Конспект лекций по Релейной защите Часть 1. Оглавление Общие вопросы выполнения релейной защиты электроэнергетических систем 6

• Название: Оглавление Общие вопросы выполнения релейной защиты электроэнергетических систем 6
• Дата: 06.03.2020
• Размер: 2.93 Mb.
• Имя файла: Конспект лекций по Релейной защите Часть 1.doc
• Тип: Документы; #111059
• страница: 30 из 38

7.2. Индукционные реле направления мощности

7.2.1. Общие сведения

Реле направления мощности используется в схемах защит как орган, определяющий по направлению мощности, где произошло повреждение на защищаемой линии (К1) или на других присоединениях, отходящих от шин подстанции (К2) (рис. 7.2.1).

Рис. 7.2.1

Реле мощности имеет две обмотки (рис. 7.2.2). Взаимодействие токов, проходящих по обмоткам, создает электромагнитный момент, значение и знак которого зависят от напряжения (U_P) и тока (I_P) подведенного к зажимам реле и угла _Р между ними.

Реле мощности должны обладать высокой чувствительностью и низкой мощностью срабатывания, так как при КЗ напряжение U_P уменьшается, следовательно, мощность, подводимая к реле, при этом очень мала.

Рис. 7.2.2
Мощность срабатывания S_CP – мощность, при которой реле замыкает свои контакты.

7.2.2. Конструкция и принцип действия

Принципиальная схема индукционного реле направления мощности представлена на рис. 7.2.3.

Подвижная система реле выполнена в виде цилиндрического ротора, на него действуют два магнитных потока:

Ф_Н – поляризующий магнитный поток;

Ф_Т – рабочий поток.


Рис. 7.2.3

На рисунке:

I_Н=U_P/Z_Н – ток, протекающий по поляризующей обмотке; (7.1)

 – угол внутреннего сдвига реле, определяется индуктивным и активным сопротивлениями поляризующей обмотки;

_Р – угол сдвига по фазе между током и напряжением, подведенными к обмоткам реле, зависит от внешних параметров сети;

 – угол между токами, протекающими по обмоткам реле, =–_Р . (7.2)

Взаимодействие вихревых токов цилиндрического ротора с магнитными потоками создает электромагнитный момент М_Э:
М_Э=kФ_НФ_Тsin, (7.3)

Ф_НI_НU_P, Ф_ТI_P, =–_Р,

М_Э=k₁U_PI_Psin(–_Р)=k₁S_P, (7.4)

где S_P= U_PI_Psin(–_Р) – мощность, подведенная к реле.
Электромагнитный момент М_Э положителен, когда =–_Р – в пределах от 0 до 180. Момент М_Э отрицателен, когда  –от 180 до 360. При –_Р=90 – М_Э максимален. Угол , при котором М_Э максимален, обозначается _М.Ч. – угол максимальной чувствительности,
_М.Ч.=–90. (7.5)

7.2.3. Типы реле мощности

Выпускающиеся промышленностью типы реле мощности отличаются углом внутреннего сдвига.
1. =0 (рис. 7.2.4)
М_Э=k₁U_PI_Psin(_Р), (7.6)
М_ЭQ – момент реле пропорционален реактивной мощности. При _М.Ч=90, _Р=0, М_Э=0.

Рис. 7.2.4

2. =90 (рис. 7.2.5)
М_Э=k₁U_PI_Psin(90–_Р)=k₁U_PI_Pcos_Р, (7.7)
М_ЭP – момент реле пропорционален активной мощности.

Рис. 7.2.5

3. =₁, 0<₁<90 (рис. 7.2.6)
М_Э=k₁U_PI_Psin(90––_Р) = = k₁U_PI_Pcos(_Р+), (7.8)

где =90–.

Реле смешанного типа.

Рис. 7.2.6

7.2.4. Характеристики реле мощности

Мощность срабатывания
Срабатывание происходит, когда электромагнитный момент превосходит момент сопротивления пружины и момент трения оси:

М_Э>М_П+М_Т. (7.9)
Наименьшая мощность на зажимах реле, при которой оно срабатывает, называется мощностью срабатывания S_С.Р. У индукционных реле S_С.Р при _М.Ч составляет 0,2...4 ВА.
Характеристика чувствительности
Зависимость U_C.P = f(I_P) при неизменном _P называется характеристикой чувствительности (рис. 7.2.7).

Здесь U_C.P – наименьшее напряжение, необходимое для действия реле при данных I_P и _P. Обычно характеристика снимается при _P=_М.Ч, т.е. для случая sin(–_Р)=1.

Реальная характеристика отличается от теоретической, так как за счет насыщения стали магнитопровода при больших токах I_P напряжение U_C.P остается неизменным.

Рис. 7.2.7

Угловая характеристика
Зависимость U_C.P = f(_P) при неизменном значении I_P называется угловой характеристикой.

На рис.7.2.8 изображена угловая характеристика реле смешанного типа с углом = – 45.


Рис. 7.2.8
Угловая характеристика позволяет определить

1. Изменение чувствительности реле (U_C.P) при разных значениях угла _P.

2. Минимальную величину U_C.P.мин и наиболее выгодную зону углов _P, в пределах которой U_C.P близко к U_C.P.мин.

3. При каких углах _P изменяется знак электромагнитного момента и пределы углов, которым соответствуют положительные и отрицательные моменты.

Время действия реле




Определяется зависимость времени срабатывания t_C.P от кратности мощности на зажимах реле (рис. 7.2.9).
Рис. 7.2.9

7.2.5. Полярность обмоток

Реле мощности изготавливают так, что при одинаковом направлении токов в обмотках реле замыкает свои контакты. Следовательно, включать обмотки нужно таким образом, чтобы при КЗ на защищаемой линии токи в обмотках совпадали (см. рис. 7.2.2).

7.2.6. Самоход

Самоходом называют срабатывание реле направления мощности при прохождении тока только в одной его обмотке – рабочей или поляризующей. При этом реле может неправильно сработать при обратном направлении мощности, когда повреждение возникает в непосредственной близости от реле (U_P=0). Причина самохода – несимметрия магнитных систем реле относительно цилиндрического ротора.

7.2.7. Индукционные реле мощности типа РБМ

Имеется два основных варианта исполнения реле

1. РБМ 171 и 271 – включаются на фазный ток и междуфазное напряжение, _М.Ч = – 45 и – 30.

2. РБМ 177, 277, 178, 278 – включаются на ток и напряжение нулевой последовательности, _М.Ч = + 70.
Выпускаются также

РБМ 275 – _М.Ч = 0 – реле косинусного типа;

РБМ 276 – _М.Ч = 90 – реле синусного типа.