Учебное пособие 1907

как правило, выполняется предохранителями и автоматическими выключателями. В сетях напряжением выше 1000 В – с использованием реле, которые позволяют выполнять более совершенные защиты. Основным элементом таких защит является пусковой орган, в качестве которого используется токовые реле

– максимальные или минимальные (реагирующие соответственно на увеличение или уменьшение тока). Для повышения чувствительности защиты иногда используют комбинированный пусковой орган, в котором помимо реле тока имеется реле напряжения. Наряду с пусковым органом данные защиты содержат промежуточные реле, которые облегчают работу контактов основных органов защиты и указательные - контролирующие срабатывание защиты.

В дальнейшем под термином токовая защита будем понимать защиту, выполненную при помощи токового реле. Токовые защиты подразделяются на максимальные токовые (МТЗ) и токовые отсечки. Главное различие между этими защитами заключается в способе обеспечения селективности. Селективность действия максимальных защит достигается с помощью органа выдержки времени, для чего МТЗ в обязательном порядке в своем составе, помимо перечисленных ранее элементов, содержит реле времени. Селективность действия токовых отсечек обеспечивается соответствующим выбором тока срабатывания. Максимальная токовая защита в зависимости от типа используемых реле может иметь независимую от тока, а следовательно, и от места КЗ выдержку времени или ограниченно зависимую от тока КЗ характеристику выдержки времени (рис.1.4.1, соответственно кривые 1, 2). В первом случае максимальная токовая защита реализуется при помощи электромагнитного реле тока типа РТ40 и реле времени, а во втором – с использованием комбинированного реле тока и времени (индукционное реле тока) РТ-80. Наличие зависимой от тока характеристики выдержки времени, принципиально позволяет ускорить отключение больших токов КЗ, которые имеют место вблизи источников питания (или в начале ЛЭП). Зависимость тока КЗ и времени срабатывания индукционного реле от длины ЛЭП показывает рис.1.4.2.

Реле тока типа РТ-80 состоит из двух элементов: индукционного с диском, создающего ограниченно зависимую характеристику выдержки времени, и электромагнитного – мгновенного действия, создающего «отсечку» при больших кратностях тока в обмотке реле. Таким образом, особенностью данных реле является возможность сочетания в них двух видов защиты: токовой отсечки мгновенного действия и чувствительной МТЗ с зависящей от тока выдержкой времени. Выдержка времени индукционного элемента реле зависит от начального положения сегмента, входящего в зацепление с червяком, который насажан на ось алюминиевого диска. Начальное положение сегмента может из меняться, благодаря чему может быть получена серия характеристик 1 - 5 выдержек времени (рис.1.4.3 для реле тока РТ-80).

- 31 -

мать значение равное 6, это объясняется тем, что при срабатывании АПВ происходит одновременный самозапуск всех двигателей подключенных к данной сети.

В ряде случаев для обеспечения селективности требуется, чтобы по мере приближения к источнику питания ток срабатывания защит увеличивался. Так, например, для второго и третьего комплектов защиты (рис.1.4.4) токи Iс.р должны быть связан следующим соотношением:

Выдержки времени у МТЗ выбираем по ступенчатому принципу: начинают выбор с наиболее удаленного от источника питания элемента и по мере приближения к источнику питания выдержку времени увеличивают на ступень селективности t , что иллюстрирует рис.1.4.4, для защит с независимой выдержкой времени.

Рис. 1.4.4. Ступенчатый принцип при выборе выдержек времени МТЗ

Выбор выдержек времени у МТЗ с зависимой характеристикой производится для определенной величины тока.

Правилами устройств электроустановок предписывается обязательное применение АПВ на воздушных линиях напряжением 2-10 кВ и выше. На кабельных линиях использование АПВ не является целесообразно, так как повреждения на них часто бывают устойчивыми. Автоматическое повторное включение линии, отключенной устройствами защиты осуществляется с помощью выключателя.

Масляный выключатель может быть оснащен электромагнитным или пружинным (грузовым) приводом. В выключателях с пружинным приводом замыкание его силовых контактов осуществляется за счет энергии предваритель-

- 34 -

производим включение, отключение и повторное включение защищаемой ЛЭП, служит масляный выключатель с пружинным приводом. В лабораторной работе, с целью упрощения и удешевления стенда, масляный выключатель заменен магнитным пускателем КМ. Схему на рис. 1.4.6, можно разделить на две части: токовые цепи – рис. 1.4.6а, цепи оперативного тока – рис. 1.4.6б. Информацию о состоянии главных контактов масляного выключателя (замкнуты или разомкнуты) несет лампочка HLR1. Повреждение в фазе А защищаемой линии Л1, имитируется увеличением тока Iа в обмотке токового реле КA1, что эквивалентно отражает повреждения в защищаемой ЛЭП (как было рассмотрено ранее в пояснениях к рис. 1.4.5). Изменение тока Iа производится при помощи регулируемого источника тока (ИТ).

Пружинные приводы имеют три системы контактов вспомогательных цепей: вспомогательные контакты вала выключателя, контакты конечного выключателя, вспомогательные аварийные контакты. Вспомогательные контакты вала выключателя связаны с валом привода, а их положение определяется положением выключателя. На схеме они обозначены КМ2 КМ6. Положение контактов конечного выключателя определяется состоянием пружины привода. Контакт конечного выключателя устанавливается в следующих цепях: а) в цепи питания электродвигателя автоматического моторного редуктора завода пружины привода (при полном заводе пружины контакт конечного выключателя обеспечивает питание электродвигателя), в лабораторной работе данная цепь не рассматривается; б) в цепи питания катушки включения (YAC) масляного выключателя, они носят название контактов готовности привода. На схеме лабораторного стенда они обозначены КН.1 и принадлежат указательному реле КН. Размыкание контактов КН.1 сопровождается выпадением блинкира на указательном реле и свидетельствует о том, что пружина привода «раскручена», и включение масляного выключателя не может произойти. Завод пружины привода в лабораторной работе имитируется возвращением контактов КН.1 в исходное состояние. Вспомогательные аварийные контакты на схеме KL1.2, связаны с валом привода и изменяют свое положение при включении и отключении масляного выключателя от ключа управления. Ключ управления на стенде реализован кнопками «Вкл» и «Откл» (SB1,SB2). При нажатии кнопки «Вкл» происходит запитывание катушки включения YAC и, как следствие включение масляного выключателя, одновременно с этим контакты KL1.2 замыкаются. Отключение масляного выключателя с ключа управления производится нажатием кнопки «Откл», при этом получает питание катушка отключения (YAT), в то же время контакты KL1.2 размыкаются, блокируя тем самым цепь АПВ масляного выключателя. Токовое реле КА2 (тип РТ-40) необходимо для запуска секундомера (MS) при снятии токовременной характеристики реле КА1. Для ввода (вывода) АПВ на стенде предусмотрен соответствующий тумблер SA2. Исходное состояние схемы лабораторного стенда указано на рис.1.4.6, при этом ручка ИТ, должна находится в крайнем левом положении, тумблер SA1 в положение «Откл».

- 36 -

(тумблер SА2 замкнуть). Установить Ia=1,5Iс.р, включить тумблер SA1. Внимание! После загорания сигнальной лампочки «Авария», необходимо в течении 5 секунд вернуть стенд в исходное состояние, для этого нажать кнопку SB2, загорание лампочки «Авария» сигнализирует о том, что повторное включении масляного выключателя, предварительно отключенного токовым реле РТ82/2, осуществляется на устойчивое КЗ (так как величина тока Iа остается неизменной). В результате после повторного включения масляного выключателя, происходит его отключение токовым реле РТ82/2. Однако АПВ вторично не происходит, так как реализовано АПВ однократного действия. Однократность действия АПВ осуществляется за счет контакта КН1, который размыкается после первого повторного включения масляного выключателя.

6.Попытаться включить масляный выключатель с ключа управления (в этом пункте тумблер SA1 находится в состоянии «Вкл»). Отключить стенд нажатием кнопки SB2.

7.Контакты реле КН1 вернуть в исходное состояние, что имитирует завод пружины привода. Тумблеры SA1, SA2 так же вернуть в исходное состояние. Включить масляный выключатель с ключа управления, АПВ ввести в дей-

ствие. Установить ток Iа=1,5Iс.р. После первого отключения масляного выключателя токовым реле РТ82/2, в течении времени не более времени срабатывания

АПВ равного tкт1.1 необходимо уменьшить ток Ia до величины тока нагрузки, для этого ручку ИТ повернуть в положение «Ток нагрузки». В этом случае произойдет успешное АПВ, то есть повторное включение ЛЭП на нагрузочный режим (в отличии от п. 3.5). Вернуть стенд в исходное состояние (нажать кнопкуSB2; тумблеры SA1, SA2-отключить; контакты указательного реле KH1замкнуть).

8.Включить масляный выключатель, ввести в действие АПВ. Установить ИТ в положение «Ток нагрузки», включить SA1. Отключить ЛЭП с ключа управления и убедиться, в том, что АПВ не происходит.

Результаты наблюдений в п. 5 – 8 занести в табл. 4.3.

Таблица 4.1

Примечание: Ксх = 1.

- 39 -

Таблица 4.2

I a

I c. p

t, c

Таблица 4.3

Примечание: моменту времени t0 соответствует начальное время после выполнения соответствующих действий, указанных в графе «Режим работы схемы». Времена t1, t2, t3, соответствуют моментам времени после очередного изменения состояния масляного выключателя (о чем сигнализирует лампочка HLR1 – загорается или потухает).

- 40 -