Лекции. Лекция 1 основыные виды повреждений и ненормальных режимов спэ

• Название: Лекция 1 основыные виды повреждений и ненормальных режимов спэ
• Дата: 20.03.2020
• Размер: 1.48 Mb.
• Имя файла: Лекции.doc
• Тип: Лекция; #112613
• страница: 10 из 16

Разновидности электромагнитных реле

Токовые реле

Токовые реле – электромагнитные реле, включенные на ток сети (непосредственно или через трансформаторы тока).

Для уменьшения нагрузки на трансформатор тока токовые реле должны иметь по возможности малое потребление мощности. Обмотки токовых реле рассчитываются на длительное прохождение токов нагрузки и кратковременное – токов КЗ. k_воз должен приближаться к единице.

Реле РТ–40. Ток срабатывания регулируется плавно изменением натяжения пружины. Обмотка реле состоит из двух секций, что позволяет путём параллельного и последовательного включений изменять пределы регулирования тока срабатывания. При последовательном соединении число витков возрастает, увеличивается точность, диапазон уменьшается в 2 раза.

Обозначение реле РТ–40/0,2 – диапазон токов срабатывания – 0,05...0,2 А;

РТ–40/20 – 5...20А.

В справочниках по реле указываются: пределы уставок, термическая стойкость, коэффициент возврата, потребляемая мощность.

Реле напряжения

По конструкции реле напряжения аналогичны токовым, подключаются к трансформаторам напряжения.

Реле РН–55. В реле напряжения для снижения вибраций подвижной системы обмотка реле включена в сеть вторичного тока не непосредственно, а через выпрямитель.

Промежуточные реле

Применяются, когда необходимо одновременно замыкать несколько независимых цепей или когда требуется реле с мощными контактами для замыкания/размыкания цепей с большим током.

Промежуточные реле по способу включения подразделяются на реле параллельного и последовательного включения.

Параллельное включение. Основные выходные реле: РП–23, РП–24. Реле, обладающие большим быстродействием: РП–211, РП–212 – 0,01...0,02 с. Обычно время срабатывания промежуточных реле от 0,02 до 0,1 с.



Рис. 3.2.1
Последовательное включение. Используется, если выходной сигнал при срабатывании защиты слишком кратковременен для обеспечения отключения выключателей.

Рис. 3.2.2

Параллельное включение с удерживающей последовательно включенной катушкой. РП–213, РП–214, РП–253, РП–255.
Рис. 3.2.3
В справочниках указываются номинальные величины напряжения, тока, время срабатывания, допустимый ток, контактная система реле.

Конструкция. Промежуточные реле в основном выполняются при помощи системы с поворотным якорем – достоинство этой системы в большой электромагнитной силе при малом потреблении мощности, удобна для изготовления многоконтактных реле.

Указательные реле

Ввиду кратковременности прохождения тока в обмотке указательного реле они выполняются так, что сигнальный флажок и контакты реле остаются в сработавшем состоянии до тех пор, пока их не возвратит на место обслуживающий персонал.

Рис. 3.2.4
Типы указательных реле: РУ–21, СЭ–2, ЭС–41.

Реле времени

Служат для искусственного замедления действия устройств релейной защиты. Основное требование – точность. Погрешность во времени действия реле не должна превышать 0,25 с, а для высокоточных реле 0,06 с.
Рис. 3.2.5
Конструкция. При появлении тока в обмотке якорь втягивается, освобождая рычаг с зубчатым сегментом. Под действием пружины рычаг приходит в движение, замедляемое устройством выдержки времени. Через определенное время подвижный контакт замкнет контакты реле.

Рис. 3.2.6
Типы реле времени: ЭВ–100, ЭВ–200. Широко используется и полупроводниковые реле времени серии ВЛ. Изготовляются реле времени с синхронным электродвигателем серии Е–52, ВС–10. Реле серий Е–512, Е–513 имеют двигатели постоянного тока.
Для уменьшения размеров реле их катушки не рассчитаны на длительное прохождение тока. Поэтому реле, предназначенные для длительного включения под напряжение, выполняются с добавочным сопротивлением r_д.


Рис. 3.2.7

Индукционные реле

Принцип действия индукционных реле

Реле состоит из подвижной системы, расположенной в поле двух магнитных потоков Ф₁ и Ф₂ (рис. 4.4.2). Магнитные потоки создаются токами, проходящими по обмоткам неподвижных электромагнитов. Подвижная система представляет собой алюминиевый диск, закрепленный на оси. Пронизывая диск, магнитные потоки наводят в нем ЭДС Е_д1 и Е_д2. Под действием этих ЭДС в диске возникают вихревые токи I_д1 и I_д2, замыкающиеся вокруг оси индуктирующего их магнитного потока. Между магнитным потоком и током, находящимся в его поле возникает электромагнитная сила взаимодействия: F_э1 – от взаимодействия магнитного потока Ф₁ с током I_д2 и F_э2 – от взаимодействия магнитного потока Ф₂ с током I_д1. (Сила взаимодействия между магнитным потоком и контуром тока, индуктированного этим потоком, равна нулю.) Результирующая сила F_э=F_э1+F_Э2 создает вращающий момент М_Э=F_эd, где d – плечо силы F_э. Диск приходит во вращение:



Рис. 4.4.2
М_э=kfФ₁Ф₂sin.
Из анализа формулы (4.17) следует

1. Для получения электромагнитного момента конструкция реле должна создавать не менее 2 – переменных магнитных потоков, пронизывающих подвижную систему в разных точках и сдвинутых по фазе на угол 0.

2. Величина М_э зависит от амплитуды Ф₁ и Ф₂ и их частоты f и от сдвига фаз . Момент будет максимальным при =90.

3. Знак момента зависит от угла .

4. На индукционном принципе могут выполняться только реле переменного тока. Токи в диске индуктируются только когда электромагниты питаются переменным током.

Индукционное реле с короткозамкнутыми витками

Реле состоит из электромагнита охватывающего своими полюсами укрепленный на оси диск (рис. 4.4.3). На верхний и нижний полюсы электромагнита насажены короткозамкнутые витки, охватывающие часть сечения полюсов. Токи в обмотке I_р и короткозамкнутом витке I_к создают магнитные потоки Ф_р и Ф_к. Из-под сечения полюса I выходит результирующий магнитный поток Ф₁, из-под второй части полюса – поток Ф₂. Оба магнитных потока пронизывают диск, индуктируя в нем вихревые токи. Магнитные потоки сдвинуты по фазе, т.е. конструкция обеспечивает создание двух сдвинутых по фазе и смещенных в пространстве магнитных потоков.

Рис. 4.4.3

Токовое индукционное реле серии РТ–80 и РТ–90

Реле состоит из двух элементов индукционного с ограниченно зависимой характеристикой времени и электромагнитного – действующего мгновенно и называемого отсечкой.

Совместная работа обоих элементов позволяет получить характеристику времени, изображенную на рис. 4.4.4.


Рис. 4.4.4

^{Лекция 10,11.}

ТИПЫ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Для защиты понижающих трансформаторов от повреждений и ненормальных режимов в соответствии с Правилами [1] и на основании расчета применяются следующие основные типы ре­лейной защиты.

1. Продольная дифференциальная защита — от коротких за­мыканий в обмотках и на их наружных выводах, для трансфор­маторов мощностью, как правило, 6,3 MB-А и выше; с дейст­вием на отключение трансформатора.

2. Токовая отсечка без выдержки времени — от коротких за­мыканий на наружных выводах ВН трансформатора со стороны питания и в части обмотки ВН, для трансформаторов, не обору­дованных продольной дифференциальной защитой; с действием на отключение.

3. Газовая защита — от всех видов повреждений внутри бака (кожуха) трансформатора, сопровождающихся выделе­нием газа из трансформаторного масла, а также от понижения уровня масла, для масляных трансформаторов мощностью, как правило, 6,3 MB-А и выше; с действием на сигнал и на отклю­чение.

4. Максимальная токовая защита (с пуском или без пуска по напряжению) — от сверхтоков, обусловленных внешними меж­дуфазными короткими замыканиями на сторонах НИ или СН трансформатора, для всех трансформаторов, независимо от мощ­ности и наличия других типов релейной защиты; с действием на отключение.

5. Специальная токовая защита нулевой последовательности, устанавливаемая в нулевом проводе трансформаторов со схемойсоединения Y/Y-0 и Δ/Y-0 — от однофазных к. з. на землю в сети; НН, работающей с глухозаземленной нейтралью (как правило, 0,4 кВ); с действием на отключение.

6J Максимальная токовая защита в одной фазе — от сверх­токов, обусловленных перегрузкой, для трансформаторов начи­ная с 400 кВА, у которых возможна перегрузка после отклю­чения параллельно работающего трансформатора или после срабатывания местного или сетевого АВР; с действием на сигнал или на автоматическую разгрузку.

7. Сигнализация однофазных замыканий на землю в обмотке ВН или на питающем кабеле трансформаторов, работающих в сетях с изолированной нейтралью (с малым током замыкания на землю), к которым относятся сети 3—35 кВ.

Наиболее важные защиты — дифференциальная и газовая — могут применяться и на трансформаторах мощностью менее 6,3 MB-А. Так, например, Правила [1] разрешают предусмат­ривать дифференциальную защиту на трансформаторах 1-2,5 MB-А в тех случаях, когда токовая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени t_СЗ≥0,6 с. Газовую защиту также стремятся устанавливать на трансформаторах меньшей мощности: от 1 до 4 МВ-А, а на внутрицеховых трансформато­рах — начиная с 630 кВ-А.

Таким образом, на понижающих трансформаторах релейная защита осуществляется с помощью нескольких типов защит, до­полняющих и резервирующих друг друга. Такое резервирование называется ближним [14]. Оно осуществляется не только уста­новкой на трансформаторе (или на другом элементе) двух за­щит, действующих при одних и тех же видах повреждений, но и путем разделения их цепей, например включения продольной дифференциальной и максимальной токовых защит на разные трансформаторы тока, применения разных источников оператив­ного тока, установки двух выходных реле [14]. Для повышения эффективности ближнего резервирования следует стремиться к повышению чувствительности защит, к применению более со­вершенных типов защиты, например дифференциальной защиты вместо токовой отсечки для трансформаторов мощностью менее 6,3 МВ-А.

Перечисленные типы защит рассматриваются в соответствую­щих главах. Примеры сочетания нескольких типов защит на трансформаторе приведены на рис. 4-1.

Наряду с ближним резервированием защита понижающего трансформатора должна осуществлять дальнее резервирование, т. с. действовать при к. з. в сети НН или СН в случаях отказа собственной защиты или выключателя поврежденного элемента этих сетей. Осуществлять дальнее резервирование способны лишь защиты с относительной селективностью [2]. Из перечис­ленных защит трансформаторов к ним относятся только максимальная токовая защита от внешних междуфазных к. з. (п. 4) и специальная токовая защита нулевой последовательно­сти от однофазных к. з. на землю в сети 0,4 кВ (п. 5). При раз­работке схем этих защит и при выборе параметров срабатыва­ния (уставок) следует стремиться к увеличению их чувствитель­ности. Для повышения эффективности дальнего резервирования могут применяться и более сложные типы защит: дистанцион­ные, фильтровые токовые защиты обратной последовательности, как это сейчас делается для мощных трансформаторов и авто­трансформаторов.



Однако до сего времени в целом проблема дальнего резерви­рования полностью не решена. Современные защиты трансфор­маторов далеко не во всех случаях обладают достаточной чувствительностью при к. з. на отходящих реактированных ка­бельных линиях б и 10 кВ или при удаленных к. з. на длинных сельских линиях 6 и 10 кВ. В свою очередь повреждения внут­ри и за понижающими трансформаторами относительно малой мощности очень часто не резервируются защитами питающих линий. Зто вынужденно допускается Правилами [1]. Тем боль­шее значение приобретает надежное функционирование собст­венных защит каждого элемента и их взаимное резервирование.