ОРЗЭП - Лаб 3 / ОРЗЭП - Лаб 3

Тольяттинский государственный университет

Институт энергетики и электротехники

Кафедра «Электроснабжение и электротехника»

Лабораторная работа №3

«Изучение дифференциальной защиты сборных шин»

по дисциплине: «Основы релейной защиты электрохозяйства предприятий»

Выполнили: Осипов А.Д.

Назаров М.А.

Цветков Е.Д.

Ковалевич В.Г.

Проверила: Самолина О.В.

Тольятти 2017

1. Цель работы

Изучение принципа действия дифференциальной защиты сборных шин, моделирование коротких замыканий в зоне действия защиты и вне зоны действия защиты.

2. Схема лабораторной установки

1. Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

2. Соедините гнезда «ТК» источника G1.

3. Соедините гнезда защитного заземления устройств, используемых в эксперименте, с гнездом «PE» источника G1.

4. Соедините аппаратуру в соответствии с электрической схемой соединений (Рисунок 2.1 и 2.2).

5. Переключатели режимов работы трехполюсных выключателей A3, А4, А5 и A6 установите в положение «АВТ», выключателя A11 ‒ в положение «РУЧН». Параметры линий электропередачи A1 и A2 переключателями установите, например, следующими: R=200 Ом, L/RL=1,2/32 Гн/Ом, С1=С2=0 мкФ. Величины активных нагрузок блока А7 выставьте равными, например, 60% от 50 Вт во всех трех фазах, индуктивных блока А8 ‒ 25% от 40 вар в одной из используемых фаз и 50% от 40 вар в других.

6. Включите источник G1. О наличии напряжения должны сигнализировать светящиеся лампочки.

7. Включите выключатели «СЕТЬ» выключателей А3, А4, А5, А6, А11, блока А13 ввода-вывода цифровых сигналов.

8. Приведите в рабочее состояние персональный компьютер А15, войдите в соответствующий каталог и запустите прикладную программу «Дифференциальная защита шин.exe».

9. Задайте уставки защиты по варианту, заданному преподавателем, нажав на соответствующую виртуальную кнопку.

10. Для моделирования короткого замыкания вне зоны действия защиты присоедините выключатель А11 к точке К1.

11. Начните запись, введите защиту.

12. Смоделируйте короткое замыкание, включив выключатель А11.

13. Через 0,5-1 с отключите выключатель А11, выведите защиту, остановите запись. Проанализируйте записанные осциллограммы.

14. Для моделирования короткого замыкания в зоне действия защиты присоедините выключатель А11 к точке К0.

15. Начните запись, введите защиту.

16. Смоделируйте короткое замыкание, включив выключатель А11.

17. После срабатывания защиты проанализируйте состояние схемы и записанные осциллограммы тока.

18. При работе с программой следует пользоваться ее возможностями.

    1. Масштабирование осциллограмм производится путем нажатия на графике левой клавиши мыши и, не отпуская ее, перемещения манипулятора слева направо и сверху вниз. Возврат к начальному масштабу осуществляется обратным перемещением манипулятора ‒ справа налево и снизу вверх.

    2. Двигать график осциллограмм относительно осей координат можно путем нажатия и удержания на нем правой кнопки мыши и ее одновременного перемещения в нужную сторону.

    3. Для удобства определения значений величин по графикам на экране отображаются текущие координаты указателя мыши.

    4. На экране также отображается состояние выключателей А3, А4, А5, А6.

    5. Запись электромагнитных процессов в схеме производится программой в циклический буфер. Параметры буфера можно изменять в пункте меню «Настройки».

2.18 По завершении экспериментов отключите источник G1 и выключатели «СЕТЬ» блоков А3, А4, А5, А6, А11, А13.

Рисунок 2.1 ‒ Схема электрических соединений

Рисунок 2.2 ‒ Схема электрических соединений (продолжение)

На рисунке 2.3 представлена принципиальная схема лабораторной установки для изучения принципа действия дифференциальной защиты.

3. Результаты опытов

3.1. Моделирование трехфазного КЗ вне зоны действия защиты. На рис.3.1 представлена компьютерная модель тока присоединений шин в единицу времени при трехфазном КЗ вне зоны действия дифференциальной защиты. На рис. 3.2 представлена модель тока дифференциальной обмотки реле.

Рисунок 3.1 – Токи ввода и присоединений шин

Рисунок 3.2 – Ток дифференциальной обмотки реле

3.2. Моделирование трехфазного КЗ в зоне действия дифференциальной зашиты. На рис.3.3 представлена компьютерная модель тока присоединений шин в единицу времени при трехфазном КЗ вне зоны действия дифференциальной защиты. На рис. 3.4 представлена модель тока дифференциальной обмотки реле.

Рисунок 3.3 – Токи ввода и присоединений шин

Рисунок 3.4 – Ток дифференциальной обмотки реле

Вывод:

Изучили принцип действия дифференциальной защиты сборных шин экспериментальным путем, смоделировали трехфазные короткие замыкания в зоне и вне зоны защиты. С помощью программного обеспечения получили изображения графиков протекания токов в системе при КЗ на различных участках линии. Как видно из полученных графиков (рис.3.1, рис.3.2), при КЗ вне зоны действия защиты, токи на присоединениях защищаемой шины возрастают на 1А за время протекания КЗ, а ток дифференциальной обмотки находился в пределах 0 - 0,2 А. Данные процессы связаны с протеканием в цепи токов небаланса. При возникновении КЗ в зоне действия дифференциальной защиты, ток ввода заметно превышает токи присоединений на шине, как видно на графиках (рис.3.3, рис.3.4); в это время в дифференциальной обмотке реле протекает ток КЗ, равный по значению току ввода, что способствует срабатыванию данного реле и отключению выключателей на защищаемом участке. Таким образом, можно сделать вывод, что защита сработала надежно, время отключения составило порядка 0,1-0,2 с.