Руководство по защитам Компания Schneider Electric приступила к выпуску Технической коллекции Schneider Electric

• Название: Руководство по защитам Компания Schneider Electric приступила к выпуску Технической коллекции Schneider Electric
• Дата: 13.02.2023
• Размер: 1.9 Mb.
• Имя файла: vypusk1.pdf
• Тип: Руководство; #934405
• страница: 5 из 13

2,5 • Ith
Нормализованные значения определяемого первичного тока (в А) следующие:
10 – 12,5 – 15 – 20 – 25 – 30 – 40 – 50 – 60 – 75 и их кратные или десятые доли.
(1) Учитываются также элементы, связанные с типом схемы монтажа, с характеристиками местоположения оборудования (например с температурой и др.), с частотой сети и т.д.
DE
5533 0
Ip – первичный ток
Is – вторичный ток (изображение Ip и в фазе)
Рис. 1. Трансформатор тока
Is
S1
S2
Ip
P1
P2
Ith
t
⁄

20
Schneider Electric
Выпуск № 1
Датчики
Датчик фазного тока
(трансформатор тока)
0
Характеристика ТТ в режиме насыщения
При подаче на трансформатор тока первичного тока большой силы происходит насыщение трансформатора. Вторичный ток больше не является пропорциональным первичному току. В результате погрешность по току, соответствующая току намагничивания, достигает очень большого значения.
Напряжение точки перегиба (рис. 1)
Эта характеристика соответствует точке кривой намагничивания трансформатора тока, для которого при увеличении на 10% напряжения Е требуется увеличение на 50% тока намагничивания Im.
Характеристика вторичной цепи ТТ может быть представлена уравнением:
(R ТТ + R цепей + R нагрузки)
• FLP • Isn
2
= постоянная где:
Isn – установленный вторичный ток;
FLP – предельный коэффициент точности;
Isat = FLP • Isn
Трансформатор тока для максимальной токовой защиты
в фазах
Для максимальной токовой защиты с независимой выдержкой времени (постоянной): если насыщение не наступает при значении тока, в 1,5 раза превышающем значение уставки, срабатывание защиты обеспечивается независимо от силы тока повреждения (рис. 2).
Для максимальной токовой защиты с зависимой выдержкой времени (обратной): насыщение не должно наступать при значении тока, в 1,5 раза превышающем ток, соответствующий наибольшему рабочему значению кривой срабатывания (рис. 3).
Трансформатор тока для дифференциальной защиты
(рис.4)
Обязательные характеристики трансформаторов тока устанавливаются для каждого вида применения в соответствии с алгоритмом работы защиты и принципом функционирования защищаемого оборудования; для этого следует ознакомиться с соответствующим техническим руководством по защите.
DE
553 31
Рис. 1. Эквивалентная схема вторичной цепи трансформатора тока и кривая намагничивания ТТ
Is
Vs
S1
S2
Ip
P1
P2
E
Im
Lm
RTT
R нагрузки
R цепей
Isat
Isn
Im при Vk
1,5 Im
I намагничивания
I вторичный
E
Vk
10 %
50 %
R ТТ + R цепей + R нагрузки
DE
5 5332
Рис. 2
Рис. 3
DE
5533 4
Рис. 4 t
I
I уставки
I насыщения x 1,5
t
I
I кривой тока макс.
I насыщения x 1,5
Дифференциальная защита
Защищаемая зона
P1 P2
P2
P1

Выпуск № 1
Schneider Electric
21
Датчики
Датчик фазного тока
(датчик типа LPCT)
0
Трансформаторы тока низкой мощности типа LPCT
(рис. 1)
Специальные датчики тока с прямым выходом в виде напряжения типа "low power current transducers", соответствующие стандарту МЭК 60044?8.
Датчики типа LPCT предназначены для измерения и защиты.
Датчики имеют следующие характеристики:
b номинальный ток первичной обмотки;
b максимальный номинальный ток первичной обмотки;
b класс точности тока первичной обмотки.
Датчики типа LPCT имеют линейные характеристики в широком диапазоне значений тока, и насыщение датчиков происходит только при значениях тока, превыщающих ток отключения.
Характеристики измерения в соответствии со стандартом МЭК 60044A8
b номинальный ток первичной обмотки: Ipn = 100 A;
b максимальный номинальный ток первичной обмотки: Ipе = 1250 A;
b номинальное напряжение вторичной обмотки: Vsn = 22,5 мВ;
b класс точности измерений: 0,5;
v 0,5% при 100 – 1250 А;
v 0,75% при 20 А;
v 1,5% при 5 А.
Характеристики защиты в соответствии со стандартом МЭК 60044A8
b номинальный ток первичной обмотки: Ipn = 100 A;
b номинальное напряжение вторичной обмотки: Vsn = 22,5 мВ;
b класс точности защиты: 5Р при 1,25 – 40 кА (рис. 2).
DE
55336
Рис. 1. Трансформатор тока типа LPCT
S1
S2
Vs
Ip
P1
P2
DE
5 5337
Рис. 2. Характеристика класса точности датчика тока типа LPCT
5
%
1,5
%
0,75
%
0,5
%
Ip
По току
(%)
5
A
Ip
По углу
(мин.)
20
A
100
A
1
кA
1,25
кA
40
кA
10
кA
90'
45'
30'
60'

22
Schneider Electric
Выпуск № 1
Датчики
Датчик тока нулевой
последовательности
0
Ток нулевой последовательности – ток утечки
Так называемый ток утечки, характеризующий ток замыкания на землю, равен векторной сумме токов в трех фазах (рис. 1).
Ток утечки равен троекратному значению тока нулевой последовательности I0.
Обнаружение тока повреждения
Обнаружение тока замыкания на землю осуществляется несколькими способами.
DE
55 338
Рис. 1. Определение тока нулевой последовательности
I1
I2
Irsd
I3
Irsd
3
I0
I1
I2
I3
+
+
=
•
=
Измерительные
датчики
Точность Рекомендуемая мин. уставка
обнаружения с помощью
защиты от замыканий на землю
Монтаж
Специальный
тор нулевой
последовательA
ности
+++
Несколько ампер
DE
5 5339
DE
5 534 0
Прямое измерение с помощью специального тора нулевой последовательности, подключен?
ного непосредственно к реле защиты; тор пред?
ставляет собой трансформатор, охватывающий токопроводящие провода и непосредственно создающий ток нулевой последовательности
Тор может также устанавливаться на доступном заземлении нейтрали. Достигается высокая точность измерения: обеспечивается возможность использования очень низкой уставки обнаружения – порядка нескольких ампер
Тор ТТ
+ торAадаптер
++
10% номинального тока In TT
(с независимой выдержкой времени DT)
5% номинального тока In TT
(с зависимой выдержкой времени IDMT)
DE
5534 1
DE
55 34 2
Дифференциальное измерение с помощью обычного тора в виде ТТ, охватывающего токопроводящие провода и создающего ток нулевой последовательности; специальный тор нулевой последовательности используется в качестве адаптера для соединения с реле защиты
Тор в виде ТТ может устанавливаться с помощью адаптера на доступном заземлении нейтрали.
Достигается хорошая точность измерения, и обеспечиваются большие возможности выбора ТТ.
3 ТТ фазного Irsd
+ торAадаптер
++
10% номинального тока In TT
(с независимой выдержкой времени DT)
5% номинального тока In TT
(с зависимой выдержкой времени IDMT)
DE
5 534 3
Измерение токов в трех фазах пофазно с помощью трансформатора тока и измерение тока нулевой последовательности с помощью специального тора
На практике, уставки тока нулевой последовательности должны быть следующими:
b Is0 u 10% In TT при использовании защиты с постоянной выдержкой времени;
b Is0 u 5% In TT при использовании защиты с зависимой выдержкой времени
3 ТТ фазного
Irsd,
вычисляемого
с помощью реле
+
Без подавления 2?й гармоники Н2 30% номинального тока In TT
(с независимой выдержкой времени DT)
10% номинального тока In TT
(с зависимой выдержкой времени IDMT)
С подавлением 2?й гармоники Н2 10% номинального тока In TT
(с независимой выдержкой времени DT)
5% номинального тока In TT
(с зависимой выдержкой времени IDMT)
DE
553 44
Вычисление на основании результатов измерения тока в трех фазах пофазно с помощью трансформатора тока.
b Ток нулевой последовательности вычисляется с помощью реле защиты b Точность измерения обусловлена погрешностями: это сумма погрешностей при измерении с помощью трансформаторов тока и характеристик насыщения вычисляемого тока b Более простой монтаж по сравнению с предыдущим вариантом, но более низкая точность измерения
На практике, регулировка уставок защиты от замыканий на землю должна осуществляться в соответствии со следующими условиями:
b Is0 u 30% In TT при использовании защиты с постоянной выдержкой времени ( 10% In TT при использовании реле защиты с подавлением 2?й гармоники)
b Is0 u 10% In TT при использовании защиты с зависимой выдержкой времени
51G
Irsd
51G
Irsd
Нейтраль
51G
1 или 5 A
Irsd
51G
1 или 5 A
Нейтраль
Irsd
1 или 5 A
I1
I2
I3
Irsd
51N
I1
I2
I3 51N

Выпуск № 1
Schneider Electric
23
Датчики
Трансформатор напряжения
0
Функцией трансформатора напряжения является подача на его вторичную обмотку напряжения, отображающего напряжение, приложенное к первичной обмотке. Трансформатор напряжения используется для измерения и защиты.
Измерение междуфазного напряжения
Трансформатор напряжения состоит из двух обмоток, первичной и вторичной, соединенных магнитопроводом; соединение может устанавливаться между фазами или между фазой и землей.
Трансформаторы напряжения характеризуются следующими величинами
(в соответствии со стандартами МЭК 60186, МЭК 60044?2 и NFC 42?501)
(1)
:
b частота сети в целом ? 50 или 60 Гц;
b максимальное первичное напряжение сети;
b установленное вторичное напряжение ? 100, 100/3, 110, 110/3 В – в соответствии со схемой подсоединения;
b установленный коэффициент напряжения для определения норм нагрева;
b полная мощность (ВА), выдаваемая трансформатором напряжения на вторичную обмотку без ввода погрешности выше класса точности трансформатора, когда трансформатор работает под своим установленным первичным напряжением и подсоединяется к своей номинальной нагрузке; b следует отметить, что трансформатор напряжения никогда не должен быть "короткозамкнут" на вторичную обмотку, поскольку выдаваемая мощность возрастает и может возникнуть перегрев трансформатора;
b класс точности, определяющий гарантированные пределы погрешностей по коэффициенту напряжения и фазовому сдвигу при расчетных условиях подачи мощности и напряжения.
Имеются несколько вариантов измерительных схем:
b С использованием трех трансформаторов, соединенных по схеме "звезда" (см. рис. 1)
(требуется один изолированный вывод высокого напряжения для каждого трансформатора).
Коэффициент трансформации: например.
b С использованием двух трансформаторов, соединенных по схеме "открытый треугольник"
(см. рис. 2)
(требуются два изолированных вывода высокого напряжения для каждого трансформатора).
Коэффициент трансформации:
, например.
В режиме с изолированной нейтралью, во избежание риска возникновения феррорезонанса, должна обеспечиваться надлежащая подача нагрузки на все трансформаторы напряжения между фазой и нейтралью.
(1) Должны учитываться особенности схемы соединения, характеристики местоположения оборудования
(например, температура) и т.д.
Измерение напряжения нулевой последовательности
Напряжение нулевой последовательности, характеризующее потенциал нейтрали по отношению к земле, равно векторной сумме трех напряжений между фазой и землей.
Напряжение нулевой последовательности равно троекратному значению напряжения V0:
(см. рис. 3)
Появление этого напряжения свидетельствует о наличии замыкания на землю.
Значение этого напряжения определяется:
b измерением с помощью трех трансформаторов напряжения, первичные обмотки которых соединены по схеме "звезда", а вторичные обмотки соединяются по схеме "открытый треугольник", выдающей напряжение нулевой последовательности (см. рис. 4);
b вычислением с помощью реле по напряжению от трех трансформаторов, первичные и вторичные обмотки которых соединены по схеме "звезда" (см. рис. 5).
D
E55 34 5
Рис. 1. Трансформаторы напряжения, соединенные по схеме "звезда"
DE
5534 6
Рис. 2. Трансформаторы напряжения, соединенные по схеме "открытый треугольник"
DE
5534 7
Рис. 3. Определение напряжения нулевой последовательности
V1
V2
Vrsd
V3
DE
5534 8
DE
553 49
Рис. 4. Прямое измерение напряжения нулевой последовательности
Рис. 5. Вычисление значения напряжения нулевой последовательности
Un
3
⁄
100
3
⁄
---------------------
U n 100
⁄
Vrsd
3
V0
V1
V2
V3
+
+
=
•
=
59N
Vrsd
V1 59N
V2
V3

24
Schneider Electric
Выпуск № 1
Функции защиты
Основные характеристики
0
Реле защиты, обеспечивающее постоянный контроль электрических величин сети, объединяет простейшие функции, сочетание которых адаптировано к контролируемым звеньям сети.
Работа
Реле имеет (рис. 1):
b аналоговый вход для измерения контролируемой величины с вводом данных от датчика;
b логический результат обработки измерений (имеет обозначение S);
b мгновенный логический выход функции защиты, используемый, например, для сигнализации
(имеет обозначение Si);
b логический выход с выдержкой времени функции защиты, используемый для выдачи команды на отключение выключателем (имеет обозначение St).
Характеристики
(рис. 2)
Режим работы функции защиты устанавливается на основе временных характеристик (в соответствии со стандартом МЭК 60255?3):
b время срабатывания (operating time) – это промежуток времени между приложением характеристической величины (значение которой в два раза превышает уставку) и переключением выходного реле (мгновенный выход);
b время превышения (overshoot time) – это разница между временем срабатывания и максимальной продолжительностью приложения характеристической величины без отключения защитой;
b время возврата (reset time) – это промежуток времени между резким уменьшением характеристической величины и переключением выходного реле.
Примечание: обычно встречаются другие, не стандартизованные термины, определение которых может отличаться в зависимости от его толкования различными производителями: "время отпадания реле", "время без выдержки", "время мгновенного отключения", "время запоминания".
Для устойчивости функция имеет коэффициент возврата d, выраженный в % от значения уставки (на рисунке 3 показано, что величина S проходит от 1 до 0 при I = d
•
Is
DE
552 70
Рис. 1. Алгоритм работы реле (пример реле максимальной токовой защиты ANSI 51)
I > Is
I
S
St
Si
0
DE
5 52 72
Рис. 2. Временные характеристики функции защиты
DE
552 71
Рис. 3. Коэффициент возврата
Действ. I
2 Is
Уставка Is
Время срабатывания
Время возврата
Время превышения
Максимальная продолжительность без отключения t
0 1
Si t
Is
2 Is
I
t

Выпуск № 1
Schneider Electric
25
Функции защиты
Основные характеристики
0
Регулировки
Регулировка некоторых характеристик функций защиты выполняется Пользователем:
b порог отключения: с помощью этой регулировки устанавливается предельное значение контролируемой величины, по которому происходит срабатывание защиты;
b время отключения:
v независимая выдержка времени или постоянная (DT: Definite Time).
На рисунке 1 показан алгоритм работы реле тока, когда время отключения защитой постоянно
(регулировка выдержки времени Т) при значениях тока выше уставки Is,
v зависимая выдержка времени (IDMT: Inverse Definite Minimum Time).
На рисунке 2 показан алгоритм работы реле тока, когда время отключения защитой тем короче, чем больше ток, и срабатывание происходит при значениях тока выше уставки Is.
Имеются несколько типов кривых отключения, определяемых с помощью уравнений и установленных в соответствии со стандартами различных организаций, например, кривые МЭК
(рис. 3):
? обратно зависимая выдержка (SIT, standard inverse time);
? очень обратно зависимая выдержка (VIT, very inverse time);
? чрезвычайно обратно зависимая выдержка (EIT, extremely inverse time).
b Время удержания: регулируемое время возврата.
b Подавление: блокировка отключения в зависимости от коэффициента 2?й гармоники.
b Постоянные времени (пример: функция тепловой защиты ANSI 49RMS).
b Характеристический угол (пример: функция направленной токовой защиты ANSI 67).
DE
552 73
Рис. 1. Алгоритм отключения защитой с независимой выдержкой времени
Уставка срабатывания по току t
I
T
Is
Выдержка времени
Нет срабатывания
Срабатывание с выдержкой времени
DE
5 52 74
Рис. 2. Алгоритм отключения защитой с зависимой выдержкой времени
DE
55 27 5
Рис. 3. Кривые отключения с зависимой выдержкой времени
Уставка срабатывания по току t
I
T
Is
10
•
Is
Нет срабатывания
Срабатывание с выдержкой времени
Выдержка времени

26
Schneider Electric
Выпуск № 1
Функции защиты
Перечень функций защиты
0
В таблице ниже приводятся основные функции защиты с указанием кода в соответствии со стандартом ANSI C37.2, а также с кратким описанием назначения функции; перечень представлен в порядке возрастания номеров.
Код ANSI
Наименование функции
Назначение
12
максимальная частота вращения определение повышенной частоты вращения вращающихся машин
14
минимальная частота вращения определение пониженной частоты вращения вращающихся машин
21
дистанционная защита контроль результатов измерения полного сопротивления
21B
минимальное полное сопротивление резервная защита генератора от межфазных коротких замыканий
24
контроль насыщения контроль перенасыщения
25
контроль синхронизма контроль синхронизма до полачи команды на включение двух частей сети
26
термостат защита от перегрузок
27
минимальное напряжение защита от снижения напряжения
27D
минимальное напряжение прямой последовательности защита двигателей от недостаточного или несимметричного напряжения питания