Производственная и преддипломная практика. Дистанционная защита панели ЭПЗ - 1636

1.

ВЕДЕНИЕ
Производственная и преддипломная практика проходила на предприятии
«ООО» электротехнический центр с 21 марта по 23 мая 2022 года.
Цель практики — комплексное освоение всех видов профессиональной
деятельности по профессии.
Задачами производственной (преддипломной) практики являлось закрепление
и совершенствование приобретённого в процессе обучения опыта практической
деятельности, освоение современных производственных процессов, изучение
нормативных и методических материалов по вопросам, разрабатываемым в ходе
дипломного проектирования.
Основными направления деятельности компании являются: проектирование
электроснабжения, автоматики и релейной защиты, расчет параметров РЗА,
замена устаревшего оборудования РЗА, монтаж систем электроснабжения.
Ознакомился со структурой предприятия. Занимался определением
возможности устранения дефектов и восстановления обслуживаемого
оборудования, проводил анализ полученных данных, работал в команде под
руководством мастера, систематизировал и обобщил практический материал для
использования в работе над дипломных проектом.
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
5

2.

1 СПЕЦИАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ
Дистанционная защита панели ЭПЗ-1636
Дистанционная защита типа ЭПЗ-1636 предназначена для РЗ ЛЭП 110-330 кВ
от междуфазных КЗ. Конструктивно ДЗ размещается на панели вместе с комплектом четырёхступенчатой направленной токовой защитой нулевой последовательности и токовой отсечкой от междуфазных КЗ. В таком исполнении эти РЗ
служат полноценной защитой ЛЭП 110-330 кВ от всех видов КЗ.
Рисунок 1- Схема цепей переменного тока и напряжения защиты ЭПЗ-1636
Защита содержит шесть направленных реле сопротивления с круговыми характеристиками, проходящими через начало координат. Три реле KZ1-KZЗ реле
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
6

3.

сопротивления комплекта ДЗ-2 ( AKZ2) выполняют функции дистанционного органа I и II ступеней.
Реле сопротивления комплекта ДЗ2 и КРС-1(AKZ) выполняют функции дистанционного и пускового органов защиты (рисунок 1). Для этих реле имеется
возможность получения эллиптической характеристики и смещения характеристик в III квадрант для надежной работы при КЗ в начале линии (рисунок 2,в,г).
а
б
в
г
Рисунок 2 - Характеристики реле сопротивления
В целях сокращения числа сложных реле три PC комплекта ДЗ-2 в нормальном режиме имеют уставку срабатывания I ступени Z c.pI. При КЗ, по истечении
времени действия I ступени, уставка автоматически изменяется на уставку срабатывания Ⅱ ступени Zc.рⅡ. Последнее приводится в действие при КЗ пусковым
органом PC III ступени и работает с замедлением 0,1-0,2 с.
Рисунок 3-Структурная схема трёхступенчатой дистанционной защиты
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
7

4.

Защита имеет четыре функциональные части: измерительную 1, логическую 2, исполнительную 3, вспомогательную 4.
Измерительная часть 1 состоит из измерительных ДО, определяющих удаленность места КЗ, в пределах которой возникло повреждение. Дистанционный
ИО выполняется с помощью направленных минимальных PC, действующих при
определенном направлении мощности КЗ (от шин в линию).
В трехступенчатой ДЗ (рисунок 3), для каждой ступени установлен свой
отдельный комплект дистанционного органа, действующий при КЗ в пределах I,
II, III зон (ступеней) соответственно. Для правильного определения зоны повреждения при различных видах двухфазных КЗ в каждой ступени ДЗ необходимо
устанавливать три PC – одно для действия при КЗ между фазами АВ, второе –
при КЗ между фазами ВС и третье – при КЗ между фазами СА.
На рисунке 3 для упрощения показан один комплект KZ BC и указано место подсоединения двух других KZ AB и KZ CA. Срабатывая, измерительные реле KZ действуют на логическую часть 2.
Логическая часть 2 имеет два органа времени КТ2 (второй ступени tII) и
КТЗ (третьей ступени tIII). Первая ступень ДЗ замедления не имеет (tI= 0).
Логические органы (ЛО), ИЛИ, И, НЕ, получив сигналы от KZ и элементов
блокирующей части 4, формируют выходные сигналы, воздействующие на органы времени и ИО.
Исполнительный орган 3 (ИО). Получив сигнал от КТ2, КТЗ или непосредственно от KZI, АВ (ВС, СА) ИО передает команду на отключение выключателя.
Исполнительный орган выполняется с помощью электромеханического промежуточного реле.
Вспомогательное блокирующее устройство 4 служит для блокирования
действия ДЗ путем автоматического вывода ее из работы в режимах, когда ДЗ
может ложно сработать при отсутствии повреждения на защищаемой ЛЭП.
Устройство 4 состоит из блокировки при качаниях УБК и блокировки УБН, действующей при неисправностях в цепях ТН.
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
8

5.

Рисунок 4-Упрощённая схема сравнения абсолютных значений двух электрических величин
Полупроводниковые PC, основанные на сравнении абсолютных значений
двух электрических величин, выполняются посредством сравнения этих величин
после их выпрямления диодными выпрямителями. В качестве сравниваемых величин служат напряжения U1 и U2, образованные из Up и Iр по выражениям
U1 KU U p K I I p ;
U 2 K U U p K I I p
1
2
1
(1)
2
в которых для получения характеристики срабатывания в виде окружности,
проходящей через начало координат, принято, что K Ul = 0, а при Iр коэффициент
КI1 = КI2 = – КI. С учетом этого выражения сравниваемых величин имеют следующий вид:
U1 K I I p ; U2 KU U p K I I p .
(2)
Сравниваемые напряжения: рабочее U1 (действующее на срабатывание) и
тормозное U2 (ему противодействующее) формируются преобразователями (тока
Iр и напряжения Up), состоящими из вспомогательного трансформатора напряжения TV1 и трансреактора TAV1 с двумя первичными w1 и вторичными w2 обмотками. Обе пары первичных и вторичных обмоток TAV1 имеют одинаковое
число витков.
При КЗ в непосредственной близости от места установки ДЗ направленное
PC может отказать в работе или сработать неселективно из-за снижением до нуля
напряжения Up (при близких КЗ), а также неточным равенством коэффициентов
КI1 и КI2 преобразования тока Iр трансреактора TAV1. В результате характеристика реле может сместиться в I или III квадрант.
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
9

6.

Рисунок 5–Векторная диаграмма напряжений и тока в контуре памяти
Для устранения мертвой зоны и зоны нечеткой работы реле в рабочий и
тормозной контуры реле вводятся дополнительно по значению одинаковые ЭДС
"памяти" Eп, создаваемые трансреактором TAV2. На вход TAV2 подается напряжение фазы, не подводимой к TV1. Например, если U p = UAB, то Uп = UCo. Поскольку напряжение UC сдвинуто относительно междуфазного напряжения повредившихся фаз (UAB), чтобы обеспечить совпадение по фазе вторичной ЭДС Еп
с Uр, в цепь первичной обмотки TAV2 введен конденсатор С, емкостное сопротивление которого в сочетании с индуктивностью первичной обмотки трансреактора образует резонансный контур, настроенный в резонанс при f = 50 Гц. При
такой схеме ток в первичной обмотке IП совпадает по фазе с напряжением Uп =
UCo, подведенным к TAV2, а вторичная ЭДС Еп отстает на 90° от вызвавшего ее
тока Iп и совпадает по фазе с Uр = UAB. При трехфазных КЗ, когда все напряжения
снижаются до нуля, ЭДС Еп поддерживается некоторое время за счет разряда
конденсатора С. При этом ЭДС памяти создает быстро затухающий ток I С в обоих контурах, обеспечивая работу PC при исчезновении напряжения.
Третья ступень в комплекте этой защиты осуществляется с помощью PC
типа КРС-1( рисунок 6).
Условие срабатывания реле КРС-1:
K U U p K I Ip K I Ip .
(3)
Для устранения мертвой зоны и четкой работы при малых значениях U p
(при близких КЗ) характеристика срабатывания реле - окружность смещена в III
квадрант на 6-12% Zc.p. Выполнение заданной уставки Zc.p осуществляется изменением числа витков первичных обмоток трансреактора 1ТР и числа витков вто-
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
10

7.

ричной обмотки трансформатора напряжения ТН (рисунок 15). С помощью PC
III ступени РЗ панели ЭП1636 может быть реализована круговая и эллиптическая
характеристика, обеспечивающая лучшую отстройку ДО от токов нагрузки.
Рисунок 6-. Принципиальная схема РС в комплекте КРС-1
Явления, называемые качаниями, возникают при нарушении синхронной работы генераторов энергосистемы. Качания сопровождаются возрастанием тока и
снижением напряжения в сети. На эти изменения тока и напряжения дистанционная защита реагирует так же, как на симметричные КЗ.
В качестве мер, предотвращающих возможность ложной работы защиты, применяется блокировка, выводящая защиту из действия при возникновении качаний.
Характерным признаком, отличающим симметричные качания от КЗ, служит
появление кратковременной несимметрии токов и напряжений при КЗ. При двухфазных и однофазных КЗ токи и напряжения всегда несимметричны. При метал
лических трёхфазных КЗ равенство сопротивлений фаз не нарушается, поэтому
токи и напряжения в этом режиме симметричны. Опыт эксплуатации показывают,
что трехфазные повреждения обычно начинаются с замыкания одной или двух
фаз, а затем переходят в трехфазные КЗ. В результате в начальный момент трехфазного КЗ кратковременно возникает несимметрия. Появляются составляющие
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
11

8.

обратной последовательности (U2 и I2) в токах и напряжениях. Поэтому устройства, отличающие КЗ от качания по появлению несимметрии, выполняются реагирующими на составляющие обратной последовательности. Принцип действия
блокирующего устройства состоит в том, что оно разрешает работать защите при
КЗ, когда появляются составляющие обратной последовательности, и запрещает
ей действовать на отключение, если I2 и U2 не появлялись, блокируя таким образом РЗ при качаниях и симметричной нагрузке.
Рисунок 7- Блокировка при качаниях КРБ-125
Блокировка типа КРБ-125 (рисунок 7) включает в себя фильтр нулевой последовательности (ФНОП), состоящий из резисторов R7-R10, конденсаторов С2, СЗ,
понижающего трансформатора TL1, промежуточного трансформатора тока ТА1,
выпрямительных мостов VS1, VS2, фильтра пятой гармоники L1-С4 и поляризованного реле KV1. При подаче на вход ФНОП несимметричной системы векторов напряжений напряжение на выходе ФНОП пропорционально составляющей
обратной последовательности U2 Umn=KU2 благодаря исключению составляющих
прямой U1 и нулевой U0последовательностей. Напряжение U0 исключается тем,
что на вход блокировки не подается нулевой провод цепей напряжения, напряжение U1 исключается выбором соотношений величин элементов ФНОП.
Соотношение сопротивлений (R9+R10)/XС3 выбирается так, чтобы ток I AB по
этим элементам опережал приложенное к ним напряжение UAB на 30°, а соотношение (R7+R8)/XC2- так, чтобы ток ICB опережал напряжение UCB на 60°. Тогда
при подаче на вход системы напряжений U1(рисунок 15,а) вектор UBm падения
напряжения на активном сопротивлении R9+R10, совпадающий по направлению
с током IАВ, и вектор UBn падения напряжения на конденсаторе С2, отстающий на
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
12

9.

90° от тока ICB, совпадают по направлению. Соотношение величин R9+R10 и Х С2
выбираются так, чтобы выполнялось равенство |UBm| = |UBn|, тогда между точками
m и n разность потенциалов обращается в нуль, что и требуется.
При подаче на вход системы напряжений U2 все соотношения фильтра сохраняются, а векторная диаграмма приобретает вид, показанный на рисунке 7,б.
Треугольник напряжений ВmА изменяет свое положение вместе с линейным
напряжением UAB, а треугольник ВnС - вместе с UCB. Между точками m и n появляется напряжение, пропорциональное напряжению U2 на входе ФНОП. Соотношение сопротивлений плеч фильтра подбирается при наладке переменными резисторами R7, R10. Напряжение на выходе фильтра, пропорциональное напряжению U2на шинах ПС, где установлена защита, через трансформатор ТL1 и диодный мост VS2 подается на обмотку поляризованного реле KV1. Напряжение срабатывания блокировки регулируется плавно, в небольших пределах, изменением
положения якоря и контактов реле KV1 и ступенчато переключением отводов
ТL1 (2, 3, 4, 6, 8 В фазного вторичного напряжения U 2). Известно, что ФНОП является также и фильтром пятой гармоники напряжения сети (250 Гц). Для того
чтобы напряжение этой гармоники не прикладывалось к обмотке реле KV1,
предусмотрен фильтр-пробка L1-C4, настроенный в резонанс на частоте 250 Гц,
так что все напряжение пятой гармоники со вторичной обмотки ТL1 оказывается
приложенным к этому фильтру. Устройство блокировки при качаниях КРБ, установленное на панели, блокирует I и II ступени защиты.
Для повышения чувствительности блокировки при КЗ на землю вводится орган, реагирующий на появление тока нулевой последовательности. В нулевой
провод токовых цепей, собранных по схеме полной звезды, врезается трансфор
матор тока ТА1, со вторичной обмотки которого через выпрямительный мост
VS1 подается ток в ту же обмотку KV1.
При неисправностях в цепях напряжения применяют устройство блокировки
при неисправности цепей напряжения КРБ-12 (рисунок 8), состоящее из четырёхобмоточного промежуточного трансформатора TL, обмотка W1 которого через резисторы Rа, Rб и Rс включена на фазные напряжения, причём сопротивле
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
13

10.

ние резистора Ra в два раза меньше, чем сопротивление резисторов Rб и Rс. Обмотка W2 через резистор R2 включена на напряжение 3Uo разомкнутого треугольника трансформатора напряжения. Обмотка W3 через резистор R1 включена на напряжение Uни разомкнутого треугольника трансформатора напряжения.
В цепь обмотки W4 через выпрямительный мост включено поляризованное реле
РН, размыкающий контакт которого осуществляет блокировку защиты, а замыкающий может использоваться для целей сигнализации.
В симметричном режиме и при междуфазных (без земли) коротких замыканиях в сети намагничивающие силы трех первых обмоток уравновешиваются и
напряжение на реле РН равно нулю. При замыканиях на землю в сети напряжение на реле РН также равно нулю, так как намагничивающие силы фазных обмоток компенсируются намагничивающей силой обмотки, включенной на напряжение 3Uo.
Рисунок 8 - Блокировка при неисправностях в цепях напряжения
При обрыве одной или двух фаз цепей напряжения («звезды») и симметричном напряжении 100 В ток в обмотке реле больше тока срабатывания в 4 раза.
Время действия устройства при обрыве одной из фаз цепей напряжения
(«звезды») и симметричном напряжении 100 В не более 0,01сек.
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
14

11.

2 ОХРАНА ТРУДА
Действие электрического тока на организм человека
Термическое действие выражается в ожогах отдельных участков тела, нагреве кровеносных сосудов и нервных волокон.
Электролитическое действие выражается в разложении крови и других органических жидкостей, вызывая значительные нарушения их физико-химических
составов.
Биологическое действие проявляется в раздражении и возбуждении живых
тканой организма, что может сопровождаться непроизвольным судорожным сокращением мышц, в том числе мышц сердца и легких. В результате могут возникнуть различные нарушения в организме, в том числе нарушение и даже полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.
Все многообразие действия электрического тока приводит к двум видам поражения: электрическим травмам; электрическим ударам.
Электрические травмы - это четко выраженные местные повреждения тканей
организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги
(электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические
повреждения).
Электрический удар - это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольным судорожным сокращением мышц.
Различают четыре степени электрических ударов:
- I степень - судорожное сокращение мышц без потери сознания;
- II степень - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимся дыханием и работой сердца;
- III степень - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или
дыхания (либо того и другого вместе);
- IV степень - клиническая смерть, то есть отсутствие дыхания и кровообращения.
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
15

12.

Виды поражений электрических травм:
- электрические ожоги;
- электрометаллизация кожи;
- электрические знаки;
- электрические удары;
- электроофтальмия;
- механические повреждения.
Электрические ожоги возникают при термическом действии электрического
тока. Наиболее опасными являются ожоги, :возникающие в результате воздействия электрической дуги, так как ее температура может превышать 3000°С
Электрометаллизация кожи - проникновение в кожу под действием электрического тока мельчайших частиц металла. В результате кожа становится электропроводной, т. е. сопротивление ее резко падает.
Электрические знаки - пятна серого или бледно-желтого цвета, возникающие
при плотном контакте с токоведущей частью (с которой в рабочем состоянии
протекает электрический ток). Природа электрических знаков еще недостаточно
изучена.
Электрические удары - общее поражение организма человека, характеризующееся судорожными сокращениями мышц, нарушением нервной и сердечнососудистой систем человека. Нередко электрические удары приводят к смертельным исходам.
Механические повреждения (разрывы тканей, переломы) происходят при
судорожном сокращении мышц, а также в результате падений при воздействии
электрического тока.
Характер поражения электрическим током и его последствия зависят от значения и рода тока, пути его прохождения, длительности воздействия, индивидуальных физиологических особенностей человека и его состояния в момент поражения. Наиболее тяжелое поражение, если на пути тока оказывается сердце, легкие, грудная клетка, головной или спинной мозг, поскольку ток воздействует
непосредственно на эти органы. Если ток проходит иными путями, то воздей
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
16

13.

ствие его на органы может быть рефлекторным ,а не непосредственным. При
этом опасность тяжелого поражения хотя и сохраняется, но вероятность ее резко
снижается.
Таблица 1- Характер дейсвия электрического тока на организм человека
Сила тока,
мА
Характер восприятий
0,06-0,15
Переменный ток (50 Гц)
2-3
Сильное дрожание пальцев рук
5-10
Ощущение боли. Судороги рук
12-15
Руки трудно оторвать от электродов. Сильные боли
в пальцах и кистях рук. Состояние терпимо 5-10с
20-25
Руки сразу парализуются, и оторвать их от
электродов невозможно. Затрудняется дыхание.
Состояние терпимо не более 5с
Паралич дыхания.
50-80
Нарушение сердечной деятельности
Паралич дыхания. При длительности более 3с
наступате паралич дыхания. Смерть
90-110
Постоянный ток
Не ощущается
Зуд, ощущение нагрева
Усиление нагрева
Еще большее усиление нагрева.
Незначительое сокращение
мышц рук
Сильное ощущение нагрева.
Сокращения мышц рук.
Судороги. Затруднено дыхание
Паралич дыхания
В основном значение и род тока определяют характер поражения. В электроустановках до 500 В переменный ток промышленной частоты (50 Гц) более опасен для человека, чем постоянный. Это связано со сложными биологическими
процессами, происходящими в клетках организма человека. С увеличением частоты тока опасность поражения уменьшается. При частоте порядка нескольких
сотен килогерц электрические удары не наблюдаются.
Первая помощь – мероприятия направленные на восстановление или сохранение здоровья и жизни потерпевшему.
Степень тяжести поражения электрическим током зависит от пути протекания тока через организм человека, от величины напряжения электроустановки, от
физического состояния человека, а также на сколько своевременно и качественно
будет оказана первая медицинская помощь.
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
17

14.

Мероприятия
по
оказанию
первой
помощи
пострадавшему
Освобождение пострадавшего от действия электрического тока. Прежде всего необходимо как можно быстрее освободить пострадавшего от действия электрического тока, особенно если человек держится рукой за оголенный провод и
не в состоянии самостоятельно разорвать контакт с электроустановкой. Тяжесть
поражения электрическим током напрямую зависит от продолжительности действия тока на организм. Для этого необходимо отключить электроустановку специально предназначенными для этого устройствами (выключателями, рубильниками, снятием предохранителей). Если возможность быстрого отключения отсутствует . необходимо с помощью подручных средств создать условия для быстрого отключения участка электроустановки с потерпевшим. Это могут быть набросы на ВЛ, перебивание топором кабеля или электропроводки, снятие предохранителей сухой ветошью и т.п.
При оказании первой помощи в электроустановках до 1000В для отделения
пострадавшего от токоведущих частей допускается использование подручных
средств не проводящих электричество (сухая доска, палка, канат). Возможно оттягивание пострадавшего за одежду.
В электроустановках выше 1000В для оказании первой помощи пострадавшему, необходимо применять средства защиты, использовать диэлектрические
перчатки и боты, с применением изоляционных штанг.
После того как пострадавший освобожден от воздействия травмирующего
фактора, необходимо оценить его физическое состояние и вызвать скорую помощь. При оценке состояния необходимо обратить внимание на такие основные
признаки:
- сознание нормальное, нарушенное (заторможенное или возбуждённое) отсутствует;
- дыхание: нормальное, нарушенное (хрипящее), отсутствует;
- пульс (определяется на сонных артериях): нормальный (определяется хорошо), нарушенный, отсутствует.
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
18

15.

Если человек находится без сознания и визуально видны также другие характерные травмы (перелом руки, кровотечение и т.п.) то в первую очередь необходимо приступать к мероприятиям позволяющие вернуть пострадавшего в сознание.
Отсутствие или наличие сознания определяется визуально. Если у пострадавшего отсутствует сознание, нужно вести контроль за его дыханием, в случае
если дыхание нарушится по причине западания языка, необходимо выдвинуть
вперед нижнюю челюсть. Приводят пострадавшего в сознания дав ему понюхать
нашатырный спирт или обрызгав лицо холодной водой.
Если пострадавший находится в без сознательном состоянии, у него не
определяется пульс и отсутствует дыхание, нужно приступать к восстановлению
жизненно важных функций организма путем проведения искусственного дыхания и наружного массажа сердца.
Искусственное дыхание проводят, если пострадавший не дышит самостоятельно
Даже если у пострадавшего не проявляются ни какие признаки жизни (дыхание, пульс), нельзя считать его умершим, а необходимо продолжать оказывать
реанимационные мероприятия до прибытия квалифицированного медицинского
персонала.
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
19

16.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Правила устройства электроустановок/ Минэнерго СССР. 6-е изд., перераб. и
доп. М.: Энергоатомиздат, 2013.—648 с: ил.
2. Андреев В.А. Релейная защита и автоматика системы электроснабжения. М.:
Высшая школа., 2015. — 496 с: ил.
3. Князевский Б.А. Охрана труда в электроустановках. М.: Энергия, 2015.-354с.
4. http://rza-lekcii.ru/
ПП 13.02.06 231-РЗ-19 ПЗ
Изм Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
20