12. Полупроводниковые измерительные реле. Реле направления мощности.
Реле направления мощности.
Наиболее совершенно полупроводниковое реле мощности типа РМ -11.
В реле раздельно сравнивается время совпадения мгновенных значений электрических величин с временем несовпадения в положительном полупериоде и отрицательном полупериоде.
Функциональная схема реле.
1 и 2 – фазоповоротные устройства, с помощью которых обеспечивается заданное значение угла максимальной чувствительности.
С выхода фазоповоротных устройств синусоидальные сигналы положительной полярности поступают на схему совпадения 3, а сигналы отрицательной полярности — на схему совпадения 4.
В схеме совпадения сигналы преобразуются в положительные прямоугольные импульсы.
Эти импульсы интегрируются интеграторами 5 и 6. Интеграторы содержат конденсаторы. При наличии сигнала конденсатор заряжается, а при отсутствии разряжается. При этом прямоугольные импульсы на входе интеграторов преобразуются в преобразуются в пилообразное напряжение U1 и U2.
Напряжения U1 и U2 ограничиваются элементом 7. Ограничитель состоит из выпрямителя.
Выходные напряжения интеграторов суммируются сумматором 8 и поступают на вход порогового элемента 9, который управляет органом 10. В качестве порогового элемента использован операционный усилитель, включенный по схеме триггера. На его инвертирующий вход подается положительное напряжение Uå. При достижении этим напряжением значения напряжения срабатывания триггер переключается и на его выходе появляется напряжение отрицательной полярности. Реле срабатывает.
Если время совпадения, а следовательно, и продолжительность импульсов меньше допустимых, то конденсаторы в интеграторах не успеют зарядиться до требуемых напряжений, а напряжение Uå не достигает значения напряжения срабатывания. Реле не сработывает.
Параметры реле:
1. Минимальное напряжение срабатывания не более 0,25 В.
2. Потребляемая мощность во входных цепях тока при Iном - 0,5 ВА, во входных цепях напряжения при Uном — 3 ВА.
3. Угол максимальной чувствительности (—30±5); (—45±5) °.
Функциональная схема реализована с использованием микроэлектронной элементной базы.
Промышленностью выпускаются также полупроводниковые реле:
- понижения частоты типа РЧ-1, реле повышения частоты типа РЧ-2;
- реле сдвига фаз типа РСФ-11;
- реле сопротивления, например, применяемое в дистанционной защите типа ДЗ-10;
-дифференциальные реле тока с торможением , используемые в комплектном устройстве ЯРЭ-2201, предназначенном для защиты трансформаторов.
14.Электротепловые элементы. Плавкие предохранители. Электротепловые реле. Температурные реле.
Плавкие предохранители.
Электротепловой элемент, который наиболее широко используется в устройствах защиты от КЗ, - это плавкая вставка.
Плавкая вставка – это измерительная часть плавкого предохранителя.
Плавкие предохранители широко используются в сельских сетях, на промышленных предприятиях для защиты линий и электрооборудования до 1 кВ.
Параметры предохранителя:
1. Основной параметр предохранителя – защитная характеристика. Это зависимость времени срабатывания от тока.
Ее определяют опытным путем.
2. Номинальный ток плавкой вставки. Iвс.ном.
3. Номинальный ток предохранителя Iпр.ном.
4. Номинальной напряжение предохранителя Uпр.ном.
5. Номинальный ток отключения предохранителя Iпр.откл.
Под действием тока КЗ плавкая вставка перегорает и появляется разрыв в цепи. Предохранитель является одновременно устройством защиты и коммутации.
Серии предохранителей .
1. В установках до 1000 В широко используются предохранители ПР-2.
Iвс.ном. = 20-200 А.
Патрон предохранителя состоит из толстостенной фибровой трубки, на концах которой укреплены латунные втулки. На втулках расположены колпачки, в которые закрепляется плавкая вставка. К плавкой вставке привинчены контактные ножи.
Плавкая вставка выполняется из листового цинка. При КЗ и нагреве фибровая трубка выделяет газы. Они деионизируют ствол дуги и создают повышенное давление. В результате этого дуга гасится.
Номинальный ток отключения предохранителя Iпр. откл. = 11 кА.
2. ПН-2. Это предохранитель с наполнителем. Он более совершенен, чем ПР-2. Iпр.ном. = 100-630А, Uпр.ном. = 380-500А, Iпр.откл. = 100кА.
Устройство предохранителя:
1. Контактные стойки.
2. Плавкая вставка.
3. Фарфоровый патрон.
4. Изолированное основание.
Плавкая вставка состоит из узких медных лент с отверстиями. В середине лент на широкой части находится оловянный растворитель. Он ускоряет процесс плавления вставки. Это улучшает защитную характеристику при малых токах КЗ и перегрузках.
3. Предохранитель ПКТ. Выпускается для закрытых и открытых помещений на напряжение 3, 6, 10, 20, 35 кВ. Iвс.ном. = 2-400А.
Iпр.откл. = от 40кА (Uпр.ном = 3 КВ) до 8кА (Uпр.ном = 35 КВ).
5. Выхлопные предохранители для сетей 10,35,110 кВ типов ПВТ 104-10-100-5У1; ПВТ 104-35-100-3,2У1; ПВТ 104-110-50-2,5У1
Преимущество.
Простота. Низкая стоимость.
Недостатки.
1. Погрешность в определении времени срабатывания при использовании защитных характеристик. Это связано с двумя моментами:
- при определении характеристики сжигают несколько вставок, у которых параметры могут отличаться.
- условия эксплуатации отличаются от условия проведения эксперимента.
2. Плавкая вставка с течением времени стареет. Защитная характеристика смещается вниз.
Из-за этого время перегорания может быть больше допустимого и предохранитель не защитит от перегрузки.
3. Трудно обеспечить селективность в сложных сетях. Даже если расчет показывает селективное срабатывание, на практике этого может не быть.