Разработал преподаватель Е.В.Попова

Федеральное агентство ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Вологодский техникум железнодорожного транспорта – филиал

Федерального государственного бюджетного образовательного

Учреждения высшего профессионального образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Для студентов заочного отделения

для специальности 140409 Электроснабжение (по отраслям)

По МДК.01.03. Релейная защита и автоматические системы управления устройствами электроснабжения

Разработал преподаватель Е.В.Попова

Вологда

ОДОБРЕНО Протокол заседания ЦК от______________ №____   Председатель ЦК

Согласовано Заместитель директора по УР Т.В. Семикова ______________ ________________20_____г.

Разработчики: Попова Е.В. – преподаватель ВТЖТ- филиал ФГБОУ ВПО ПГУПС

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания разработаны в соответствии с Государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования по специальности 140409 Электроснабжение (по отраслям) и Программой профессионального модуля Техническое обслуживание оборудования электрических подстанций и сетей для специальности 140409 Электроснабжение (по отраслям) (для железнодорожного транспорта).

В результате изучения МДК.01.03 обучающийся должен:

иметь практический опыт:

составления электрических схем устройств автоматики и релейных защит;

модернизации схем электрических устройств автоматики и релейных защит;

уметь:

разрабатывать электрические схемы устройств автоматики и релейных защит;

вносить изменения в принципиальные схемы при замене приборов и элементов автоматики и релейных защит;

знать:

устройство оборудования автоматики и релейных защит;

условные графические обозначения элементов схем автоматики и релейных защит;

логику построения схем, типовые схемные решения, принципиальные схемы эксплуатируемых электроустановок;

виды технологической и отчетной документации, порядок ее заполнения.

Результатом освоения МДК.01.03. является овладение обучающимися профессиональными (ПК) и общими (ОК) компетенция:

ПК 1.3 Выполнять основные виды работ по обслуживанию оборудования распределительных устройств электроустановок, систем релейных защит и автоматизированных систем

ПК 1.5 Разрабатывать и оформлять технологическую и отчетную документацию

ОК 1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес

ОК 2 Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество

ОК 3 Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность

ОК 4 Осуществлять поиск и использование информации, необхо-димой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

ОК 5 Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности

ОК 6 Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями

ОК 7 Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий

ОК 8 Самостоятельно определять задачи профессионального и лич-ностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации

ОК 9 Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности

ОК 10 Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей)

Преподавание МДК.01.03. имеет практическую направленность и проводится во взаимосвязи с такими разделами модуля, как «Устройство и техническое обслуживание оборудования электрических подстанций», «Устройство и техническое обслуживание сетей» и дисциплин «Электротехника и электроника», «Охрана труда».

При изучении данной дисциплины студенты должны выполнить самостоятельно две контрольные работы. Задания для контрольных работ составлены в 50 вариантах. Номер варианта определяется двумя последними цифрами шифра студента. Таблица вариантов помещена в начале заданий, перед контрольными вопросами.

В целях закрепления теоретических знаний студентами заочного отделения выполняется 8 лабораторных работ, перечень которых приведен ниже.

По данной дисциплине студенты сдают экзамен. Перечень вопросов и рекомендуемая литература приводится в конце методических указаний.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Наименование разделов и тем	Самостоятельная работа	Аудиторные занятия	В том числе
т/о	лр
1.Релейная защита оборудования электроустановок
2. Автоматика устройств электроснабжения
3. Техническое обслуживание устройств релейной защиты и автоматики
4. Автоматизированные системы управления
5. Техническое обслуживание автоматизированных систем управления

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Наименование разделов профессионального модуля (ПМ), междисциплинарных курсов (МДК) и тем	Содержание учебного материала, лабораторные занятия, самостоятельная работа обучающихся	Уровень освоения
МДК 01.03. Релейная защита и автоматические системы управ­ления устройствами электро­снабжения
Тема 3.1. Релейная защита обо­рудования электроустановок	Содержание
	Общее сведения об элементах и функциях системы управления
	Автоматизированная система управления устройствами электроснабжения
	Общие сведения о релейных защитах и автоматике (РЗА)
	Назначение РЗА
	Переходные процессы в электроэнергетической системе (ЭЭС)
	Ненормальные режимы работы ЭЭС
	Структура РЗ
	Основные виды РЗ
	Релейная аппаратура. Требования к ней, конструкция и принцип работы реле
	Релейная защита линий электропередачи. Виды защит, их назначение, схемы и принцип действия
	Релейная защита силовых трансформаторов. Виды защит, их назначение, схемы и принцип действия
Лабораторные занятия
	Изучение работы максимально токовой защиты линий электропередач
	Изучение работы токовой направленной защиты
	Изучение работы дистанционной защиты
Тема 3.2. Автоматика устройств электроснабжения	Содержание
	Разновидности и назначение автоматики
	Устройство автоматики повторного включения
	Автоматика фидеров контактной сети
	Автоматизация работы трансформаторов
Тема 3.3. Техническое обслужи­вание устройств релейной защи­ты и автоматики	Содержание
	Виды и периодичность технического обслуживания РЗА
	Основные требования к системам диагностирования
	Автоматический контроль защит
	Способы построения систем функционального диагностирования
	Функционально-технологическая структура централизованной системы функционального диагностирования
	Эффективность автоматизированного диагностирования релейной защиты
Лабораторные занятия
	Исследование устройства диагностирования токовых защит ЛЭП 6-35 кВ
Тема 3.4. Автоматизированные системы управления	Содержание
	Общие сведения об устройствах телемеханики
	Информация в системах управления
	Модуляция, демодуляция
	Кодирование
	Шифраторы и дешифраторы
	Разделение элементов сигнала при передаче
	Методы синхронизации распределителей
	Принципы построения устройств телеизмерения
Тема 3.5. Техническое обслужи­вание автоматизированных сис­тем управления	Содержание
	Телемеханизация системы электроснабжения
	Принципы построения ТУ и ТС подсистемы «Лисна»
	Технические характеристики системы телемеханики МСТ-95
	Передающее устройство телесигнализации
	Приемное устройство телесигнализации
	Передающее устройство телеуправления
	Приемное устройство телеуправления
Лабораторные занятия
	Исследование работы ТС КП при формировании командной серии
	Исследование работы ТС ДП при приеме командной серии
	Исследование работы ТУ КП при формировании командной серии
	Исследование работы ТУ КП при приеме командной серии
Самостоятельная работа при изучении МДК 01.03.: Систематическая проработка конспектов занятий, учебной и специальной технической литературы, нормативной документации, производственных инструкций (по вопросам к параграфам, главам учебных изданий, составленным преподавателем). Подготовка к лабораторным занятиям, оформление отчетов.

Уровень освоения:

1-ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);

2-репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством);

3-продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач).

ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

Две последние цифры шифра	Номер варианта	Номер задачи вопроса	Две последние цифры шифра	Номер варианта	Номер задачи вопроса
			1,11,21				6,18,30
			2,12,22				7,19,21
			3,13,23				8,20,22
			4,14,24				9,11,23
			5,15,25				10,12,24
			6,16,26				1,14,26
			7,17,27				2,14,27
			8,18,28				3,15,28
			9,19,29				4,16,29
			10,20,30				5,17,30
			1,12,23				6,16,21
			2,13,24				7,19,22
			3,14,25				8,20,23
			4,17,26				9,11,24
			5,16,27				10,12,25
			6,17,28				1,15,27
			7,18,29				2,14,28
			8,19,30				3,15,29
			9,20,21				4,16,30
			10,11,22				5,17,21
			1,13,25				6,18,22
			2,14,26				7,19,23
			3,15,27				8,20,24
			4,18,29				9,11,25
			5,15,29				10,12,26

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ№1

1. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РТ-40. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

2. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РТ-80. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

3. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РН-50. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

4. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РГЧЗ-66. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

5. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РВ-100. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

6. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РВ-200. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

7. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РП-23. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

8. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РПГ-4. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

9. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РУ-21. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

10. Описать назначение, устройство и принцип работы реле РБМ-117. Указать в каких релейных защитах применяется и каким органом в этих защитах является.

11. Опишите назначение релейной защиты, дайте определение. Начертите и опишите структурную схему релейной защиты.

12. Опишите основные виды релейных защит (токовые; дифференциальная; напряжения, вольтметровые или потенциальные; дистанционные; импульсные; высокочастотные; телеблокировка; газовая; тепловая).

13. Перечислите основные требования предъявляемые к релейным защитам. Какие функциями и свойствами должны обладать релейные защиты. Что означает селективная и неселективная защита. Чем определяется быстродействие защиты и на что влияет быстродействие. Чем характеризуется устойчивость функционирования. Как увеличить надежность защиты.

14. Опишите общие сведения микропроцессорных защит. Начертите обобщенную структурную схему.

15. Перечислите и раскройте принципы построения микропроцессорной релейной защиты, приведите структуру вычислительной системы микропроцессорной релейной защиты.

16.Опишите виды и периодичность технического обслуживания релейных защит(РЗ). Какие виды технического состояния РЗ существуют. Какие задачи решают системы диагностирования. Виды систем диагностирования.

17. Перечислите основные требования, предъявляемые к системам диагностирования РЗ.

18. Опишите автоматический контроль технического состояния защит. Раскройте что означает функциональное и тестовое диагностирование, приведите примеры.

19.Опищите и постройте структурную схему функционально-технологической структуры центральной системы функционального диагностирования.

20.Опишите устройство диагностирования защиты электротяговой сети 27,5 кВ. Приведите структурную и принципиальную схему модуля ОТКЛ-К и опишите 0 работу модуля по схемам.

21.Начертите принципиальную схему цепей автоматики кремниевого преобразовательного агрегата с естественным охлаждением тяговой подстанции постоянного тока, выполненную разнесенным способом.

Схема должна обеспечивать автоматическое включение и отключение преобразователя кнопками управления, автоматическое отключение при срабатывании фильтровой защиты (ФТОП), максимальной токовой защиты без выдержки времени, газовой защиты трансформатора; световую сигнализацию положения масляного и быстродействующего выключателей при переключениях преобразователя оперативным персоналом и при аварийном отключении преобразователя.

22. Начертите принципиальную схему автоматики питающей линии (фидера) контактной сети телемеханизированной тяговой подстанции постоянного тока, выполненную разнесенным способом. Тип быстродействующего выключателя — ВАБ-43.

Схема должна обеспечивать управление выключателем и линейным разъединителем кнопками управления и устройством телемеханики, включение бесконтактным устройством АПВ; световую сигнализацию положения выключателя и линейного разъединителя.

Объясните взаимодействие схемы во всех заданных режимах.

23. Начертите принципиальную схему автоматики питающей линии (фидера) контактной сети телемеханизированной тяговой подстанции переменного тока, выполненную разнесенным способом.

Схема должна обеспечивать управление выключателем и линейным разъединителем кнопками управления и устройством телемеханики, отключение выключателя электронными защитами и устройством телеблокировки, запуск устройств телеблокировки для посылки сигналов на пост секционирования; однократное АПВ выключателя; запрет АПВ при отключении выключателя оперативным персоналом.

Объясните назначение элементов схемы и их взаимодействие в заданных режимах.

24. Начертите принципиальную схему автоматики пункта параллельного соединения (ППС), выполненную разнесенным способом.

Схема должна обеспечивать управление разъединителями и выключателем кнопками управления и устройством телемеханики; автоматическое включение выключателя при наличии напряжения в подвесках обоих путей, автоматическое его отключение при исчезновении напряжения в контактной подвеске путей.

Объясните назначение элементов схемы и их взаимодействие в заданных режимах.

25. Начертите структурные схемы передающего и приемного устройств телеблокировки выключателей фидеров контактной сети переменного тока; вид сигналов, передаваемых по линии связи для отключения выключателей каждого из фидеров тяговой подстанции. Начертите функциональную схему цепей запуска устройств телеблокировки на тяговой подстанции.

Объясните назначение устройств телеблокировки, как осуществляется пуск телеблокировки, назначение блоков структурных схем передающего и приемного устройств и действие телеблокировки в целом.

26. Начертите принципиальную схему автоматики поста секционирования электрифицированного участка переменного тока, выполненную разнесенным способом.

Схема должна обеспечивать управление выключателем и линейным разъединителем кнопками управления и устройством телемеханики, отключение выключателя при срабатывании электронной защиты и устройств телеблокировки, однократное АПВ выключателя.

Объясните назначение элементов схемы и их взаимодействие в заданных режимах.

27. Начертите принципиальную схему автоматики питающей линии (фидера) контактной сети телемеханизированной тяговой подстанции переменного тока, выполненную разнесенным способом.

Схема должна обеспечивать управление выключателем и линейным разъединителем кнопками управления и устройством телемеханики, отключение выключателя электронными защитами; однократное АПВ выключателя при отключении его защитами; запрет АПВ выключателя оперативным персоналом; световую сигнализацию положения выключателя и линейного разъединителя.

Объясните назначение элементов схемы и их взаимодействие в заданных режимах.

28. Начертите принципиальную схему автоматики выключателя ВАБ-43 поста секционирования электрифицированного участка постоянного тока, выполненную разнесенным способом.

Схема должна обеспечивать управление выключателем и линейным разъединителем кнопками управления и устройством телемеханики, мгновенное АПВ при отключении выключателя от тока перегрузки, АПВ выключателя оперативным персоналом; световую сигнализацию положения выключателя после появления напряжения в контактной сети.

Объясните назначение элементов схемы и их взаимодействие в заданных режимах.

29. Начертите принципиальную схему испытателя коротких замыканий (ИКЗ) и функциональную схему бесконтактного устройства АПВ выключателей питающей линии (фидера) контактной сети постоянного тока (БФАК-81).

Устройство БФАК-81 должно обеспечивать однократное АПВ выключателей в четвертой позиции распределителя при отключении выключателей от тока перегрузки или запрет АПВ при устойчивом КЗ в контактной сети.

Объясните назначение, устройство и действие ИКЗ и БФАК-81 при отключении выключателей от тока кратковременной перегрузки питающей линии (фидера).

30. Начертите принципиальную схему испытателя коротких замыканий и функциональную схему бесконтактного устройства АПВ выключателей питающей линии (фидера) контактной сети постоянного тока (БФАК-81).

Устройство БФАК-81 должно обеспечивать однократное АПВ выключателей в шестой позиции распределителя при отключении выключателей от тока перегрузки или запрет АПВ при устойчивом КЗ в контактной сети; оперативное включение выключателей с предварительной проверкой состояния контактной сети с помощью

ИКЗ.

Объясните назначение, устройство и действие ИКЗ и БФАК-81 при оперативном включении выключателей и при их отключении от тока устойчивого короткого замыкания в контактной сети.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1

К выполнению контрольной работы 1следует приступить после изучения основ релейной защиты [1], функционального диагностирования системы релейной защиты[2] и принципов построения устройств автоматики [3].

Для выполнения задач 1-10 необходимо, основываясь на знаниях основ релейной защиты, разобраться и подробно описать устройство и назначении реле, принципе работы реле, в каких защитах применяется и каким органом в защите является (измерительным, логическим, сравнения, выходным).

Выполнение задачи 11-20 требует подробного изучения назначения релейных защит их структурных схем и систем диагностирования релейных защит. Для выполнения данных заданий требуется изучить литературу 1 и 2.

При решении задачи 21 надо знать действие коммутационной автоматики кремниевого преобразовательного агрегата, описанной в [3], 5.5.

На основании рис. 5.8 [3] следует начертить схему, содержащую заданные цепи. То есть цепи, связанные с автоматическим включением и отключением резерва, изображать не следует. В то же время необходимо привести цепи сигнализации положения выключателей ([3], рис. 4.1, 4.76).

Для успешного изучения устройств автоматики фидеров контактной сети ([3], гл. 4) следует повторить работу устройств автоматики питающих линий и электротяговых потребителей, необходимо знание основных теоретических положений, изложенных в гл. 3 [3].

Для выполнения задачи 22 надо повторить в [4], 5.18 устройство выключателя ВАБ-43 и схему его управления. Затем, используя рис. 4.7 и 4.106 [3], можно составить нужную схему.

Схему к задаче 2З можно начертить по примеру рис. 4.1 [3], исключив из нее лишние цепи, связанные с устройствами определения места повреждения контактной сети.

Для выполнения задачи 24 следует рассмотреть схему автоматики ППС на рис 4.10, 4.11[3], предварительно вспомнив, как управляется выключатель ВАБ-28 ([4], 5.18). Не заданные условием цепи, например, для отключения малых токов КЗ, включения счетчиков чертить не нужно.

Для выполнения задачи 25 изучить назначение, устройство и принцип действия телеблокировки в [3], 4.3, где на рис 4.4 представлена структурная схема передающего и премного устройств телеблокировки. С принципами действия этих устройств студенты знакомятся изучая передатчики и приемники устройств телемеханики в [3], 8.11. Обычно на всех подстанциях и постах секционирования к линии связи подключены приемные устройства телеблокировки. При отключении фидерного выключателя на этом пункте происходит отключение приемного устройства, подключение к линии связи передающею устройства и его запуск. Вид сигналов, передаваемых по линии связи, нетрудно изобразить, если внимательно изучить в [3], 4.3. Для вычерчивания цепей запуска телеблокировки рассмотрите рис. 4.1 [3].

Схему автоматики постов секционирования участка переменного тока, в ответе на вопрос 26, можно составить опираясь на рис. 4.3 [3] и 4.10б [3], отразив на ней лишь заданные цепи.

Схему к задаче 27 можно начертить по примеру рис. 4.1 [3], исключив из нее лишние цепи, связанные с устройствами телеблокировки и определения места повреждения контактной сети.

При выполнении задачи 28 следует ориентироваться на схему рис. 4.9 [3]. Но при использовании ее следует скорректировать с учетом особенностей управления выключателем ВАБ-43 ([4], 5.18). Цепи управления линейным разъединителем даны на рис. 4.10б [3].

Для выполнения задач 29 и 30 необходимо знать принцип действия ИКЗ и электронного устройства бесконтактной фидерной автоматики БФАК-81. Принципиальная схема ИКЗ изображена на рис. 4.5 [3]. Функциональная схема БФАК-81 изображена на рис. 4.6 и 4.8 [3]. При составлении схем обратите внимание на заданную кратность АПВ. Лишние цепи, не требующиеся по заданию, чертить не надо.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ№2

ЗАДАЧИ 1, 3, 5, 7, 9

В момент, когда распределитель передающего устройства телеуправления «...» переключался в п-позицию, диспетчер нажал кнопки на пульте управления, посылая приказ «...». Частота тактовых импульсов ƒ_ТИ = ... Гц.

Исходные данные указаны в табл. 1.

Подсчитайте время Т_пер от момента нажатия кнопки до момента окончания передачи приказа. Расчет сопроводите пояснениями и временной диаграммой импульсной серии на выходе передающего устройства телеуправления, иллюстрирующей весь период передачи приказа Т_пер.

Таблица 1

Наименование исходных данных	Задачи
Передающее устройство телеуправления	ТУ ДП «Лисна-Ч»	ТУ ДП «Лисна-Ч»	ТУ ДП «Лисна-В»	ТУ ДП «Лисна-Ч»	ТУ ДП «Лисна-В»
Позиция рас- пределителя , п
Приказ дис- петчера	Включить на 8 КП объект 10 во 2-й группе	Отключить на 12 КП объект2 в4-й группе	Включить на 4 КП объект2 в 1-й группе	Отключить на 4 КП объект2 в 1-й группе	Отключить на 8 КП объект4 в4-й группе
Частота такто- вых импульсов, ƒТИ Гц					12,5

ЗАДАЧИ 2, 4, 6, 8,10

В момент, когда распределитель передающего устройства телесигнализации ТС КП систем «Лисна-Ч» переключался в п-позицию, отключился объект, контролирующийся импульсами или паузами в т-позиции распределителя. Исходные данные указаны в табл. 2.

На данном КП в ненормальном состоянии находятся также объекты, контроль за состоянием которых осуществляется в позициях распределителя р_i при паузах. Частота тактовых импульсов ƒ_ТИ =... Гц.

Подсчитайте время Т от момента отключения объекта до момента передачи сообщения об этом и время Т_з — от момента отключения объекта до момента выдачи приказа на световое отображение принятой информации на щите диспетчера. Расчет сопроводите пояснениями и временной диаграммой импульсной серии на входе приемного устройства телесигнализации ТС ДП, иллюстрирующей весь период передачи сообщения Т_з.

Таблица 2

Наименование исходных данных	Задачи
Позиция распре- делителя, п
Вид сигнала и позиция распре- делителя т, во время которого контролируется состояние отключившегося объекта	Пауза в 25-й по- зиции	Импульс в 45-й по- зиции	Импульс В 10-й по- зиции	Пауза В 20-й по- зиции	Импульс в 10-й по зиции
Вид сигнала и по- зиция распределителя рi , которым соответствует ненормальное состояние объектов, контролирующихся в группе импульсов	20,50	35,55	5,28,46	15,38	25,40,55
Вид сигнала и по- зиция распределителя рк , которым соответствует ненормальное состояние объектов, контролирующихся в группе пауз	30,48,55	18,33,42	15,52	12,24,30	32,48
Частота тактовых импульсов ƒТИ, Гц

ВОПРОСЫ 11—20

11. Объясните применяемые в устройствах телемеханики виды разделения каналов связи. Приведите схемы, поясняющие объяснения.

12. Начертите принципиальную схему модулятора и LС- генератора гармонических колебаний ЧМ -передатчика канала связи, применяемого в аппаратуре каналов связи системы МСТ-95.

Объясните их назначение и принцип действия. Ответ сопроводите поясняющей диаграммой сигналов на входе и выходе ЧМ -передатчика.

13. Объясните особенности выполнения временного разделения элементов сигнала в системах телемеханики и методы необходимой при этом синхронизации распределителей.

Ответ сопроводите поясняющими структурными схемами и временной диаграммой работы распределителя.

14. Начертите структурную схему, поясняющую принцип выполнения частотного разделения каналов связи.

Объясните, чем вызвано разделение каналов связи, а также назначение блоков схемы и принцип выполнения частотного разделения каналов связи. Ответ сопроводите поясняющей диаграммой сигналов в каналах связи.

15. Начертите структурную схему ЧМ -передатчика аппаратуры каналов связи системы МСТ-95.

Объясните назначение этого передатчика и его блоков. Приведите временную диаграмму сигналов на входе и выходе передатчика.

16. Начертите принципиальную схему полосового фильтра, применяемого в ЧМ-передатчике аппаратуры канала связи системы телемеханики МСТ-95.

Объясните назначение фильтра в ЧМ -передатчике и принцип действия этого фильтра. Приведите характеристику затухания этого фильтра.

17. Начертите структурную схему ЧМ -передатчика аппаратуры канала связи системы телемеханики МСТ-95.

Объясните назначение этого приемника и его блоков. Приведите временную диаграмму сигналов на входе и выходе ЧМ -приемника.

18. Начертите принципиальную схему дискриминатора ЧМ -передатчика аппаратуры канала связи системы телемеханики МСТ-95.

Объясните назначение дискриминатора и принцип его действия.

19. Начертите принципиальную схему полосового фильтра, применяемого в ЧМ-приемнике и принцип действия этого фильтра.

20. Начертите структурную схему, поясняющую принцип выполнения двукратного частотного уплотнения канала связи. Объясните назначение частотного уплотнения каналов связи, назначение блоков схемы и принцип выполнения двукратного частотного уплотнения связи.

21. Начертите структурную схему счетчика электрической энергии типа «Альфа». Объясните его работу и перечислите задачи, решаемые с его помощью автоматизированной системой управления электроснабжением (АСУЭ).

22. Начертите структурную схему автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ). Объясните задачи и возможности АСКУЭ. Что значит автоматизированный учет электроэнергии? Какие виды учета электроэнергии вы знаете?

23. Начертите структурную схему АСУ энергодиспетчерских пунктов. Объясните, что представляет собой автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ).

24. Начертите структурную схему управления нижнего уровня. Для чего используется управление тяговыми подстанциями? Дайте описание всем подсистемам управления нижнего уровня.

25. Начертите структурную схему ввода аналоговых и дискретных сигналов. Объясните назначение устройств связи с объектом.

26. Начертите структурную схему микропроцессорной релейной защиты. Объясните возможности микропроцессорной релейной защиты в рамках системы управления тяговой подстанции.

27. Начертите структурную схему информационного обеспечения автоматизированной системы управления электроснабжением (АСУЭ). Какие еще виды обеспечения АСУЭ существуют, как они взаимодействуют?

28. Начертите структурную схему размещения технических средств АСУ энергодиспетчерского пункта в отделении дороги и объясните ее. Какие задачи решаются АСДУ?

29. Объясните задачи информационно-управляющих комплексов (ИУК) на примере ИУК «Подстанция».

30. Начертите структурную схему телемеханической комплексной системы для сосредоточенных объектов. Объясните работу всех модулей, входящих в нее.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ 2

Прежде чем приступить к выполнению задач 1 - 10, следует изучить устройства телемеханики, указанные в 7.1—7.3 [3], принципы построения ТУ, ТС подсистем «Лисна-Ч» и «Лисна-В».

Порядок составления импульсных серий и назначение отдельных импульсов можно разобрать по рис. 7.7, 7.11 [3].

При составлении серий телесигнализации в «Лисна-Ч» следует принять соответствие ненормального состояния контролируемого объекта удлиненному сигналу. Например, на рис. 1 представлена кодовая серия ТС для передачи сообщения: «В ненормальном состоянии находятся объекты, контролирующиеся в позициях распределителя при импульсах 30, 35, 40, 45, и при паузах 28, 33, 42, остальные объекты — в нормальном состоянии».

Код выбора КП при передаче приказа в системе «Лисна-Ч» составляется путем различных сочетаний двух длинных импульсов из шести С²₆ (со 2-го по 7-й). Например, для выбора КП1 удлиняются 2-й и 3-й импульсы, для КП5 — 6-й и 7-й. На рис. 2 представлена кодовая серия ТУ передачи приказа подсистемы «Лисна-Ч»: «Включить на 3-м КП объект 12 в 4-й группе».

Рисунок 1-Кодовая серия ТС «Лисна-Ч»:

Рисунок 2 - Кодовая серия ТУ «Лисна-Ч»

Решение задач 1-10 требует отчетливого представления действия заданного устройства телеуправления или телесигнализации при формировании импульсной серии, несущего конкретный приказ или информацию о состоянии объекта.

При подсчете времени передачи приказа следует помнить, что передача приказа начинается не сразу после нажатия кнопок на пульте управления диспетчера. Командным сериям предшествует подготовительная серия: должен быть возбужден триггер группы, к которой относится телеуправляемый объект. Цепь на возбуждение этого триггера составится через замкнутую кнопку шифратора выбора объекта и группы, если в момент нажатия кнопок распределитель не дошел до позиции, выход которой связан с этой кнопкой, то выбор триггера группы произойдет в текущей серии. Если же распределитель уже прошел эту позицию, то выбор триггера произойдет в следующей серии.

Если триггер группы будет возбужден, то при переключении распределителя из последнего положения, соответствующего сверхдлинному фазирующему импульсу, в первое положение переключится триггер начала передачи (НП) и начнется 1-я командная серия. Как известно, командная серия передается дважды.

Определяя время от момента нажатия кнопок до окончания 2-й командной серии, следует сначала изобразить графически все сигналы, которые будут переданы за рассматриваемое время, затем вычислить длительность коротких импульсов и пауз t_ки = t_кп, длинных импульсов t_ди и сверхдлинных импульсов t_сди. длительность коротких импульсов и пауз определяется частотой тактовых импульсов ƒ_ТИ:

Пример 1

Условие задачи такое же, как в задачах 1, 3, 5, 7, 9. Задано передающее устройство ТУ ДП системы «Лисна-Ч»; позиция распределителя п = 25, ƒ_ТИ =28,5 Гц; содержание передаваемого приказа: «Включить на 1-м КП объект 5 в 1-й группе».

Решение.

(Вид импульсных серий в примере не приведен).

Длительность короткого сигнала

Длительность длинного сигнала

Длительность фазирующего импульса

Так как кнопка шифратора выбора пятого объекта связана с 14-м выходом распределителя, то текущая серия не будет подготовительной. Ее длительность равна времени переключения распределителя с 25-й позиции до 31-й, фазирующий 31-й импульс и еще одна короткая — 32-я пауза.

Следующая серия будет подготовительной, в 14-й позиции распределителя переключится триггер 1-й группы, подготовив цепь возбуждения триггера начала передачи НП.

Длительность этой серии

Следующие две серии будут передавать приказ. В них 1, 2, 3, 8, 14, 26-й импульсы будут длинными, 31-й — сверхдлинным.

Длительность командных серий

Полное время передачи приказа:

В отличие от телеуправления передача телесигнализации в системах с частотным разделением каналов связи осуществляется сразу же, как только распределитель окажется в позиции, выход которой связан с оптронной парой, контролирующей положение объекта. Время переключения распределителя от заданной позиции до позиции, связанной с соответствующим фоторезистором, определяет время Т₁.

Переданная информация ТС сначала запоминается. После проверки синхронности переключения распределителей на КП и ДП в 63-й позиции распределителя сначала происходит гашение всех горящих тиратронов на щите, а затем выдается команда на считывание информации, записанной на запоминающих элементах, и воспроизведение ее на щите. Моментом срабатывания усилителей считывания (УСЧ) можно считать момент переключения датчика времени (ДВ) из 6-й позиции в 7-ю. Начало переключений ДВ примерно совпадает с началом прихода фазирующего импульса, а время отсчета импульсов можно вычислить, зная, что генератор датчика времени переключается с частотой, немного большей частоты тактовых импульсов (для задач 2 и 10 ƒ_дв =45 Гц, для задач 4, 6 и 8 - ƒ_дв =40 Гц).

Таким образом, время Т₃ складывается из времени Т₁, времени с момента передачи информации до прихода фазирующего импульса Т₂ и времени Т_дв. При подсчете указанных периодов времени следует предварительно отобразить их графически. При передаче информации ТС используются не только импульсы, но и паузы.

Ненормальному состоянию объекта соответствует длинный импульс t_ди или длинная пауза t_дп, а нормальному состоянию объекта короткие — t_ки, t_кп. Длительность их определяется как указано выше.

Пример 2

Условие задачи такое же, как задач 2, 4, 6, 8, 10; п = 10; пауза в т = 30-й позиции; р_i =20 и 40; р_к = 5; ƒ_ти =25 Гц; ƒ_дв =35 Гц.

Решение.

(Вид импульсной серии не приведен).

Определение длительности сигналов:

Т₁ определяется временем переключения распределителя с 10-й позиции до 30-й (при этом 20-й импульс по заданию будет длинным), длительностью 30-го импульса и 30-й длинной паузы.

Время от момента передачи информации до прихода фазирующего импульса определяется длительностью коротких сигналов с 21-го по 62-й включительно и одним длинным 40-м импульсом.

Время переключения датчика времени

Полное время от момента отключения объекта до отображения этого на щите телесигнализации диспетчера

Ответы на задачи 11—20 требуют подробного описания выполнения и принципа действия отдельных модулей полукомплектов системы телемеханики МТС-95.

Для составления их схем следует использовать принципиальные схемы передающих и приемных полукомплектов телемеханики, приведенные в [3].

Составление этих схем потребует внимательного и подробного изучения всего передающего и приемного устройства телемеханики. Лишь в этом случае можно разобраться в принципиальных и функциональных схемах полукомплектов и в составлении заданной схемы и ее описании.

Для ответа на вопросы 12, 15, 16, 17, 18, 19 необходимо знать основные сведения об аппаратуре частотных каналов связи, надо хорошо разобраться в устройстве и действии ЧМ -передатчпков и ЧМ -приемников аппаратуры каналов связи системы телемеханики МСТ-95 в [3] 8.6—8.10.

Для ответа на вопросы 11, 13, 14, 20 необходимо разобраться с методами разделения элементов сигнала и синхронизации распределителей в [3], 6.2—6.4, а также в принципах выполнения разделения каналов связи в [3], 8.3.

для решения задач 2 1—30 необходимо изучить принципы построения АСУЭ и управляющие системы в устройствах электроснабжения в [3], гл. 9.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1. Изучение работы максимально токовой защиты линий электропередач

2. Изучение работы токовой направленной защиты

3. Изучение работы дистанционной защиты

4. Исследование устройства диагностирования токовых защит ЛЭП 6-35 кВ

5. Исследование работы ТС КП при формировании командной серии

6. Исследование работы ТС ДП при приеме командной серии

7. Исследование работы ТУ КП при формировании командной серии

8. Исследование работы ТУ КП при приеме командной серии

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ И ЗАДАНИЙ

1. Как классифицируются реле?

2. Назначение реле тока, в каких защитах применяется.

3. Каким органом в защитах является реле тока, перечислите основные элементы реле тока.

4. Расскажите работу реле тока.

5. Назначение реле времени, в каких защитах применяется.

6. Каким органом в защитах является реле времени, перечислите основные элементы реле времени.

7. Расскажите работу реле времени.

8. Назначение промежуточного реле, в каких защитах применяется промежуточное реле.

9. Каким органом в защитах является промежуточное реле ,перечислите основные элементы промежуточного реле.

10. Расскажите работу промежуточного реле.

11. Назначение указательного реле , в каких защитах применяется указательное реле.

12. Каким органом в защитах является указательное реле, перечислите основные элементы указательного реле.

13. Расскажите работу указательного реле.

14. Назначение реле напряжения. В каких защитах применяется реле напряжения.

15. Каким органом в защитах является реле напряжения. Перечислите основные элементы реле напряжения.

16. Расскажите работу реле напряжения.

17. Назначение реле направления мощности. В каких защитах применяется реле направления мощности.

18. Каким органом в защитах является реле направления мощности. Перечислите основные элементы реле направления мощности.

19. Расскажите работу реле направления мощности.

20. Расскажите назначение автоматического повторного включения (АПВ). Начертить блок схему алгоритма АПВ.

21. Расскажите назначение автоматического включения резерва (АВР). Начертите схему алгоритма действия АВР.

22. Рассказать работу схемы и элементов автоматики фидера потребителей 6-10 кВ.

23. Рассказать работу схемы и элементов автоматики линии с двухсторонним питанием.

24. Рассказать работу схемы и элементов автоматики линии автоблокировки.

25. Рассказать работу схемы и элементов автоматики контактной сети переменного тока.

26. Рассказать работу схемы и элементов автоматики понижающих трансформаторов.

27. Рассказать работу схемы и элементов автоматики трансформаторов собственных нужд.

28. Рассказать работу схемы и элементов автоматики общеподстанционной сигнализации.

29. Перечислить виды и периодичность технического обслуживания релейных защит.

30. Расскажите классификация систем диагностирования релейных защит.

31. Перечислите требования, предъявляемые к системам диагностирования.

32. Расскажите, как производится автоматический контроль технического состояния защит.

33. Начертите обобщённую схему функционального диагностирования.

34. Начертите алгоритм функционального диагностирования.

35. Начертите структурную схему функционального диагностирования.

36. Расскажите конфигурацию технических и программных средств системы.

37. Рассказать принцип работы схемы устройства диагностирования токовых защит ЛЭП 6-35 кВ.

38. Рассказать принцип работы схемы устройства диагностирования токовых защит с изменениями параметров срабатывания.

39. Рассказать принцип работы схемы устройства диагностирования дистанционных защит ЛЭП 110, 220 кВ.

40. Рассказать принцип работы схемы устройства диагностирования защиты электротяговой сети 27,5 кВ.

41. Начертить структурную схему устройства ТСКП и рассказать взаимосвязь всех элементов.

42. Рассказать из каких элементов и как формируется серия импульсов в устройстве ТСКП.

43. По схеме устройства ТСКП рассказать из каких элементов состоит генератор тактовых импульсов.

44. По схеме устройства ТСКП рассказать из каких элементов состоит распределитель.

45. По схеме устройства ТСКП рассказать из каких элементов состоит блок кодирования.

46. По схеме устройства ТСКП рассказать из каких элементов состоит логический блок.

47. По схеме устройства ТСКП рассказать работу оптронной пары.

48. По схеме устройства ТСКП рассказать работу блока кодирования.

49. По схеме устройства ТСКП рассказать работу логического блока.

50. По схеме устройства ТСКП рассказать работу устройства в целом при образовании длинных импульсов.

51. По схеме устройства ТСКП рассказать работу устройства в целом при образовании длинных пауз.

52. По схеме устройства ТСКП рассказать работу устройства в целом при образовании сверх длинного фазирующего импульса (СДФИ).

53. Начертить структурную схему устройства ТСДП и рассказать взаимосвязь всех элементов.

54. Рассказать из каких элементов и как формируется серия импульсов в устройстве ТСДП.

55. По схеме устройства ТСДП рассказать из каких элементов состоит блок синхронизации и приёма длинных импульсов и длинных пауз.

56. По схеме устройства ТСДП рассказать из каких элементов состоит распределитель.

57. По схеме устройства ТСДП рассказать из каких элементов состоит блок контроля и защит.

58. По схеме устройства ТСДП рассказать из каких элементов состоит исполнительный блок.

59. По схеме устройства ТСДП рассказать работу исполнительного блока.

60. По схеме устройства ТСДП рассказать работу блока контроля и защит.

61. По схеме устройства ТСДП рассказать работу блока синхронизации и приёма длинных импульсов и длинных пауз.

62. По схеме устройства ТСДП рассказать работу устройства при синхронизации распределителей.

63. По схеме устройства ТСДП рассказать работу устройства при рассинхронизации распределителей.

64. По схеме устройства ТСДП рассказать работу устройства в целом при приеме серии.

65. Начертить структурную схему устройства ТУДП и рассказать взаимосвязь всех элементов.

66. Рассказать из каких элементов и как формируется серия импульсов в устройстве ТУДП.

67. По схеме устройства ТУДП рассказать из каких элементов состоит распределитель.

68. По схеме устройства ТУДП рассказать работу устройства при нажатии кнопок включить 7 КП.

69. По схеме устройства ТУДП рассказать работу устройства при выборе объекта и группы.

70. По схеме устройства ТУДП рассказать работу устройства в целом при образовании сверх длинного фазирующего импульса (СДФИ).

71. По схеме устройства ТУДП рассказать как обеспечивается двукратная передача командной серии.

72. Начертить структурную схему устройства ТУКП и рассказать взаимосвязь всех элементов.

73. Рассказать из каких элементов и как формируется серия импульсов в устройстве ТУКП.

74. По схеме устройства ТУКП рассказать из каких элементов состоит дешифратор.

75. По схеме устройства ТУКП рассказать из каких элементов состоит распределитель.

76. По схеме устройства ТУКП рассказать прием холостой серии и проверку синхронизма.

77. По схеме устройства ТУКП рассказать прием командной серии.

78. По схеме устройства ТУКП рассказать работу защиты от выбора двух и более КП, либо не того КП.

79. По схеме устройства ТУКП рассказать работу защиты от рассинхронизации.

80. По схеме устройства ТУКП рассказать работу защиты от прихода СДФИ в середине серии.

81. По схеме устройства ТУКП рассказать работу защиты по четности.

82. По схеме устройства ТУКП рассказать работу защиты от повреждения ТПУ, КП1 и КП2.

83. По схеме устройства ТУКП рассказать работу защиты от выбора двух и более объектов и групп.

84. Перечислите основные принципы построения АСУЭ.

85. Расскажите устройство управляющих вычислительных систем.

86. Начертите и объясните систему информационного обеспечения АСУЭ.

87. Начертите и объясните структуру программного обеспечения АСУЭ.

88. Начертите и объясните структуру комплекса технических средств АСУЭ.

89. Начертите и объясните структурную схему системы управления подстанцией.

90. Начертите и объясните структурную схему АСУ энергодиспетчерских пунктов.

СПИСОК УЧЕБНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ПОСОБИЙ

1. Фигурнов Е.П. Релейная защита. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. -М.: Желдориздат, 2002. 720 с.

2. Жарков Ю.И., Лысенко В.Г., Стороженко Е.А. Автоматизация диагностирования систем релейной защиты и автоматики электроустановок: Монография/ Под ред. Ю.И. Жаркова.-М.: Маршрут, 2005.-178 с.

3. Почаевец В.С. Автоматизированные системы управления устройствами электроснабжения железных дорог: Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта. М.: Маршрут, 2003.- 318 с.

4. Почаевец В.С. Защита и автоматика устройств электроснабжения: Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта. М.: ГОУ «УМЦ ЖДТ», 2007

5. Почаевец В.С. Электрические подстанции Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта. М.: Желдориздат, 2001.