3.4. Учебники и учебные пособия

Литература, указанная в библиографическом списке, имеется в библиотеке и читальном зале СЗТУ. Кроме того, учебные материалы в электронном виде находятся на сервере поддержки дистанционного обучения СЗТУ.

Адрес сайта http://elib.nwpi.ru.

Доступ к электронным документам библиотеки предоставляется только в авторизованном режиме. Студенты СЗТУ могут БЕСПЛАТНО получить пароль для авторизации в Читальном зале или Медиатеке УИЦ.

Иногородние студенты могут узнать свой пароль, отослав письмо с ФИО, номером паспорта и номером зачётной книжки по электронному адресу

[e-mail]

3.5. Технические средства обеспечения дисциплины

При чтении лекций используется слайды, разработанные в среде Microsoft Office PowerPoint.

При выполнении лабораторных работ используются:

- программно-логическая модель микропроцессорного терминала защиты и автоматики присоединений 6-35 кВ ТЭМП 2501-11 (деловая игра);

- виртуальная модель централизованного АПВ и АВР подзем­ной части системы электроснабжения угольной шахты (деловая игра);

- микропроцессорный терминал защиты и автоматики присоединений 6-35 кВ ТЭМП 2501-11 промышленного изготовления;

- модель присоединения 6-35 кВ, реализованная на базе блока нагрузки для проверки релейных защит К514;

- шкаф КРУ серии С-410 производства АВС Электротехника.

3.6. Методические указания к выполнению лабораторных работ Общие указания

В процессе изучения дисциплины студенты должны выполнить лабораторные работы, основной целью которых является закрепление теоретического материала по курсу.

Студенты очно-заочной формы обучения выполняют шесть работ, студенты заочной формы обучения – четыре работы.

До выполнения лабораторных работ студенты должны прослушать лекции по темам 1.2 и 2.1 или самостоятельно проработать теоретический материал. Перед каждым занятием необходимо ознакомиться с целью, теоретическими положениями, заданием и порядком выполнения работы. Студенты, обучающиеся с применением ДОТ, выполняют лабораторные работы на учебном сайте СЗТУ.

Лабораторные работы проводятся в дисплейных классах университета и лабораториях кафедры электроснабжения и представляют собой виртуальное (деловые игры) и физическое моделирование работы релейной защиты и автоматики в системах электроснабжения различных объектов.

После выполнения всех лабораторных работ каждый студент должен оформить отчет. На титульном листе отчета указываются название дисциплины, номера и названия лабораторных работ, фамилия, инициалы и шифр студента. Текст отчета должен быть изложен аккуратно, с обязательным приведением цели работы, исходных данных, схем, единиц измерения физических величин, распечаток результатов расчетов. При оформлении отчета оставляются поля шириной 3-4 см для замечаний преподавателя.

К экзамену по дисциплине допускаются студенты, в полном объеме выполнившие лабораторные работы и оформившие и защитившие отчеты.

Работа №1. Настройка токовых защит в программно-логической модели терминала тэмп 2501-11

Цель работы. Получение навыков программирования:

- уставок токовых защит;

- ввода в работу (вывода из работы) защит;

- положений программных переключателей;

- обратнозависимых характеристик срабатывания защит;

- коэффициентов трансформации трансформаторов тока на базе программно-логической модели терминала ТЭМП 2501-11.

Основные теоретические сведения. Программно-логическая модель терминала защиты ТЭМП 2501-11 (далее программа-симулятор) представляет собой математическую модель, воспроизводящую внешний вид терминала и полностью имитирующую все функции защиты и автоматики, реализованные в реальном терминале ТЭМП 2501-11.

Рабочее окно программы симулятора показано на рис. 3.6.1. Назначение всех позиций меню и элементов управления терминалом защиты будет излагаться последовательно по мере необходимости.

Включение питания терминала осуществляется нажатием кнопки «Включить питание», расположенной в верхнем меню. Там же выбирается одна из схем присоединения:

- схема 1 – линия;

- схема 2 – вводной выключатель;

- схема 3 – секционный выключатель;

- схема 4 – трансформатор.

Вся работа с терминалом защиты выполняется шестью кнопками управления, расположенными на его лицевой панели «С», «Е», «», «», «» и «».

Каждое нажатие кнопки «Е» приводит к вхождению в следующий пункт меню. Каждое нажатие кнопки «С» приводит к возврату к предыдущему пункту меню. Кнопки «», «», «» и «» используются для движения по текущему пункту меню.

Рис. 3.6.1. Общий вид рабочего окна программы-симулятора

Вся информация о состоянии терминала выводится на его дисплей. В исходном состоянии терминала на дисплее высвечивается следующая информация (рис. 3.6.2):

Готов Сраб Неисп

Е=МЕНЮ С=ВЫХОД

При движении по меню информация на дисплее меняется.

Рис. 3.6.2. Лицевая панель терминала защиты

Общая характеристика токовых защит терминала

Устройство ТЭМП 2501 обеспечивает следующие токовые защиты присоединения:

- трехступенчатую ненаправленную максимальную токовую защиту (МТЗ 1, МТЗ 2 и МТЗ 3);

- одноступенчатую ненаправленную токовую защиту от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ);

- защиту от несимметричного режима работы нагрузки и обрыва фаз (ЗОФ).

МТЗ 2, МТЗ 3, защиты ОЗЗ и ЗОФ выполнены с несколькими независимыми выдержками времени:

- МТЗ 3 имеет две независимые выдержки времени Т3 и Т3.1;

- МТЗ 2 имеет три независимые выдержки времени Т2, Т2.1 и Т2.2;

- защита ОЗЗ имеет две независимые выдержки времени, Т0 и Т0.1;

- ЗОФ имеет две независимые выдержки времени, Тd и Тd.1.

Разные выдержки времени одной защиты используются для организации возможности раздельного действия на цепи отключения, сигнализации, автоматики.

МТЗ 3 и защита ОЗЗ имеют как независимые, так и обратнозависимые характеристики срабатывания.

ЗОФ реализуется путем определения максимального I_max и минимального I_min токов в трёх фазах и вычисления тока небаланса по формуле

Уставки по току МТЗ и ОЗЗ выставляются в долях номинального тока In. Уставка по току ЗОФ выставляется в процентах. Уставки по времени всех защит выставляются в секундах.

Терминал защиты ТЭМП 2501 имеет две группы уставок (Группа 1 и Группа 2). Активной группой (действующей в настоящий момент) может быть только одна. Переход с одной группы уставок на другую осуществляется, например, при изменении режима работы присоединения.

Терминал защиты ТЭМП 2501 имеет заводские уставки всех защит по току и времени. Для загрузки заводских уставок в верхнем меню рабочего окна программы-симулятора следует выбрать пункт «Файл», затем пункт «Заводские установки» и нажать кнопку «Да».

Ниже приводятся достаточно подробные описания работы с меню терминала защиты ТЕМП 2501-11 на примерах:

- изменения уставок защит;

- изменения положений программных переключателей;

- установки обратнозависимых характеристик токовых защит;

- установки коэффициентов трансформации токов.

Необходимо хорошо усвоить основные принципы работы с меню терминала, поскольку в последующих работах таких подробных описаний не будет.

Изменение уставок по току

Для выставления уставок по току в меню терминала нужно выполнить следующие действия:

- нажать кнопку «Е» и войти в основное меню;

- нажатиями кнопки «» перейти к пункту меню «Уставки»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «Группа 1»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «Ступени защит»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «3 ступень МТЗ»;

- нажатием кнопки «» выбрать нужную ступень МТЗ или ступень защиты ОЗЗ или ступень ЗОФ;

- нажать кнопку «Е», появится текущее значение уставки по току, например, МТЗ 3, In : 1.50 – уставка по току третьей ступени МТЗ;

- для изменения выбранной уставки снова нажать и не отпускать кнопку «Е» до тех пор, пока не появится запрос пароля, в котором будет мигать младший разряд;

- кнопками «», «», «» и «» установить значение пароля (заводская установка пароля 001);

- нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления строки с текущим значением уставки, в котором будет мигать младший разряд;

- кнопками «» и «» изменить, если требуется, значение младшего мигающего разряда; для перехода к другому разряду использовать кнопки «» и «»; кнопками «» и «» можно менять значение только мигающего разряда;

- после установки нового значения уставки нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления строки «- - -», затем нового значения уставки;

- для записи в память нового значения уставки нажать и не отпускать кнопку «С» до появления сообщения «Сохр. в: Групп1»; для сохранения уставки нажать кнопку «Е»;

- нажатиями кнопки «С» вернуться в исходное состояние терминала:

Готов Сраб Неисп

Е=МЕНЮ С=ВЫХОД

Изменение уставок по времени

Уставки защит по времени:

- Т1 (для МТЗ 1),

- Т2 (для МТЗ 2),

- Т3 (для МТЗ 3),

- Т0 (для ОЗЗ),

- Тd (для ЗОФ)

устанавливаются аналогично уставкам по току.

Вывод защит из работы

При необходимости можно вывести из работы МТЗ 1, МТЗ 2 и ЗОФ. Для вывода защиты из работы необходимо выполнить следующие действия:

- нажать кнопку «Е» и войти в основное меню;

- нажатиями кнопки «» перейти к пункту меню «Уставки»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «Группа 1»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «Ступени защит»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «3 ступень МТЗ»;

- нажатием кнопки «» выбрать нужную защиту, которую нужно вывести из работы, например МТЗ 1;

- нажать кнопку «Е» и кнопкой «» дойти до строки Ввод МТЗ 1 : Да;

- нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления запроса пароля (если прошло более 3 минут после последнего редактирования уставок) или строки Ввод МТЗ 1 : Да, в которой будет мигать первая буква слова «Да»;

- кнопками «», «» установить «Нет»;

- нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления строки «- - -», затем строки Ввод МТЗ 1 : Нет

- для записи в память новой информации нажать и не отпускать кнопку «С» до появления сообщения «Сохр. в: Групп1»; для сохранения нажать кнопку «Е»;

- нажатиями кнопки «С» вернуться в исходное состояние терминала

Изменение положений программных переключателей

Изменение функциональных возможностей терминала защиты выполняется с помощью программных переключателей (ключей). Имеется три группы ключей SGB, SGF и SGR. Каждый ключ группы может принимать два положения:

- 1 – ключ замкнут;

- 0 – ключ разомкнут.

В зависимости от состояния того или иного ключа осуществляется:

- ввод в работу (вывод из работы) отдельных защит;

- выбор вида обратнозависимой характеристики МТЗ 3 и защиты ОЗЗ;

- ввод в работу (вывод из работы) выдержек времени отдельных выдержек времени защит;

- выбор группы уставок МТЗ (Группа 1 или Группа 2);

- выбор вида защит, действие которых запрещает АПВ;

- разрешение работы выходных реле;

- выбор режима работы выходных реле;

- выбор выполняемых выходными реле функций и др.

Для загрузки заводских установок ключей в верхнем меню рабочего окна программы-симулятора следует выбрать пункт «Файл», затем пункт «Заводские установки» и нажать кнопку «Да».

Изменение положений ключей выполняется в следующей последовательности:

- нажать кнопку «Е» и войти в основное меню;

- нажатиями кнопки «» перейти к пункту меню «Уставки»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «Группа 1»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «Ступени защит»;

- кнопкой «» выбрать нужную группу ключей, например группу SGF, и нажать кнопку «Е»; появится сообщение о текущей контрольной сумме первой подгруппы ключей: «SGF1 : 016»;

- нажатием кнопки «» выбрать нужную подгруппу ключей, например, подгруппу SGF2;

- нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления запроса пароля (если прошло более 3 минут после последнего редактирования уставок) или мигания младшего разряда контрольной суммы (ввод пароля описан выше);

- нажать на 1 с кнопку «Е» и отпустить ее, на дисплее появится мигающее значение ключа SGF2.1; изменить значение ключа можно кнопками «» и «» (0 – ключ разомкнут, 1 – ключ замкнут); переход к следующему (предыдущему) ключу выполняется кнопками «» и «»;

- нажать кнопку «Е», появится новое значение контрольной суммы;

- нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления строки « - - - », а затем нового значения контрольной суммы;

- нажать и не отпускать кнопку «С» до появления сообщения: «Сохр. в: Групп1»; для сохранения нового положения ключа нажать кнопку «Е»;

- нажатиями кнопку «С» вернуться в исходное состояние терминала:

Готов Сраб Неисп

Е=МЕНЮ С=ВЫХОД

Проверку выставленного положения ключа можно выполнить по функциональной схеме терминала после нажатия в верхнем меню кнопки «Текущая функциональная схема устройства ТЕМП 2101».

Ввод в работу (вывод из работы) отдельных защит может быть выполнен с помощью ключей:

- для ввода в работу МТЗ1 ключ SGF 2.1=1; для вывода защиты из работы SGF 2.1=0;

- для ввода в работу МТЗ2 ключ SGF 2.2=1; для вывода защиты из работы SGF 2.2=0;

- для ввода в работу ЗОФ ключ SGF 1.5=1; для вывода защиты из работы SGF 1.5=0.

Установка обратнозависимых характеристик МТЗ 3

Защиты МТЗ 3 и ОЗЗ кроме независимой характеристики срабатывания имеют ряд обратнозависимых характеристик:

- чрезвычайно инверсную (1);

- сильно инверсную (2);

- инверсную (3);

- длительно инверсную (4).

Время срабатывания для различных видов характеристик определяется по формуле:

, с, (6.1)

где k – коэффициент времени, выбираемый из диапазона 0,05 … 1,0 (в заводской установке k=1);

I – входной ток;

In – уставка защиты по току;

α, β – коэффициенты, определяющие степень инверсии (табл. 3.6.1).

Таблица 3.6.1

Вид характеристики	№ характеристики		
Нормально инверсная	1	0,02	0,14
Сильно инверсная	2	1,0	13,5
Чрезвычайно инверсная	3	2,0	80,0
Длительно инверсная	4	1,0	120,0

Настройка терминала защиты для работы, например МТЗ 3 с обратнозависимой характеристикой, осуществляется следующим образом:

- нажать кнопку «Е» и войти в основное меню;

- нажатиями кнопки «» перейти к пункту меню «Уставки»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «Группа 1»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «Ступени защит»;

- нажать кнопку «Е», появится пункт «3 ступень МТЗ»;

- нажать кнопку «Е», появится текущее значение уставки по току третьей ступени МТЗ: МТЗ 3, In : 1.50;

- при выборе обратнозависимой характеристики МТЗ 3 уставку следует изменить до 1.00;

- для изменения уставки снова нажать и не отпускать кнопку «Е» до тех пор, пока не появится запрос пароля, в котором будет мигать младший разряд;

- кнопками «», «», «» и «» установить значение пароля (заводская установка пароля 001);

- нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления строки с текущим значением уставки, в котором будет мигать младший разряд;

- кнопкой «» перейти ко второму разряду и кнопками «» и «» изменить уставку до значения МТЗ 3, In : 1.00;

- после установки нового значения уставки нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления строки «- - -», затем нового значения уставки;

- кнопкой «» перейти к обратнозависимой от тока уставке T3(I) : 0;

- нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления запроса пароля (если прошло более 3 минут после последнего редактирования уставок) или мигания номера характеристики (ввод пароля описан выше);

- кнопками «», «» установить нужный номер характеристики (1, 2, 3 или 4);

нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления строки « - - - », а затем номера характеристики;

нажать и не отпускать кнопку «С» до появления сообщения: «Сохр. в: Групп1»; для сохранения новой уставки по току и номера характеристики нажать кнопку «Е»;

- нажатиями кнопку «С» вернуться в исходное состояние терминала

Готов Сраб Неисп

Е=МЕНЮ С=ВЫХОД

При проверке работы МТЗ 3 с обратнозависимой характеристикой ступени защиты МТЗ 2 и МТЗ 1, а также ЗОФ выводятся из работы:

- для вывода из работы МТЗ 2 ключ SGF 2.1 размыкается (SGF 2.1=0);

- для вывода из работы МТЗ 1 ключ SGF 2.2 размыкается (SGF 2.2=0);

- для вывода из работы ЗОФ ключ SGF 1.5 размыкается (SGF 1.5=0).

Установка коэффициентов трансформации токов

Коэффициенты трансформации фазных токов Ктрф и тока нулевой последовательности Ктрo определяется по формуле:

,

где: К_тт – коэффициент трансформации трансформатора тока (ТТ);

I_1ном – первичный номинальный тока ТТ, A;

I_2ном – вторичный номинальный тока ТТ, A;

I_вх – номинальный ток измерительного входа терминала защиты; (5A или 1А для измерительных входов фазных токов; 1 или 0,2 А для измерительного входа тока нулевой последовательности).

Как видно из приведенной выше формулы коэффициенты трансформации токов измеряются в амперах. Все уставки защит по току выставляются в долях К_тр.

Программа-симулятор имеет заводские установки коэффициентов трансформации К_тр.ф = 600 А, К_тр.о = 27 А.

В разных шкафах КРУ могут быть установлены ТТ с разными коэффициентами трансформации, кроме того, могут использоваться разные номинальные токи измерительных входов. В шкафу КРУ серии С-410 (ауд. 312) для измерения фазных токов используются ТТ с К_тт=1000/5 при I_вх = 5 А, для измерения тока нулевой последовательности – ТТ с К_тт=30/1 при I_вх = 1 А. В этом случае коэффициенты трансформации токов составляют:

А, А.

Изменение коэффициентов трансформации токов осуществляется следующим образом:

- нажать кнопку «Е» и войти в основное меню;

- нажатиями кнопки «» перейти к пункту меню «Конфигурация»;

- нажать кнопку «Е», а затем нажатиями кнопки «» перейти к пункту «Трансформаторы»;

- нажать кнопку «Е», появится информация о коэффициенте трансформации фазных токов «Ктрф, А : 600»;

- нажать и не отпускать кнопку «Е» до тех пор, пока не появится запрос пароля, в котором будет мигать младший разряд;

- кнопками «», «», «» и «» установить значение пароля (заводская установка пароля 001);

- нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления строки с текущим значением коэффициента трансформации, в котором будет мигать младший разряд;

кнопками «», «», «» и «» установить требуемое значение коэффициента трансформации;

нажать и не отпускать кнопку «Е» до появления строки « - - - », а затем нового коэффициента трансформации;

- нажатиями кнопку «С» вернуться в исходное состояние терминала

Готов Сраб Неисп

Е=МЕНЮ С=ВЫХОД

Для изменения коэффициента трансформации тока нулевой последовательности Ктро в пункте меню «Трансформаторы» после нажатия кнопки «Е» кнопкой «» выбрать подпункт «Ктро, А : 27.0». Процесс изменения коэффициента Ктро аналогичен описанному выше процессу изменения коэффициента Ктрф.

Порядок работы

1. Загрузить программу-симулятор с рабочего окна ПК.

2. Включить питание терминала защиты.

3. Выбрать схему присоединения (схему 1).

4. Загрузить заводские установки.

5. В соответствии с данными табл. 3.6.2 выполнить на виртуальной лицевой панели терминала следующие действия:

- выставить уставки токовых защит;

- вывести из работы защиту;

- установить обратнозависимую характеристику МТЗ 3;

- выставить коэффициенты трансформации токов;

- выставить положение программных переключателей.

6. Показать результаты установок преподавателю для проверки.

7. Загрузить заводские установки.

8. Закрыть рабочее окно программы-симулятора.

Содержание отчета:

- название и цель работы;

- общий вид рабочего окна программы-симулятора;

- назначение кнопок управления, расположенных на лицевой панели терминала защиты;

- виды реализуемых терминалом ТЭМП 2501-11 токовых защит;

Таблица 3.6.2

	Последняя цифра шифра
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
МТЗ 1: In, о.е. T1, с	4.5 0.06	4.6 0.07	4.7 0.08	4.8 0.09	4.9 0.1	5,5 0,11	5,4 0,12	5,3 0,13	5,2 0,14	5,1 0,15
МТЗ 2: In, о.е. T2, с	3.0 0.95	2.9 0.9	2.8 0.85	2.7 0.8	2.6 0.75	2.4 1.05	2.3 1.1	2.2 1.15	2.1 1.2	2.0 1.25
МТЗ 3: In, о.е. T3, с	1.25 0.95	1.3 0.9	1.35 0.85	1.4 0.8	1.45 0.75	1.55 1.05	1.6 1.1	1.65 1.15	1.7 1.2	1.75 1.25
ОЗЗ: In, о.е. T0, с	0.25 0.25	0.3 0.3	0.35 0.35	0.4 0.4	0.45 0.45	0.55 0.55	0.6 0.6	0.65 0.65	0.7 0.7	0.75 0.75
ЗОФ: dI, % Td, с	20 1.2	21 1.4	22 1.6	23 1.8	24 2.0	26 2.2	27 2.4	28 2.6	29 2.8	30 3.0
Вывод из работы	МТЗ 1		МТЗ 2		ЗОФ		МТЗ 1		МТЗ 2
№ хар-ки МТЗ 3	1	2	3	4	1	2	3	4	1	2
Ктрф	650	700	750	800	850	900	950	1000	1100	1250
Ктро	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70
Ключ	SGR 1.6=1		SGF 2.1=0		SGF 2.2=0		SGF 1.5=0		SGF 1.1=1

- алгоритм выставления уставок по току и времени;

- алгоритм вывода из работы защиты;

- алгоритм изменения положения программных переключателей;

- алгоритм установки обратнозависимых характеристик МТЗ 3;

- алгоритм изменения коэффициентов трансформации токов.