книги / Релейная защита на унифицированных полупроводниковых элементах

динений 6—10 кВ. Орган может нормально работать при колебаниях температуры окружающего воздуха в диапазоне —40-=-?+40°С. При нормальных параметрах источников оперативного тока отклонение тока сраба­ тывания органа в указанном диапазоне температур со­ ставляет не более 10% среднего значения, установлен­ ного при температуре +20°С. Разброс тока срабатыва­ ния при установившейся температуре не превышает 3%. Отклонение тока срабатывания при изменении частоты сети в диапазоне 46—52 Гц также не превышает 3%. Коэффициент возврата токового органа составляет при­ мерно 0,9. Надежная работа органа обеспечивается при искаженной <|юрме кривой вторичного тока, когда по­ грешность трансформаторов тока доходит до 50%. По-

Рис. 25. Принципиальная схема органа выдержки времени с выход­ ным реле и узлом сигнализации.

мени типа Т305.

требление токового органа по цепям переменного тока при токе срабатывания не превышает 0,2 В-А. Времена срабатывания и возврата токового органа определяются параметрами элемента Т205, приведенными в § 5.

принятого для большинства модулей органа выдержки времени с выходным реле и узлом сигнализации пока­ зана на рис. 25. Орган выполнен на типовом элементе времени типа Т305, описание которого приведено в § 5.

61

Орган выдержки времени является общим для всех то­ ковых органов данного модуля. При поступлении на какой-либо из входных зажимов S, 5 или 7 элемента Т305 единичного управляющего сигнала с выхода любо­ го из токовых органов происходит запуск органа вы держки времени. Единичный сигнал на выходе элемента Т305 (объединенные зажимы 9, 10, 11) появляется ч*. рез заданное время, если до этого момента не произой­ дет возврата токовых органов. При появлении выход­ ного сигнала срабатывает реле РП1 с контактами тина КЭМ-2А. Контакт реле РП1 замыкается и подает лига ние на выходное реле отключения РП2 и узел сигнали­ зации.

Пределы выдержки времени органа зависят от емко­ сти конденсаторов С1—С4 типа МБГЧ-1-250 В. Обычно эти конденсаторы разделяются на две группы, позволяющие получить два поддиапазона выдержек времени. Плавная настройка выдержки времени в каж­ дом поддиапазоне производится поворотом ручки регу­ лируемого резистора R1 (ППЗ-41), расположенной на лицевой плат’е модуля. В большинстве исполнений рас­ сматриваемых модулей органы выдержки времени име­ ют диапазон уставок 0,5—10 с и лишь в отдельных сл> чаях 0,25—5 с. Изменение выдержки времени при коле­ баниях температуры окружающего воздуха —40-*-+40°С составляет не более 10% среднего значения, выставлен­ ного при температуре +20°С. Разброс выдержки времени при установившейся температуре достигает 2,5%.

При проверке модуля иногда возникает потребность исключить выдержку времени. Для этой цели в схеме установлено реле РП5 типа РЭС9 на 24 В. При подаче напряжения 24 В на его обмотку реле размыкает свой контакт в цепи конденсаторов С1—С4. Подача управ­ ляющего сигнала на вход органа выдержки времени при разомкнутом контакте РП5 вызывает немедленное появление сигнала на выходе.

В качестве исполнительного реле, подключаемого к выходу органа выдержки времени или к выходу ре­ лейного элемента в защитах, работающих без выдерж ки времени, берется реле с магнитоуправляемыми кон­ тактами (иначе называемыми герконами) типа КЭМ-2А, которое имеет небольшую потребляемую мощность и очень малое время срабатывания. Реле с герконами

62

срабатывает при токе около 5 мА и имеет сопротивле­ ние обмотки, равное 750 Ом. Время срабатывания реле около 1 мс. Контакт КЭМ-2А представляет собой две пластинки из магнитного материала, обычно пермаллоя, помещенные в герметически запаянный стеклянный кор­ пус, заполненный азотом. Под действием магнитного поля, создаваемого током, проходящим через обмотку реле, пластинки смыкаются, создавая электрическую цепь. Смыкающиеся поверхности пластинок покрыты золотом. Таким образом, эти пластинки выполняют функции магнитопровода, контактных пружин и элек­ трических контактов одновременно. Контакт КЭМ-2А обладает небольшой мощностью размыкания и может коммутировать цепи напряжением не выше 120 В.

Врассматриваемых модулях контакт КЭМ-2А вводится

вцепи постоянного тока 24 В. Замыкание цепи отклю­ чающей катушки выключателя производится контакта­ ми другого, специального выходного реле отключения РП2, запускаемого контактом КЭМ-2А. Для этого при­ меняется промежуточное реле типа РПУ-0 с обмоткой на 24 В, которое имеет достаточно мощные контакты, рассчитанные на работу в цепях 220 В. В большинстве модулей используется общее выходное реле отключения, смонтированное в модуле питания. Подача напряжения на это реле -от контактов КЭМ-2А, установленных на выходе органов выдержки времени или токовых органов всех модулей данного присоединения, производится че­ рез разделительные диоды (например, Д /).

Срабатывание каждого органа на отключение сопро­ вождается действием его индивидуального узла сигна­ лизации. На рис. 25 изображен такой узел, относящий­ ся к рассматриваемому органу выдержки времени. Он состоит из двухпозиционного промежуточного реле РПЗ, реле-повторителя РП4 и сигнальной лампы «/7С. Реле РПЗ — это малогабаритный дистанционный переключа­ тель типа РПС-20, имеющий две управляющие обмотки. При подаче напряжения на одну из обмоток контакты переключателя замыкаются и остаются замкнутыми до тех пор, пока не будет подано напряжение на другую его обмотку. При подаче напряжения на вторую обмотку контакты переключателя размыкаются. Когда реле РП1

срабатывает, происходит замыкание контактов РПЗ в цепи обмотки реле-повторителя РП4 и лампы ЛС типа СМ-37. Контакты реле РП4 типа РПУ-0 замыкают цепь

(33

центральной звуковой и световой сигнализации объекта, питающейся от источника оперативного тока 220 В. При появлении сигнала дежурный определяет присоедине­ ние, на котором сработала защита, после чего он дол­ жен подойти к шкафу релейной защиты присоединения и нажать кнопку «вызов», находящуюся на лицевой плате модуля питания. При этом загорается индиви­ дуальная лампа Л С сработавшего органа, цепь кото­ рой подготовлена замкнувшимся контактом реле РПЗ. Для подготовки узла сигнализации к следующему действию дежурный должен нажать кнопку «съем», рас­ положенную рядом с кнопкой «вызов». Там же находит­ ся и кнопка «опробование», служащая для периодиче ской проверки исправности сигнальных ламп. Три ука­ занные кнопки являются общими для всех модулей за­ щиты присоединения.

В табл. 1 приведены технические данные сетки моду лей максимальных токовых защит, разработанных для присоединений 6—10 кВ.

Указанные в таблице блоки согласующих трансфор­ маторов устанавливаются вне модулей и поставляются отдельно. Установка необходимого тока срабатывания токовых органов в пределах диапазона, указанного в таблице, производится первоначально путем выбора необходимой ступени за счет последовательного или па­ раллельного соединения первичных обмоток согласую щих трансформаторов. Плавная настройка тока сраба­ тывания в пределах каждой ступени производится пово ротом соответствующей ручки на лицевой плате модуля. Рядом с ручкой имеется шкала с условными делениями. Перевод делений шкалы в действительные токи сраба­ тывания производится с помощью градуировочных таб­ лиц, приводимых в заводской информации и составлен­ ных применительно к типу блока согласующих транс­ форматоров.

Установка требуемой выдержки времени произво­ дится поворотом ручки потенциометра, также располо женной на лицевой плате модуля. Возле ручки нанесе­ на шкала с условными делениями. Каждый орган выдержки времени позволяет использовать два поддиа пазона уставок за счет изменения емкости конденсато­ ров, подключаемых к элементу времени. Конденсаторы разбиты на две группы, соединенные проволочной пере­ мычкой. Размыкая перемычку, можно отключить одну

04

группу конденсаторов и этим снизить предел выдержки времени. Размыкание требуется, если заданная выдерж ка времени меньше 2 с. В заводской информации при­ водятся градуировочные кривые для перевода делении шкалы времени в секунды для каждого поддиапазона. На рис. 26 дано изображение одного из модулей макси­ мальной токовой защиты.

к о м б и н и р о в а н н о г о п у с к а по н а п р я ж е н и ю , в качестве которого применяется отдельный модуль M3-301 (рис. 27). Этот модуль может быть также ис­ пользован как самостоятельное устройство сигнализации нарушения исправности цепей трансформаторов напря­ жения. Модуль M3-301 содержит два основных органа: орган напряжения обратной последовательности и орган минимального напряжения. Орган напряжения обратной последовательности выполнен с помощью активно-емко­ стного фильтра напряжения обратной последовательно­ сти ФНОП и релейного элемента Э1 типа Т205. Выход­ ное напряжение ФНОП подается на вход релейного элемента через разделительный трансформатор Тр1 и выпрямительный мост ВМ1. Напряжение срабатывания органа может регулироваться в пределах 6—20 В линей-

66

ного напряжения обратной последовательностиНа­ стройка производится с помощью потенциометра, ручка которого вынесена на лицевую плату модуля. Для обес­ печения требуемой чувствительности органа на входе релейного элемента поставлен стабилитрон типа Д814А, имеющий более низкое опорное напряжение, чем стаби­ литрон, встроенный в элемент Т205. В нормальном ре­ жиме сети система напряжений на входе ФНОП являет-

Рис. 27. Структурная схема модуля комбинированного пуска по на­ пряжению типа M3-30I.

/ — от трансформаторов напряжения; 2 — к блок-контакту автомата ТН; 3 — к токовым органам модуля МТЗ; 4 — к органу выдержки времени моду­

ля МТЗ.

ся симметричной, и напряжение на выходе ФНОП близ­ ко к нулю. Действие релейного элемента происходит при возникновении несимметрии напряжений, вызывае­ мой к. з. в сети или нарушением исправности цепей напряжения.

Орган минимального напряжения состоит из разде­ лительного трансформатора Тр2, на первичную обмотку которого подается любое из линейных напряжений трансформатора напряжения, делителя напряжения, выпрямительного моста ВМ2 и релейного элемента Э2

67

типа Т205. Один из резисторов делителя является ре гулируемым и служит для установки требуемого напря­ жения срабатывания органа, которое может выбираться в диапазоне 40—80 В. Ручка регулировочного резистора вынесена на лицевую плату модуля. Для ограничения напряжения на входе релейного элемента установлены два последовательно соединенных стабилитрона типа Д814Б.

Требуемое взаимодействие органов модуля МЗ-ЗО1 и его связь с модулем максимальной токовой защиты выполняется с помощью схем ИЛИ — НЕ элементов ЭЗ и Э4 типа T10I. Одна из схем ИЛИ — НЕ, обозначенная Э4-1Усоединена с выходом 8 релейного элемента органа минимального напряжения. При нормальном напряже­ нии сети на выходе 8 этого релейного элемента держит­ ся единичный сигнал. С помощью схемы Э4-1 этот сиг­ нал преобразуется в нулевой. Таким образом, при отсутствии к. з. в сети как на выходе органа напряже­ ния обратной последовательности, так и на выходе схе­ мы Э4-1%связанной с органом минимального напряже­ ния, сигналы равны нулю. В случае отключения автомата, установленного в цепи трансформатора напря­ жения, появление единичного сигнала на выходе схемы Э4-1 блокируется с помощью контакта реле РП1. Когда автомат включен, его блок-контакт шунтирует обмотку реле РП1, и контакт реле РП1 в цепи Э4-1 разомкнут. При отключении автомата реле РП1 срабатывает и че­ рез замкнувшийся контакт РП1 на схему Э4-1 подается отрицательный потенциал, чем исключается появление единичного сигнала на выходе Э4-1.

Выходные сигналы релейного элемента Э1 и схемы Э4-1 приходят на схему ЭЗ-1. В нормальном режиме оба этих сигнала равны нулю. На выходе 1 схемы Э3-1У связанном с элементом времени Э5 цепей сигнализации, сигнал также равен нулю, а на выходе 5, 10 схемы ЭЗ-1 при этом возникает единичный сигнал. Последний поступает на вход 2 схемы ЭЗ-2. На другой вход схемы ЭЗ-2 приходит сигнал от схемы Э4-2У соединенной через разделительные диоды с выходами токовых ор­ ганов модуля максимальной токовой защиты. В нор­ мальном режиме сети сигнал на выходе токовых органов равен нулю. При этом на инверсном выхо­ де 9У11 схемы Э4-2 возникает единичный сигнал, кото­ рый подается на вход 6 схемы ЭЗ-2. Таким образом,

68

тока типов ТЗ, ТЗЛ, ТЗЛМ и ТНП.

На рис. 28 показана принципиальная схема модуля M3-134. Он связывается с трансформатором тока через разделительный согласующий трансформатор Тр1. Если сопротивление соединительных проводов меньше 0,5 Ом, то вводится проволочный резистор Ru Разрядник Рр1 предотвращает повреждение модуля при двойных замы­ каниях на землю, когда возникают значительные напря­

типа МБГЧ1-2А) обеспечивают поступление в последую­ щую часть схемы только составляющих высших гармо­ нических тока замыкания на землю частотой до 2000 Гц. Составляющая тока с частотой 50 Гц в основном погло­ щается вторым фильтром, для которого она является резонансной. Резисторы Rz—Rs типа МЛТ 0,5 и регули­ руемый резистор 7?е типа ППЗ-43 служат для подбора уставки, которая устанавливается переключателем П в зависимости от суммарного емкостного тока сети на 25, 50, 100 и 250 А.

В качестве реагирующего органа используется нульиндикатор Э1 типа Т207 (см. § 5). Для защиты нульиндикатора от больших входных сигналов установлена группа .специальных диодов ЗД. Перед поступлением на нуль-индикатор входной сигнал выпрямляется диодами Дх—Дь и сглаживается при помощи конденсатора С4 типа МБМ. Резистор Ri типа МЛТ0,5 обеспечивает необходимое загрубление нуль-индикатора, а резистор Rs типа МЛТ 0,5 подбирается таким образом, чтобы при нормальном режиме потенциалы точек I и 3 были рав­ ны друг другу.

Появляющийся при срабатывании защиты выходной сигнал нуль-индикатор усиливается элементом Э2 типа Т101. Конденсаторы С5 и С6 типа МБГО-2 необходимы аля создания небольшой задержки в подаче команды иа срабатывание выходного реле РП1 (с герконом типа КЭМ-2А). Эта задержка исключает неправильное дей­ ствие реле РП1 при переходных процессах. Диод Дь за­ щищает обмотку реле РП1 и транзистор элемента Э2 от коммутационных перенапряжений. При замыкании контакта РП1 приходит в действие узел сигнализации, работающий аналогично описанному ранее. Возможна также подача сигнала на выходное реле отключения, установленное в модуле питания.

70