План урока по предмету Релейная защита и электроавтоматика

ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент  План урока Урок № Группа 33 3051 3052 Количество учащихся Дата Предмет      Релейная защита и электроавтоматика  Тема урока:  Защита электрических машин.  Цели урока:   образовательная:  сформировать у студентов понятие о защите электрических машин;  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 20 мин):  1. Организационный момент (3 мин): Проверка присутствия  студентов 2. Активизация и контроль знаний ( Опрос учащихся по следующим вопросам: 1.    Принцип действия продольной дифференциальной токовой защиты      .   2.    Принципиальная схема дифференциальной защиты    .   3.    Особенности выполнения дифференциальной защиты трансформаторов   4.    Способы отстройки от бросков тока намагничивания при включении под напряжение   5.  Часть принципиальной схемы выходных оперативных цепей защиты трансформатора    ..    .    .   3.Изложение нового материала    ( 50 мин):   Защита электрических машин от перегрузок 1.        .   2.    Правильный   выбор   и   настройка   защиты   электрических   машин   позволяют увеличить их рабочий ресурс    .   Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент 3.    Планирование ремонтов электрических машин 4.    Способы отстройки от бросков тока намагничивания при включении под напряжение    .     реле     перегрузки Защита   электрических   машин   от   перегрузок.   Перегрузка   тяговых электрических   машин   может   возникнуть   при   неправильном   управлении   э.п.с. (например,   чрезмерно   быстром   переводе   рукоятки   контроллера   машиниста   в процессе  пуска, особенно в условиях  трогания  поезда на  тяжелом  подъеме), нарушениях в работе аппаратов управления (например, в случае неисправности реле   ускорения,   когда   происходит   быстрое   переключение   двух   илн   более пусковых   ступеней),   резких   колебаниях   напряжения   сети,   а   также   при боксовании   отдельных   колесных   пар,   когда   двигатели   небоксующих   осей принимают на себя большую нагрузку. Для   ограничения   перегрузок   тяговых   двигателей   используют   максимальную токовую   защиту,   выполненную   на   электромагнитных   реле.   Ток   уставки выбирают в соответствии с током, заданным для данного двигателя по условиям коммутации.   Реле   перегрузки   включают   в   каждую   параллельную   цепь двигателей.   Этим   достигается   правильная   реакция   защиты   при   отключении отдельных цепей двигателей из­за их неисправности. Самовосстанавливающиеся на быстродействующий   выключатель   или   главный   выключатель,   которые   имеют принудительное   восстановление.   Реле   перегрузки   с   принудительным восстановлением   воздействуют   на   линейные   контакторы   или   контакторы, которые   подключают   электродвигатели   вспомогательных   машин   к   цепям Восстановление защиты производит машинист специальной кнопкой на пульте управления.   Во   избежание   повторной   перегрузки   двигателей   и   срабатывания защиты   всегда   предусматривают   в   цепях   управления   блокировки,   которые разрешают восстановление защиты только на нулевой или первой позиции главной рукоятки контроллера машиниста. Это вызывает задержку по времени в восстановлении   режима   тяги,   которая   особенно   нежелательна   для   грузовых электровозов   при   пуске   на   тяжелых   подъемах,   когда   потери   силы   тяги сопровождаются   значительной   потерей   скорости.   В   связи   с   этим   на отечественных   магистральных   электровозах   постоянного   тока   ВЛ8,   ВЛ10, ВЛ10У, ВЛ11 и др. получили распространение способы ликвидации перегрузок без выключения цепи тяговых двигателей — так называемая буферная защита. На  моторных  вагонах,  где  перегрузка  двигателей  возникает  только во  время пуска,   реле   перегрузки   может   уменьшить   уставку   реле   ускорения,   как   это предусмотрено на электропоездах. Защита от коротких замыканий. На э.п.с. возникновению короткого замыкания способствуют:   неудовлетворительное   состояние   изоляции   машин   н  аппаратов вследствие   повышенного   нагрева,   увлажнения   или   загрязнения;   ионизация воздействуют   Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент окружающей   среды   нз­за   плохой   вентиляции   и   повышенного   нагрева; неисправности машин, аппаратов и монтажа; чрезмерное повышение напряжения и   перенапряжения,   вызывающие   пробой   изоляции   электрооборудования   или переброс электрической дуги между токоведущими частями аппаратов и машин или токоведущими частями н заземленными конструкциями. Для   защиты   от   коротких   замыканий   применяют   на   электровозах   и электропоездах   постоянного   тока   быстродействующие   выключатели,   а   на моторных вагонах старых серий — линейные контакторы в сочетании с реле максимального тока. В качестве дополнительного средства защиты на моторных вагонах   применяют   высоковольтные   плавкие   предохранители,   которые устанавливают на крыше вагонов. Предохранитель должен прерывать цепь к.з. в тех случаях, когда аварийный моторный вагон находится в так называемой «мертвой зоне» тяговой   сети,  где   ток   к.з.  относительно   мал  и   не  достигает   уставки   защиты тяговых подстанций Ток   уставки   быстродействующего   выключателя   электровоза   или   моторного вагона выбирают таким, чтобы не происходило ложных срабатываний защиты при   реализации   наибольшей   силы   тяги   по   сцеплению   на   высшей   ступени скорости — ступени наибольшего ослабления возбуждения тяговых двигателей при параллельном их соединении При   круговом   огне   на   коллекторах   части   тяговых   двигателей   в последовательной цепи, перебросе дуги на землю между якорями двигателей и различных частичных нарушениях изоляции ток возрастает медленнее, чем при полном   коротком   замыкании,   и   может   не   достигнуть   уставкн быстродействующего выключателя. Защиту оборудования в этом случае обычно осуществляют дифференциальными реле. Дифференциальное реле может иметь уставку, соответствующую произвольной малой разности токов, что позволяет обеспечить   защиту   силовой   цепи   при   любом   порядке   чередования   якорей   и обмоток   возбуждения   тяговых   двигателей,   а   также   во   всем   практически возможном   диапазоне   нагрузок.   Это   реле   не   реагирует   непосредственно   на возникновение кругового огня, но он всегда сопровождается перебросом дуги на корпус двигателя, что вызывает срабатывание дифференциального реле На   э.п.с   переменного   тока   цепи   обмоток   тягового   трансформатора, преобразователей   и   тяговых   двигателей   от   токов   к   з.   защищены   главным выключателем,   который,   выключаясь,   отсоединяет   первичную   обмотку трансформатора   от   токоприемника.   Выключается   он   под   воздействием независимых датчиков. Обычно предусматривают трансформатор тока, который включают   за   главным   выключателем   в   цепь   первичной   обмотки   тягового трансформатора   Уставку   главного   выключателя   по   току   первичной   цепи Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент выбирают   несколько   выше   тока,   соответствующего   максимальной   силе   тяги э.п.с. по сцеплению на высшей ступени скорости. Так как вероятность пробоя первичной обмотки на землю мала, то на э.п.с. переменного тока дифференциальные реле для защиты не применяют. Вторичная обмотка трансформатора, преобразователи, цепи тяговых двигателей не имеют соединения с землей. Поэтому замыкания на землю различных точек вторичной цепи при перебросах дуги, пробое изоляции и других повреждениях, круговой огонь на коллекторах тяговых двигателей, пробой полупроводниковых вентилей   в   плечах   мостов   преобразователей   или   разветвлений   вентильного перехода   только   в   одной   точке   не   приводят   к   аварийному   режиму.   Однако нарушение изоляции в двух точках может привести к короткому замыканию на землю.   Чтобы   исключить   возможность   возникновения   подобного   аварийного режима, необходимо контролировать изоляцию цепей от земли прн замыкании на землю в одной точке и вызывать отключение защищаемой цепи от источника питания   Такой   контроль   на   э.п.с.   переменного   тока   осуществляет   так называемая   земляная   защита   (рис.   255,   а).   Выпрямительный   мост   86, получающий   питание   от   понижающего   трансформатора   77,   вместе   с трансформатором   служат   источником   дополнительного   напряжения   для контроля изоляции. Начало и конец секционированных и несекционированных вторичных обмоток тягового трансформатора 3 соединены с землей через конденсаторы (ЕЮ и др.), для   того   чтобы   на   отдельных   точках   цепи   не   возникали   перенапряжения относительно земли. Через эти конденсаторы, землю и обмотку реле 88 может протекать емкостный ток, который будет вызывать ложные срабатывания реле. Для   исключения   этого   в   цепь   обмотки   реле   88   включен   дроссель   78, рассчитанный на небольшой ток и имеющий значительную индуктивность. Реле заземления контролирует сохранность изоляции двух групп тяговых двигателей, поэтому оно подключено в точке В48 к одной группе, а в точке В49 к другой Резисторы Я37 и Я38 исключают замыкание накоротко этих двух точек. При замыкании на землю любой точки силовой цепн, например а, образуется цепь, показанная на рис. 258, а стрелками. Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент Рис. 255. Схемы защиты от замыканий на землю силовых (а) и вспомогательных (б) цепей на электровозах переменного тока и помехоподавляющего устройства (в) на электровозах ВЛ10, ВЛ10У, ВЛ11 Через реле 88 начинает протекать ток; оно срабатывает и своими контактами разрывает   цепь   удерживающей   катушки   Г   В,   что   приводит   к   отключению последнего. Контакты реле замыкают цепь красной сигнальной лампы. Защита будет срабатывать при замыкании на землю любой точки вторичной обмотки трансформатора. Земляную   защиту   применяют   и   ао   вспомогательных   цепях   электровозов переменного тока (рис. 255, б, где 123 — катушка реле заземления). Защита при пониженном напряжении Понижение напряжения на токоприемнике, а также быстрое восстановление номинального напряжения на э.п.с. вызывают нарушение нормальной работы оборудования (понижение охлаждения тяговых двигателей при понижении напряжения, кругоаой огонь на их коллекторах при толчках   напряжения   и   т.д.).   Чтобы   предотвратить   это,   на   электровозах постоянного   тока   устанавливают   реле   пониженного   напряжения,   которое, сработав,   обычно   только   включает   цепь   сигнальных   ламп   и   сигнализирует машинисту   о   падении   напряжения   в   сети.   Выбор   дальнейших   мер   защиты предоставляется машинисту, причем он должен учитывать условия движения поезда и профиль пути. На моторных вагонах постоянного тока при чрезмерном падении или полном снятнн напряжения реле минимального напряжения (нулевое  реле), сработав, вызывает отключение линейных контакторов, т. е. автоматическое выключение силовой   цепн.   Применение   минимальной   защиты   на   моторных   вагонах обусловлено, во­первых, легкими условиями пуска электропоезда в случае его остановки и, во­вторых, наличием автоматического пуска. На   э.п.с.   переменного   тока   режим   работы   при   пониженном   напряжении возникает   реже,   и   поэтому   специальных   реле   пониженного   напряжения   не Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент предусматривают.   Обычно   уровень   напряжения   машинисты   контролируют   по показаниям   аольтметров.   Прн   понижении   напряжения   нужно   осуществить переход   на   низшие   ступени   регулирования   скорости,   чтобы   уменьшить вероятность возникновения кругового огня на коллекторах тяговых двигателей при последующем резком повышении напряжения в сети Правильный выбор и настройка защиты электрических машин позволяют увеличить   их   рабочий   ресурс,   обеспечить   безаварийную   работу   и повысить эксплуатационную надежность. Защита может действовать на отключение и на сигнал. В первом случае при недопустимом отклонении режимных параметров происходит отключение электрической машины от сети,   во   втором   —   подается   звуковой   или   световой   сигнал   о недопустимом   отклонении   параметров   обслуживающему   персоналу, который и принимает решение о необходимости отключения машины. Применение   защиты   удорожает   машину,   поэтому   выбор   типа   и   числа защит   определяется   не   только   технической,   но   и   экономической целесообразностью их установки. В   ПУЭ   оговариваются   следующие   типы   защит   для   электрических двигателей. Для двигателей напряжением до 1000В предусмотрены: •для двигателей переменного тока — защита от многофазных коротких замыканий  и минимального напряжения, а в сетях с глухозаземленной нейтралью дополнительная защита однофазных замыканий; •для двигателей постоянного тока — защита от коротких замыканий и недопустимого повышения частоты вращения; •для синхронных двигателей — защита от асинхронного режима; •для всех двигателей — защита от перегрузки. Для   двигателей   переменного   тока   напряжением   свыше   1000   В предусмотрены дополнительные виды защит: ­для   двигателей,   имеющих   принудительную   смазку   подшипников,   ­ защита (на сигнал и на отключение) от повышения температуры смазки или прекращения се циркуляции; Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент ­для двигателей, имеющих принудительную вентиляцию, — защита (на сигнал и на отключение) от повышения температуры охлаждающего газа или прекращения вентиляции; ­для двигателей с водяным охлаждением  обмоток и активной стали и имеющих встроенные воздухоохладители, охлаждаемые водой, — защита на   сигнал   от   снижения   циркуляции   воды   и   защита   на   отключение   от прекращения ее циркуляции; ­для блоков «трансформатор—двигатель» общая защита от многофазных коротких замыканий; ­для   синхронных   электродвигателей   ­   автоматическое   гашение   поля   в аварийных режимах (как правило, для двигателей мощностью свыше 500 кВт). Для защиты от коротких замыканий применяются предохранители или автоматические выключатели. Защита от перегрузки должна выполняться с выдержкой времени и может быть   построена   с   использованием   тепловых   реле.   Эта   защита   должна действовать   на   отключение   или   на   сигнал,   и,   если   возможно   —   на разгрузку двигателя. Защита от перегрузки устанавливается при тяжелых условиях пуска (для ограничения длительности пуска при пониженном напряжении)   и   в   тех   случаях,   когда   по   технологическим   причинам возможна перегрузка механизма. 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): Л­1, стр 258 ­ 264  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 ГККП «Политехнический колледж» управления образования города Шымкент Ф ЮКПК  705 ­14 ­2017