У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И РЕЛЕ по дисциплине Электроснабжение сельского хозяй

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-06-09

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 1.2.2025

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОПРОМЫШЛЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

УПРАВЛЕНИЕ ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЧЕЛЯБИНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ

МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

УТВЕРЖДАЮ.

Проректор по УР

Саплин Л. А.

30 июня 1988 г.

_____________________

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ № 4

«СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И РЕЛЕ»

по дисциплине «Электроснабжение сельского хозяйства»

(для студентов специальности 1510)

ЧЕЛЯБИНСК 1989

Целью настоящей работы является исследование токораспределения в схемах соединения трансформаторов тока и реле, применяемых для защиты электроустановок при различных видах коротких замыканий.

При выполнении релейных защит применяются следующие схемы соединения трансформаторов тока ТА и реле тока КА:

Схема полной звезды (с тремя или четырьмя реле).
Схема неполной звезды (с двумя или тремя реле).
Схема полного треугольника (с двумя или тремя реле).
Схема неполного треугольника (с одним реле).
Схема трехтрансформаторного фильтра тока нулевой последовательности.
Схема однотрансформаторного фильтра тока нулевой последовательности.

Выбор той или иной схемы определяется:

назначением защиты;

условиями чувствительности защиты;

видами повреждений, на которые должна реагировать защита.

Токи, протекающие во вторичных обмотках трансформаторов тока, отличаются от первичных токов на коэффициент трансформации КI (рис. 1):

; ;

Схемы соединений трансформаторов тока и реле характеризуются коэффициентом схемы Ксх, который определяется как отношение тока в реле Iр к вторичному току трансформатора тока I2:

Рис. 1. Схема полной звезды соединения трансформатора тока и реле

Коэффициент схемы учитывается при расчете уставок и оценке чувствительности, зашиты, его значения зависят от выбранной схемы и составляют 1; и 2.

При сборке схемы необходимо учитывать начала и концы обмоток трансформатора тока, начала обмоток обозначаются точками.

На лабораторном стенде вместо реле к трансформаторам тока подключаются амперметры, которые показывают значения токов в цепях схемы.

При проведении опытов схема собирается при отключенном напряжении, вместо реле подключаются амперметры, в конце линии или за трансформатором создается соответствующее короткое замыкание и включением рубильника подается питание.

Ниже приведены – для изучения — 8 схем соединения трансформаторов тока и реле.

СХЕМА ПОЛНОЙ ЗВЕЗДЫ

Трехфазная схема с соединением трансформаторов тока и реле в полную звезду (см. рис. 1) имеет 3 или 4 реле. Четвертое реле устанавливается в обратный провод, соединяющий концы вторичных обмоток ТА с реле, для выполнения защиты нулевой последовательности.

Схема реагирует на все виды коротких замыканий КЗ и поэтому применяется в сетях с глухим заземлением нейтрали, т. е. в сетях напряжением 0,38; 110 кВ и выше. Вторичные обмотки трансформаторов тока соединены последовательно с реле, т. е. обтекаются одним и тем же током, поэтому схема полной звезды имеет Ксх = 1 при всех видах КЗ.

По обратному проводу протекает ток, равный геометрической сумме токов фаз . При коротких замыканиях

по обратному проводу течет, ток небаланса, обусловленный неидентичностью характеристик и погрешностями трансформаторов тока.

Соберите схему полной звезды, подключая к ТА вместо реле амперметры. В конце линии создайте с помощью перемычек короткое замыкание согласно табл. 1, подайте напряжение на схему и запишите значения токов в линии и реле. То же самое, проделайте при других видах КЗ (КЗ — короткое замыкание).

Таблица 1

Токи в схеме полной звезды соединения ТА и реле

Вид КЗ	Ток, А	Ксх
	линии	вторичных обмоток	обрат. провода	реле
	IА	IВ	IС	Iа	Iв	Iс	IN	IКАа	IКАв	IКАс
АВС
АВСN
AB
ABN
AN

На основе данных табл. 1 постройте векторные диаграммы токов при всех видах КЗ. В качестве примера на рис. 2 приведены эти диаграммы для полной звезды.

По обратному проводу не протекают токи прямой и обратной последовательности, так как векторы этих систем дают в сумме ноль. Токи же нулевой последовательности совпадают по фазе, и поэтому по обратному проводу проходит утроенное значение тока при одно- и двухфазных замыканиях на землю.

Рис. 2. Векторные диаграммы токов в схемах полной звезды соединения трансформаторов тока и реле

СХЕМА НЕПОЛНОЙ ЗВЕЗДЫ

Двухфазная двух- или трехрелейная схема соединения трансформаторов тока и реле в неполную звезду (рис. 3) не имеет в фазе В трансформатора тока, поэтому не защищает электроустановку от однофазного КЗ фазы В и не может применяться в сетях с глухим заземлением- нейтрали. Схема применяется только в сетях с изолированной нейтралью, т. е. в 6; 10; 20 и 35 кВ. Она проще полной звезды и имеет Ксх = 1. Третье реле устанавливается только тогда, когда схема защищает силовой трансформатор (с соединением обмоток «звезда — треугольник» или «треугольник — звезда»).

Рис. 3, Схема неполной звезды соединения

трансформаторов тока и реле

Соберите схему и исследуйте токораспределение при КЗ; указанных в табл. 2, данные измерений внесите в эту таблицу.

Таблица 2

Токи в схеме неполной звезды соединения ТА и реле

Вид КЗ	Ток, А	Ксх
	линии	вторичных обмоток	обрат. провода	реле
	IА	IВ	IС	Iа	Iв	Iс	IN	IКАа	IКАс
АВС
AB
AС
ВN

Постройте векторные диаграммы токов для КЗ, указанных в табл. 2.

СХЕМА НЕПОЛНОЙ ЗВЕЗДЫ ПРИ ЗАЩИТЕ

ТРАНСФОРМАТОРА СО СХЕМОЙ СОЕДИНЕНИЯ

ОБМОТОК Y/Δ

Трансформаторы 35/10 и 35/6 кВ имеют схему соединения обмоток «звезда – треугольник». При двухфазном КЗ фаз А и В со стороны «треугольника» (у понижающего трансформатора сторона низшего напряжения) ток в фазах А и С со стороны звезды протекает в два раза меньше, чем в незащищенной фазе В (рис:..4) Поэтому при данном виде КЗ чувствительность защиты уменьшается в два раза по сравнению с КЗ фаз АС и ВС. Для повышения чувствительности защиты в обратный провод устанавливается третье дополнительное реле, по которому проходит арифметическая сумма токов фаз А и С, т. е. чувствительность схемы не снижается.

Соберите схему, соединив обмотки силового трансформатора в «звезду — треугольник», подключив трансформатор к линии,

Рис. 4. Распределение токов в схеме неполной звезды при КЗ

фаз А и В за трансформатором со схемой соединения обмоток Y/Δ

исследуйте токораспределение в схеме .неполной звезды при КЗ, указанных в табл. 3.

По данным таблицы убедитесь, что защита при отсутствии дополнительного реле КА может не сработать при замыкании фаз А и В за трансформатором.

Постройте векторные диаграммы токов.

Таблица 3

Токи в схеме неполной звезды соединения ТА и реле при защите силового

трансформатора со схемой обмоток Y/Δ

Вид КЗ	Ток, А	Ксх
	линии	вторичных обмоток	обрат. провода	реле
	IА	IВ	IС	Iа	Iв	Iс	IN	IКАа	IКАв	IКАс
АВС
AB
ВС
АС

СХЕМА ПОЛНОГО ТРЕУГОЛЬНИКА

Схема полного треугольника (рис. 5) применяется для защиты силовых трансформаторов со схемой соединения обмоток Y/Δ или Δ/Y, если

Рис.5. Схема полного треугольника соединения

трансформаторов тока и реле

установлена дифференциальная защита или есть встроенные в силовой трансформатор или выключатель трансформаторы тока. Схема имеет два (чаще всего) или три реле, соединенные в неполную или полную звезду. При неполной звезде в фазе В реле не устанавливается; в этом случае при однофазном КЗ фазы В ток протекает по реле фазы А, и защита срабатывает.

Соберите схему, подключив амперметры вместо реле к вторичным обмоткам ТА. Исследуйте токораспределение в схеме при КЗ, указанных в табл. 4.

Коэффициент схемы рассчитывается по большему значению тока через реле.

Постройте векторные диаграммы токов.

Таблица 4

Токи в схеме полного треугольника соединения ТА и реле

Вид КЗ	Ток, А	Ксх
	линии	вторичных обмоток	реле
	IА	IВ	IС	Iа	Iв	Iс	IКАа	IКАв	IКАс
АВС
ABСN
AB
АN

СХЕМА НЕПОЛНОГО ТРЕУГОЛЬНИКА ,

Двухфазная однорелейная схема соединения трансформаторов тока и реле на разность токов двух фаз (схема неполного треугольника) (рис. 6) —самая простая схема и применяется для защиты сетей только 6 и 10 кВ.

Рис. 6. Схема неполного треугольника соединения трансформаторов тока и реле

Соберите схему, подключив к вторичным обмоткам ТА амперметр. Исследуйте распределение токов в схеме при КЗ, указанных в табл. 5 (после проведения опытов схему не разбирать!).

Таблица 5

Токи в схеме неполного треугольника соединения ТА и реле

Вид КЗ	Ток, А	Ксх
	линии	вторичных обмоток	реле
	IА	IВ	IС	Iа	Iс	IР
АВС
AB
AС
ВN

Постройте векторные диаграммы токов.

СХЕМА НЕПОЛНОГО ТРЕУГОЛЬНИКА ПРИ ЗАЩИТЕ ТРАНСФОРМАТОРА СО СХЕМОЙ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК Y/Δ

Схема неполного треугольника не защищает трансформаторы 35/10 и 35/6 кВ со схемой соединения обмоток Y/Δ и. Δ/Y. Убедитесь в этом, подключив к линии (к схеме рис. 6) трансформатор (рис. 7).

Исследуйте токораспределение в схеме при КЗ, указанных в табл. 6.

Рис. 7. Распределение токов в схеме неполного треугольника соединения трансформаторов тока и реле при КЗ фаз А и В за трансформатором со схемой соединения обмоток Y/Δ

Таблица .6

Токи в схеме неполного треугольника соединения ТА и реле при защите силового трансформатора со схемой обмоток Y/Δ

Вид КЗ	Ток, А	Ксх
	линии	вторичных обмоток	реле
	IА	IВ	IС	Iа	Iв	IР
АВС
AB
ВС
СА

Постройте векторные диаграммы токов.

СХЕМА С ТРЕХТРАНСФ.ОРМАТОРНЫМ ФИЛЬТРОМ ТОКА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Схема фильтра тока нулевой последовательности состоит из трех ТА и одного реле тока (рис, 8). Схема применяется для выполнения защит электроустановок напряжением 0,38; 35 кВ и выше.

Вторичный ток нулевой последовательности

Суммирование токов трех фаз произведено соединением одноименных выводов вторичных обмоток ТА.

Рис. 8. Схема трехтрансформаторного фильтра

тока нулевой последовательности

Соберите схему, включив последовательно со вторичными обмотками ТА амперметр. Исследуйте токораспределение в схеме в зависимости от вида КЗ (табл. 7).

Таблица 7

Токи в схеме трехтрансформаторного фильтра нулевой последовательности

Вид КЗ	Ток, А	Ксх
	линии	вторичных обмоток ТА	реле
	IА	IВ	IС	Iа	Iв	Ic	IР
АВС
AB
ABN
AN

Постройте векторные диаграммы токов.

СХЕМА С ОДНОТРАНСФОРМАТОРНЫМ ФИЛЬТРОМ ТОКА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Схема с однотрансформаторным фильтром тока нулевой последовательности (рис. 9) применяется в сетях 6, 10 кВ для выполнения защит от замыканий на землю.

Рис. 9. Схема подключения трансформатора тока нулевой

последовательности

В данной схеме суммируются не токи фаз, а магнитные потоки ФА, ФВ, ФС, созданные токами линии. Результирующий магнитный поток

пересекает обмотку ТА, наводя в ней ЭДС, под действием которой через реле КА протекает ток.

Подключите кабель к линии и пропустите его через окно ТА. Исследуйте распределение токов в схеме при КЗ, указанных в табл. 8.

Таблица 8

Токи в схеме однотрансформаторного фильтра нулевой последовательности

Вид КЗ	Ток, А
	линии	реле
	IА	IВ	IС	IР
АВС
AB
ABN
AN

Убедитесь в преимуществе схемы на рис, 9 перед схемой на рис. 8.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Схемы на рис. 1—9 и табл. 1—8.

Векторные диаграммы токов для каждой схемы.

ВОПРОСЫ

Каково назначение схемы полной звезды соединения трансформаторов тока и реле? Сколько реле и ТА содержит схема? В каких сетях применяется? На какие КЗ реагирует? Каков коэффициент схемы?
Ответьте на аналогичные вопросы (п. 1) по схеме неполной звезды соединения трансформаторов. Почему необходимо третье реле в обратном проводе схемы при защите силового трансформатора со схемой соединения обмоток «звезда—треугольник» или «треугольник —звезда»?
Ответьте на аналогичные вопросы (п. 1) по схеме полного треугольника соединения трансформаторов тока и реле. Почему схема работоспособна при установке только двух реле? Почему имеется несколько коэффициентов схемы? Как отличаются по чувствительности защиты схемы полной звезды и полного треугольника?
Ответьте на аналогичные вопросы (п. I) по схеме неполного треугольника соединения трансформаторов тока и реле. Почему схему нельзя применять в сетях 35 кВ и выше? При каких видах КЗ схема имеет минимальную и максимальную чувствительность?

5. Каково назначение схемы трехтрансформаторного фильтра тока нулевой последовательности? Сколько ТА и реле содержит схема? В каких сетях применяется? На какие виды КЗ реагирует? Почему появляется ток небаланса, протекающий в реле при трехфазном КЗ?

Ответьте на аналогичные вопросы (п. 5) по схеме однотрансформаторного фильтра тока нулевой последовательности. Почему защита на этом фильтре более чувствительна по сравнению с защитой на трехтрансформаторном фильтре?
Как определяется коэффициент схемы? Где учитывается его величина при расчетах? Почему для схем полного и неполного треугольника в расчете максимальных токовых защит берется Ксх =, хотя схемы имеют еще два значения коэффициента?
Сколько токов срабатывания при различных видах КЗ имеет МТЗ, выполненная по схеме неполного треугольника для защиты сетей 6, 10 кВ? Каким видам КЗ соответствуют эти токи срабатывания и по какому из них оценивается чувствительность защиты?
Сколько токов срабатывания при различных видах КЗ имеет МТЗ, выполненная на схеме полного треугольника с двумя реле тока для защиты сетей 6, 10, 20 и 35 кВ? По какому из них определяется чувствительность защиты?
Сколько токов срабатывания при различных видах КЗ имеет МТЗ; выполненная по схеме полного треугольника для защиты сетей 110 кВ и выше? По какому из них оценивается чувствительность защиты от однофазных и двухфазных токов КЗ?
Почему трансформаторы тока в схемах неполной звезды, неполного треугольника обязательно должны быть установлены в одноименные фазы всех отходящих от шин линий?

ЛИТЕРАТУРА

Чернобровов Н. В. Релейная зашита.– М.: Энергия, 1974. С. 114 — 125.
Андреев В. А. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения.— М.: Высшая школа, 1985. С. 38—40, 128—132.

1. Медицина Гиппократа
2. 1Относительныеизменяются в соответствии с новым местоположением формулы А5Е172Абсолютныессылки не изменя
3. тема ее состав и структура Исполнитель- Специальность- ФиК Группа- 2 зачетной книжки-
4. Проблемы взаимоотношений с партнером экономически независимой женщины
5. Курсовая работа на тему- Расчет и проектирование санитарно ~ защитной зоны полигона твердых бытовых отход
6. тема на базе которой строится программный ERPкомплекс для конкретного предприятия должна поддерживать очен
7. Педагогический дебют 2
8. ые годы XV века он много путешествует стремится примирить различные христианские течения Европы с церковью
9. Муниципальное прав
10. тематичний аспекти Спеціальність 10

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе