План урока по предмету Релейная защита и электроавтоматика

ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент  План урока Урок № Группа 26 3051 3052 Количество учащихся Дата Предмет      Релейная защита и электроавтоматика  Тема урока:  Защита трансформатора.  Цели урока:   образовательная:  сформировать у студентов понятие назначений и видов защиты трансформаторов;  развивающая:  дать  основные  определения   и  термины,  часто  используемые  при работах с установками релейной защиты;  воспитательная: вызвать у студентов интерес к предмету, к профессии , к специальности  техника­электрика. Тип урока: комбинированный    Ресурсы   урока:  Электронные   плакаты  ,   материалы, презентация по теме. Межпредметные связи: ЭПП, ЭТМ,    раздаточные   материалы,   видео     ТОЭ, Наладка, ЛЭП.       ХОД УРОКА 1. Организационный момент (3 мин): Проверка присутствия  студентов 2. Активизация и контроль знаний ( Опрос учащихся по следующим вопросам: 1.Центробежные электронасосы.   2.Схема защиты электроустановки.   3.Повреждения и ненормальные режимы работы электродвигателей.    . 4.Виды защиты электроустановки   20 мин):        3.Изложение нового материала    ( 50 мин):  1.    Основные и резервные защиты 2.    Основными защитами трансформатора и АТ являются 3.    Резервные защиты стороны среднего напряжения АТ     .   4. Виды защиты электроустановки.   5.    Газовая защита трансформатора.  ..    .   Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент 6. Струйная защита бака РПН. Все защиты трансформатора можно разделить на две группы: основные и резервные защиты. Основные   защищают   трансформатор   от   внутренних   повреждений   и ненормальных режимов в самом трансформаторе или на его ошиновках. Резервные защищают обмотки трансформатора от сверхтоков внешних к.з. при повреждениях на присоединениях прилегающей сети, а также по возможности резервируют основные защиты трансформатора. Основными   защитами   трансформатора   и   АТ   являются: диф­ ференциальная   токовая   защита   трансформатора,   газовая   защита трансформатора,   газовая   защита   РПН,   токовая   отсечка,   устанавливаемая   со стороны   питания   на   трансформаторах   малой   мощности,   дифференциальная токовая защита ошиновки низшего напряжения АТ, дифференциальная токовая защита ошиновки высшего и среднего напряжения АТ. Газовая   защита   трансформатора   содержит   два   элемента:   сигнальный   и отключающий. Сигнальный действует на сигнал при слабом газообразовании и при понижении уровня масла. Отключающий   действует   на   отключение   трансформатора   со   всех   сторон   с запретом АПВ трансформатора при интенсивном газообразовании и движении масла   со   скоростью   0,6­1,5   м/сек   по   маслопроводу   между   баком трансформатора и расширителем, а также при дальнейшем (после срабатывания сигнального элемента) понижении уровня масла. Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент Для   защиты   от   повреждений   контакторов   РПН   применяется   газовая   защита РПН. Защита выполняется с помощью струйного реле, устанавливаемого между баком РПН и расширителем. Газовая защита РПН действует на отключение трансформатора со всех сторон с запретом АПВ трансформатора. Сигнальный элемент у струйных реле отсутствует. Дифференциальная   защита   трансформатора   реагирует   на   все   виды   к.з.   (за исключением однофазных замыканий на землю в обмотке 6­10­35кВ) в зоне,  ограниченной  трансформаторами  тока (ТТ). При   замене   выключателя   трансформатора   обходным   выключателем дифференциальная защита переключается с ТТ заменяемого выключателя на ТТ обходного выключателя. Защита действует на отключение трансформатора со всех сторон с запретом АПВ. Дифференциальная защита ошиновки высшего (среднего) напряжения АТ. Защита   охватывает   зону   между   встроенными   ТТ   АТ   и   выносными   ТТ выключателей,   действует   без   выдержки   времени   на   отключение   АТ   со   всех сторон без запрета АПВ АТ. Дифференциальная защита цепей низшего напряжения АТ. В   зону   действия   этой   защиты   входят   линейный   трансформатор,   реактор   и ошиновка цепей низшего напряжения от встроенных ТТ АТ до выносных ТТ в ячейке ввода низшего напряжения.Защита действует на отключение АТ со всех сторон с запретом АПВ. В   качестве   резервной   защиты   трансформаторов тупиковых   и   отпаечных подстанций   используется   максимальная   токовая   защита   (МТЗ)   с   пуском напряжения или без пуска напряжения. МТЗ устанавливается на каждой стороне трансформатора. Со стороны питания (110кВ,220кВ) МТЗ, как правило, действует с двумя выдержками времени. С меньшей выдержкой времени на отключение ввода 10кВ, а с большей – на отключение трансформатора со всех сторон. В   случае,   когда   с   высокой   стороны   трансформатора   установлены короткозамыкатель  и отделитель, основные защиты без выдержки  времени, а резервные защиты с наибольшей выдержкой времени дейс­ твуют   на   включение   короткозамыкателя,   тем   самым   создавая   искусственное однофазное   короткое   замыкание,   отключаемое   защитой   питающих   линий.   В бестоковую   паузу   (при   АПВ   питающих   линий)   производится   автоматическое Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент   после   чего   поврежденный   трансформатор отключение   отделителя, (автотрансформатор) оказывается полностью отключенным. Передача команды – импульса на отключение выключателя с питающей стороны линии при повреждении в трансформаторе, не имеющем выключателя с высокой стороны, может выполняться и без включения короткозамыкателя (для создания искусственного   короткого   замыкания).Такая   команда   может   подаваться   с помощью телеотключения по высокочастотному каналу. С целью ближнего резервирования защит трансформатора предусматривается резервная независимая МТЗ­110кВ. Эта  защита  является  полностью  автономной как  по  цепям  тока,оперативным цепям, так и по выходным цепям. Резервная   МТЗ­110   с   выдержкой   времени   большей   времени   срабатывания основной   МТЗ­110   действует   на   отдельную   катушку   включения короткозамыкателя   или   на   отдельную   катушку   отключения   выключателя   на стороне 110кВ. С   выдержкой   времени   большей   времени   действия   защит   на   включение короткозамыкателя УРОКЗ действует на отключение отделителя. При   этом   допускается   разрешение   отделителя   во   имя   спасения   самого трансформатора. На   отпаечных   трансформаторах   и   тупиковых   подстанциях   110кВ   могут применяться и одноступенчатые токовые защиты нулевой последовательности, действующие на отключение трансформатора. На   автотрансформаторах   транзитных   подстанций с   высшим   напряжением 220­750кВ в качестве резервных защит используются дистанционные защиты (ДЗ) и направленные токовые защиты нулевой последовательности (НТЗНП). Дистанционные   защиты   предназначены   для   отключения   междуфазных   к.з.,   а НТЗНП – для отключения одно­ и двухфазных  к.з.  на землю. Как   правило,   на   высшей   и   средней   стороне   АТ   устанавливаются двухступенчатая ДЗ и 3­х ступенчатая НТЗНП. Оперативное   ускорение   (О/У)   первых   или   вторых   ступеней   ДЗ   и   НТЗНП стороны высшего или среднего напряжения АТ ( время 0,3­0,6 сек) вводится оперативным персоналом в случае вывода из работы дифференциальной защиты трансформатора,   дифзащиты   ошиновки   высшего   напряжения   АТ,   дифзащиты шин среднего напряжения. Цель О/У резервных защит АТ – ускорить действие резервных защит АТ при близких внешних к.з. или к.з. в самом АТ. Следует   отметить,   что   на   время   ввода   О/У   резервных   защит,   возможно   их неселективное действие при к.з. в прилегающей сети. Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент Резервные   защиты   АТ   стороны   высшего   напряжения   действуют   с   первой (меньшей)   выдержкой   времени   на   отключение   всех   выключателей   высшего напряжения, а со второй (большей) – на отключение АТ со всех сторон. На ПС, имеющих на стороне 330кВ схему первичных соединений “полуторная”, резервные защиты стороны 330кВ АТ действуют с первой (меньшей) выдержкой времени на деление шин 330кВ (отключение всех выключателей В12), со второй – на отключение выключателей 330кВ своего АТ, и с третьей (наибольшей) – на отключение своего АТ со всех сторон. Резервные защиты стороны среднего напряжения АТ при схеме первичных соединений   этой   стороны   “секционированная   С.Ш.”   действуют   с   первой выдержкой   времени   на   отключение   ШСВ,   со   второй   –   на   отключение   своей стороны и с третьей – на отключение АТ со всех сторон. Такое ступенчатое действие резервных защит позволяет сохранить в работе те АТ, которые отделяются от места к.з. после деления систем шин. Автоматическое ускорение (А/У) резервных защит при включении выключателя стороны высшего напряжения (А/У – 750, А/У­330) и при включении выключателей стороны среднего напряжения ( А/У­ 220,   А/У­110)   действует   на   отключение   выключателя,   включаемого   на   к.з. ключом управления или устройством ТАПВ. При этом на каждой стороне АТ ускоряются до 0,4­0,5 сек I и II ступени ДЗ и II ненаправленная ТЗНП. Индивидуальная защита от непереключения фаз выключателей стороны среднего и высшего напряжения АТ. Защита выполняется только на выключателях с пофазным управлением. Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, возникающего при включении выключателя одной или двумя фазами. Защита действует на отключение трех фаз включаемого выключателя. Выдержка времени защиты (0,15 ¶ 0,25 сек) выбрана по условию отстройки от разновременности включения фаз выключателя. Защита от неполнофазного режима на стороне 330 кВ (750) АТ (ЗНР­330). Назначение защиты – ликвидация неполнофазного режима, возникающего при неполнофазном   отключении   одного   выключателя   330   кВ   АТ   и   трехфазном отключении второго выключателя 330 кВ АТ. Защита, как правило, действует на отключение АТ со всех сторон. Выдержка времени ЗНР­330 на 0,3 сек выше выдержки времени индивидуальной защиты от непереключения фаз выключателя. Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент На АТ­750кВ  для контроля состояния изоляции вводов 750кВ АТ применяется устройство КИВ­750. Принцип   действия   устройства   –   измерение   геометрической   суммы   токов, протекающих  под  воздействием   рабочего  напряжения  через  изоляцию  вводов 750 кВ трех фаз. При исправной изоляции геометрическая сумма токов, входящих в реле типа КИВ, близка к нулю. В случае частичного повреждения изоляции ввода одной из фаз появляется ток небаланса, который фиксируется защитой. Устройство   типа   КИВ   имеет   измерительный   элемент   для   оперативного контроля и отключающий элемент. Отключающий элемент действует на отключение АТ со всех сторон. Защита от перегрузки. В   качестве   такой   защиты   устанавливается   токовая   защита,   действующая   с выдержкой   времени   на   сигнал   в   случае   перегрузки   по   току   любой   обмотки трансформатора. Навигация по записям Силовые   масляные   трансформаторы   –   самые   дорогостоящие   элементы оборудования распределительных подстанций. Трансформаторы рассчитаны на продолжительный срок службы, но при условии, что они будут работать в нормальном   режиме,   и   не   будут   подвергаться   недопустимым   токовым перегрузкам, перенапряжениям и другим нежелательным режимам работы. Для   предотвращения   повреждения   трансформатора,   продления   его   срока службы   и   обеспечения   его   работы   в   нормальном   режиме   нужны   различные устройства защиты и автоматики. Рассмотрим, какие устройства защиты и автоматики предусмотрены в силовых масляных трансформаторах.  Газовая защита трансформатора Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент Газовая   защита   является   одной   из   основных   защит   трансформатора.   Данная защита предназначена для отключения трансформатора 110 кВ от сети в случае возникновения внутренних повреждений в баке силового трансформатора. Данное   защитное   устройство   устанавливается   в   маслопроводе,   который соединяется   бак   трансформатора   с   его   расширителем.   Основной конструктивный   элемент   газового   реле   ­   поплавок   и   две   пары   контактов, которые соединяются при опускании поплавка. При нормальном режиме работы газовое   реле   заполнено   трансформаторным   маслом,   и   поплавок   находится   в верхнем положении, при этом обе пары контактов разомкнуты. В   случае   возникновения   межвитковых   коротких   замыканий   обмоток трансформатора,   либо   в   случае   так   называемого   горения   стали   (нарушения изоляции листов стали магнитопровода) в баке появляются газы, образующиеся при   разложении   электротехнических   материалов   под   воздействием электрической дуги. Образующийся газ попадает в газовое реле и вытесняет из него масло. При этом поплавок   опускается   и   замыкает   контакты.   В   зависимости   от   количества скапливаемого газа могут замыкаться контакты, действующие на сигнал либо на полное отключение трансформатора от сети. Срабатывание   газового   реле   может   быть   также   по   причине   значительного снижения уровня масла в баке силового трансформатора, что свидетельствует о полном   отсутствии   масла   в   расширителе.   То   есть   данное   устройство   также выступает   в   роли   защиты   от   чрезмерного   снижения   уровня   масла   в трансформаторе. Струйная защита бака РПН Силовые трансформаторы 110 кВ имеют, как правило, встроенное устройство регулировки   напряжения   под   нагрузкой   (РПН). Устройство   РПН находится   в отдельном отсеке бака трансформатора, изолированного от основного бака с обмотками.   Поэтому   для   данного   устройства   предусмотрено   отдельное защитное устройство ­ струйное реле. Все   повреждения   внутри   бака   РПН   сопровождаются   выбросом трансформаторного   масла   в   расширитель,   поэтому   в   случае   наличия   потока масла   мгновенно   срабатывает   струйная   защита,   осуществляя   автоматическое отключение силового трансформатора от электрической сети. Реле уровня масла (РУМ) Газовое реле сигнализирует о полном отсутствии масла в расширителе силового трансформатора, но необходимо вовремя обнаружить недопустимое снижение уровня масла ­ эту функцию выполняет реле уровня масла (РУМ). Реле уровня масла устанавливается, как правило, в расширителе основного бака трансформатора,   а   также   расширителе   бака   РПН,   Устройство   настраивается таким   образом,   чтобы   поплавок   ­   основной   конструктивный   элемент   реле, Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент замыкал   контакты   реле   в   случае   снижения   уровня   масла   ниже   минимально допустимого значения для данного силового трансформатора. Данное   защитное   устройство   дает   сигнал   на   срабатывание   аварийной сигнализации, что позволяет вовремя обнаружить снижение уровня масла.  Дифференциальная защита трансформатора (ДЗТ) Дифференциальная защита трансформатора (ДЗТ) является основной защитой трансформатора   и   служит   для   защиты   от   коротких   замыканий   обмоток трансформатора и токопроводов, находящихся в зоне действия данной защиты. Принцип действия данной защиты основан на сравнении токов нагрузки каждой из   обмоток   трансформатора.   В   нормальном   режиме   на   выходе   реле дифференциальной защиты отсутствует ток небаланса. В случае возникновения двух   или   трехфазного   короткого   замыкания   возникает   ток   небаланса   – дифференциальный ток и реле действует на полное отключение трансформатора от сети. 4. Закрепление нового материала (10 мин):  Опрос учащихся по следующим вопросам: 1. Назначение дифференциальной защиты; 2. Токовая отсечка (основная защита от КЗ в двигателе); 3. Дифференциальная защита трансформатора (ДЗТ); 5. Домашнее задание ( 3 мин): Л­3, стр 323 ­ 326  6. Подведение итогов урока.  Выставление и комментарии оценок (  2 мин): ___________________ 7. Рефлексия (  2 мин):____________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ «Проверено»: ___________________                       Нуранова Ж.У.                                    (Председатель ПЦК)                                     (ФИО преподавателя)         Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017