Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Короткие замыкания и защита линий 0,4-35 кВ. II часть - 2110002 «Монтаж и наладка электрооборудования электрических станций, подстанций и линий электр
.pdf
Соображения, о свойствах трехфазных и двухфазных схем и
области их применения, остаются в силе и для защит на переменном оперативном токе.
г) Схемы с дешунтированием катушки отключения
выключателя
Подобные схемы выполняются как с зависимой характеристикой времени действия, так и с независимой.
Схемы защит с зависимой характеристикой в двухфазном исполнении с одним и двумя токовыми реле показаны на рис.1.18.
Рис. 1.18- Схема максимальной защиты с дешунтированием катушки
отключения выключателя с реле типа РТ-80:
а — двухрелейная; б - однорелейная
Схема на рис. 1.18, а предназначена для привода с двумя катушками отключения. Схема на рис. 1.18, б используется, если
привод выключателя имеет только одну катушку. Обе схемы
рассчитаны на применение реле РТ-85 или РТ-86, имеющих
мощные переключающие контакты, которые могут дешунтировать цепь переменного тока с током до 150 А. Принцип выполнения контактов показан на рис. 1.19. В нормальном режиме,
когда реле Р не работает, замкнут контакт 1, через который проходит ток трансформатора тока I
, питающий обмотку реле Р.
2
Катушка отключения КО разомкнута контактами 2 и З. При срабатывании реле контакт З перемещается по стрелке и замыкает
сначала контакт 2, а затем размыкает контакт 1, после чего весь
ток I
направляется через катушку отключения. Таким образом,
2
замыкание цепи КО происходит без разрыва тока, что облегчает
работу контактов и трансформаторов тока.
31
Схемы с дешунтированием имеют две особенности. Первая
состоит в том, что для их выполнения нужны реле, контакты
которых обладают необходимой мощностью для переключения
проходящего через них тока к. з. примерно 100–200 А.
Вторая особенность заключается в том, что трансформаторы
тока до момента срабатывания защиты нагружены, как обычно,
сопротивлением реле и соединительных проводов, благодаря
чему обеспечиваются нормальные условия работы защиты и
обычный способ выбора ее уставок.
Рис. 1.19- Контактная система реле РТ-85 и РТ-86, предназначенная для
дешунтирования катушки отключения без разрыва цепи тока:
— — после замыкания контактов 2 и 3; — путь тока до замыкания
контактов 2 и 3
После срабатывания защиты нагрузка на трансформаторы
тока резко возрастает за счет подключения катушки отключения, в результате чего увеличивается погрешность ΔI трансформаторов тока и ток I
, проходящий по реле и катушке отключе-
2
ния, уменьшается.
Величина допустимой погрешности ΔI определяется из условия, чтобы ток I
был достаточен для удержания в сработан-
2
ном состоянии реле и надежного действия катушки отключения
выключателя.
Схема защиты с независимой характеристикой выдержки времени приведена на рис. 1.20. Пусковые токовые реле
мгновенного действия 1 включены на токи фаз 1. Токовое реле
времени 2, промежуточное реле З и катушка отключения 4
включены на разность токов двух фаз (I
– Ic ).
а
Реле времени имеет маломощные контакты, и поэтому оно
действует на промежуточное реле 3, которое обладает мощными переключающими контактами.
32
Рис. 1.20- Схема двухфазной защиты с независимой характеристикой на
переменном оперативном токе:
а — полная схема; б - токовые цепи и цепь отключения; в — вторичная цепь
промежуточного реле П; е — вторичная цепь реле времени В
Промежуточное реле производит подключение катушки
отключения 4 к трансформаторам тока при действии защиты.
Особенностью реле времени и промежуточного реле является
то, что они действуют от тока вторичной обмотки трансформаторов тока и включаются в цепь этого тока последовательно.
Рассмотрим их устройство.
Токовое реле времени. Основным элементом реле (рис.
1.21) является синхронный микродвигатель с втягивающимся
ротором 1, который питается током трансформаторов тока через
вспомогательный насыщающийся трансформатор 2.
Благодаря насыщению трансформатора 2 обеспечивается
неизменное напряжение на вторичной обмотке, питающей двигатель 1, при изменении тока в первичной обмотке до 150 А,
и ограничивается величина вторичного тока, что позволяет замыкать и размыкать ее цепь контактами обычных токовых реле.
33
Рис. 1.21- Принцип действия токового реле времени
Емкость С и сопротивление R отфильтровывают гармонические составляющие вторичного тока трансформатора 2, ограничивая их поступление в синхронный двигатель.
Нормально вторичная обмотка трансформатора 2 разомкнута, такой режим допустим, поскольку магнитопровод трансформатора 2 насыщается при малых токах. При срабатывании
пускового реле защиты (реле 1 на рис. 1.20) оно замыкает вторичную цепь трансформатора 2.
В двигателе 1 появляется ток, его ротор втягивается в статор,
цилиндрическое зубчатое колесо З на оси ротора сцепляется с
зубчатой передачей (редуктором) 4, которая передает вращение
ротора на рычаг 5, управляющий контактами 6.
Ротор вращается с определенной (постоянной) синхронной
скоростью w, соответствующей частоте 50 Гц. Через время t
p
необходимое для поворота подвижной системы (рычага) 5 на
угол a, контакты реле замыкаются: t
=a/w. Возврат в исходное
p
положение осуществляется пружиной 7. Выдержка времени регулируется углом a путем перемещения контактов 6.
Некоторым недостатком реле является изменение скорости
вращения ротора, а следовательно, и выдержки времени реле
с изменением частоты. При отклонении частоты на 1 Гц время
действия меняется на 2 %.
Эта особенность реле должна учитываться при выборе ступени селективности. Реле типа РВМ-12 на 4 с и РВМ-13 на 9
с выпускаются электроаппаратным заводом. Их устройство показано на рис. 1.22.
,
34
Реле имеет два насыщающих трансформатора, что позволяет
включать их на ток двух фаз. Реле срабатывает при токе 2,5–5 А
в зависимости от соединения обмоток и имеет потребление мощности 10 ВА при токе, равном двойному I
. Разброс времени
с.р
действия реле составляет у РВМ-12 0,12 с и у РВМ-13 - 0,25 с.
Токовое промежуточное реле РП-341 (рис. 1.23) состоит
из электромагнитного реле клапанного типа 4, питающегося
выпрямленным током от выпрямителя 2. Ток к выпрямителю
подается от насыщающегося трансформатора 1, первичные
обмотки которого включаются последовательно во вторичную
цепь трансформаторов тока.
Трансформатор 1, как и в предыдущей конструкции, ограничивает величину напряжения и тока, питающих реле 4, что
позволяет облегчить условия работы выпрямителя, а также
контактов пусковых реле или реле времени, замыкающих цепь
обмотки промежуточного реле. Помимо того, ограничение напряжения цепи тока, питающего реле 4, уменьшает его потребление при больших кратностях тока к. з.
Конденсатор 3, подключенный параллельно вторичной обмотке трансформатора, сглаживает кривую вторичного тока. Реле
приходит в действие при замыкании обмотки 4 контактами реле
времени (рис. 1.20) или непосредственно пусковыми реле защиты.
Ток срабатывания реле равен 2,5 или 5 в зависимости от соединения первичных обмоток трансформатора. Потребление
реле зависит от тока в первичной обмотке реле. При двойном
токе I
потребление равно 6 Вт.
с. р.
Ограничение напряжения цепи тока, питающего реле 4,
уменьшает его потребление при больших кратностях тока к. з.
Наибольшего значения оно достигает при разомкнутой вторичной цепи трансформатора I.
Переключающие контакты могут переключать 150 А переменного тока и устроены, как показано на рис. 1.19.
Схемы защит с независимой характеристикой имеют несколько разновидностей.
В схеме на рис 1.20 вспомогательные реле 2 и 3 и катушка отключения 4 включены на разность токов двух фаз. Такое упрощает
оперативную цепь, так как позволяет применять по одному промежуточному реле и реле времени, и одну катушку отключения.
35
Рис. 1.22- Устройство токового реле времени типа РВМ-12, РВМ-13:
1, 2 — статор и ротор микродвигателя; 3, 4, 5 — зубчатые колеса;
6 — редуктор; 7 — рамка с контактными цилиндрами; 8 — контакты;
9 — поводок уставки выдержки времени; 10— буксирная стрелка;
11 — возвратная пружина; 12 — упор; 13 — замок; 14 — пружина
Рис. 1.23- Токовое промежуточное реле типа РП-341
36
Но схема с включением вспомогательных реле и катушки
отключения на разность токов двух фаз не применима для защит, которые должны действовать при к. з. за трансформаторами с соединением обмоток Y/Δ.
Защиты, предназначенные для действия за трансформаторами с соединением Y/Δ, должны выполняться по двухфазной схеме с самостоятельным комплектом пусковых реле, вспомогательных реле и катушки отключения в каждой фазе (рис. 1.24, а).
Реле времени типов РВМ-12 и РВМ-1З имеют две первичные обмотки, что позволяет использовать одно реле для двух
фаз. Для этого реле В (РВМ) включается на сумму токов I
I
. Но при этом оно не может действовать при двухфазных к.
с
з. между фазами А и С, когда I
+ Iс =0. Для устранения этого
а
а
+
недостатка необходимо размыкать цепь одной из обмоток при
одновременном действии обоих пусковых реле, как показано на
рис. 1.24, б. Указанная операция выполняется с помощью нормально замкнутого контакта 1Т
реле Та.
а
Рис. 1.24- Двухфазная схема защиты с независимой характеристикой для
выключателей с двумя катушками отключения:
а — токовые цепи и цепи отключения; б — вторичная цепь реле времени;
в — вторичная цепь промежуточного реле
37
Расчет защиты по схеме с дешунтированием катушки отключения выполняется для определения тока срабатывания пусковых реле и проверки надежности действия остальных элементов, питающихся от трансформаторов тока.
Расчет состоит из четырех частей:
1). Выбирается первичный и вторичный токи срабатывания
пусковых реле (I
и I
) по выражениям (1.4), (1.5) и (1.6). Про-
ср
с.з
верка погрешности трансформаторов тока производится для защиты с независимой характеристикой при I
, а для зависимых
с.з
— при токе к. з., при котором задается время действия защиты.
При этом сопротивление обмоток реле времени и промежуточных реле, Z
принимается наибольшим, т. е. при разомкнутой
р
вторичной цепи трансформаторов этих реле.
2) Проверяется надежность работы вспомогательных реле и
катушек отключения после их дешунтирования.
Для надежного действия катушки отключения после дешунтирования необходимо, чтобы вторичный ток трансформаторов
1
тока I
был не меньше величины
2
1
I
2
= k
(1.19)
H Ic.к. о
где
I
— ток срабатывания катушки отключения;
с.к.о
k
— коэффициент надежности, равный 1,2–1,4.
н
Аналогичным путем определяется условие надежной работы вспомогательных реле, но их чувствительность значительно
выше чувствительности КО. Поэтому расчетным является уравнение (1.19).
Соответствующий току I
ности трансформаторов тока ( I
I
1
= ( I
1
1
2
+ I
) nT = (kH I
нам
1
первичный ток с учетом погреш-
2
) равен:
нам
+ I
c.к. о
) (1.20)
нам
Чтобы обеспечить надежное действие катушки отключения
при срабатывании защиты, ток срабатывания защиты должен
быть равен или больше полученного по формуле (1.20) тока I
≥ I
1
= (kH I
1
c.к. о
+ I
) (1.21)
нам
I
c.з.
1
1
3) Проверяется отсутствие возврата реле РТ (ИТ) и РП-
341 после дешунтирования катушек отключения (КО).
:
38
Уменьшение вторичного тока после дешунтирования КО не
должно вызвать возврата реле (РТ-85 или ИТ-85 или РП-341),
осуществляющего дешунтирование.
Для этого необходимо, чтобы вторичный ток I
11
, проходя-
2
щий по реле после дешунтировання КО, удовлетворял условию
n
I
2
≥ kн I
воз
= kн k
воз Iс.р
где
I
и I
воз
— ток возврата и ток срабатывания дешунтирующего
с.р
реле;
k
– коэффициент надежности, равный 1,2.
н
Как и в предыдущем случае, соответствующий первичный
’’
ток
I
= (kH I
1
воз
+ I
нам
)nT (1.22)
Для исключения возврата дешунтирующего реле после расшунтирования КО необходимо, чтобы первичный ток возврата
реле отвечал условию I
Погрешность или ток намагничивания I
ден по экспериментальной характеристике U
воз1 ≤ I1
11
.
может быть най-
нам
= f(I2), по кривым
2
погрешностей трансформаторов тока (рис. 1.16), по кривым намагничивания трансформатора тока (рис. 1.25).
Рис. 1.25- Характеристика намагничивания трансформаторов тока
В
=f(aw
m
)
уд
В последнем случае подсчитывается величина вторичной
* 10
2
нам wуд
8
,
S
2
. Зная среднюю
э. д. с. трансформаторов тока B m =
затем определяется максимальная индукция
E2 = kH I
c.к.о (z2T
+ zH )
,
E
4,44fw
по кривой намагничивания (рис
1.25) определяется удельное значение I
длину пути магнитного потока 1, находим ток намагничивания
[(I
=
намw2 )УД
I
нам
w
] l
2
39
4) Проверяется надежность действия контактов реле дешунтирующих КО. Зная, что контакты реле РТ-85 и РП-341 могут переключать ток до 150 А, при условии, что сопротивление КО не превышает 4,5 Ом, получаем условия надежной работы контактов:
к. макс
≤ 150 а ,
T
(1.23)
I
=
2 макс
I
n
где
I
— максимальный ток к. з., проходящий по защищаемо-
к.макс
му участку.
Если условие (1.23) не выполняется, необходимо опреде-
лить I
с учетом т. е. I
2макс
насыщения.
нам
Если и в этом случае условие (1.23) не обеспечивается, не-
обходимо увеличить n
или применить другие схемы оператив-
Т
ного переменного тока.
В тех случаях, когда применяются приставки к приводам
выключателей, имеющие незначительное потребление катушек
отключения КО, погрешности трансформаторов тока после дешунтирования КО получаются меньше 10 %. Тогда расчет ведется по приведенным выше формулам (1.21) и (1.22), но I
нам
принимается в них равным нулю.
д) Схемы с питанием оперативных цепей защиты
от блоков питания
На рис. 1.26 приведена схема двухфазной максимальной защиты с питанием вспомогательных реле 2, 3, 4 и катушки отключения КО выпрямленным током от блока питания БПТ. Поскольку выпрямленное напряжение является постоянным, схемы на выпрямленном токе выполняются так же, как и схемы на
постоянном токе. В качестве вспомогательных реле (времени,
промежуточных, указательных) используются обычные реле
постоянного тока.
Главным вопросом при выполнении защит на выпрямленном токе являются способы (схемы) подключения блоков питания БП к трансформаторам тока и напряжения.
Основным источником питания для защит от к. з. служит
токовый блок БПТ. Блок напряжения БПН является дополни-
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]