- •«Томский политехнический университет»
- •В. Н. Копьев
- •Релейная защита
- •П р и н ц ипы выполнения и применения
- •Копьев в.Н.
- •Содержание
- •Введение
- •Назначение релейной защиты иавтоматики
- •Требования к релейнойзащите
- •Структурная схема устройств релейнойзащиты
- •Основные алгоритмыфункционирования
- •Назначениерелейной защиты и автоматики
- •Требованияк релейнойзащите
- •Структурная схема устройствзащит
- •Основные алгоритмы функционированиязащит
- •2. Измерительные преобразователи
- •Назначение
- •Особенности работы трансформаторов тока в схемах релейной защиты
- •Трансформаторы напряжения в схемах релейной защиты
- •Назначение
- •Особенностиработы трансформаторов тока в схемахрелейной защиты
- •Трансформаторы напряжения в схемах релейнойзащиты
- •Электромагнитные реле тока
- •X(t)- входной аналоговый сигнал;t1- время дискретизации.
- •Схемы включения трансформаторов тока и токовыхреле
- •Выводы:
- •Примервыполнения схемы максимальной токовойзащиты
- •Расчет параметров максимальной токовойзащиты
- •IсзIраб макс.
- •Iраб макс
- •Максимальнаятоковая защита с блокировкой понапряжению
- •Токовыеотсечки
- •Токовые ступенчатыезащиты
- •Примервыполнения схемы токовой ступенчатой защиты
- •Работа схемы
- •Максимальная токовая направленнаязащита
- •Варианты выполнения релемощности
- •Расчетпараметров
- •Схемы максимальных направленныхзащит
- •Расчетпараметров
- •3.5.3.Схемы максимальных направленных защит
- •3.6. Дистанционная защита
- •Принцип действия
- •Характеристики измерительных органов дистанционной за- щиты
- •Виды характеристик реле сопротивления
- •Выполнение измерительных органов дистанционной защиты
- •Структурная схема дистанционнойзащиты
- •Принципы выполнения блокировки откачаний
- •4. Основные алгоритмы функционирования за- щит с абсолютной селективностью
- •Продольная дифференциальнаязащита
- •Поперечная дифференциальнаязащита
- •Дифференциально-фазная высокочастотнаязащита
- •4.1 Продольная дифференциальная защита
- •4.2. Поперечная дифференциальная защита
- •4.3 Дифференциально-фазная высокочастотная защита
- •5. Особенности защиты основного электрооборудования энергосистем
- •Защита трансформаторов иавтотрансформаторов
- •Выбор типазащит
- •Защита от внутреннихповреждений
- •Токоваяотсечка
- •Дифференциальнаязащита
- •Выполнение измерительного органа защиты на реле рнт565
- •Дифференциальное реле тока типа рст15
- •Дифференциальное реле тока с торможением типа дзт21
- •Газоваязащита
- •Защитаот внешнихзамыканий
- •Максимальная токоваязащита
- •Максимальная токовая защита с блокировкой по напряже- нию
- •Дистанционная защита
- •Использование одной панели
- •Использование двух панелей
- •Защита от внешних замыканий наземлю
- •Защита от перегрузок
- •Анормальные режимы работы генераторов
- •Защита генераторов от внутреннихповреждений
- •Поперечная дифференциальная защита
- •Защита от замыканий наземлю
- •Защита от замыканий на землю обмотки статора генератора, реа-гирующая на емкостный ток
- •Защита от замыканий на землю в обмотке статора турбогенера-тора, реагирующая на наложенный переменный ток
- •Защита от замыканий на землю в обмотке статора, выполняемая сналожением на цепь статора постоянного тока
- •Защиты от внешних короткихзамыканий
- •Токовая защита обратнойпоследовательности
- •I2сраб.По(0 .080 . 24)Iном.
- •I2сраб.Со0 .09Iном.
- •Дистанционнаязащита
- •Защита от повышениянапряжения
- •Примервыполнения схемы защитытурбогенератора
- •5.3 Защита электродвигателей
- •Виды повреждений и ненормальных режимов работы электро- двигателей
- •Повреждения электродвигателей
- •Ненормальные режимы работы электродвигателей
- •Токовая отсечка
- •IсзkнIпуск, ,
- •Дифференциальная защита
- •Защита отперегрузок
- •Защитаот потерипитания
- •Пример схемы защитыэлектродвигателя
- •5.4 Защита шин
- •5.4.1 Дифференциальная защита Принцип действия
- •Дифференциальная токовая защита шин для подстанции с однойрабочей и одной резервной системами шин
- •Дифференциальная токовая защита для подстанции с двумя рабо-чими системами шин
- •Литература
Выполнение измерительного органа защиты на реле рнт565
Электромагнитное токовое реле сБНТвыполняется на трехстержневом
сердечнике (Рис.80), на котором размещены рабочая
wраб, две уравни-
тельных
wур1и
wур2,короткозамкнутая
wкз
и вторичная
wвт
обмот-
ки. К вторичной обмотке подключено электромагнитное токовоереле
КА.
Использование
насыщающегося трансформатора тока
позволяет от- строить защиту от бросков
тока намагничивания в момент включения
силового трансформатора. Апериодическая
слагающая тока насыщает магнитопровод,
тем самым резко уменьшается сопротивление
ветви на- магничиванияБНТ. В
результате этого значительная часть
периодиче- ской слагающей также
замыкается через ветвь намагничивания
не попа- дая в обмотку реле.
Рис.80Принципиальная схема БНТ реле РНТ-565
Быстронасыщающийся трансформатор реле одновременно позволяет компенсировать неравенство вторичных токов в плечах дифференци- альной защиты. Ток во вторичной обмоткеБНТ, к которой подключено реле, определяется суммарным магнитным потоком, создаваемого рабо- чей и уравнительными обмотками. Если включить эти обмотки таким образом, чтобы при внешнем коротком замыкании потоки, создаваемые токами обмоток, были направлены встречно друг другу, и выровнять величину потоков за счет подбора витков, то величина тока небаланса уменьшается.
Короткозамкнутая обмотка используется для улучшения отстройки реле от переходных режимов.
Возможные варианты включения реле типа РНТ 565 для защиты двух- обмоточного и трехобмоточных трансформаторов показаны на Рис.81.
Рис.81Примеры схем включения реле типа РНТ 565
Дифференциальное реле тока типа рст15
Реле типаРСТ 15выполнено на микроэлектронной основе и применяет- ся для защиты понизительных трансформаторов и электродвигателей для случаев, когданетребуетсяторможение.
Структурная схема реле представлена на Рис.82.
Сигнал от трансформаторов тока подается на трансреакторTAV, кото- рый содержит одну основную и две дополнительные обмотки. Обмотки связаны между собой перемычками. Трансреактор работает на выпря- мительный мост, состоящий из двух диодов и двух резисторов, что по- зволяет повысить чувствительность реле к малым сигналам.
К выходу выпрямительного моста подключен активный фильтр нижних частотА1.Параметры фильтра подобраны таким образом, что для по- стоянной составляющей входного сигнала коэффициент усиления равен единице, для рабочей частоты – 2.2,для второй гармоники – 0.9.
Рис. 82Дифференциальное реле тока типа РСТ 15
На Рис.83 представлена амплитудно-частотная характеристика этого фильтра.
Рис.83Амплитудно-частотная характеристика фильтра
С выхода фильтраА1сигнал подается в логический блок, выполненный на операционных усилителяхА2, А3и предназначенный для идентифи- кации повреждения. УсилительА2представляет собой компаратор, вы- полняющий сравнение входного сигнала с опорным, подаваемым с бло- ка уставок. УсилительА3выполняет функции элемента задержки с ус- тановленной выдержкой времени 22 мс и в сочетании с предыдущим элементом позволяет отличить режим короткого замыкания от режима включения трансформатора.
Для устранения «дребезга» реле в момент срабатывания выход опера- ционного усилителяА3соединен положительной обратной связью с входом компаратораА2.
Принцип работы реле рассмотрим при помощи временных диаграмм (Рис.84).
Рис.84Временные диаграммы работы реле:
If(t)- ток на входе реле;
Iвыпр
f(t)- ток на выходе выпрямителя;
Iф
f(t)
- опорный сигнал с блока уставок;
Uk
f(t)- напряжение на выходе компаратора;
UвыхА3
f(t)
- напряжение на выходе элемента задержки
При возникновении короткого замыкания в зоне действия защит (Рис.84,а) входной сигнал превысит опорный, что приведет к смене зна- ка выходного напряжения компаратораА2. ЭлементА3отработает за- держку времени, и транзистор выходного блокаА4откроется. Реле сра- ботает.
В момент включения силового трансформатора (Рис.84,б) элемент за- держки не успевает отработать выдержку времени за время пока изме- нен знак выходного напряжения компаратораА2. Реле не работает.
