1
ТТС
и2
и1
1
ТТА
и2
и1 0411 1-1 1-2 1-3 2
8 2
8 2
8 2
8
2
РТ
1
РТ
4
РТ
3
РТ
А412
С412
– ШС
4
РУ
3
РУ
2
РУ
1
РУ
5 3
5 3
5 3
5 3
РУ
2-85 703 901 2-65
ЛС
5 3
2-86 4
4`
3-27
АП
ЛК
3 4
РПВ
2-93 74 4
3
АВ
5 7
1
РП
100 3-25
В
ЛЗ
9 7
1
РП
(+)
ШМ
+
1
ШС
103 2-84 71 2-92 72
1
АП
4 4(3)
7
К7Т
8
Т8К
а) токовые цепи б) цепи сигнализации Шинки управления
Реле отключения при
АЧР и реле ускорения действия защиты
Цепи устройства АПВ
Ц
еп и отл ю че ни я
Цепи ускорения действия защит при включении на КЗ
Цепи отключения
Реле положения
«Включено»
при АЧР
Защитой
Токовая отсечка
Реле фиксации включенного положения выключателя
АП
+
ШУ
АП
- ШУ 3-18 1
2 8
10 3
С
R1
РВ
R2
РВ
РП
R3
РП
РП
7 5
4 8
6
2
РП
РВ
1
РП
2-75 3-37 47 49 11 12 3
4
РП
3-47 1
2 1
2
РПВ
РП
3-46 8
12 11 10 9
2 1
2
КБВ
Н
2 1
3-41 43 2-57
КП
РУ
2
Т-2К
3
К-3Т
КБП
КБП
СО
КБО
4
К-4Т
2-58 2-61 3
2-59 1
3 2
4
Н
В
О
Н
В
О
КУ
КУ
Цепи включения
Ц
еп и управления выключателя 2
3
РУ
РВ
1
С
РПВ
1
РУ
РП
РВ
11
РП
4
РУ
1 2
11 12 1
2 3-42 01 03
2
РП
35 2-80 05 2-81 07 1
3 1
3 1
3 1
3 7
8 6
8
Н
В
О
КУ
1
РТ
2
РТ
3
РТ
4
РТ
РПВ
РВ
7 8
11
РП
11 12
1
РП
11 12 13 14
1
РП
09 011 11 13 2-82 2-83 2-77 Цепь соленоида включения+
ШП
-
ШП
2-53 2-51
1
АП
1
АП
9 10 12 11 2-51 2-52 2-54 2-55
27
Т-27К
28
К-28Т
КП
КП
СВ
29
К-29Т
30
Т-30К
2-56 41 Д 871 Максимальная токовая защита
АЧР
Автомат цепей управления
АПВ
№
п.п.
Обозначение
Наименование
Тип
Технич. хар-ка
1 РТ, 2РТ
Реле тока
РТ-40/
2 РТ, 4РТ
Реле тока
РТ-40/
3
РТ
Реле тока
РТ-40/
4
РВ
Реле времени
ЭВ-134
- 110
В
5
РП, 11РП, РПВ
Реле промежуточное
РП-23
- 110 В 1
РП
Реле промежуточное
РП-11
- 110 В 2
РП
Реле промежуточное
РП-252
-220
В
8
АПВ
Реле повторного включения
РПВ-58
- 110 В, 0,5 А
9
РУ
Реле указательное
РУ-21/0,5 0,5 АРУ, 3РУ, 4РУ
Реле указательное
РУ-21/1 1 А 2
РУ
Реле указательное
РУ-21/220
- 110
В
12
АВ
Автомат
АП-50-3М
I
Н.Р.
=2,5
А
13
А
Амперметр
Э 378 14 1
АВ
Автомат
АП-50-4мт
I
Н.Р.
=25
А
КУ
Ключ универсальный пакетный
КВ-22 15
ПК
Выключатель пакетный
ПВМ2-10 220 В, 10 А
16
Н
Накладка контактная
17
в) цепи управления г) спецификация Рисунок 14. Принципиальная схема ВЛ (КЛ) 6 кВ на постоянном оперативном токе с электромеханическими реле а) токовые цепи б) цепи сигнализации вцепи управления г) спецификация. Схемы токовых защит на переменном оперативном токе.
36 На рисунке 15 приведен пример схемы на переменном оперативном токе с дешунтированием электромагнитов отключения (ЭО) выключателя на электромеханических реле типа РТ с обратнозависимой время-токовой характеристикой. u1
u2 3ТТ
Защита от замыкания на землю u1
u2
u1
u2
u1
u2
u1
u2
Л1
Л2
Л2
Л1
Защита Измерение, счётчики
1ТТ
2ТТ
BB/TEL-10
Q1 6(10)кВ
Поясняющая схема
Х4-13
Х4-14
Х4-15
Х4-16
А411
С411 0411
А412
С412
БУ
БУ
1РТ
1-1 1-5 1-3
1
ТТа
и1
и2
1
ТТс
и1
и2 2
4 РТ 4
3 а) поясняющая схема б) токовые цепи
Х3-4
А1
RC
Х1-3
Х1-4
Оп. питание
Вкл. и Контроль
Х3-1
Х3-2
Х3-3
БУ
Ц
еп и управления Цепи сигнализации Аварийное отключение 2
1 2
С1
X3-15
Сброс БКА
SB1 Х 6
КТ1
РУ1 1
2
Н
в он Неисправность блока управления
Земля в линии
Лампа вкл.
Лампа откл.
Лампа "Указатель не поднят, автомат отключен"
Цепи отключения
Цепи включения
Электромагнит управления
Шинки и автомат
Сброс БКА
Реле времени
АПВ
КТ1 7
8
РП
KLS
2 4
1 2
X3-8
X3-9
RT
1 2
Х4-2
Х4-1
Х2-7
Х2-8
Х2-9
Х2-10
Х2-15
Х2-16
Х1-13
Х1-14
БК
ЭУ
SQ
Ш
БКА2
Ш
Ш
Ш
Х3-7
Х3-6
Откл. и Контроль
Х
033
РП
в он 3
4
KLS
БКВ
РП
7 8
12
11
14
БКВ
РП
6 5
АВ
РУ1
ШЗА
ЛС
1РУ
3РУ
2РУ
1РУ
1РУ
ШЗП
5 3
5 3
5 3
5 3
2 4`
1 2
6 4 2 в 2-86 703
ШС
Авария
БКА1
Х3-12
Х2-4
Х3-13
Х2-5
БУ
702
БКВ
Ш2/9
Ш2-4 2РУ
2РУ
6 4 2 1
3РУ
981
лз а902
в лк
Реле фиксации работы АЧР
2-55
X3-16 2-78 2-76
АВ
АВ
ШУ ШУ 1ШС
Питание БУ
ВВ
№
п.п.
Обозначение
Наименование
Тип
Технич. хар-ка
1 РТ, 2РТ
Реле тока
РТ-85/1 2
5РТ
Реле тока
РТ-40/0.2 3
1РУ, 2РУ. 3РУ
Реле указательное
РУ-21/0,15 0, 15 А
4
КТ1
Реле времени
РВ-248
220 В
5
KLS1
Пром. реле х позиционное
РП-12
220 В
6
БУ
Блок управления
БУ/TEL-220-12-03А
7
РУ1
Реле указательное
РУ-21/0,5
0,5 А
8
RC
Резистор эквивалент включения
9
RT
Резистор эквивалент отключения
10
SB1
Выключатель кнопочный
КУ-У2 11
Н
Накладка
НКР-3 12
SA1
Переключатель
ПВП19-2320А0229 13
ЛЗ
Арм. сигн. лампы с зелёной линзой
14
АВ
Выключатель автоматический АП-50Б-2МТ
I
н.р
=2,5А I
отс.
=10 I
н.р.
ЛК
Арм. сигн. лампы с красной линзой
15
ЛС
Арм. сигн. лампы с белой линзой
16
в) цепи управления г) спецификация
37 Рис. Защита отходящей ВЛ (КЛ) на переменном оперативном токе с реле РТ а) поясняющая схема б) токовые цепи вцепи управления г) спецификация. Для управления выключателем используется блок управления типа
БУ/ТЕL. Назначение
БУ/ТЕL аналогично назначению привода традиционного выключателя управление выключателем путём подачи напряжения на его электромагниты, атак же взаимодействие с релейной защитой и автоматикой. Включение и отключение выключателей в КРУН-10 можно производить с помощью переносного пульта управления, подключенного в розетку на двери релейного отсека соответствующей ячейки или по ТУ. На передней панели БУ/ТЕL должны гореть зелёные светодиоды Питание и Готова на Сириус Питание. Индикатор Готов горит зелёным светом при готовности БУ/ТЕL к включению, те. конденсаторы включения заряжены, отказы не обнаружены. После подачи оперативного тока индикатор мигает в течение времени подготовки (заряда) конденсаторов включения. Время подготовки после подачи оперативного тока 15 сек, после предыдущего включения 9 сек. На передней панели БУ/ТЕL расположен индикатор Авария он мигает красным светом при наличии внутренних или внешних неисправностей БУ/ТЕL. В этом случае блокируется команда «вкл», работоспособность защити команды «откл» сохраняются. Для снятия аварийной индикации необходимо после ручного отключения выключателя, квитировать сигнал (подать команду «откл» пультом ДУ); Разновидностью схемы токовых защит на переменном оперативном токе являются схемы с дешунтированием ЭО с независимой выдержкой времени МТЗ.
38 На рисунке 16 в качестве примера приведена схема МТЗ силового трансформатора. Для отключения выключателя при коротких замыканиях используются ЭОТТ1 и ЭОТТ2, включенные в токовые цепи. Для надежности в отключении выключателя в данной схеме также применена схема оперативного тока с предварительно заряженными конденсаторами
БК1…БК3.
9
11
13
О
В
откл сигн
0
Вкл. 0 Раз.Замк.
Вкл. 0 Раз.Замк.
Вкл. 0 Раз.Замк.
+
-
ЭОТТ1
ЭОТТ2
РП1
РП2
РВ
РВ
РТ1
РТ2
РТ3
РТ4
ТТ-А
ТТ-С
РУ1
РУ2
РП1
РП2
РП1
РП2
РВ
РТ3
РТ4
Н
РВ
РВ
РТ1
РТ1
РТ2
КУ
ЭВ
ЭО
БПЗ
КР
КР
РУ5
РУ3
РУ4
РП
РП1
РП2
БК2
БК1
БК3
К
КР
Л
ЭО
ЭО
В1
В2
РП
В1
В2
В1
В
БКГ
РГ
РС
РП
РП
R
1ШУ
2ШУ
А431
С431
0431
РТ5
РП1
РП2
А432
С432
0432
А433
А434
435
С433
С434
С435
АВ
АВ
РТ3
РВ
ТТ-А
ТТ-С
В1
35 кв.
ТТ1-А
ТТ1-С
В2
10 кв.
1Т
РП1
РП2
010
011
012
013
014
015
01
02
03
04
1
2
3
4
8
14
1
7
2
8
2
8
2
8
15
16
1
2
11
13
11
13
1
3
1
3
1
2
1
2
1
3
5
7
1
3
1
3
5
6
7
8
9
033
035
037
049
051
039
401
403
402
404
405
406
10
11
И1
И2
И1
И2
8
14
6
4
2
6
4
2
2
8
2
8
2
8
Токовые цепи
МТЗ и ТО на стороне ВН
Выходные цепи МТЗ и ТО на стороне
ВН
Цепи пуска
МТЗ-35
Цепи управления
ВВ-35
БПЗ Выходные цепи газовой защиты,
МТЗ и ТО
Цепи отключения
ВВ-35
Цепи отключения МВ-10
Цепи разряда
конденсаторов
Привод ВВ-35
Привод МВ-10
Силовой трансформатор
Привод ВВ-35
Привод ВВ-35
Привод МВ п/п
Обозначение по схеме
Наименование
Тип
1
2
3
4
5
7
8
9
10
12
13
14
15
16
11
РТ1; РТ РТ3
РТ-40/6
Реле тока
РТ4; РТ5
Реле тока
РТ-40/10
РП1; РП2; РП3
Реле промежуточные
РП-341
РВ
Реле времени
РВМ-12
РП
Реле промежуточное
РП-23
РУ1; РУ2; РУ10
Реле указательное
РУ-21/
РУ3; РУ4
Реле указательное
РУ-21/
РУ5
Реле указательное
РУ-21/220 В
БПЗ
Блок питания защит
БПЗ-401
БК1; БК2; БК3
Блок конденсаторов
БК-401 80 мкф
КУ
Ключ управления
КР
Ключ режимов конденсаторов
К
Ключ или накладка
РУ6; РУ7; РУ8; РУ9;
РУ11; РУ12; РУ13
Реле указательное
РУ-21/0,15 А
РВ1
Реле времени
РВ-
Рис. 16. Защита трансформатора на переменном оперативном токе с МТЗ с независимой выдержкой времени. Несмотря на стремительный рост использования электронных статических) и микропроцессорных реле в устройствах релейной защиты и автоматики, электромеханические реле являются самыми применяемыми реле в настоящее время. При соответствующем выполнении объемов технического обслуживания в условиях эксплуатации электромеханические реле являются надежными устройствами, удовлетворяющими всем основным требованиям, предъявляемым к устройствам релейной защиты. Поэтому изучение их является важной и актуальной задачей. При определении параметров устройств релейной защиты обязательно необходимо обеспечить синусоидальность воздействующей величины (тока) и точность измерений. Искажение формы тока в обмотке реле может быть
39 вызвано насыщением магнитопровода самого реле (при трехкратном токе уставки) или нелинейным сопротивлением проверочного устройства. Поэтому предпочтительной схемой проверки характеристик токовых реле является реостатная схема, с включенным последовательным активным сопротивлением примерно враз превышающим сопротивление обмотки реле. Трансформатор проверочного устройства должен иметь достаточную мощность, не менее 500 ВА. Точность измерений должна быть не ниже данных, указанных в таблице 1. Таблица 1. Допустимые отклонения параметров реле.
№ п/п Наименование параметра Допустимая величина отклонения
1. Выдержка времени, секс реле времени с максимальной уставкой более
3, 5 секс реле времени с максимальной уставкой менее 3, 5 сек
±0,06 2. Выдержка времени устройств РЗА с зависимой характеристикой, сек. в зависимой части
±0,15 в независимой части
±0,1 3. Ток напряжение) срабатывания реле переменного тока и напряжения, %
±3 Основная погрешность прибора δ может быть подсчитана по формуле, исходя из класса точности прибора γ
max
, верхнего предела шкалы А
ш
, и измеренной величины Аи
40
ишААmax
, (20) Например, при измерении (при нормальных условиях) амперметром класса точности 1,0 с верхним пределом 10 А тока величины 5 А относительная погрешность измерения согласно (20) будет 2%, а при измерении амперметром с верхним пределом 5 А составит 1%. При проверке необходимо учитывать термическую устойчивость устройств РЗА, особенно при больших кратностях подаваемого тока по отношению к номинальному значению 5 А. Метода проверки токовых реле.
1. Подготовить
проверочную аппаратуру и измерительные приборы, необходимыми для выполнения работы. Записать исходные данные.
2. Ознакомиться с техническими характеристиками реле.
3. Выполнить внутренний осмотр аппаратуры.
4. Ознакомиться с принципиальной схемой МТЗ
5. Проверить изоляцию схемы. Проверку произвести измерением сопротивления изоляции магаомметром на 1000 В. Отдельные шкафы должны иметь сопротивление не менее 10 МОм, устройства РЗА в полностью собранной схеме с контрольными кабелями не менее 1 МОм.
6. Для проверки реле типа РТ собрать схему согласно рисунку 17 поданной схеме можно и проверять электронные реле типа РСТ). Выставить уставки токовой отсечки и МТЗ на реле. Измерить ток срабатывания и возврата реле, рассчитать коэффициент возврата.
41 Заданное пороговое значение воздействующей величины при срабатывании или заданная выдержка времени, после которой реле должно сработать, называется уставкой. Подначальным состоянием реле понимается состояние, при котором отсутствует воздействующая величина на входе реле. Конечное состояние реле – состояние, при котором воздействующая величина превышает заданное, пороговое значение. Переход реле изначального в конечное называется срабатывание реле, обратное – возврат реле. Отношение воздействующей величины (например тока) при возврате реле к величине срабатывания называется коэффициентом возврата
р
с
р
в
в
I
I
k
(21) Время срабатывания реле (выдержка времени реле) – время с момента появления воздействующей величины (тока, напряжения, превышающую заданную величину (уставку) надо момента срабатывания реле. Данные записать в таблицу 2. Сравнить полученный результат с паспортными данными на реле. Рисунок 17. Схема проверки реле РТ. Таблица 2.
42
№ п/п Обозначение реле РТ в схеме Заданная уставка, А Ток срабатывания реле I
с.р.
, А Ток возврата реле I
в.р.
, А Коэффициент возврата, в.
2.
7. Для проверки реле типа РВМ с независимой выдержкой времени срабатывания в зависимости от кратности поданного на реле тока к уставке самого реле собрать схему согласно рисунку 18. Выставить уставку реле времени РВМ-12. Установить ток (1.1* I
с.р.
). Сбросить показания секундомера. Подать ток в схему толчком 3 раза. Рассчитать среднее значение времени срабатывания ( t
с.з.
) МТЗ. Рисунок 18. Схема измерения времени срабатывания МТЗ.
8. Снять зависимость времени срабатывания МТЗ в зависимости от кратности тока, подаваемого в токовое реле. Данные записать в таблицу 3. Таблица 3.
43
№ п/п
Уставка реле РТ , I
с.р.
= , А
1. Кратность тока Величина тока, А Время срабатывания t
с.з.
МТЗ, сек.
2.
1,0 * I
с.р.
3.
1,05* I
с.р.
4.
1,1* I
с.р.
5.
1,5* I
с.р.
6.
2 * I
с.р.
7.
3 * I
с.р.
9. Для проверки реле типа РТ (РТ) собрать схему согласно рисунку 19. Записать паспортные данные реле. Рисунок 19. Схема проверки реле серии РТ.
10. Плавно увеличивая ток в реле, определить величину тока, при котором начинает вращаться диски работать индукционный элемент реле. Записать, сравнить с паспортными данными.
11. Определить ток срабатывания I
с.р.
и ток возврата I
в.р. реле, на уставке, указанной преподавателем. Рассчитать коэффициент возврата.
12. Снять зависимость времени срабатывания реле серии РТ в зависимости от величины подаваемого тока на уставке потоку, указанной
44 преподавателем при минимальной и максимальной выставленной выдержки времени. Данные записать в таблицу 4 и построить график. Таблица 4.
№ п/п
Уставка реле
Iс.р.
= , А,
Уставка повремени, сек.
Уставка реле
Iс.р.
= , А,
Уставка повремени, сек. Кратность потоку реле , А
Время срабатывания,
tс.з, сек Кратность потоку реле , А Время срабатывания,
tс.з, сек
1.
1,1 * Iс.р. 1,1 * Iс.р. 2.
1,2 * Iс.р. 1,2 * Iс.р. 3.
1,5 * Iс.р. 1,5 * Iс.р. 4.
2 * Iс.р. 2 * Iс.р. 5.
2,5 * Iс.р. 2,5 * Iс.р. 6.
3 * Iс.р. 3 * Iс.р. 7.
4 * Iс.р. 4 * Iс.р. Контрольные вопросы для самостоятельной работы по Главе 6.
1. Отчего зависит величина тока срабатывания и тока возврата токового реле РТ
2. Почему обязательно требование синусоидальности подаваемого в токовое реле тока
3. Какая ступень селективности принята для МТЗ с независимой выдержкой времени с реле РВМ-12?
4. Что такое коэффициент схемы k
сх
?
5. Назначение нормально закрытого контакта РТ и РТ в схеме МТЗ с независимой выдержкой времени
6. Номинальный ток реле РП341, РВМ12?
7. Допустимый ток мостящих контактов 1РП, 2РП в схеме МТЗ с независимой выдержкой времени
8. Преимущества реле серии РТ перед РТ
45 9. Область применения схем МТЗ с дешунтированием?
10. Вид характеристики срабатывания реле серии РТ
46 Глава 7. Принципы работы электронных (статических) реле Электромеханические реле имеют ряд недостатков
1. собственное большое потребление, что требует источников тока и напряжения соответствующей мощности
2. наличие подвижных частей реле приводит к повышенным требованиям к уровню их эксплуатации для обеспечения надежности
3. относительно высокая чувствительность к вибрации. На смену электромеханическим реле стали серийно выпускаться реле на полупроводниковых элементах (статические реле. Основными преимуществами полупроводниковых реле на интегральных микросхемах относят
1. увеличенное количество функций, которое можно реализовать
2. наличие тестового и функционального контроля
3. возможность получения характеристики реле практически любой сложности
4. быстродействие
5. снижение потребления по измерительным цепям
6. вибростойкость. Электромеханические реле, в качестве воздействующей величины воспринимают действующее значение сигнала [15]. В статических реле нет вычислительного аппарата для определения действующей величины входного сигнала, поэтому для получения аналогичных характеристик используют несколько контролируемых параметров. Действующее значение переменной величины (например - тока) можно записать
𝐼 = √
1
𝑇
∫ 𝐼
2
(𝑡)𝑑𝑡
𝑇
0
, (22)
47 При синусоидальном сигнале, при строгом соответствии между действующими мгновенным значением сигнала, достаточно было бы контролировать мгновенные значения, что позволяет добиться быстродействия. Первое условие срабатывания реле можно тогда записать
𝑈(𝑡
𝑖
) > 𝑈
уст
Из-за наличия в реальном сигнале высокочастотных составляющих несинусоидальном входном сигнале) приходится вводить второе обязательное условие – значение входной величины должно превышать уставку срабатывания реле некоторое время отстройка от высокочастотных помех
𝑡 > 𝑡
уст
Время отстройки (уст) принимают 5-7 ms. Для уменьшения времени отстройки в некоторых реле входной сигнал сначала подается на фильтр основной частоты сети, а только потом обрабатывается. Для обработки входного сигнала в реле с одной входной величиной реле тока, напряжения) применяются следующие принципы построения измерительного органа [15]:
1. Сравнение выпрямленного и сглаженного фильтром входного сигнала с опорной величиной. В качестве сравнивающего элемента используют схему операционного усилителя с положительной обратной связью
2. Сравнение времени превышения мгновенного значения входной величины над опорной с заданным временем
3. Сравнение времени, когда мгновенная входная величины превышает заданную (опорную) величину, со временем, когда входная величина меньше заданной.
48 Для реле с двумя входными величинами (например - реле мощности, как правило, сравнивают фазы входных величина именно время совпадения знаков сравниваемых величин и времени несовпадения знаков. На рисунке 20 приведена схема статического реле с одной входной величиной – током. Технические характеристики реле указаны в документации производителя [7].
6 8
2 4
TA1 10 12 16 14
V1
DA1
DA2
VT1
K1
K1.1
K1.2
XP1
XP2
XP3
-
+
-
+
2 3
6 4
7 2
3 4
6 Рис. 20. Принципиальная схема реле тока типа РСТ13. Реле состоит из следующих основных элементов
1. воспринимающей части – промежуточный трансформатор тока
TA1;
2. преобразующей части – выпрямительный мост V1 с нагрузкой
R1;
3. сравнивающей части – порогового элемента на операционном усилителе DA1, интегрирующей цепочки RC и триггера Шмитта;
4. исполнительной части – реле K1. Положение ключей В, показанное на рисунке 1, соответствует минимальной уставке срабатывания реле и определяется напряжением на входе 3 компаратора DA1.
49 При отсутствии сигнала на входе реле напряжение на выходе компаратора DA1 (точка ХР1) равно +15 В. При наличии тока (но меньше уставки срабатывания реле, в те моменты времени когда напряжение на входе 2 компаратора DA1 превышает напряжение на входе 3 , на выходе компаратора появляется отрицательное напряжение -15 В. Конденсатор С быстро перезаряжается через резисторы
R7, R8 и диод VD2. В те промежутки времени, когда мгновенное значение сигнала ниже порога, на выходе компаратора появляется положительное напряжение и С снова перезаряжается. При увеличение тока время перезаряда С отрицательным напряжением увеличивается, а положительным уменьшается. Притоке срабатывания отрицательное напряжение на конденсаторе С достигает напряжения порога срабатывания триггера Шмитта DA2 и на его выходе появляется положительное напряжение. Через R17 открывается до насыщения транзистор VT1 и срабатывает реле К. Одновременно становится положительным напряжение порога триггера Шмитта, определяемое резистором R15. Амплитуда положительно напряжения на конденсаторе С при этом ниже вновь установившего порога DA2 , выходное реле остается в устойчивом состоянии срабатывания. Тем самым достигается полная аналогия между электромеханическими и статическим реле по наличию коэффициента возврата реле меньше 1 и отсутствие дребезга реле. Диод VD6 защищает транзистор VT1 от перенапряжений вцепи эмиттер- коллектор при коммутации реле К. Конденсаторы Си С предназначены для защиты от импульсных помеха С для предотвращения ложного кратковременного срабатывания при подаче оперативного напряжения на реле.
50 Контрольные вопросы
1. Назовите основные недостатки электромеханических реле.
2. Назовите основные преимущества полупроводниковых реле.
3. Из каких основных элементов состоит реле.
4. Назовите основные принципы построения измерительного органа.
51 Глава 8. Релейная защита силовых трансформаторов напряжением 6-110 кВ Виды повреждений и анормальные режимы работы трансформаторов. Для трансформаторов 6-110 кВ [1] выделяют следующие виды повреждений и ненормальных (анормальных) режимов работы
1. многофазные замыкания в обмотках и на выводах
2. однофазные замыкания на землю в обмотке и на выводах, присоединенных к сети с глухозаземленной нейтралью
3. витковые замыкания в обмотках
4. повреждения в обмотках, обусловленные токами внешних (вне трансформатора) коротких замыканий
5. повреждения в обмотках, обусловленные токами перегрузки трансформатора
6. понижение уровня масла в трансформаторе
7. однофазные замыкания на землю, если трансформатор подключен в сети с изолированной нейтралью и отключение требуется правилами безопасности. Устройства РЗА трансформаторов. Для исключения повреждений и ненормальных режимов работы должны предусматриваться следующие устройства релейной защиты трансформатора
1. газовая защита (основная) – от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла. Устанавливается на трансформаторах мощностью 6,3 МВА и
52 более (допускается 1-4 МВА). Имеет две ступени при слабом газовыделении и незначительном снижении уровня масла первая ступень действует на сигнал, вторая ступень – на отключение. Для защит устройства РПН предусматривается отдельное газовое реле. Газовая защита является универсальной и наиболее чувствительной защитой трансформатора от внутренних повреждений. Она реагирует на такие опасные повреждения, как замыкание между витками обмоток, пожар стали, на которые не реагируют другие виды защит. В качестве реагирующего органа газовой защиты трансформаторов может быть использовано реле РГТ-80 (рисунок 21), которое установлено в рассечку маслопровода, соединяющего расширитель с баком трансформатора. Оно имеет смотровое стекло 2 со шкалой, с помощью которой определяется объем скопившегося в реле газа. На крышке газового реле имеется краник 1 для выпуска воздуха и взятия пробы газа на анализ, и кнопка опробования 3 для имитации работы газовой защиты. Реле реагирует на понижение уровня масла в нем и на поток масла в расширитель. Рисунок 21. Реле газовой защиты типа РГТ-80. Газовая защита работает следующим образом
53 При медленном газообразовании выделяющиеся газы собираются в верхней части газового реле, где расположен сигнальный элемент. При скоплении в реле определенного количества газа уровень масла в нем снижается, верхний поплавок опускается под действием силы тяжести, замыкает сигнальный контакт и подает сигнал неисправности. При длительном выделении газа отключение трансформатора не происходит. При бурном выделении газа при повреждении внутри бака трансформатора под действием электрической дуги происходит бурное разложение масла и поток масла или смеси масла с газом устремляется с большой скоростью из бака в расширитель. Под воздействием этого потока пластина, которая имеет регулируемую уставку срабатывания по скорости потока масла, отклоняется на определенный угол, отключающий контакт замыкается - подается команда на отключение трансформатора. При упуске масла если исчезновение масла в расширительном баке трансформатора своевременно не обнаружится, сработает предупредительная сигнализация, как ив случае медленного газообразования при дальнейшем снижении уровня масла, когда
корпус реле опорожняется более чем наполовину, нижний поплавок также опускается под действием силы тяжести и дает команду на отключение трансформатора. В процессе эксплуатации предусмотрена проверка работоспособности реле персоналом. Проверка работы реле от действия поплавков и напорной пластины производится кнопкой проверки в следующем порядке Для проверки работы реле от действия напорной пластины кнопка устанавливается небольшим нажатием и поворотом ее в положение, когда символ « ● » на торце кнопки совпадает с символом « ◄ » на крышке
54 коробки зажимов. Затем, нажатием на кнопку до упора, осуществляется проверка срабатывания нижней контактной системы. После снятия нажатия с кнопки напорная пластина и контакты возвращаются в исходное положение. Для проверки работы реле от действия поплавков кнопка проверки устанавливается в положение, когда символ « : » на торце кнопки совпадает с символом « ◄ » на крышке коробки зажимов. Затем нажатием на кнопку до упора осуществляется проверка работы поплавков и срабатывания верхней и нижней контактных систем. После снятия нажатия с кнопки поплавки возвращаются в исходное положение. На трансформаторах выполнятся газовая защита устройств РПН. Струйное газовое реле РСТ-25 (рисунок 22) установлено в рассечку маслопровода, соединяющего расширитель с баком РПН. Рисунок 22. Реле газовой защиты типа РСТ-25. Особенностью газового реле РСТ-25 является то, что оно после срабатывания фиксируется в сработавшем положении и возвращается вручную персоналом. Для возврата отключающего элемента реле предусмотрено устройство, которое служит и для опробования работоспособности реле. Проверка работы реле от действия напорной пластины, а также снятие пластины с фиксации после проверки или после срабатывания в процессе
55 эксплуатации, производится кнопкой проверки в следующем порядке предварительно с кнопки должен быть снят колпачок Кнопка проверки устанавливается небольшим нажатием и поворотом ее в положение, когда символ « ● » на торце кнопки совпадает с символом «
◄ » на крышке коробки зажимов. Затем нажатием на кнопку до упора осуществляется проверка срабатывания реле. После снятия нажатия с кнопки она возвращается в начальное положение, а напорная пластина остается в сработавшем состоянии. Для снятия с фиксатора напорной пластины после ее проверки или срабатывания от потока масла кнопка устанавливается в положение, когда символ « : » на торце кнопки совпадает с символом « ◄ » на крышке коробки зажимов. Затем нажатием на кнопку до упора откидывается скоба фиксатора и напорная пластина возвращается в исходное положение.
2. продольная дифференциальная защита (основная) – от внутренних повреждений трансформатора и повреждений на выводах. По принципу работы продольная дифференциальная защита трансформатора
(ДЗТ) защищает только зону трансформатора, ограниченную трансформаторами тока, к которым подключена (защита с абсолютной селективностью. ДЗТ устанавливается на трансформаторах мощностью 6,3
МВА и более и действует на коммутационные аппараты без выдержки времени.
3. токовая отсечка без выдержки времени, устанавливаемая со стороны питания и охватывающая часть обмотки трансформатора, если не предусматривается дифференциальная защита.
4. максимальная токовая защита (МТЗ) скомбинированным пуском по напряжению (или без него) от повреждений в обмотках понижающих трансформаторов мощностью 1 МВА и более, обусловленных внешними короткими замыканиями. На трансформаторах менее 1 МВА устанавливается
56
МТЗ без пуска по напряжению. МТЗ устанавливается на двухобмоточных трансформаторах со стороны питания на понижающем двухобмоточном, питающем две раздельные секции – со стороны питания и со стороны каждой секции. На трехобмоточном допускается не устанавливать МТЗ с одной из сторон трансформатора, а выполнить со стороны питания с двумя выдержками времени с меньшей на отключение выключателя низкой стороны, второй - на отключение всего трансформатора.
5. максимальная токовая защита оп перегруза с действием на сигнал на трансформаторах мощностью 0,4 МВА и более.
6. защита от однофазных коротких замыканий на землю на трансформаторах с высшим напряжением до 35 кВ. Может реализуется либо с помощью МТЗ на высоком напряжении трансформатора в трехрелейной исполнении, либо автоматов на низком напряжении, либо специальной защитой нулевой последовательности, устанавливаемой в нулевом проводе трансформатора. Устройства релейной защиты повышающих трансформаторов имеют свои особенности. Полный список необходимых устройств релейной защиты трансформаторов и автотрансформаторов разных классов напряжений и мощностей и их функции указан в [1] . Принцип работы ДЗТ трансформатора. Принцип работы дифференциальной защиты идеального трансформатора приведен на рисунке 23.
57
КА
ТА1
ТА2
i вт1
i вт2
i диф
≈ 0
i вт1
i вт2
S
Тр
КА
ТА1
ТА2
i вт1
i диф
≈ i вт1
i вт1
Тр
КЗ
(2)
i вт1
i вт2
а) б) Рис Принцип работы ДЗ идеального трансформатора а) в нагрузочном режиме и при внешних (сквозных) коротких замыканий б) при повреждении в зоне ДЗТ. При реализации данного принципа у реального трансформатора с традиционными электромеханическими реле (серии РНТ-560, ДЗТ-11) возникает ряд сложностей
1. Наличие тока намагничивания в плече трансформатора питающей стороны. Учет наличия тока намагничивания трансформатора производится при выборе уставок срабатывания ДЗТ методом отстройки от броска тока намагничивания при включении трансформатора под напряжение.
2. Наличие различных схем и групп соединения силовых трансформаторов. Данное обстоятельство приводит к сдвигу токов разных плеч ДЗТ между собой по фазе. Решается соединением трансформаторов тока, таким образом, чтобы скомпенсировать этот сдвиг фаз.
3. Наличие РПН трансформатора. Учет наличия устройства РПН производится при расчете уставок ДЗТ.
4. Дискретный ряд стандартных коэффициентов трансформации трансформаторов тока. Решается с помощью специальной конструкции реле с несколькими обмотками (на рисунке 2 - w
ур1
и w
ур1
). Срабатывание реле
58 происходит при наличии м.д.с. в любой из обмоток реле, равной 100 ав. Выбором количества витков обмотки реле уравниваются м.д.с. плеч ДЗТ.
5. Различие характеристик самих трансформаторов тока. Учет производится при расчете уставок ДЗТ. На рисунке 24 приведена принципиальная схема одной фазы ДЗТ реального трансформатора с электромеханическим дифференциальным реле. ТАТА Вт А Вт А кВА
Тр
ТМН 6300/110/11
U
Н
=115±9х1.78%/11
U
кз
=11,4%
50/5 400/5
i
Вт Вт 30°
W
СТ1
=
КА
F
АВ1
F
АВ2 32 витка витка СТ2
=
Рис.24 . Принципиальная схема ДЗТ реального трансформатора с соединением Y/Δ-11. На рисунке 25 показана принципиальная схема реле РНТ-565, одного из типов реле используемых в схемах ДЗТ.
59 4
2 3
1 6
12 11 7
5 0
1 2
3 4
5 6
0 1
2 3
4 5
6 0
1 2
3 32 28 24 20 16 12 8
0 7
14 21 28 0
7 14 21 28 10
Р
Rш
Wp
W
1ур
W
2ур
КА
W
2
Рис.25 Принципиальная схема РНТ-565. р рабочая обмотка реле, w
1ур,
w
2ур
– первая и вторая уравнительные обмотки. Здесь плечо ДЗТ стороны I имеет количество витков, состоящее из витков рабочей обмотки реле р стороны II сумма – р + w
1ур
; стороны III – р + w
2ур
. Возможны и другие способы включения обмоток реле, которые определяются при расчете параметров ДЗТ. В случаи применения микропроцессорных устройств релейной защиты для реализации ДЗТ решение задач осуществляется программным способом
[
4
]. Для компенсации фазового сдвига токов на различных сторонах трансформатора трансформаторы тока собирают специальным образом. В качестве примера на рисунке 26 приведена схема ДЗТ силового трансформатора со схемой соединения Y/Δ-11.
Скачать 1.88 Mb.