7. Защита автоматическими выключателями

Наряду с основными характеристиками автоматических выклю­чателей используется защитная (времятоковая) характеристика автомата.

По типовым времятоковым характеристикам (см. рис. 6) опре­деляется достаточность выдержки времени теплового расцепителя при расчетных нагрузках и продолжительности кратковременных пе­регрузок. В отдельных случаях, например при пусках двигателей со­вместно с механизмами, имеющими большие маховые массы, прихо­дится увеличивать номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, чтобы получить возможность нормального запуска двигателя без ложного отключения выключателя в процессе пуска.

Автоматические выключатели, имеющие только электромагнит­ные элементы мгновенного действия (отсечку), не реагируют на токи перегрузок, если они меньше тока уставки срабатывания. Эти автоматические выключатели выбираются по току КЗ в конце за­щищаемого участка с таким расчетом, чтобы расчетный (минималь­ный) ток КЗ был, по крайней мере, в три раза больше тока срабаты­вания автомата. При этом верхний предел тока КЗ, допустимого для данного выключателя и расцепителя, определяется каталожны­ми данными предельно отключаемых токов.

При КЗ начинают действовать электромагнитные расцепители всех выключателей, включенных последовательно в данной цепи, если ток КЗ больше тока уставок срабатывания выключателей. При отсутствии устройств преднамеренной выдержки времени все та­кие электромагнитные расцепители срабатывают почти одновременно и отключение может произойти не селективно.

Автоматические выключатели, которые имеют только тепловые или другие обратнозависимые от тока расцепители, будут действовать се­лективно во всем диапазоне допустимых для них предельно отключа­емых токов, если последовательно включенные автоматы правильно подобраны по своим типовым времятоковым характеристикам. Ав­томатические выключатели с комбинированными (тепловыми и элек­тромагнитными) расцепителями при больших токах КЗ, превышаю­щих токи срабатывания мгновенных расцепителей, также могут отключаться не селективно. Проверка на селективность отключения производится по типовым времятоковым характеристикам применен­ных автоматов и по расчетным токам КЗ в защищаемой сети.

8. Реле и их разновидности

Основные и вспомогательные реле. Каждое устройство релейной защиты в большинстве случаев состоит из нескольких реле, выпол­няющих определенные функции.

Например, одни реле, называемые основными, реагируют на возникновение повреждения или ненормального режима, другие (вспомогательные) по команде первых производят отключение вык­лючателя или другие операции, возложенные на данную защиту.

Для защит от ненормальных режимов, так же как и для защит от коротких замыканий, используют реле тока и напряжения. Первые служат в качестве реле, реагирующих на перегрузку, вторые - на опасное повышение или понижение напряжения в сети. Кроме того, применяется ряд специальных реле, например, реле частоты, дей­ствующие при недопустимом снижении или повышении частоты;

тепловые реле, реагирующие на увеличение тепла, выделяемого током при перегрузках и др.

К числу вспомогательных реле относятся: реле време­ни, служащие для замедления времени защиты; реле указательные -для сигнализации и фиксации действия защиты; промежуточные, передающие действие основных реле на отключение выключателя и служащие для осуществления взаимной связи между элементами защиты.

Каждое реле можно разделить на две части: воспринимающую и исполнительную. Воспринимающий элемент имеет обмотку, ко­торая питается током или напряжением питающего элемента в за­висимости от типа реле. Реле мощности и реле сопротивления имеют две обмотки (тока и напряжения). Через посредство обмо­ток реле воспринимает изменение той величины, на которую оно реагирует.

Исполнительный элемент представляет собой подвижную систе­му, перемещающуюся под действием сил, создаваемых воспринима­ющим элементом. При перемещении подвижная система реле дей­ствует на контакты реле, заставляя их замыкаться и размыкаться.

Первичные и вторичные реле. В зависимости от способа включе­ния обмотки реле делятся на первичные и вторичные. Обмотка первичных реле включается непосредственно в защищаемую цепь, а обмотка вторичных - через измерительный трансфор­матор. В настоящее время наибольшее распространение получили вторичные реле. Достоинством первичных реле является то, что для их включения не требуется измерительных трансформаторов, ис­точников оперативного тока и контрольного кабеля.

Благодаря этому защита с первичными реле проще и дешевле, чем с вторичными реле. Поэтому первичные реле находят приме­нение на электродвигателях, трансформаторах и линиях малой мощности в сетях напряжением б... 10 кВ.

Реле прямого и косвенного действия. В зависимости от способа воздействия на объект управления различают реле прямого и кос­венного действия. В реле прямого действия, используе­мом в устройстве защиты, подвижная система механически связа­на с отключающим устройством выключателя, благодаря чему срабатывание реле сопровождается его отключением.

Подвижная система реле косвенного действия в схе­ме релейной защиты непосредственно не связана с отключающим механизмом выключателя. Реле содержит контакты, с помощью которых управляет цепью отключения выключателя. При этом воз­никает необходимость в источнике оперативного тока, служаще­го для питания отключающего устройства выключателя.

Оперативный ток. Ток питания цепей релейной защиты, автоматики и сигнализации называется оперативным током. На­дежность источника оперативного тока и исправность его сети обес­печивает безотказную работу всех элементов, входящих в устрой­ство релейной защиты. Постоянный или выпрямленный ток получают от аккумуляторных батарей или от различных выпрями­тельных устройств.

В качестве источников переменного оперативного тока могут быть использованы трансформаторы тока, трансформаторы напря­жения, трансформаторы собственных нужд.