ОПИСАНИЕ ТРЕХФАЗНОГО УНИВЕРСАЛЬНОГО СТЕНДА

Внешний вид стенда. Стенд представляет собой металлическую конструкцию, включающую лицевую часть, столешницу и короб, внут­ри которого размещено основное оборудование, лицевая (вертикаль­ная) часть стенда состоит из шести панелей (рис. П.1). На пане­ли I мнемонически показана электрическая схема сети с устройст­вами управления, коммутационной аппаратурой и устройствами сигна­лизации. На панели II мнемонически представлена схема вторичных цепей двух групп трансформаторов тока с рядом гнезд, размещены амперметры и переключатели этих амперметров. На панели III собра­ны устройства так называемой универсальной части стенда, пред­назначенной для испытаний различных устройств релейной защиты и автоматики. Сюда входят регулируемые источники тока и напряже­ния, их коммутационная аппаратура, измерительные приборы. На па­нели IV размещены тумблеры (переключатели), коммутирующие цепи питания стенда переменным и постоянным токами, фазометр, а также мнемонически представлена схема оперативного постоянного тока всех токовых защит, которые могут исследоваться на этом стенде. На панелях V и VI размещаются реле исследуемых на стенде защит.

Рис. П.I. Лицевой вид стенда

Панель I. На панели мнемонически представлена электрическая схема радиальной сети с одним источником питания, двумя линиями и двумя трансформаторами (рис. П.2). В нижней лицевой части па­нели расположен тумблер SAB "Включение стенда", подающий пита­ние на стенд, а выше его - лампа HL, сигнализирующая подачу пи­тания.

В нижней правой части панели, обрамленные общей рамкой, расположены коммутационные аппараты управления: тумблер SA6, переключатели SA1–SA5, кнопка SBI5. Оперативное управление автоматическими выключателями Q1–Q5 и Q8,Q9 осуществляет­ся кнопками "Вкл." и "Откл.", расположенными рядом с их изобра­жением на панели. Для индикации состояния выключателей служат лампы, расположенные над кнопками управления (или рядом); крас­ная означает включенное положение, зеленая – отключенное. Для выключателей Q1–Q5 предусмотрено кроме оперативного (кноп­кой) отключение и от релейной защиты.

Переключатель SА1 "Вариант Z_c " служит для установки од­ного из трех значений внутреннего сопротивления источника пита­ния, моделирующего систему. Система жестко подключена к шинам п/ст А. Линия Л1 связывает п/ст А и п/ст Б, а линия Л2 – п/ст Б и п/ст В. К шинам п/ст А и п/ст Б подключены соответственно трансформаторы T1 и Т2 с группой соединений Y/D-11. Нейтраль трансформатора T1 глухо заземлена. Автоматический выключатель Q9 в цепи нейтрали трансформатора Т2 позволяет ему работать как с глухозаземленной нейтралью, так и с изолированной. При включении автоматического выключателя 8 шунтируется трансформатор Т2, что изменяет схему сети; в этом случае от шин п/ст Б отходят линии Л2 и Л3 (направление шунтированного Т2). Автоматические выключатели Q1–Q5и трансформаторы тока TA1-TA5 включены соот­ветственно в цепи: линии Л1, с двух сторон трансформатора T1, линии Л2 и питающей стороны трансформатора Т2.

Вторичные обмотки трансформаторов TA1-TA5 коммутируются двумя переключателями SА2 и SA3 "Подключение ТА". Необходи­мость такой коммутации определяется тем, что на панель II (рис. 1.3) могут быть выведены вторичные цепи лишь двух групп трансформа­торов тока - I и II. Один из указанных переключателей к выводам группы I подключает TA1 или ТАЗ. Второй переключатель к выводам группы II может подключать или ТА2, или ТА4, или ТА5; при этом указанными переключателями шунтируются вторичные обмотки осталь­ных трансформаторов тока.

Переключателем SА6 "Вариант сети" устанавливается один из двух возможных вариантов работы модели: в положении "Л1" питание мо­жет быть подано лишь на Л1, Л2, Т2; в положение "T1" - лишь на трансформатор T1.

Тумблером SА7, расположенным вблизи выключателя Q3, можно задать одно из двух значений тока нагрузки трансформатора T1: большему значению соответствует левое положение: (I).

В схеме могут быть реализованы короткие замыкания (КЗ) различного вида и в различных точках, устанавливаемые переклю­чателями SA4"Вид КЗ" и SA5 "Место КЗ". На стенде предусмот­рено одиннадцать точек K3 – K1 – K11. Режим КЗ будет иметь место только при нажатии кнопки SВ15 "КЗ"!

Панель II (рис. П.3) предназначена для сборки различных схем цепей переменного тока токовых защит и проведения необхо­димых измерений в этих цепях. На панели имеется ряд гнезд (с номерами от 1 до 90), к которым могут быть подключены выводы вторичных обмоток трансформаторов тона и различных реле тока, а также выполнены соединения, необходимые для реализации типовых схем. Как указывалось, к гнездам панели могут быть одновременно подключены лишь две группы трансформаторов тока - I и П. Над их мнемоникой имеется световая индикация, указывающая, какие именно трансформаторы тока подключены к соответствующим гнездам.

Реле защиты размещаются на отдельных панелях. Набор реле определяется видом исследуемых защит и вариантом задания на лабораторную работу. Мнемоника схемы вторичных цепей тока выпол­нена так, что позволяет получить практически все используемые в настоящее время схемы токовых защит одиночных линий и транс­форматоров, а именно:

- трехступенчатую токовую защиту от междуфазных КЗ;

- трехступенчатую токовую защиту нулевой последовательности от КЗ на землю;

- продольную дифференциальную токовую защиту.

Могут исследоваться упрощенные варианты токовых защит со ступенчатой характеристикой, в частности, максимальные токовые защиты. Предусматривается также возможность соединения вторич­ных обмоток трансформаторов тока по различным схемам: полной и неполной звезды, полного и неполного треугольника, фильтра тока нулевой последовательности.

Для реализации схем необходимо выполнить соответствующие соеди­нения между гнездами с помощью вилок (перемычек) или гибких про­водов со штекерами.

Например, для того чтобы собрать цепи тока максимальной токовой защиты, выполненной по схеме неполного треугольника с использованием трансформаторов тока первой группы, необходимо соединить перемычками попарно гнезда: 2 и 6; 3 и 9; 5 и 7 (шунтируется вторичная обмотка ТА.В, не используемого в схеме); 21 и 23; 25 и 26; 27 и 28 (или сразу 21 и 26). Последние соеди­нения исключают обмотки "лишних" реле из схемы. Для того чтобы собрать схему фильтра тока нулевой последовательности, следует соединить перемычками попарно гнезда 1 и 2; 4 и 5; 8 и 9; 21 и 30, 31 и 36; 37 и 46, 47 и 53. Таким образом, при реализа­ции любой схемы соединяются определенным образом вторичные обмот­ки трансформаторов тока и исключаются с помощью перемычек разры­вы между гнездами, где на мнемонике обозначены обмотки реле, которые отсутствуют при испытаниях.

Для измерения значений вторичных токов на панели размещены две группы амперметров, соответствующие двум группам трансформа­торов тока; верхняя группа A1-A4 и нижняя А5-А8. На схеме цепей переменного тока для амперметров, измеряющих фазные токи (A1-A3 и А5-А7), показаны два места включения: в цепи вторичной обметки трансформатора тока (А') и в цепи обмоток реле тока каждой фазы (А") соответственно. Место включения определяется положением переключателей SA8 и SA10 "Место установки". Амперметры А4 и А8 включены жестко в обратный провод каждой из групп трансфор­маторов тока при их соединении по схеме звезды.

Рис. П.2. Лицевой вид панели

Амперметры со шкалой 1A имеют три предела измерения, зада­ваемые переключателями SA9 для A1-A4 и SA11для А5-А8 - "Пре­делы измерений".

Пределы измерений справа налево соответствуют: III - 0,3 А; II - 1,5 А; I - 3,0 А. Для того чтобы получить значение вторично­го тока стенда с учетом шкалы амперметров и заданных пределов, следует умножить показания амперметра на коэффициенты:

III предел - 0,3; II предел - 1,5; I предел - 3.

К гнездам 10 и 20 панели II подключена токовая обмотка фазо­метра, индикаторная часть (измерительный прибор) которого разме­щена на панели IV. Для измерения фазы тока в какой-либо цепи необходимо включить в эту цепь с помощью гибких проводников со штекерами токовую цепь фазометра.

Например, для измерения фазы вторичного тока трансформатора тока фазы А группы I необходимо токовые выводы фазометра (гнезда 10 и 20) подключить к гнездам 1 и 2 (или 21-23 - в зависимости от схе­мы). Шкала фазометра - равномерная. Ноль расположен по середине шкалы. Фазометр позволяет измерить углы в полном диапазоне: от +180° до -180°.

Панель III (рис. П.4) относится к так называемой универсаль­ной части стенда и предназначена для испытания отдельных реле защит. На стенде имеются два регулируемых источника. Первый ис­точник обеспечивает получение регулируемых по значению напря­жения переменного тока, напряжения выпрямленного (постоянного) тока и переменного тока I_I. Напряжение переменного тока (зажи­мы 3 и 4) и напряжение выпрямленного тока (зажимы 5 и 6) регу­лируются дискретно с помощью переключателя SAI7 "пределы регу­лирования напряжения" (пределы дискретного регулирования -10 Б, 30 В и 100 В) и плавно автотрансформатором "Регулирование напряжения и тока I_I", рукоятка которого выведена на панель. Напряжение на зажимах 3 и 4 измеряется вольтметром VI. Его пре­делы измерения изменяются при дискретном изменении пределов ре­гулирования напряжения и равны соответственно 10 В, 30 В и 100 B. Напряжение на зажимах 5 и б измеряется вольтметром V2. Его пре­делы измерения тоже изменяются при дискретном регулировании и равны 15 В, 50 В и 150 В. Переменный ток I_I (зажимы 7 и 8) регулируется только плавно в пределах до 1 А с помощью указанного выше автотрансформатора и измеряется амперметром А9 (амперметр А9 включен в цепь источника тока I_I) с пределом измерения 1 А. Коммутируется указанный источник тумблером SAI4, под которым

Рис. П.3. Лицевой вид панели II

указаны величины, которые им коммутируются (U _~, U ₌, I _I), а также его включенное и отключенное положение; для световой ин­дикации его включенного положения предусмотрена сигнальная лам­па над ним.

Второй источник обеспечивает получение регулируемого по зна­чению переменного тока I ₂, снимаемого с зажимов 9 и 10. Ток I ₂ регулируется дискретно переключателем SAI8 "пределом регулирова­ния тока I₂ " (в пределах 1,0 А, 5 А, 10 А) и плавно автотранс­форматором "Регулирование тока I ₂", рукоятка которого выведена на панель. Значения тока измеряются амперметром А10 (амперметр А10 включен в цепь источника тока I₂. Пределы измерения А10 изменя­ются при дискретном изменении пределов регулирования тока I ₂ и равны соответственно 1,0 А, 5 А и 10 А.

Панель IV (рис. П.5) предназначена, главным образом, для сборки схем цепей оперативного постоянного тока различных иссле­дуемых на стенде защит. Для этого на панели имеются гнезда (101—131), к которым подведены соответствующие зажимы исполь­зуемых в схемах защит реле, а также подведен "плюс" источника оперативного постоянного тока. На панели IV изображены схемы цепей оперативного постоянного тока для случаев, когда на линии между п/ст А и п/ст Б используются трехступенчатые токовые защиты от междуфазных КЗ и от КЗ на землю (защита I), а на линии между п/ст Б и п/ст В - двухступенчатые токовые защиты от междуфазных КЗ и от КЗ на землю (защита 4 или защита 5). Включение соответ­ствующих ступеней обеспечивается установкой перемычек между соответствующими гнездами. Например, для ввода второй ступени защиты I от междуфазных КЗ необходимо установить перемычку между гнездами 103 и 104; при этом будет подводиться "плюс" от источника оперативного постоянного тока к контактам реле тока KА2 и KА6 второй ступени.

Предусмотрена на стенде возможность испытаний отдельных реле, входящих в защиту. Для этого имеются выведенные к гнездам обмотки и контакты реле тока и реле времени. Обмотки реле тока выведены к гнездам панели II, их контакты - к гнездам панели IV. Кроме того, выведена обмотка (гнезда 125 и 127) и контакт (гнезда 124 и 130) реле времени KТ6. Для испытаний отдельных реле используется универсальная часть стенда (панель III).

На панели IV изображена схема цепей оперативного постоян­ного тока продольной дифференциальной токовой защиты трансформа­тора T1 (правая верхняя часть).

Рис. П.4. Лицевой вид панели III

В цепях электромагнитов отключения на панели IV установле­ны тумблеры, позволяющие ввести действие защиты на отключение выключателей: Q1 – SA19; Q2 – SА20; Q2 – SA21;4 (Q5) – SА23. При положении этих тумблеров "ОП" возможно лишь опера­тивное отключение выключателя (соответствующей кнопкой); при положении "РЗ" - лишь от релейной защиты. В цепи электромагнитов отключения выключателей Q4 и Q5 дополнительно установлен тумб­лер SA22,в верхнем положении которого подготовлена цепь Q25, а в нижнем – Q4. На стенде возможно вести испытания лишь в цепи одного из этих выключателей.

В правом нижнем углу панели IV расположены два тумблера: "Система" и "Оперативный ток".

Тумблером "Система" осуществляется коммутация трехфазного тока, подводимого к схеме сети. Тумблером "Оперативный ток" осуществ­ляется коммутация постоянного тока, используемого в цепях управ­ления коммутационными аппаратами стенда и в цепях релейной защиты. Имеется обозначение включенного ("вкл.") и отключенного ("откл.") их положения, а также световая индикация.

Правила пользования коммутационной аппаратурой стенда

I. При испытании отдельных реле или защиты от источников питания универсальной части стенда должны быть включены тумбле­ры SAB, SAI4 или SAI5 на панели Ш и при необходимости тумблер "Оперативный ток" на панели 1У. При этом нельзя вклю­чать тумблер "Система ".

II. При испытаниях в цепях модели сети (работа с панелями I, II и IV) - пользование коммутационными аппаратами должно произ­водиться в указанной ниже последовательности.

1. Тумблер "Включение стенда" перевести в нижнее положение - отключен.

2. Тумблеры "Система" и "Оперативный ток" установить в по­ложение "Откл.".

Тумблеры SA19, SA20, SA21, SA23 в цепях электромагни­тов отключения выключателей Q1-Q5перевести в положение опе­ративного отключения "0II".

3. В соответствии с заданием установить переключателями:
"Вариант Z _c " - сопротивление системы; "Вариант сети" - в поло­жение Л1 или T1; переключателями "Подключение ТА" - номера трансформаторов

Рис. П.5. Лицевой вид панели IV

тока, вторичные обмотки которых подключаются к груп­пам I или II на панели И. Если переключатель "Вариант сети" уста­новлен в положение "T1", то тумблером SA7 установить ток нагруз­ки трансформатора Т1-"I" и "II".

4. Собрать требуемые схемы соединений вторичных обмоток трансформаторов тока и реле тока на панели II. Поставить перемыч­ки между гнездами, где есть разрыв из-за отсутствия изображенных
на мнемонике реле. При необходимости накладными проводами со
штекерами включить в испытуемую цепь токовую обмотку фазометра (гнезда 10 и 20 панели II).

5. В соответствии с заданием в цепях оперативного тока ис­пытуемой защиты (панель IV) установить необходимые перемычки. При необходимости тумблер в цепи электромагнита отключения за­данной защиты перевести в положение "РЗ" - отключение от релей­ной защиты.

6. Установить переключатели "Вид КЗ" и "Точка КЗ" в тре­буемое положение.

7. Тумблер "Включение стенда" перевести в верхнее положение.

8. Тумблеры "Система" и "Оперативный ток" перевести в поло­жение "Вкл.".

9. Кнопками включить требуемые выключатели.

10.Если требуется> осуществить КЗ нажатием кнопки "КЗ" на время, необходимое для выполнения измерений или проверки дейст­вия защиты.

11.Тумблер "Система" перевести в положение "Откл." и подго­товить стенд r выполнению следующего опыта.

Внимание! При положении "Вкл" тумблера "Система" запрещает­ся какие-либо переключения. Может быть лишь кратковременно нажата кнопка "КЗ"!