3. Трансформаторы напряжения в схемах релейнойзащиты

Трансформатор напряженияпредставляет собой сердечник, набранный из пластин электротехнической стали, с размещенными на нем первич- ной и вторичной обмотками (Рис.12)

Рис.12Устройство трансформатора напряжения

Первичная обмотка

w_1,имеющая большое число витков (несколько ты-

сяч), подключается параллельно силовой сети, к вторичной обмоткеw₂

подключаются измерительные приборы, цепи защит и сигнализации.

Преобразование напряженияU₁

до величиныU₂

определяется соотно-

шением витков первичной и вторичной обмоток:

U_1w1U₂ w₂

Отношение чисел витков обмоток называется коэффициентом транс- формации трансформатора напряжения:

ⁿтн

_w1

w₂

Трансформаторы напряжения выполняются в однофазном и трехфазном исполнении. В зависимости от требуемой информации однофазные трансформаторы могут соединяться в различные схемы (Рис.13).

Рис.13Схемы соединения однофазных трансформаторов напряжения

Для получения одного междуфазного напряжения используется схема, представленная на Рис13,б; для получения двух или трех междуфазных напряжений применяется схема неполной звезды (Рис.13,сСС).

На Рис.13,априведено соединение трех трансформаторов напряжения в схему звезды. Эта схема используется для получения информации о фазных или междуфазных напряжениях.

Для получения напряжения нулевой последовательности наряду с фаз- ным и междуфазным применяются трансформаторы напряжения, имеющие две вторичные обмотки. Одна из вторичных обмоток соеди- няется в звезду, другая - в разомкнутый треугольник (Рис.14).

Вторичные обмотки трансформаторов напряжения обязательно зазем- ляются для обеспечения безопасности персонала при попадании высо- кого напряжения во вторичные цепи. При соединении вторичной об- мотки в звезду заземляется нулевая точка, в других случаях - один из фазных проводов.

Рис.14Схема соединения обмоток трансформаторовс двумя вторичными обмотками

Для защиты от коротких замыканий во все незаземленные вторичные цепи трансформаторов напряжения устанавливаются предохранители или автоматические выключатели.

Трансформаторы напряжения имеют две погрешности:

1.Погрешность по напряжению, под которой понимается отклонение действительного значения коэффициента трансформации от его номи- нального значения.

2.Погрешность по углу

В зависимости от погрешностей трансформаторы напряжения подраз- деляются на классы точности. В Табл.2 приведена классификация трансформаторов в зависимости от класса точности.

В зависимости от нагрузки один и тот же трансформатор напряжения может работать в разных классах точности.

Поэтому в паспортных данных указывается два значения мощности:

• номинальная, при которой трансформатор работает в гарантированном классеточности;

• предельная, при которой нагрев обмоток не выходит за допустимые пределы.

Кроме основных погрешностей на точность измерений оказывает влия- ние падение напряжения в контрольном кабеле. Величина потерь норми- руется, так, для цепей релейной защиты она не должна превышать 3 %.

В Ы В О Д Ы

1. Трансформаторы тока и напряжения предназначены для преобразо-вания первичной информации о токе и напряжении в величины, удобные для измерений и безопасные для обслуживающегоперсонала.

2. Нормальными режимами работы для трансформаторов тока явля-ется режим короткого замыкания, а для трансформаторов напряже- ния - режим холостогохода.

3. Трансформаторы тока, предназначенные для питания схем релейнойзащиты, работают в условиях больших кратностей первичного тока, что приводит к увеличенному значениюпогрешностей.

3. Основные алгоритмы функционирования защит с относительной селективностью

1. Классификация защит

2. Максимальные токовыезащиты

   1. Схемы включения трансформаторов и токовыхреле

   2. Пример выполнения максимальной токовойзащиты

   3. Расчет параметров максимальной токовойзащиты

3. Максимальная токовая защита с блокировкой понапряжению

4. Токовыеотсечки

   1. Принцип действия токовойотсечки

   2. Токовые ступенчатыезащиты

   3. Пример выполнения токовой ступенчатойзащиты

5. Максимальная токовая направленнаязащита

   1. Варианты выполнения релемощности

   2. Расчетпараметров

   3. Схемы максимальных направленныхзащит

6. Дистанционнаязащита

   1. Принцип действия

   2. Характеристики измерительных органов дистанционной защиты

   3. Выполнение измерительных органов дистанционной за- щиты

   4. Структурная схема дистанционнойзащиты

   5. Принципы выполнения блокировки откачаний

   6. Выбор параметров срабатывания дистанционнойзащи-

ты

1. Классификациязащит

К защитам с относительной селективностью относятся максимальные токовые защиты, максимальные токовые направленные защиты, токо- вые отсечки, защиты минимального или максимального напряжения, дистанционные защиты.

2. Максимальные токовыезащиты

1. Схемы включения трансформаторов тока и токовыхреле

2. Пример выполнения максимальной токовойзащиты

3. Расчет параметров максимальной токовойзащиты

Принцип действия максимальной токовой защиты основан на фиксации увеличения тока при возникновении короткого замыкания. Структурно схему максимальной токовой защиты, выполняющей функции защиты линии, можно представить в следующем виде (Рис.15).

Рис.15Структурная схема максимальной токовой защиты

Ток защищаемого объекта контролируется измерительным (пусковым) органом защитыИО.Пусковой орган срабатывает, если контролируе-

мая величина тока

^Iконтр

становится больше максимально возможного

рабочего значения

^Iрабmax

^Iконтр^Iрабmax

Хотя любое короткое замыкание сопровождается увеличением тока, фиксация данного признака не позволяет сделать однозначного вывода о поврежденииобъекта.

Пусть линии сетевого участка, представленного на Рис.16,оборудованы максимальной токовой защитой.

Рис.16Пример выбора выдержек времени

В случае возникновения короткого замыкания налинии

Л₃в точкеК

по условиям селективности должна быть подана команда на отключение

выключателя

Q₃.Короткое замыкание приводит к протеканию тока по-

вреждения по всем линиям, что вызывает срабатывание пусковых орга- нов всех трех защит. Требование селективности обеспечивает логиче- ская частьЛЧпутем создания задержки на срабатывание, выбираемой по следующему правилу. Защита, наиболее удаленная от источника пи- тания, должна иметь минимальное время срабатывания. По мере при- ближения к источнику питания выдержки времени защит увеличивают-

ся на величинуt, называемую ступенью селективности. Для приве-

денного примера

t₃0;

t_2t_3t;

t₁t₂t.

Ступень селективности учитывает время отключения выключателей,

погрешности элемента задержки на срабатывание. Обычноt

мается равной (0,4 – 0,6) сек.

прини-

Исполнительный элементИЭвоспринимает сигнал логической части и формирует команду на отключение выключателя. Сигнальный органСОфиксирует срабатывание защиты.

Элементы максимальной токовой защиты - пусковой, логический, ис- полнительный, сигнальный выполняются на реле. Под термином «реле» понимается группа приборов автоматического управления, скачкооб- разно меняющих свое состояние при достижении входной величины оп- ределенного значения, то есть обладающих релейной характеристикой срабатывания (Рис.17).

Рис.17Релейная характеристика срабатывания:

^xвх

• входнаявеличина;

^xвых

• выходнаявеличина.

Реле могут выполняться на электромагнитном и индукционном принци- пах, на аналоговой или цифровой микроэлектронике.