Вопросы
к зачёту по релейной защите
Сокращения:
· РС – распределительная сеть
· КЗ – короткое замыкание
· ЭУ – электрические установки
1. | В каком году появились индукционные реле, укажите фирму производитель, какие типы реле на сегодня продолжают эксплуатироваться? | С 1901 г. появляются индукционные реле, построенные на базе индукционных измерительных механизмов. Созданное в шведской электротехнической фирме ASEA индукционное дисковое реле типа RJ, получило широкое применение. У нас оно известно под наименованием ИТ-80 (РТ-80) и до сих пор успешно используется в многочисленных электроустановках 6 и 10 кВ.
| |||
2. | Влияние действия токов короткого замыкания аварийных процессов на оборудование РС. Нарисуйте пример схемы РС с местом КЗ. |
Повреждения вызывают появление значительных аварийных токов и сопровождаются глубоким понижением напряжения на шинах ЭС и ПС. Ток повреждения выделяет большое количество теплоты, которое вызывает сильное разрушение в месте повреждения (точка К) и опасное нагревание проводов неповрежденных ЛЭП и оборудования, по которым этот ток проходит (рис. 1.1). Понижение напряжения нарушает нормальную работу потребителей электроэнергии и устойчивость параллельной работы ЭС энергосистемы (ЭСС).
| |||
3. | Назовите основные причины повреждений, виды повреждений в ЭУ |
Основными причинами повреждений являются: нарушения изоляции токоведущих частей, вызванные ее старением, перенапряжениями, механическими повреждениями; повреждения проводов и опор ЛЭП, вызванные их неудовлетворительным состоянием, гололедом, ураганным ветром, "пляской проводов" и другими причинами; ошибки персонала при операциях отключение разъединителей под нагрузкой или включение их на ошибочно оставленное заземление и др.) Виды повреждений в электрических установках: а, б, в, г – трехфазное, двухфазное, однофазное и двухфазное КЗ на землю; д, е – замыкания одной и двух фаз в сети с изолированной нейтралью.
| |||
4. | На каком представлении основан метод симметричных составляющих? | Метод симметричных составляющих основан на представлении произвольной несимметричной трехфазной системы ЭДС, напряжений или токов в виде суммы трех симметричных систем — составляющих прямой, обратной и нулевой последовательностей. Рассмотрим несимметричную трехфазную систему токов, векторное изображение которой приведено на рис. 10.7, а. Представим каждый из токов в виде суммы трех величин:
в которой первая группа слагаемых İA 1, İB 1, İC 1 образует симметричную систему прямой последовательности, имеет одинаковые модули и фазовые сдвиги на 120° и прямой порядок следования фаз AВС (рис. 10.7, 6), такой же, как принятый при анализе симметричных систем. Вторая группа слагаемых İA 2, İB 2, İC 2 образует симметричную систему обратной последовательности с порядком следования фаз АСВ (рис. 10.7, в).
Рис. 10.7 Наконец, система составляющих нулевой последовательности İA 0, İB 0, İC 0 включает три одинаковых вектора, совпадающих по фазе (рис. 10.7, г).
| |||
5. | Напишите формулы определения токов примой, обратной и нулевой последовательностей. |
| |||
6. | Перечислите требования к защите от повреждений. | Защита от повреждений должна удовлетворять четырем основным требованиям: действовать селективно, быстро, обладать необходимой чувствительностью к повреждениям и надежно выполнять свои функции.
| |||
7. | Что такое селективность? Какие выключатели должны отключаться при КЗ в точках к1 и к2? |
| |||
8. | Что такое быстродействие? | Отключение КЗ должно производиться с возможно большей быстротой для ограничения размеров разрушения в месте повреждения, обеспечения термической стойкости оборудования, кабельных и воздушных ЛЭП, повышения эффективности АПВ ЛЭП и сборных шин, уменьшения влияния снижения напряжения на работу потребителей и сохранения устойчивости параллельной работы генераторов электростанций, а так же для обеспечения безопасности персонала, обслуживающего эл. оборудование, а так же сторонних лиц.
| |||
9. | Что такое чувствительность защиты и что такое дальнее резервирование? | РЗ должна обладать достаточной чувствительностью при возникновении КЗ в пределах зоны ее действия. Так, например, Р31 (рис.1.12) должна отключать повреждения на участке АВ (первом – основном), защищаемом Р31, и, кроме того, иметь достаточную чувствительность для действия при КЗ на следующем (втором – резервируемом) участке ВС, защищаемом Р32. Последняя функция Р31 называется дальним резервированием. Такое резервирование необходимо для отключения КЗ в том случае, если РЗ второго участка (Р32) или выключатель Q2 не подействуют из-за неисправности. Таким образом, РЗ, предназначенные для дальнего резервирования, должны быть чувствительны и к КЗ в конце следующего участка (ВС, рис.1.12). Чувствительность РЗ должна быть достаточной для надежного действия ее при КЗ в конце установленной для нее зоны в минимальном режиме энергосистемы и при замыканиях через переходное сопротивление RП
| |||
10. | Что такое надёжность и чем она обеспечивается? | Требование надежности состоит в том, что РЗ должна безотказно работать при повреждении в пределах установленной для нее зоны и не должна работать неправильно, когда работа ее не предусматривается. Надежность устройств РЗ обеспечивается простотой их схем, уменьшением в них количества элементов, реле, контактных соединений, простотой и надежностью применяемых конструкций и схем, реле, полупроводниковых элементов, качеством изготовления вспомогательной аппаратуры и монтажных материалов, качеством самого монтажа и контактных соединений, а также периодической проверкой исправности РЗ в процессе эксплуатации. Важное значение для надежности РЗ имеет автоматический и тестовый контроль за ее исправностью. | |||
11. | Перечислите структурные части электромеханичесих устройств РЗ. | Измерительная часть (ИЧ) (рис. 1.14) осуществляет непрерывный контроль за состоянием защищаемого объекта и, реагируя на появление в нем повреждения (или ненормального режима), срабатывает и выдает дискретные сигналы на вход логической части (ЛЧ), приводящие ее в действие.
Логическая часть (ЛЧ) воспринимает дискретные сигналы ИЧ, производит с помощью логических элементов (реле) по заданной программе логические операции и подает выходной сигнал о срабатывании РЗ на управляющую часть (УЧ). Рис.1.14. Структурная схема релейной защиты
Управляющая (исполнительная) часть (УЧ) служит для усиления сигнала ЛЧ до значения, необходимого для отключения выключателя и приведения в действие других устройств, поскольку сигналы ЛЧ (особенно при выполнении ее на полупроводниковых элементах) обычно имеют недостаточную мощность, и для размножения сигнала ЛЧ. Источник питания (ИП). Для приведения в действие элементов ЛЧ и УЧ, подачи команды на отключение выключателей, а также для питания полупроводниковых элементов ИЧ и ЛЧ предусматривается специальный источник стабильного напряжения. | |||
12. | Что такое основные защиты и что такое резервные защиты? | Все РЗ делятся на основные и резервные. Основными называются РЗ, обеспечивающие отключение повреждений в пределах защищаемого элемента с требуемыми быстротой и чувствительностью. Резервными называются РЗ, осуществляющие резервирование основной РЗ в случае ее отказа или вывода из работы и защиту следующего участка в случае отказа его РЗ или выключателя. По способу обеспечения селективности действия РЗ подразделяются на два вида. Имеются РЗ, зона действия которых не выходит за пределы защищаемого объекта. Они выполняются без выдержки времени и называются РЗ с абсолютной селективностью. Другая группа РЗ действует при КЗ как на защищаемом элементе, так и за его пределами. Их селективность обеспечивается подбором выдержек времени. Такие РЗ называют защитами с относительной селективностью. По принципу действия измерительных органов, определяющих факт возникновения КЗ и место его нахождения, различают группы РЗ, реагирующие на следующие факторы: увеличение тока, уменьшение сопротивления, появление разности токов по концам защищаемого участка, изменение фаз тока относительно напряжения. | |||
13. | Что называется током срабатывания? | Наименьший ток, при котором реле срабатывает, называется током срабатывания Iср. | |||
14. | Что называется током возврата? | Током возврата реле IВОЗ называется наибольшее значение тока в реле, при котором якорь реле возвращается в исходное положение. | |||
15. | Что такое коэффициент возврата? | Отношение токов IВОЗ /Iср называется коэффициентом возврата кB:
У реле, реагирующих на возрастание тока, Iс.р > IВОЗ и kB < 1. | |||
16. | На чём основан принцип действия электромагнитных реле? Основные элементы реле. | Принцип действия электромагнитных реле основан на притяжении стальной подвижной системы к электромагниту при прохождении тока по его обмотке [15,22]. На рис.2.2 представлены три основные разновидности конструкций электромагнитных реле, содержащих: электромагнит 1, состоящий из стального магнитопровода и обмотки; стальную подвижную систему (якоря) 2, несущую подвижный контакт 3; неподвижные контакты 4; противодействующую пружину 5.
| |||
17. | На чём основан принцип действия индукционных реле. Основные элементы реле. | Работа индукционных реле основана на взаимодействии переменных магнитных потоков с токами, индуктированными ими в подвижной системе реле. Основными элементами реле являются два электромагнита 1 и 2 и подвижная система 3, расположенная в магнитном поле электромагнитов (рис.2.26). Подвижная система выполняется из немагнитного электропроводящего материала в виде медного или алюминиевого диска, либо полого цилиндра (барабанчика), закрепленного на вращающейся оси 4. С осью 4 жестко связан подвижный контакт реле 5, замыкающий при повороте неподвижные контакты 6. Движению диска в сторону замыкания контактов противодействует спиральная пружина 7.
| |||
18. | Структура микропроцессорного терминала. |
Микропроцессорный терминал. Структура терминала показана на рис. 1.4. Он состоит из семи модулей | |||
19. | Назначение трансформатора тока, требование к ТТ. | Трансформаторы тока (ТТ) являются вспомогательными элементами, с помощью которых ИО РЗ получают информацию о значении, фазе и частоте тока защищаемого объекта. От достоверности получаемой информации зависит правильность действия устройств РЗ. Поэтому основным требованием к ТТ, питающим устройства РЗ, является точность трансформации контролируемого тока с погрешностями, не превышающими допустимых значений. | |||
20. | Принцип действия ТТ. Схема замещения. |
| |||
21. | Обозначение выводов обмоток ТТ | Выводы первичной обмотки могут обозначаться произвольно: один принимается за начало Н, авторой – за конец обмотки К (рис.3.2, а). Маркировка же выводов вторичной обмотки выполняется по следующему правилу. При прохождении тока в первичной обмотке от начала Н к концу К за начало вторичной обмотки Н принимается тот ее вывод, из которого в этот момент ток вытекает в цепь нагрузки (рис.3.2, а). Соответственно второй вывод вторичной обмотки принимается за конец обмотки К. При обозначении выводов вторичной обмотки по указанному выше правилу ток в обмотке реле, включенного во вторичную цепь ТТ, имеет такое же направление, как и в случае включения реле непосредственно в первичную цепь (рис.3.2, а). Заводы-изготовители обозначают начало и конец первичной обмотки трансформаторов Л 1 и Л 2, а начало и конец вторичной обмотки И 1 и И 2(рис.3.2, б, в).
| |||
22. | Характеристика намагничивания ТТ, область насыщения магнитопровода. |
| |||
23. | Требование к точности ТТ | На основании опыта эксплуатации и теоретического анализа принято, что для обеспечения правильной работы большинства устройств РЗ погрешность в значении вторичного тока ТТ не должна превышать 10%, а по углу δ 7° | |||
24. | Что такое номинальная нагрузка ТТ | Номинальной нагрузкой ТТ называется максимальная нагрузка, при которой погрешность ТТ равна значению, установленному для данного класса (табл.3.1). Номинальную нагрузку принято выражать в виде полной мощности S ном, В • А, при номинальном вторичном токе 5 или 1 А и cos φ = 0,8, или в виде сопротивления нагрузки Z н.ном, Ом, при котором мощность ТТ равна номинальной S н.ном. Номинальная мощность S hom = U 2 I 2ном, | |||
25. | Схема соединения ТТ и обмоток реле в полную звезду |
| |||
26. | Схема соединения ТТ и обмоток реле в неполную звезду |
С учетом векторной диаграммы I а + I c = – I b, т.е. I о.п равен току фазы, отсутствующей во вторичной цепи (рис. 3.14, б).
| |||
27. | Объём проверки ТТ |
| |||
28. | Опеределение однополярных выводов |
| |||
29. | Снятие вольтамперных характеристик |
| |||
30. | Проверка полной схемы соединений вторичных обмоток ТТ и цепей РЗ. |
| |||
31. | Принцип действия и селективности МТЗ | Максимальные токовые защиты (МТЗ) являются основным видом РЗ для сетей с односторонним питанием. Они устанавливаются в начале каждой ЛЭП со стороны источника питания (рис.4.1, а). Каждая ЛЭП имеет самостоятельную РЗ, отключающую ЛЭП в случае повреждения на ней самой или на шинах питающейся от нее ПС, и резервирующую РЗ соседней ЛЭП. При КЗ в какой-либо точке сети, например вточке К1 (рис.4.1, а), ток КЗ проходит по всем участкам сети, расположенным между источником питания и местом повреждения, в результате чего приходят в действие все РЗ (1, 2, 3, 4). Однако по условию селективности сработать на отключение должна только РЗ 4, установленная на поврежденной ЛЭП. Для обеспечения указанной селективности МТЗ выполняются с выдержками времени, нарастающими от потребителей к источнику питания, как это показано на рис.4.1, б. При соблюдении этого принципа в случае КЗ в точке К1 раньше других сработает МТЗ 4 и отключит поврежденную ЛЭП. Защиты 1, 2 и 3, имеющие большие выдержки времени, вернутся в начальное положение, не успев подействовать на отключение. Соответственно при КЗ в точке К2 быстрее всех сработает МТЗ 3, а МТЗ 1 и 2, имеющие большее время, не успеют подействовать.
| |||
32. | Разновидности максимальной токовой защиты | Максимальные токовые защиты выполняются на электромеханических, статических реле прямого и косвенного действия, защитах с использованием МП терминалов по трех- и двухфазным схемам (см. §3.5). По способу питания оперативных цепей МТЗ косвенного действия делятся на РЗ с постоянным и переменным оперативным током. По характеру зависимости времени действия от тока МТЗ подразделяются на РЗ с независимой и зависимой характеристиками | |||
33. | Принцип действий токовых защит | Одним из признаков возникновения КЗ является увеличение тока в ЛЭП. Этот признак используется для выполнения РЗ, называемых токовыми. Токовые РЗ приходят в действие при увеличении тока в фазах ЛЭП сверх определенного значения. В качестве реле, реагирующих на возрастание тока, служат максимальные токовые реле (см. гл. 2). Токовые РЗ подразделяются на максимальные токовые РЗ и токовые отсечки. Главное различие между этими РЗ заключается в способе обеспечения селективности. Селективность действия максимальных токовых РЗ достигается с помощью выдержки времени. Селективность токовых отсечек обеспечивается соответствующим выбором тока срабатывания | |||
34. | Структурная схема токовой защиты | Измерительная часть МТЗ 1 состоит из измерительных органов ИО (в данном случае токовых реле КА мгновенного действия). В трехфазной схеме ИО предусматриваются на каждой фазе, они питаются вторичными токами соответствующих фаз ТТ, соединенных по схеме звезды. Логическая часть 2 состоит из логического элемента (ЛЭ), выполняющего функцию ИЛИ (DW), органа времени КТ (обычно одного на три фазы), создающего выдержку времени t, сигнального реле КН. Исполнительный орган 3, выполняемый посредством выходного промежуточного реле KL, или тиристорной схемы, срабатывая, передает команду на отключение выключателя Q. Исполнительный орган должен обладать мощным выходным сигналом, достаточным для приведения в действие электромагнита отключения (ЭО) YAТ привода выключателя.
| |||
35. | Принципиальные схемы МТЗ на постоянном оперативном токе | Схемы на электромеханических реле. На рис.4.3 приведена трехфазная схема МТЗ, выполненная на электромеханических реле, которые пока еще преобладают в электрических сетях нашей страны. Построение схемы и все ее элементы соответствуют структурной схеме (см. рис.4.2). Три измерительных органа (рис.4.3, а) выполняются с помощью трех реле РТ-40, орган времени – с помощью реле типа РВ-100, исполнительный элемент – посредством промежуточного реле типов РП-20, РП-16 или других промежуточных реле, контакты которых рассчитаны на ток электромагнита отключения выключателя. Из рассмотрения схемы понятно, что эта защита действует при всех видах КЗ. В случае недостаточного значения тока при К (1) в нулевой провод включается реле КА 0(на схеме оно не показано), чувствительность которого выше, чем у реле КА фв фазах, так как КА 0не надо отстраивать от I нагр mах. Контакты реле КА соединяются по схеме ИЛИ. Питание оперативных цепей защиты осуществляется постоянным током с шин управления (ШУ) через свои предохранители, а электромагнит отключения ЭО от других предохранителей. Трехфазные схемы обычно применяются в сетях с глухозаземленными нейтралями (в России это сети 110кВ и выше).
| |||
36. | Что является исходным для выбора тока срабатывания МТЗ | Исходным для выбора тока срабатывания МТЗ является требование, чтобы она надежно работала при повреждениях на защищаемом участке, но в то же время не действовала при максимальном рабочем токе нагрузки I н mахикратковременных перегрузках, вызванных пуском и самозапуском электродвигателей (см. гл. 18), а также нарушением нормального режима электрической сети.
| |||
37. | Что такое ток самозапуска, коэффициент самозапуска? | Электродвигатели имеются в составе большей части электрических нагрузок. При понижении или исчезновении напряжения, вызванном КЗ либо кратковременным перерывом электроснабжения потребителей при действии АПВ или АВР, электромагнитный момент вращения электродвигателей уменьшается, и они начинают тормозиться. При этом наиболее важные для производства электродвигатели оказываются полностью или частично заторможенными, оставаясь подключенными к сети. При восстановлении напряжения они начинают разворачиваться (самозапускаются), потребляя из сети повышенные пусковые токи. Суммарный ток во время самозапуска может существенно превосходить суммарный максимальный рабочий ток нагрузки I р mахустановившегося режима. Увеличение тока нагрузки из-за самозапуска электродвигателей принято оценивать коэффициентом самозапуска k сзп, показывающим, во сколько раз возрастает ток I р mах. установившегося режима | |||
38. | Что такое чувствительность МТЗ? | Проверка ведется по минимальному значению тока КЗ I K min при повреждении в конце зоны МТЗ, которая должна охватывать защищаемую ЛЭП и резервировать РЗ следующего участка (второго), т.е. линию W2 и трансформаторы, отходящие от шин приемной подстанции В (рис.4.11). Минимальный ток КЗ рассчитывается для реального минимального режима на электростанциях и в сетях, питающих ЛЭП. Чувствительность МТЗ оценивается коэффициентом чувствительности
| |||
39. | Что такое ступень времени? | Для обеспечения селективности выдержки времени МТЗ выбираются по ступенчатому принципу (см. рис.4.1). Разница между временем действия МТЗ двух смежных участков (например, А и В на рис.4.12) называется ступенью времени или ступенью селективности | |||
40. | Схемы МТЗ на переменном оперативном токе | Схемы МТЗ с питанием оперативных цепей от источников переменного тока (см. §1.9) могут выполняться: с непосредственным питанием от ТТ по принципу дешунтирования ЭО выключателей; с питанием выпрямленным током, от специальных блоков питания; с питанием от предварительно заряженных конденсаторов.
| |||
41. | Ток срабатывания отсечки. |
Ток срабатывания мгновенной отсечки должен удовлетворять условию (5.2) при КЗ в конце защищаемой ЛЭП АВ, т. е. в точке М (рис.5.3):
где I к(М)mах – максимальный ток КЗ в фазе ЛЭП при КЗ на шинах подстанции В (точка М на рис.5.3); k отс – коэффициент отстройки.
| |||
42. |
|
| |||
43. |
|
| |||
44. |
|
| |||
45. |
|
| |||
46. |
|
| |||
47. |
|
|
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 108 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| 1. Позитивизм и интерпретивизм. | | | «Құқық негіздері» пәні нені зерттейді? |
Селективность. Селективностью, или избирательностью, РЗ называется ее способность отключать только поврежденный участок сети. Так, при КЗ в точке К1 (рис.1.11) РЗ должна отключать поврежденную ЛЭП выключателем Q2, ближайшим к месту повреждения. При таком действии РЗ электроснабжение всех потребителей, кроме питавшихся от поврежденной ЛЭП, сохраняется. В случае КЗ в точке K2 при селективном действии РЗ должна отключаться поврежденная ЛЭП W1, а ЛЭП W2 оставаться в работе. При этом все потребители сохраняют питание.
Трансформатор тока (рис.3.1, а) состоит из первичной обмотки w 1, включаемой последовательно в цепь контролируемого тока, вторичной обмотки w 2, замкнутой на сопротивление нагрузки Z н, состоящее из последовательно включенных элементов РЗ или измерительных приборов, и стального магнитопровода 1, с помощью которого осуществляется магнитная связь между обмотками. Первичный ток I 1 проходящий по виткам первичной обмотки w l, и ток I 2,индуцированный во вторичной обмотке w2, создают магнитодвижущие силы (МДС) I 1 w l и I 2 w 2, которые вызывают соответственно магнитные потоки Ф 1 и Ф 2, замыкающиеся по стальному магнитопроводу 1. Намагничивающие силы и создаваемые ими магнитные потоки с учетом их положительных направлений, показанных на рис.3.1, геометрически вычитаются, образуя результирующую МДС I нам w 1 и результирующий магнитный поток трансформатора Ф т Поток Ф т, называемый рабочим или основным, пронизывает обе обмотки и наводит во вторичной обмотке ЭДС Е 2, которая создает в замкнутой цепи вторичной обмотки ток I 2.
В начальной части характеристики ток I нам почти пропорционален Ф т. При некотором значении потока Ф т = Ф' тsпроисходит насыщение магнитопровода, вследствие чего I нам возрастает значительно быстрее, чем поток Ф т, что вызывает резкое увеличение погрешностей. Следовательно, для ограничения погрешностей нужно ограничивать значение магнитного потока Ф т, или, иначе говоря, магнитной индукции В т= Ф т /Q, не допуская насыщения магнитопровода
(3.14)
(4.7)
(5.2)