11.13. Погрешность срабатывания pc, обусловленная током Iр

Реле сопротивления, выполняющие функции ДО, определяют зону действия ступеней ДЗ. Для обеспечения стабильности этих зон к PC предъявляются требования точности работы. В идеальном PC Z_c.p = (U_p/I_р)_с.р должно равняться заданной уставке независимо от абсолютных значений U_p и I_р. Однако в действительности, вследствие ограниченной чувствительности реагирующего органа и других элементов схемы, Z_c.p у всех видов PC зависит не только от уставки Z_y, но и от абсолютных значений тока I_p. Под его влиянием Z_c.p отклоняется от Z_y в сторону уменьшения. Возникает нежелательная погрешность ΔZ в срабатывании реле, приводящая к сокращению его зоны действия. Рассмотрим характер зависимости Z_c.p = f(I_p) на примере реле с круговой характеристикой, построенного на сравнении абсолютных значений двух напряжений рабочего K_II_p и тормозного K_UU_r (см. гл.11). С учетом порога чувствительности РО, характеризуемого напряжением U_п.ч, PC приходит в действие при рабочем напряжении |K_II_p| = |K_UU_p| + U_п.ч. Разделив это значение на K_UI_p получим

(11.29)

Наличие второго слагаемого в правой части (11.29), зависящей от тока I_р, создает погрешность в работе PC

(11.30)

Из (11.29) и (11.30) следует, что основной причиной зависимости Z_c.p от I_р, вызывающей погрешность в действии статических реле, является наличие порога чувствительности у РО, для преодоления которого на вход РО необходимо подать рабочее напряжение U_раб > U_п.ч. В электромеханических PC Z_c.p также зависит от тока I_р из-за ограниченной чувствительности реле, обусловленной противодействием пружины и трением подвижной системы реле. Второй причиной, порождающей зависимость от тока, является нелинейность элементов схемы реле (полупроводниковых приборов, промежуточных трансформаторов и преобразователей и др.). Типичная характеристика Z_c.p = f(I_p), построенная на основе (11.30) Z_c.p = Z_y, изображается на рис.11.38 прямой 1. Действительная характеристика представлена кривой 2. При Z_c.p = 0, имеющем место, когда U_p, = 0, PC срабатывает только при I_р = I_с.р. При этом тормозное напряжение K_U/U_p отсутствует и согласно (11.30) I_р образует рабочее напряжение K_II_р = K_II_c.p min, необходимое для преодоления U_п.ч РО.

При малых токах I_р, соизмеримых с I_c.p min, погрешность в срабатывании реле особенно велика, Z_c.р оказывается намного меньше Z_y, что приводит к резкому уменьшению зоны действия реле. По мере увеличения I_р значение погрешности ΔZ_I уменьшается и, начиная с некоторой точки (рис.11.38), становится настолько малым, что им можно пренебречь, считая, что Z_c.p = Z_y. При больших значениях I_р возможно насыщение магнитопроводов промежуточных трансформаторов и нелинейности выпрямителей, что снова вызовет увеличение ΔZ_I и уменьшение Z_c.p.

З ависимость Z_c.p = f(I_p), приведенная на рис.11.38, характерна и для других видов PC, поскольку все они имеют конечную чувствительность, определяемую значением U_п.ч. Кривая 2 на рис.11.38 показывает, что каждое PC может работать с достаточной точностью только в определенном диапазоне токов I_р, особенно в начальной части кривой — в области малых токов. Принято, что для дистанционных органов погрешность ΔZ_I не должна превышать 10% Z_y.

Из этого условия по кривой Z_c.p = f(I_p), полученной опытным или расчетным путем, для каждого типа реле определяются токи точной работы: I'_точ.р в области малых тонов и I''_точ.р в области больших токов, при которых погрешность ΔZ_I равна 10%, а сопротивление срабатывания Z_c.р = 0,9Z_y.

В современных конструкциях ток точной работы в начальной части характеристики . I'_точ.р ≈ 1 ÷ 7 А. При выборе уставок PC необходимо проверять, что при повреждении в конце зоны действия токи КЗ I_к min ≥ I'_точ.р, а I_к mах ≤ I''_точ.р. Если эти условия не будут выполняться, то погрешность реле превзойдет 10% и соответственно сократится зона действия PC.

Для уменьшения зависимости работы PC от тока I_р и снижения погрешности ΔZ_I необходимо, как это следует из (11.30), повышать чувствительность реагирующего органа реле (уменьшая этим U_п.ч), увеличивать в возможных пределах коэффициент К_U при напряжении U_p, принимать меры к уменьшению нелинейности элементов схемы.