Лабораторная работа №9

Тема: Ознакомление с принципом действия максимальной токовой защиты (МТЗ) кабельных линий.

Цель работы: ознакомление с особенностями выполнения и принципом действия максимальной токовой защиты кабельных линий.

В результате выполнения лабораторной работы студент должен:

знать:

- виды повреждений кабельных линий;

- устройство МТЗ кабельных линий;

- принцип действия защиты;

уметь и иметь навык:

- чтения схемы РЗ.

Используемое оборудование: лабораторный стенд № 9, на котором размещены МТЗ кабельной линии, сигнальные лампы, питание стенда осуществляется через автоматический выключатель.

Теоретический материал

С изолированными нулевыми точками трансформаторов и генераторов или с заземленными через компенсирующие катушки работают сети напряжением 35 кВ и ниже.

Ток однофазного замыкания на землю зависит от напряжения сети и ее емкости относительно земли. Чем выше напряжение сети или чем больше емкость, тем больше ток замыкания на землю.

Емкость сети зависит от ее протяженности и типа сети: при одинаковой протяженности кабельные сети имеют емкость значительно большую, чем воздушные.

Для уменьшения тока замыкания на землю применяются компенсирующие катушки, через которые заземляются нулевые точки трансформаторов и генераторов. Компенсирующие катушки создают индуктивный ток, имеющий противоположное направление по отношению к емкостному току сети, и тем самым в зависимости от настройки либо компенсируют емкостный ток полностью, либо значительно уменьшают его.

36

Поскольку междуфазные напряжения при замыкании на землю остаются неизменными и ток замыкания на землю имеет небольшое значение, однофазные замыкания в сети с изолированными нейтралями непосредственной опасности для потребителей не представляют. Такие повреждения быстрого отключения, как правило, не требуют.

Однако повышение фазных напряжений неповрежденных фаз в 1,73 раза может вызвать перекрытие или пробой изоляции на второй фазе, что приведет к образованию двойного замыкания на землю.

На электростанциях и подстанциях с большим количеством линий и при разветвленной сети применяется сигнализация при однофазных замыканиях на землю, выполняемая на специальных кабельных трансформаторах тока с кольцевым сердечником (рисунок 1, а).

1 2

Q

КА

3

ТА

б)

а)

Рисунок 1 – селективная сигнализация при замыканиях на землю.

Кабельный трансформатор тока состоит из стального сердечника 2 круглой или прямоугольной формы, на котором намотана вторичная обмотка 1. Сердечник надевается на трехфазный кабель 3 защищаемой линии, который и является первичной обмоткой ТА.

Ток, проходящий по каждой фазе кабеля, создает в сердечнике ТА магнитный поток, а ЭДС во вторичной обмотке индуктируется суммарным магнитным потоком всех трех фаз. При симметричной трехфазной нагрузке, а также при трех- и двухфазных коротких замыканиях суммарный магнитный поток равен нулю, так как равна нулю сумма создающих его токов. При замыкании на землю одной фазы ток замыкания проходит только по этой фазе и создает в сердечнике магнитный поток, который индуктирует ЭДС во вторичной обмотке ТА. Под влиянием этой ЭДС во вторичной обмотке и реле КА проходит ток.

37

Ток срабатывания реле сигнализации должен удовлетворять условиям селективности и чувствительности. Сигнализация не должна работать от тока небаланса при максимальном токе нагрузке линии, а также емкостного тока линии при замыкании на землю на другой линии.

При установке кольцевого сердечника ТА воронка кабеля тщательно изолируется от «земли», а заземляющий провод пропускается через внутреннее отверстие ТА. При указанном способе заземления воронки ток, проходящий к воронке по броне кабеля, уходит по заземляющему проводу в противоположном направлении и, следовательно, его суммарное действие равно нулю, что исключает ложное действие сигнализации от токов, проходящих по броне и свинцовой оболочке кабеля.

Порядок выполнения работы:

1 Повторить теоретический материал;

2 произвести проверку действия МТЗ кабельных линий;

2.1 включить автомат стенда, подав питание на схему защиты;

2.2 с помощью кнопки «КЗ» создать в цепи однофазное короткое замыкание . Проследить и объяснить действие защиты;

2.3 вернуть схему в исходное положение, отключив выключатель.

3 Составить отчет.

4 Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1 Объяснить назначение МТЗ кабельной линии.

2 Объяснить принцип действия защиты.

3 Какие требования предъявляются к МТЗ кабельной линии?

38