1 Проверка трансформаторов тока по кривым 10% погрешности тт

• Название: 1 Проверка трансформаторов тока по кривым 10% погрешности тт
• Анкор: shpory_RZES.docx
• Дата: 05.02.2017
• Размер: 2.01 Mb.
• Имя файла: shpory_RZES.docx
• Тип: Документы; #2304
• страница: 4 из 15

23. Особенности работы реле на переменном токе РП-25

Оно состоит из электромагнита с обмоткой , якоря с хвостовиком , неподвижных контактов , подвижной контактной системы , возвратной пружины , упора , регулировочной пластины. Все элементы реле крепятся на цоколе и закрываются кожухом. При подаче напряжения на обмотку реле якорь втягивается и хвостовиком перемещает вниз подвижную контактную систему, переключающую контакты реле.

Промежуточное реле типа РП-25, которое предназначено для работы на переменном оперативном токе. Для предотвращения вибрации подвижной системы это реле имеет короткозамкнутый виток на сердечнике электромагнита.

Реле рассматриваемых типов имеют по пять контактов, которые могут быть использованы в различных комбинациях. Время срабатывания этих реле составляет примерно 0,06 с. Реле постоянного тока изготовляются на напряжения 24, 48, 110 и 220 В, а переменного тока – на 100, 127 и 220 В. Электромагнит переменного тока сообщает подвижной контактной системе значительно большее ускорение, чем электромагнит постоянного тока реле РП-25. При переделке замыкающих контактов на размыкающие и отсутствии ограничения прогиба контактной пружины снизу пружины подвижных контактов при срабатывании реле из-за большого прогиба при ударе о нижний упор работают в очень тяжелых условиях. Поэтому не рекомендуется применение реле с числом размыкающих контактов, большим двух. Переделка в этом случае производится поворотом на 180° контактных угольников на зажимах 5 и 6 и удалением второго сверху контактного мостика.


24. Как осуществляется компенсация сдвига токов по фазе в дифференциальной защите трансформаторов?

Компенсация сдвига токов I_Iв и I_IIв по фазе осуществляется соединением в треугольник вторичных обмоток ТТ, установленных на стороне звезды силового трансформатора (рис. 16.20). Соединение в треугольник обмоток ТТ должно соответствовать соединению в треугольник обмотки силового трансформатора. Трансформаторы тока, расположенные на стороне треугольника силового трансформатора, соединяются в звезду.

Соединение одной из групп ТТ в треугольник обеспечивает компенсацию сдвига фаз между вторичными и первичными токами силового трансформатора не только при симметричной нагрузке и трехфазных КЗ, но и при любом несимметричном повреждении или нагрузочном режиме.

Токи НП появляются при КЗ на землю и могут замыкаться только через обмотку трансформатора, соединенную в звезду, при условии, что ее нулевая точка заземлена. Проходя по этой обмотке, токи НП трансформируются в фазы обмотки, соединенные в треугольник. В контуре треугольника токи I₀каждой фазы циркулируют, не выходя за его пределы. Это означает, что в дифференциальной РЗ трансформаторов с соединением обмоток звезда-треугольник токи НП протекают только по ТТ, установленным со стороны звезды силового трансформатора, что может вызвать неправильную работу РЗ. Эта опасность устраняется тем, что на стороне звезды силового трансформатора ТТ соединяется в треугольник (рис. 16.21). Тогда при внешнем однофазном КЗ токи I₀ , трансформируясь на вторичную сторону ТТ, замыкаются в контуре треугольника, не попадая в реле.

Для компенсации сдвига фаз токов силовых трансформаторов, соединенных по схеме звезда / треугольник или треугольник / звезда, необходимо ТТ на стороне звезды соединить в треугольник, а на стороне треугольника - в звезду.

Выравнивание величин вторичных токов в плечах дифференциальной РЗ достигается подбором коэффициентов трансформации К_II и К_III ТТ дифференциальной РЗ и параметров специально для этой цели установленных уравнительных промежуточных автотрансформаторов или промежуточных трансформаторов. Коэффициенты трансформации ТТ К_II и К_III выбираются так, чтобы вторичные токи в плечах РЗ были равны согласно при нагрузке и внешних КЗ.

 Выравнивание вторичных токов в схеме дифференциальной защиты: 
а - с помощью промежуточного автотрансформатора ATL\ б - с помощью промежуточного трансформатора TL

При соединении обмоток силового трансформатора по схеме звезда-треугольник ток в плече, питающемся от ТТ, включенных в треугольник, равен (I_I / К_II) умноженный на корень из трёх, а в плече, питающемся от ТТ, соединенных в звезду.

Во втором случае (рис. 16.22, б) применяется выравнивающий трансформатор TL, который состоит из трех первичных обмоток. Обмотки w_y1 и w_y2 (уравнительные) включаются в плечи РЗ, а обмотка w_д (рабочая, называемая также дифференциальной) - по дифференциальной схеме на разность токов I_Iв- I_IIв. Вторичная обмотка w₂питает дифференциальное реле КА.

27. Выбор уставок дистанционной защиты линий

Рассмотрим выбор характеристик трехступенчатой ДЗ на примере участка сети с одиночными ЛЭП, показанного на рис. a. Выбираются уставки ДЗ А, уставки ДЗ В и С принимаются заданными. Характеристики согласуемых защит t_з = f(Z) изображаются графически на диаграмме в осях Z,t (рис. б). На оси Z откладываются первичные сопротивления прямой последовательности Z₁ участков сети.

При выборе сопротивления срабатывания ДО необходимо учитывать погрешности, вызывающие отклонение Z_c.з от принятой уставки Z_y. Действительное значение Z_c.з = Z_y ± ΔZ. На значение ΔZ влияют погрешности ДО, ТН и ТТ. В расчетах принимается ΔТТ = –0,1; ΔТН = ± 0,05; ΔДО = ± 0,1. Помимо этих погрешностей вводится запас, учитывающий погрешности расчета и регулирования уставок. Расчет сопротивлений срабатывания удобнее вести в первичных величинах (Uр, Ip, Zp) с последующим пересчетом выбранных уставок на вторичную сторону.



Первая ступень защиты. Время срабатывания I ступени t_I определяется собственным временем действия ИО и элементов ЛЧ ДЗ (t_I = 0,02 ÷ 0,1 с). Сопротивление срабатывания Z_I выбирается из условия, чтобы ДО этой зоны не могли сработать за пределами защищаемой ЛЭП W1: Z_IA = k'Z_1W1 = k' Z_1удL_AB, где Z₁W₁ — первичное сопротивление прямой последовательности защищаемой ЛЭП W₁, k' — коэффициент, учитывающий ΔТН и ΔДО, могущие вызвать увеличение Z_IA (k'= 0,85 ÷ 0,9); Z_1yд — удельное сопротивление ЛЭП; l_АВ — длина W₁. Длина I зоны l_I = (0,85 ÷ 0,9)l_АВ.

Вторая ступень защитыслужит для защиты с минимально возможной выдержкой времени t_II участка защищаемой ЛЭП, не вошедшего в зону I ступени. Сопротивление срабатывания Z_IIA и выдержку времени t_II отстраивают от быстродействующих РЗ трансформаторов и ЛЭП, отходящих от шин противоположной подстанции.


Выдержка времени выбирается: t_IIA = t_IB + Δt, где t_IB — максимальное время действия быстродействующих РЗ следующего участка (t_IB = 0,1 с), Δt = 0,3 ÷ 0,5 с. С учетом этого t_IIA = 0,4 ÷ 0,6 с. Для согласования с линейными РЗ II зона должна быть отстроена от самой короткой I ступени на следующем участке (Z_IB). Вторая зона должна быть отстроена от точки К', т.е. от конца I зоны ДЗ В с учетом ее сокращения, аналогично тому как отстраивалась I зона этой же ДЗ. Отсюда, считая, что источник В отключен: Z_IIA = k'(Z_W1 + k''Z_IB) = k' Z_1уд(L_AB + k''L_BK1), где k" — коэффициент, учитывающий сокращение Z_IB на ΔZ, принимается равным 0,9; k' — коэффициент, учитывающий возможное увеличение Z_IIA в результате погрешностей ДО II зоны ДЗ A (k'= 0,85 ÷ 0,9). Протяженность II ступени ДЗ А l_IIА =(0,85 ÷ 0,9)(l_AB + 0,9l_BKl).

Третья ступень предназначается для резервирования присоединений (ЛЭП и трансформаторов), отходящих от шин противоположной ПС (В на рис. a). Дистанционные органы этой ступени должны действовать при КЗ в конце наиболее длинной ЛЭП, отходящей от шин противоположной ПС, и за подключенными к ней трансформаторами. Удовлетворяющее условию резервирования Z_III обычно имеет значительную величину. Поэтому вторым условием для выбора Z_III является ее отстройка от Z_paб min. Часто второе условие является определяющим уставку и ограничивающим зону резервирования III ступени. При определении Z_paб необходимо учитывать ток самозапуска электродвигателей, при котором Z_pa6 min = U_pa6 min / k_сзпI_{раб max}√3 

Для обеспечения возврата ДО после отключения КЗ необходимо выполнить условие:

Z_в < Z_pa6 min или Z_в = Z_pa6 min / k_отс, где k_отс = 1,1.

Сопротивление срабатывания Z_с.з(H), обеспечивающее условие возврата ДО в нагрузочном режиме при Z_pa6 min, находится с учетом k_в: Z_с.з(н) < Z_воз / k_в = Z_pa6 min / k_нk_в, подставив Zpaб min, получим

Z_с.з(н) < U_pa6 min / k_нk_вk_сзпI_{раб max}√3.

Полученное значение Z_с.з(н), так же как и Z_paб min, является комплексным вектором с аргументом, равным углу нагрузки ϕ_н = 10 ÷ 30°.


25-26. Принцип действия индукционного реле направления мощности.

Индукционные реле мощности выполняются с подвижной системой в виде цилиндрического ротора. Реле имеет замкнутыйчетырехполюсныймагнитопровод1 с выступающими внутрь полюсами. Между полюсами установлен стальной цилиндр (сердечник) 2, повышающий магнитную проницаемость междуполюсного пространства. Алюминиевый цилиндр (ротор) 3 может поворачиваться в зазоре между стальным сердечником и полюсами. При повороте ротора 3 происходит замыкание контактов реле 6.

Для возврата ротора и контактов в исходное положение предусматривается противодействующая пружина 7 (рис.2.33, б).

Обмотка 4 питается напряжением U_Р = U_C/K_U, а обмотка 5 – током I_P = I_C/K_I, где U_C и I_С – напряжение и ток сети (защищаемого элемента). Ток I_H = U_P/Z_H в обмотке 4 создает магнитный поток Ф_H (поляризующий).

ТокI_P, проходящий по обмотке 5, создает магнитный поток Ф_Т (рабочий).

На рис.2.34 изображена векторная диаграмма магнитных потоков Ф_H и Ф_Т. За исходный для ее построения принимается вектор напряжения U_Р. Ток I_H сдвинут по фазе относительно напряжения U_Р на угол α, а ток I_P – на угол φ_Р.

Угол α определяется индуктивным и активным сопротивлением обмотки 4, питаемой напряжением, и называется углом внутреннего сдвига реле. Угол φ_Р зависит от параметров сети и фаз подведенных к реле U_С и I_С.

Магнитные потоки Ф_Н и Ф_Т изображены на диаграмме совпадающими с создающими их токами I_Н и I_Р.

Из векторной диаграммы следует, что потоки Ф_Н и Ф_Т, а также токиI_Н и I_Р сдвинуты по фазе на угол ψ = α – φ_Р, электромагнитный момент М_Э согласно формуле (2.13):

(2.17)

выражая Ф_Н и Ф_Т через создающие их токи, получим

(2.18)

где – мощность, подведенная к реле.

Анализируя выражение (2.18), можно сделать следующие выводы: электромагнитный момент peлe пропорционален мощности на его зажимах; знак электромагнитного момента реле определяется знаком sin(α – ψ_Р) и зависит от значения φ_Р и угла внутреннего сдвига α. Это иллюстрируется рис.2.34, где зона отрицательных моментов заштрихована. Незаштрихованная часть диаграммы соответствует области положительных моментов, где Ф_Т опережает Ф_Н, а φ_Р и его синус имеют положительный знак. Линия АВ, проходящая через углы α – φ_Р = 0 и 180°, называется линией изменения знака момента. Она всегда расположена под углом α к вектору U_P, т.е. совпадает с направлением векторов I_H и Ф_H.

Линия CD (перпендикулярная АВ) называется линией максимальных моментов. Момент М_Э достигает максимума при α – φ_Р = 90°, т.е. когда I_Р опережает I_H на 90°. Угол φ_Р, при котором М_Э достигает максимального значения, называется углом максимальной чувствительности, значение которого зависит от угла α, который определяется отношением X/R в цепи напряжения.

Реле не действует, если отсутствует напряжение или ток в реле или если sin(α – φ_Р) = 0. Последнее условие имеет место при φ_Р = α и φ_Р = α + 180°.

Таким образом, выражение (2.18) и рис.2.34 показывают, что рассмотренная конструкция есть реле, реагирующее на знак мощности S_Р или, иными словами, и – на угол сдвига φ_Р между напряжением U_Р и током I_Р.
28. Назначение промежуточного реле

Промежуточные реле применяются для выполнения логических операций как реле-повторители для одновременного замыкания или размыкания нескольких цепей, а также для замыкания и размыкания цепей с большими токами.

Примеры использования промежуточных реле в схемах РЗ приведены на рис.2.12. По способу включения промежуточные реле подразделяются на реле параллельного (рис.2.12, а) и последовательного (рис.2.12, б) включения. Обмотки первых включаются на полное напряжение источника питания, а вторых – на ток цепи последовательно с катушкой электромагнита отключения выключателя YAT или какого-либо другого аппарата или реле.

Кроме того, выпускаются реле с дополнительными удерживающими катушками, например реле параллельного включения с удерживающей обмоткой, включаемой последовательно в управляемую контактами реле цепь (рис.2.12, в). Такое реле, подействовав от кратковременного импульса, поданного в параллельно включенную обмотку, остается в сработанном состоянии после его исчезновения под действием тока удержания, пока не сработает управляемый аппарат.

Мощность контактов должна быть достаточной для замыкания и размыкания цепей РЗ, а также для замыкания цепей управления выключателей.

Потребление обмоток реле параллельного включения стремятся ограничить до 6 Вт с тем, чтобы их цепь могли замыкать и размыкать реле с маломощными контактами.

Потребление обмоток реле последовательного включения выбирается из условия минимального падения напряжения в сопротивлении обмотки этого реле, которое допускается не более 5-10% нормального напряжения источника оперативного тока.

Промежуточные реле должны надежно действовать не только при нормальном напряжении, но и при возможном в условиях эксплуатации его понижении до 0,8 U_НОМ – реле постоянного тока и до 0,85 U_НОМ – реле переменного тока.

29. Расчет уставок для токовой защиты с блокировкой по напряжению

Блокировка по напряжению выполнена по комбинированной схеме, состоящей из реле напряжения ОП KV2 и одного реле минимального напряжения KV1, включенного на междуфазное напряжение (рис. 17.17). Принцип действия такой блокировки рассмотрен в гл. 4. В схеме используются три токовых реле мгновенного действия.

Уставки зашиты. Ток срабатывания токовых реле выбирается по условию возврата при номинальном токе генератора:

I_с.з = k_отс I_ном.г / k_в (17.16)

где k_отс = 1,1 -:- 1,2

Напряжение срабатывания реле минимального напряжения, включенного на междуфазное напряжение, выбирается из условий:

а) возврата при минимальном уровне рабочего напряжения U_рабmin после отключения КЗ в сети:

U_{с.з 2} = U_рабmin / k_отс k_в (17.17)

б) недействия при понижении напряжения на зажимах генератора, вызванном самозапуском электродвигателей или асинхронным режимом работы генератора, имеющим место при потере возбуждения:

U_{с.з 2} = (0,6 -:- 0,65) U_{раб.норм} (17.18)

Второе условие является определяющим.

Напряжение срабатывания реле KV2 (по отстройке от U_2нб)

U_{с.з 2} = 0,1 U_{раб.норм} (17.19)

Чувствительность РЗ проверяется по току и напряжению при КЗ на шинах и в конце второго участка согласно следующим выражениям:

по току:

k_ч = I_кmin / I_с.з  (17.20)

по напряжению:

- для реле KV в схеме блокировки с тремя минимальными реле напряжения

k_ч = U_с.з / U_кmax (17.21)

где U_кmax - наибольшее остаточное напряжение при двухфазном КЗ;

- для реле KV1 в схеме с комбинированным пуском

k_ч = U_воз / U_кmax (17.22)

- для реле KV2

k_ч = U_{2к min} / U_2с.з (17.23)

где U_{2к min} - наименьшее напряжение ОП при двухфазном КЗ в зоне действия защиты.

Выдержки времени:

- на деление шин

t₁ = t_пpис + At, (17.24)

где t_пpис - наибольшая выдержка времени на РЗ присоединений, отходящих от шин генераторного напряжения;

- на отключение генератора

 t₂ = t₁ + At. (17.25)