Лабораторная работа № 6 дифференциальная защита сборных шин
Цель работы - ознакомиться с принципами построения дифференциальной защиты сборных шин; изучить действие схемы защиты в различных режимах работы; рассчитать параметры действия защиты.
Пояснения к работе
Дифференциальная защита шин основывается на том же принципе, что и дифференциальные защиты генераторов. Для питания защиты на всех присоединениях устанавливаются трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации.
Дифференциальное реле подключается к трансформаторам тока всех присоединений так, чтобы при первичных токах, направленных к шинам, в нем проходил ток, равный сумме токов всех присоединений. Тогда при внешних коротких замыканиях (КЗ) ток в реле равен нулю и реле не действует, а при КЗ на шинах ток в реле равен сумме токов КЗ, притекающих к месту повреждения, и защита работает. В данной лабораторной работе моделируются сборные шины, имеющие один ввод и три нагрузки, как показано на рис.6.1.
Рис.6.1. Схема включения дифференциальной защиты шин
Короткие замыкания можно устраивать на защищаемых шинах и вне зоны действия защиты – на одном из присоединений.
С помощью специальной программы на компьютере моделируется дифференциальная защита шин.
Если схема собрана правильно, то при коротком замыкании в зоне действия защиты последняя срабатывает, при КЗ вне зоны – не срабатывает. Схема электрических соединений приведена на рис.6.2 и 6.3.
Рис.6.2. Электрическая схема соединений
Рис.6.3. Электрическая схема соединений (продолжение)
«Условная» система сборных шин (показана на рис.6.1 жирной линией) соединена с одной фазой трехфазного источника питания G1 через модели линий электропередачи А1, А2 и вводный выключатель А3. От системы шин получают питание три присоединения, смоделированные отдельными фазами активной нагрузки А7 и индуктивной нагрузки А8. Каждое присоединение подключено через свой выключатель – соответственно А4, А5 и А6.
Выключатель А11 включен как короткозамыкатель между «нулем» схемы и одной из указанных на схеме точек. Трансформаторы тока блоков А9 и А10 измерительных трансформаторов тока и напряжения фиксируют токи ввода и присоединений сборных шин.
Вторичные обмотки трансформаторов тока блоков А9 и А10 подключены к аналоговым входам коннектора А14, соединенного гибким шлейфом с платой ввода/вывода PCI6024E персонального компьютера А15. Розетки «УПР.» трехполюсных выключателей А3, А4, А5, А6 гибкими кабелями подключены к розеткам терминала А12, гнезда которого соединены с гнездами блока А13 ввода-вывода цифровых сигналов согласно электрической схеме соединений.
Порядок выполнения работы
Убедиться, что
устройства, используемые в эксперименте,
отключены от сети электропитания.
Соединить гнезда «ТК» источника G1.
Соединить гнезда защитного заземления
"
"
устройств, используемых в эксперименте,
с гнездом «РЕ» источника G1.
Соединить аппаратуру в соответствии с
электрической схемой соединений.
Переключатели режимов работы трехполюсных выключателей А3, А4, А5 и А6 установить в положение «АВТ.»., выключателя А11 – в положение «РУЧН.». Параметры линий электропередачи А1 и А2 переключателями установить, например, следующими: R = 200 Ом, L/RL=1,2/32 Гн/Ом, С1=С2=0 мкФ. Величины активных нагрузок блока А7 выставить равными, например, 60% от 50 Вт в используемой фазе, индуктивных нагрузок блока А8 – 25 % от 40 Вар в одной из используемых фаз и 50% от 40 Вар – в другой.
Включить источник G1. Включить выключатели «СЕТЬ» выключателей A3, А4, А5, А6, А11, блока А13 ввода-вывода цифровых сигналов.
Привести в рабочее состояние персональный компьютер А15, войти в соответствующий каталог и запустить прикладную программу «Дифференциальная защита шин.exe».
Задать уставки защиты, нажав на соответствующую виртуальную кнопку. Для моделирования короткого замыкания вне зоны действия защиты присоединить выключатель А11 к точке К1.
Начать запись, ввести защиту. Смоделировать короткое замыкание, включив выключатель А11. Через 0,5-1 с отключить выключатель А11, вывести защиту, остановить запись. Проанализировать записанные осциллограммы.
Для моделирования короткого замыкания в зоне действия защиты присоединить выключатель А11 к точке К0. Начать запись, ввести защиту. Смоделировать короткое замыкание, включив выключатель А11. После срабатывания защиты проанализируйте состояние схемы и записанные осциллограммы тока.
По завершении экспериментов отключить источник G1 и выключатели «СЕТЬ» блоков А3, А4, А5, А6, А11, А13.
Содержание отчета
1.Схема защиты, исследуемые в лабораторной работе.
2 Осциллограммы токов при КЗ, моделируемых в работе.
3. Результаты расчетов уставок защиты.
4. Векторные диаграммы.
5.Выводы по работе.
Контрольные вопросы
1. Принцип действия дифференциальной защиты сборных шин.
2. Факторы, влияющие на работу дифференциальной защиты шин.
З. Как определяется коэффициент чувствительности защиты?
4. Назначение торможения в дифференциальных защитах.
5. Какие схемы соединения обмоток трансформаторов тока используются в дифференциальных защитах ?