Лабораторний стенд для дослідження селективності релейного захисту

Реферат: Лабораторний стенд для дослідження селективності релейного захисту складається із різного типу навантаження, пристроїв релейного захисту, датчиків та приладів для виміру й контролю електричних параметрів та комп'ютера. В ньому завдяки імітації короткого замикання за допомогою імітаційних пристроїв, в зоні дії відповідних ступенів релейного захисту, є можливість досліджувати максимальний струмовий захист та струмове відсічення, що виконане на базі аналогових пристроїв і комп'ютеризованої системи релейного захисту, завдяки якій відбувається управління лабораторним стендом та фіксування результатів досліджень, є можливість підключення навантаження різного типу та номіналу, що дає можливість імітувати реальні та можливі режими роботи релейного захисту та, за допомогою аналогових приладів та електронної системи збору даних, досліджувати вплив різних режимів налаштування та роботи релейного захисту при різних типах навантаження та на різних ступенях спрацювання. UA 100055 U (12) UA 100055 U UA 100055 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі учбових діючих приладів для проведення лабораторних робіт з вивчення технічних характеристик аналогових та цифрових систем селективності релейного захисту та автоматики, і може бути використана для більш ефективного засвоєння теоретичного учбового матеріалу студентами навчальних закладів. Відоме технічне рішення [Патент UA 89774 U Лабораторний стенд для дослідження електротехнічної системи на базі асинхронного генератора у складі автономних джерел живлення, Сінчук О.М.; Михайличенко Д.А.; Бойко С.М.], суть якого полягає у тому, що в стенді регулювання напруги та частоти на виході генератора відбувається завдяки плавній зміні рівня додаткової ємності, завдяки чому керування вихідними параметрами асинхронного генератора здійснюється узгоджено зі зміною швидкості обертів привідного двигуна в даний момент часу та зміною потужності підключеного навантаження, є можливість підключення навантаження різного типу та номіналу, що дає можливість імітувати реальні та можливі режими роботи генератора та, за допомогою аналогових приборів та електронної системи збору даних, досліджувати вплив різних режимів генератора на роботу навантаження. Спільними ознаками з пристроєм, що заявляється є: стенд, призначений для дослідження роботи електротехнічних пристроїв, у процесі випробування відбувається імітування різних існуючих та можливих режимів роботи, використання для обробки експериментальних даних та паралельного управління комп'ютерного комплексу, є можливість імітування навантаження різного номіналу та типу. Недоліком даного пристрою є: неможливість досліджувати релейний захист та автоматику, немає можливості досліджувати селективність релейного захисту та автоматики. Відоме технічне рішення [Патент RU 121952 U1 Учебный стенд для исследования программируемого реле, Цыфаркин В.И.; Шайланов С.Н.], суть якого полягає у тому, що учбовий стенд для дослідження програмованого реле, що містить програмоване реле, блок стабілізованого живлення програмованого та проміжних реле, світодіодні індикатори і датчики, а також вхідні контакти програмованого реле, що з'єднані з панеллю кнопок імітації зовнішніх датчиків, а вихідні клеми програмованого реле з'єднані з контактами обмоток проміжних реле, паралельно яким через обмежувальні резистори підключені світлодіодні індикатори, при цьому контакти проміжних реле з'єднані паралельно з панеллю вихідних клем. Спільними ознаками з пристроєм, що заявляється, є: стенд призначений для дослідження роботи реле, у разі випробування є можливість слідкувати за результатами спрацювання за допомогою світлодіодів, у процесі випробування відбувається імітування режимів роботи. Недоліком даного пристрою є: мала функціональність, немає можливості дослідження роботи інших типів реле, немає можливості комп'ютеризованої обробки результатів експерименту, немає можливості досліджувати селективність релейного захисту. Відоме технічне рішення [Патент RU86031 U1 Стенд исследования устройств защитного отключения, Солуянов Ю.И.; Шмуклер М.И.], суть якого полягає у тому, що стенд дослідження пристроїв захисного відключення у своєму складі має трансформатор, пристрій для регулювання струму, прибор вимірювач та досліджуваний пристрій. Пристрій регулювання струму виконаний у вигляді універсального джерела струму з перемикачами, один з яких підключає відповідне реле для дослідів, інший переводить реле водин із режимів роботи тестування чи робочий, що дозволяє зрозуміти принцип роботи реле та визначити ефективність роботи досліджуваного релейного захисту. Спільними ознаками з пристроєм, що заявляється є: стенд призначений для дослідження роботи релейного захисту у різних режимах роботи, у разі випробування є можливість слідкувати за результатами спрацювання. Недоліком даного пристрою є: мала функціональність, не має можливості дослідження роботи інших типів реле, немає можливості дослідження селективності релейного захисту, відсутність комп'ютеризованої обробки результатів експерименту. Дане технічне рішення прийняте як найближчий аналог корисної моделі, що заявляється. В основу корисної моделі поставлена задача створення навчального лабораторного стенда, який би дозволив досліджувати селективність релейного захисту та автоматики, з використанням аналогових та комп'ютеризованих систем релейного захисту, у різних режимах роботи, шляхом створення змінного навантаження, а також імітуванням короткого замикання на різних ступенях. Поставлена задача вирішується тим, що в лабораторному стенді для дослідження селективності релейного захисту, завдяки імітації короткого замикання, за допомогою імітаційних пристроїв, в зоні дії відповідних ступенів релейного захисту, є можливість досліджувати селективність максимального струмового захисту та струмового відсічення, що виконане на базі аналогових реле, пристроїв імітування короткого замикання, робочих пристроїв 1 UA 100055 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 для комутації навантаження, амперметрів та вольтметрів для контролю електротехнічних параметрів мережі, трансформаторів струму, комп'ютеризованої системи релейного захисту, що дублює роботу аналогових реле, до складу якої входять датчики струму та напруги, узгоджуючий пристрій, пристрій релейного захисту, цифро-аналоговий перетворювач, аналогоцифровий перетворювач, комп'ютер, завдяки якій відбувається управління лабораторним стендом, та фіксування результатів досліджень, є можливість підключення активного, індуктивного чи ємнісного навантаження різного номіналу, що дає можливість імітувати реальні та можливі режими роботи релейного захисту та, за допомогою аналогових приладів та електронної системи збору даних, досліджувати вплив різних режимів налаштування та роботи релейного захисту при активному, індуктивному чи ємнісному навантаженні та на різних ступенях спрацювання. Корисна модель пояснюється кресленням, де: А1-3 - амперметри; VI-3 -вольтметри; ТС1-3 трансформатори струму; ДС - датчик струму; ДН - датчик напруги; ІП1-3 - пристрої, що імітують коротке замикання; ПП - узгоджуючий пристрій; СЗ1-n - аналогові реле струмового відсічення та максимального струмового захисту різних типів; П3 - пристрій релейного захисту; ЦАП - цифроаналоговий перетворювач; АЦП - аналого-цифровий перетворювач; ЕОМ - комп'ютер; РП1-3 робочий пристрій; Н - навантаження. Лабораторний стенд є багатофункціональним і працює наступним чином у трьох режимах. У першому режимі роботи, на лабораторному стенді можливо проводити дослідження селективності релейного захисту на базі аналогових реле та обробляти результати за допомогою комп'ютеризованої системи. У другому режимі роботи, на лабораторному стенді є можливість проводити дослідження селективності релейного захисту на базі комп'ютеризованих систем з різними типами програмного забезпечення та алгоритмами захисту та обробляти результати за допомогою комп'ютеризованої системи. У третьому режимі роботи, на лабораторному стенді є можливість проводити дослідження та проведення аналізу селективності релейного захисту на базі комбінованих аналогових реле та комп'ютеризованих систем та обробляти результати за допомогою комп'ютера. Після підключення лабораторного стенда до мережі відбувається запуск ЕОМ та програмного забезпечення, живлення АЦП, ЦАП та підключення навантаження відповідного типу та необхідного номіналу. Значення струму та напруги фіксуються відповідно датчиками струму (ДС) за допомогою вимірювальних трансформаторів струму (ТС) та напруги (ДН), які подають відповідний струм (тобто струм згідно з коефіцієнтом трансформації) на СЗ та паралельно на узгоджуючий пристрій ПП в схемі з ЕОМ. В схемі з ЕОМ сигнал з ПП надходить до аналого-цифрового перетворювача АЦП, який і надає цифровий сигнал на ЕОМ, де відповідне програмне забезпечення дає змогу регулювати встановки струму, швидкість спрацювання та інше управління захистом. При перевищенні допустимого струму на одному із ступенів, при імітації короткого замикання за допомогою імітаційних пристроїв ІП, спрацьовує захист відповідно до встановлених уставок струму та відповідного ступеня селективності, що попередньо розраховуються. Після знеструмлення робочого пристрою, котушки пускача, розмикаються його контакти (РП1-РПЗ), які відключають відповідне навантаження від мережі. Проводячи лабораторний експеримент, є можливість візуально спостерігати показники напруги мережі, струму навантаження та перехідні процеси при короткому замиканні. Є можливість налагоджування уставок реле шляхом попереднього розрахунку за допомогою відповідної методики та вивчати різні системи релейного захисту та їх елементи. Лабораторний стенд для дослідження селективності релейного захисту, що заявляється, підвищує якість навчання, тому що дозволяє наочно демонструвати та дослідити різні режими роботи та принципу селективності релейного захисту на базі різних типів реле. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Лабораторний стенд для дослідження селективності релейного захисту, який складається із різного типу навантаження, пристроїв релейного захисту, датчиків та приладів для виміру й контролю електричних параметрів та комп'ютера, який відрізняється тим, що в лабораторному стенді для дослідження селективності релейного захисту, завдяки імітації короткого замикання, за допомогою імітаційних пристроїв, в зоні дії відповідних ступенів релейного захисту, є можливість досліджувати максимальний струмовий захист та струмове відсічення, що виконане на базі аналогових реле, пристроїв імітування короткого замикання, робочих пристроїв для 2 UA 100055 U 5 10 комутації навантаження, амперметрів та вольтметрів для контролю електротехнічних параметрів мережі, трансформаторів струму, комп'ютеризованої системи релейного захисту, що дублює роботу аналогових реле, до складу якої входять датчики струму та напруги, узгоджуючий пристрій, пристрій релейного захисту, цифро-аналоговий перетворювач, аналогоцифровий перетворювач, комп′ютер, завдяки якій відбувається управління лабораторним стендом та фіксування результатів досліджень, є можливість підключення актиіного, індуктивного чи ємнісного навантаження різного номіналу, що дає можливість імітувати реальні та можливі режими роботи релейного захисту та, за допомогою аналогових приладів та електронної системи збору даних, досліджувати вплив різних режимів налаштування та роботи релейного захисту при активному, індуктивному чи ємнісному навантаженні та на різних ступенях спрацювання. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3