19.Схемы токовых защит. Схема токовой защиты с независимой выдержкой времени на постоянном оперативном токе. Совмещенное исполнение. Разнесенное исполнение.
Схемы токовых защит
Выбор схемы определяется назначением защиты и предъявляемыми к ней требованиями. Измерительная часть у всех ступеней одинакова, поэтому если защита содержит несколько ступеней, то их измерительные органы соединяются между собой последовательно. При наличии отдельного органа выдержки времени логическая часть второй ступени и логическая часть третьей ступени защиты тоже одинаковы. В этом случае одна и та же схема защиты может быть использована как для выполнения токовой отсечки с выдержкой времени, так и для выполнения максимальной токовой защиты. Нет различия и между схемами максимальной токовой защиты и токовой отсечки без выдержки времени, выполненных на основе вторичных реле прямого действия типа РТВ и РТМ. В системах электроснабжения часто используют комбинированное реле РТ-80 или аналогичные полупроводниковые реле. Они позволяют выполнить токовую защиту двухступенчатой, содержащей первую и третью ступени.
Для изображения схем РЗиА применяются структурные и принципиальные схемы.
Принципиальные схемы – это наиболее полные схемы, которые показывают взаимосвязь и принцип работы всех элементов схемы.
Принципиальные схемы делают в двух видах:
1. В совмещенном.
2. В разнесенном.
В совмещенной схеме контакты реле на схеме совмещены с катушками реле. По мере усложнения схем РЗ совмещенные схемы усложняются и теряют наглядность.
Поэтому применяется разнесенный способ изображения схем.
При применении этого способа отдельно изображаю измерительные цепи РЗ и цепи управления, цепи создания выдержки времени и т.д.
В структурных схемах устройства защиты и автоматики разбиваются на отдельные блоки. Их изображают в виде прямоугольников. Схема не показывает принцип работы отдельных элементов, а лишь структуру устройства и взаимосвязь между отдельными частями.
Функциональные схемы являются развитием структурных схем. Они более детализированы. Показывают взаимосвязь и работу отдельных частей устройства.
Для токовых защит используются следующие схемы соединения трансформаторов тока:
1. Полной звезды.
2. Неполной звезды.
3. на разность токов двух фаз.
Выбор типа реле и схемы их соединения определяется:
1. Назначением защиты.
2. Предъявляемыми к ней требованиями.
Схема токовой защиты с независимой выдержкой времени на постоянном оперативном токе.
Принципиальная схема, выполненная в совмещенном исполнении.
Защита выполнена по схеме неполной звезды. Два трансформатора тока ТА1 и ТА2 установлены в фазах А и С за выключателем Q. Вторичные обмотки трансформаторов должны быть заземлены. К ним подключаются обмотки реле тока КА1, КА2 типа РТ-40. По их обмоткам протекает переменный ток, а в логической цепи – постоянный., Выдержка времени создается реле времени КТ типа ЭВ-134. В схему защиты включены промежуточное реле КL типа РП-23 и указательное реле КН типа РУ-1. При КЗ срабатывают реле тока КА1,КА2 и своими контактами КА1, КА2 замыкают цепь обмотки реле времени КТ. Реле времени начинает работать и с заданной выдержкой реле замыкает контакт КТ. Цепь обмотки промежуточного реле замыкается, оно срабатывает и замыкает контакт КL. Подается импульс на указательное реле KH и привод выключателя. Выключатель отключается.
При этом указательное реле КН фиксирует действие защиты на отключение. Контакт промежуточного реле КL не рассчитан на отключение тока электромагнита отключения УАТ. Поэтому в его цепь последовательно с контактом реле КL включен вспомогательный контакт выключателя Q, который размыкает цепь УАТ при отключении выключателя.
Схему можно использовать для выполнения максимальной токовой защиты и для выполнения токовой отсечки с выдержкой времени.
Принципиальная схема в разнесенном исполнении.
Функциональная схема защиты.
20.Схемы токовых защит. Схема токовой защиты с вторичным реле прямого действия. Токовая защита с комбинированной выдержкой времени на переменном оперативном токе.
Схема токовой защиты с вторичным реле прямого действия
Эта схема широко используется на напряжение 6-35 кВ.
С помощью реле РТВ выполняют максимальную токовую защиту, а с помощью реле РТМ — токовую отсечку без выдержки времени. Эти реле встраивают в грузовые и пружинные приводы, предназначенные для выключателей присоединений напряжением 6—35 кВ. В современных пружинных и грузовых приводах имеются два реле РТВ или два реле РТМ.
Принцип действия. При возрастании тока в линии ток в катушке реле КА1, КА2 увеличивается. Когда Iр становится больше тока срабатывания реле, оно срабатывает и воздействует на пружинный привод выключателя. Выключатель отключается.
Токовая защита с комбинированной выдержкой времени на переменном оперативном токе с дешунтированием катушки отключения выключателя
Максимальная токовая защита с зависимой характеристикой на реле РТ-85.
Индукционные реле серии РТ-80 позволяют выполнять максимальную токовую защиту с зависимей времятоковой характеристикой и мгновенно действующую токовую отсечку (рис. 6). В схемах защит на переменном оперативном токе используют реле типа РТ-85, которые имеют такую же конструкцию и такие же времятоковые характеристики, что и реле РТ-81 (рис. 6), но, кроме того, — специальные, усиленные контакты, предназначенные для дешунтирования электромагнита отключения ЭО (рис. 12). В нормальном режиме у реле РТ1, РТ2 размыкающие контакты 7 замкнуты и шунтируют соответствующие электромагниты отключения Э01, Э02 выключателя. Замыкающие контакты 2 этих реле разомкнуты, и, таким образом, ток через ЭО не проходит. При возникновении КЗ и срабатывании реле РТ его контакты переключаются без разрыва цепи вторичной обмотки трансформаторов тока ТТ таким образом, что сначала замыкается контакт 2, а затем размыкается контакт /, дешунтируя ЭО. При этом через электромагнит проходит вторичный ток КЗ, он срабатывает и воздействует на запирающий механизм привода выключателя. В этой схеме, так же как и в предыдущей, измерительные трансформаторы тока одновременно выполняют функции источника оперативного тока.
Рис. 12 Принципиальная схема двухфазной двухрелейной максимальной токовой защиты на переменном оперативном токе с дешунтированием электромагнитов отключения ЭО1, ЭО2 с помощью реле типа РТ-85 (РТ1, РТ2)
На рис. 12 реле РТ-85 включены по схеме неполной звезды с двумя реле, ее особенности рассмотрены в § 2. При необходимости повышения чувствительности этой защиты к двухфазным КЗ за трансформаторами со схемами соединения обмоток звезда — треугольник-11 (рис. 4, д), а также треугольник — звезда-11, можно установить в этой схеме третье реле того же типа РТ-85 и третий электромагнит отключения, включив их в обратный провод схемы неполной звезды (аналогично реле РТЗ на рис. 5, а и 6, а).
реле того же типа РТ-85 и третий электромагнит отключения, включив их в обратный провод схемы неполной звезды (аналогично реле РТЗ на рис. 5, а и 6, а). При отсутствии в приводе выключателя третьего ЭО можно включить в обратный провод только катушку реле, однако предварительно несколько изменив схему внутренних соединений реле РТ-85 таким образом, чтобы его катушка и контакты 1 и 2 имели раздельные внешние выводы. Замыкающий контакт 2 включается параллельно с аналогичным замыкающим контактом 2 реле РТ1, а размыкающий контакт 7 — последовательно с размыкающим контактом 7 реле РТ1. Катушка этого реле включается в обратный провод схемы. Таким образом, реле РТ1 типа РТ-85 и дополнительное, третье, реле РТ-85 при срабатывании вместе или по отдельности производят дешунтирование одного и того же ЭО1. При такой схеме увеличивается в два раза чувствительность измерительных органов защиты (реле РТ-85), но не повышается чувствительность для ЭО, количество которых остается прежним (рис. 12). Однако учитывая, что ток срабатывания измерительных реле тока, как правило, значительно выше, чем ток срабатывания ЭО, применение предлагаемой схемы с тремя реле при двух ЭО может оказаться полезным.
Область применения этих схем, выполняемых в основном с помощью реле типов РТ-85, РП-341, ограничивается двумя главными условиями:
минимальные токи КЗ должны обеспечивать достаточные значения коэффициентов чувствительности для токовых измерительных реле, логических и исполнительных органов (реле) и для электромагнитов отключения (после их дешунтирования) ;
максимальное значение вторичного тока, дешунтируемого при КЗ контактами реле РТ-85 или РП-341, не должно превышать 150 А при полном сопротивлении (импедансе) управляемой цепи, главным образом ЭО, не более 4 Ом при токе 4 А и не более 1,5 Ом при токе 50 А. Для реле РП-341 — не более 4,5 Ом при токе 3,5 А (по данным завода-изготовителя).
Кроме того, для схем с дешунтированием ЭО важно убедиться в том, что после дешунтирования ЭО и увеличения погрешности трансформаторов тока и, следовательно, уменьшения значения тока в реле и в ЭО, не произойдет возврата уже сработавших реле. Расчеты показывают, что возврата сработавших реле РТ-85 не произойдет даже при самых больших реально возможных погрешностях трансформаторов тока благодаря очень низкому значению коэффициента возврата электромагнитного элемента (отсечки) этих реле. Сказанное относится и к реле типа РП-341, имеющему такой же низкий коэффициент возврата. Кроме того, в схемах защиты с реле РП-341 (рис. 13) предусмотрено самоудерживание этих реле в сработавшем положении, что предотвращает отказ защиты при преждевременном возврате измерительных реле тока, у которых коэффициент возврата имеет высокое значение, более 0,8.
Требуемая чувствительность ЭО и реле РВМ-12, РП-341, как правило, обеспечивается для защит линий 10,6 и до 35 кВ, но не всегда обеспечивается для защит трансформаторов 110 кВ небольшой мощности от 2,5 до 10 MB • А.
Это схема двухступенчатой защиты. Содержит первую и третью ступень (ТО без выдержки времени и МТЗ). Защита выполняется с помощью индукционного реле РТ-85 на переменном оперативном токе. Так как МТЗ выполнена на индукционном реле РТ-85, она имеет ограниченно- зависимую выдержку времени.
Схема защиты выполнена с двумя реле КА1 и КА2 и двумя электромагнитами отключения УАТ1 и УАТ2. В нормальном режиме цепи электромагнитов отключения разомкнуты. При срабатывании реле его контакты дешунтируют электромагниты отключения и включают электромагниты в цепь тока.
Цепь вторичной обмотки трансформатора тока нельзя размыкать. Поэтому используется реле с переключающим без размыкания цепи контактом РТ-85. В процессе переключения контакта сначала включается электромагнит отключения в цепь трансформатора тока, а затем он дешунтируется и, срабатывая, отключает выключатель.
Рассмотренная схема защиты проста, она широко применяется на выключателях с грузовыми и пружинными приводами, электромагниты отключения которых потребляют относительно небольшую мощность. В качестве электромагнитов отключения можно использовать реле РТМ.
При расчете параметров МТЗ с дешунтированием электромагнита отключения выключателя необходимо дополнительно проверить:
1. Надежность действия электромагнитов отключения выключателя после их дешунтирования;
2. Отсутствие возврата реле после дешунтирования электромагнитов отключения;
3. Коммутационную способность переключающих контактов реле.