Устройство АЧР. Устройство АЧР работает при дефиците генерирующей мощности в энергосистеме для предотвращения аварийного понижения частоты. Нужно знать, что такое лавина частоты, как ведут себя разные потребители при понижении частоты; как это отражается на технологии производства и для чего применяется это устройство автоматики. Необходимо учитывать требования, предъявляемые к устройствам АЧР, и расчет их параметров. В системе электроснабжения промышленных предприятий и сельского хозяйства может быть применена местная разгрузка. Надо понять, для чего это делается, по какой схеме и при каких отклонениях параметров режима электропередачи. Применяются две основные категории АЧР (I и II), имеющие разные уставки срабатывания по частоте и разное быстродействие. Нужно знать принцип действия реле частоты, как осуществляется схема АЧР, как обеспечивается автоматическое повторное включение отключающихся приемников (ЧАПВ).
Вопросы для самопроверки
Какие требования предъявляются к устройствам АВР? Какие факторы надо учитывать при выборе уставок реле напряжения и времени устройства АВР? Выполнение пусковых органов минимального напряжения (ПОН) и частоты. Как влияет длительность перерыва питания на самозапуск электродвигателя? Как осуществляется АВР линии, питающейся от двух источников? В чем заключается целесообразность применения АПВ? Какие требования предъявляются к устройствам АПВ? В каких случаях применяется ускорение защиты до и после АПВ? Как это выполняется практически? Каковы условия допустимости несинхронного АПВ? В чем особенность схем АПВ на линиях с двусторонним питанием? Как достигается однократность действия АПВ? Каково назначение АЧР? Что такое регулирующий эффект нагрузки? Укажите основные принципы действия АЧР? Почему недопустима работа энергосистемы при частоте ниже 47 - 48 Гц? Для чего применяется несколько очередей АЧР? Каковы причины, приводящие к снижению частоты в энергосистеме? Как определить величину мощности, отключаемой одной очередью устройства АЧР? В каких случаях допустимо применение АПВ при работе АЧР? Что такое лавина частоты и напряжения и как протекают эти процессы?
Схемы соединения трансформаторов тока и токовых реле в трехфазных сетях. Испытание электромеханических реле. Испытание полупроводниковых реле (РСТ, РСН, РСМ-13). Исследование трехступенчатой токовой защиты линии с односторонним питанием. Испытание дифференциального реле с торможением типа ДЗТ-11. Исследование реле РНТ-565, ДЗТ-21, РСТ-15. Исследование продольной дифференциальной токовой защиты понижающего трансформатора. Исследование защиты асинхронного двигателя. Устройство АВР трансформаторов. Трехфазное АПВ линии с односторонним питанием. Цифровая защита SPAC-801 фидера 10 кВ. 7. Вопросы, выносимые на экзамен
Назначение релейной защиты (РЗ). Виды повреждений и ненормальные режимы в системах электроснабжения. 3х-фазные КЗ, 2х-фазные КЗ, однофазные КЗ. Напряжение и токи в петле КЗ. Распределение напряжений от точки КЗ до источника. Векторные диаграммы напряжений и токов при КЗ. Требования, предъявляемые к РЗ. Реле и их классификация. Электромагнитные реле. Принцип действия и особенности в работе. Поляризованные реле. Герконы. Токовое реле РТ-40. Реле прямого действия РТМ. Реле напряжения РН-50. Вспомогательное реле: промежуточные, указательные, реле времени. Индукционное реле тока РТ-80: устройство, работа, характеристики. Интегральные микросхемы и их применение в релейных защитах (операционные усилители, компараторы, пороговые элементы, триггер Шмитта, и др.) Устройство, работа реле на интегральных микросхемах (РСТ-11,РМ-11) Принцип построения сложных реле на полупроводниковых элементах со сравнением абсолютных величин U1 и U2. Построение реле на сравнении фаз мгновенных значений двух величин U1 и U2. Устройство и работа реле мощности на сравнении двух электрических величин: блок-схема реле, суммирующие устройство, схемы сравнения. Устройство и работа цифровых реле. Трансформаторы тока: устройство, работа. Схемы соединения трансформаторов тока и их свойства. Токовые фильтры: фильтр тока нулевой последовательности. Фильтр тока обратной последовательности. Магнитные датчики тока. Трансформаторы напряжения: устройство, работа. Схемы соединения трансформаторов напряжения. Фильтры: ФНОП; устройство, работа; ФННП, устройство, работа. Источники оперативного тока; постоянный оперативный ток. Источники переменного оперативного тока. Зарядное конденсаторное устройство. Максимальная токовая защита (МТЗ); назначение; схемное исполнение МТЗ. Настройки МТЗ: определение Iср. МТЗ и выдержки времени (tср. МТЗ) Схемы МТЗ с дешунтированием катушки отключения. МТЗ нулевой последовательности. Токовая отсечка; принцип действия, настройка, применение. Замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью. Компенсация ёмкостных токов. Схема замещения для токов нулевой последовательности при замыкании на землю. Токораспределение токов нулевой последовательности в реальной электрической сети 6-35 кВ. Устройство контроля изоляции; защита ЧСЗ-М; ЗЗП Максимальная направленная токовая защита (МНЗ); назначение, схемное исполнение. Настройка МНЗ; ток срабатывания (Iср. МТЗ), время срабатывания (tср. МТЗ). Индукционное реле мощности; устройство, работа, характеристики. Недостатки МНЗ; схемы подключения реле мощности. Продольная дифференциальная защита; устройство, работа; выбор тока срабатывания дифференциальной защиты (Iср. ДЗ). Ток небаланса Iнб. Поперечная дифференциальная защита; применение. Поперечная направленная дифференциальная токовая защита. Дистанционная защита; принцип действия, защита с трехступенчатой характеристикой срабатывания, схемное исполнение. Полупроводниковые реле полного сопротивления с круговой характеристикой. Высокочастотные каналы по ЛЭП; назначение, устройство. Дифференциально-фазная высокочастотная защита; устройство, работа. Программные защиты. Устройство, работа. Аварийные и ненормальные режимы работы силовых трансформаторов. Требования ПУЭ по защите силовых трансформаторов. Дифференциальная защита трансформаторов и ее особенности в настройке. Устройство и работа реле РНТ-560, ДЗТ-11, РСТ-15. Расчет дифференциальных защит трансформаторов: определения Iср, Wур, kч. Роль тормозной обмотки WТ. Бросок тока намагничивания и его особенности, где они используются. Газовая защита трансформатора; устройство, работа. Конструкции газовых реле. Требования к монтажу. Назначение и устройство РПН. Автоматизация РПН. Причины появления тока небаланса Iнб и меры по их ограничению в дифференциальных защитах силовых трансформаторов. Распределение токов в обмотках трансформатора с соединением обмоток Y/Д при двухфазном к. з. на стороне НН (Д). Защита трансформатора от перегрузок и внешних к. з. Защита трансформатора без выключателя на высокой стороне. Цифровые защиты трансформаторов: устройство, работа Аварийные и ненормальные режимы работы синхронных генераторов (СГ). Требования ПУЭ по защите СГ. Внешняя характеристика и векторная диаграмма СГ. Защита от междуфазных к. з. в обмотках статора. Продольные дифференциальные защиты, настройка. Защита от замыканий обмотки статора на корпус (землю). Устройство и работа ТННП с подмагничиванием. Защита от сквозных токов к. з. Особенности в защите обмоток возбуждения турбогенераторов и гидрогенераторов. Схемное исполнение защит. Цифровая защита СГ: устройство, работа Автоматическое регулирование возбуждения СГ. Назначение и требования к АРВ. Простое компаундирование полным током статора как вид АРВ. Схемное исполнение, работа. Внешняя характеристика СГ при различных cosг. Фазовое компаундирование как вид АРВ. Схемное исполнение и работа. Трансформатор фазового компаундирования (ТФК), устройство, работа. Коррекция напряжения. Релейная форсировка СГ. Автоматическое гашение поля (АГП) генератора, требования к АГП. Защита от потери возбуждения. Асинхронный режим работы СГ. Защита. Асинхронные двигатели (АД). Вращающий момент электродвигателей и момент сопротивления механизма, их характеристики. Пуск электродвигателей; аварийные и ненормальные режимы. Защита АД до 1000 В от к. з. на базе магнитного пускателя, на базе контактора. Настройка защит. Защита АД от перегрузок, обрыва фаз, понижения напряжения. Схемное исполнение. Защита АД, выше 1000 В. Требования ПУЭ. Защита АД выше 1000 В от междуфазных к. з. Схемное исполнение, настройка. Защита АД от замыканий на корпус (землю). Защита двигателей постоянного тока. Цифровая защита двигателей: устройство, работа. Характеристика режима сети 6-35 кВ при замыкании фазы на землю. Схемное замещение, векторные диаграммы. Схема замещения для токов нулевой последовательности. Токораспределение токов нулевой последовательности в распределительных сетях 6-35 кВ. Фильтры токов нулевой последовательности (ФТНП); фильтры напряжения нулевой последовательности. Требования при установке. Схемы защит от замыкания на землю: а) Токовая защита нулевой последовательности. Схемное исполнение, настройка, недостатки. Реле нулевой последовательности РТЗ-51; б) Направленные защиты нулевой последовательности. Схемное исполнение. Защита типа ЗЗП-1М. Импульсное реле направления мощности;
в) Защиты, реагирующие на высшие гармоники тока замыкания. Схемы устройства УСЗ-2/2, УСЗ-ЗМ, их работа;
г) Схемы, реагирующие на токи переходного режима (i-разрядный и i-зарядный); схема распределения переходных токов (i-разрядный и i-зарядный) при замыкании; знаки волн тока, напряжения, мгновенной мощности при замыкании на землю. Схемное исполнение РЗ.
Максимальные токовые защиты от к. з. в сети с глухозаземленной нейтралью. Распределение токов нулевой последовательности при однофазном к. з. Ненаправленная МТЗ нулевой последовательности. Устройство, работа, настройка. Направленная токовая защита нулевой последовательности. Устройство, работа, настройка. Виды всех возможных защит применяемых от повреждений и ненормальных режимов ЛЭП. Их краткая характеристика и настройка. Цифровая защита ЛЭП: устройство, работа. Высокочастотные каналы воздушных ЛЭП. Дифференциально-фазовая высокочастотная защита: устройство, работа. Защита сборных шин. Роль и требования к АПВ. Классификация. Схема и работа механического однократного АПВ. Схема и работа электрического однократного АПВ. Работа АПВ на межсистемных ЛЭП. Уравнительные токи. Напряжение биения. Реле контроля синхронизма. АПВ с ожиданием синхронизма. Устройство, работа. АПВ с улавливанием синхронизма. Устройство, работа. Ключи управления. Назначение и роль АЧР; баланс мощностей в энергосистеме. Регулирующий эффект нагрузки. Очереди АЧР. Реле частоты РЧ-1; устройство, работа. Назначение АВР. Холодный и горячий резерв. АВР источников, ЛЭП, трансформаторов, секционных шин. Пусковые органы АВР. Схемы. Контрольные задания Общие указания Выполнение контрольных работ поможет глубже усвоить теоретический материал курса и приобрести необходимые навыки в решении практических задач в области релейной защиты. Студенты выполняют одну контрольную работу и одну курсовую. Исходные данные для всех вариантов приведены в таблице №1 и однолинейной электрической схеме на рис. 1. и рис. 2.
