно трансформатора тока нулевой последовательности.
При этом кабель должен быть расположен как можно точнее в центре окна. Имитируя различные виды повреждений, зафиксировать показания всех приборов. Данные занести в табл.16.1.
Рис. 16.1. Схема испытания трансформатора тока нулевой последовательности.
По опытным данным построить векторные диаграммы и сделать вывозы по работе.
Таблица 16.1 Испытание трансформатора тока нулевой последовательности
| Вид повреждения | Показания приборов, А | ||||
| IА | IВ | IС | I0 | IР | |
| Трехфазное КЗ | |||||
| Двухфазное КЗ | |||||
| Двухфазное КЗ на землю | |||||
| Замыкание на землю | |||||
Содержание отчета