45) Реле мощности и его характеристики

Реле мощности — это вспомогательное реле, которое реагирует на направление мощности в первичной цепи относительно места установки защиты. Одним из важнейших показателей реле является угол максимальной чувствительности фм.ч, при котором для срабатывания реле требуется минимальная мощность.

Особые требования предъявляются к регулировке контактов реле, поскольку при малой мощности срабатывания поворот барабанчика реле происходит с малой скоростью.

Срабатывание происходит, когда электромагнитный момент превосходит момент сопротивления пружины и момент трения оси:

 

М_Э>М_П+М_Т

Характеристика чувствительности

 

Зависимость U_C.P = f(I_P) при неизменном j_P называетсяхарактеристикой чувствительности (рис. 7.2.7).

Здесь U_C.P – наименьшее напряжение, необходимое для действия реле при данных I_P и j_P. Обычно характеристика снимается при j_P=j_М.Ч, т.е. для случая sin(a–j_Р)=1.

Реальная характеристика отличается от теоретической, так как за счет насыщения стали магнитопровода при больших токах I_Pнапряжение U_C.P остается неизменным.

Угловая характеристика

 Зависимость U_C.P = f(j_P) при неизменном значении I_P называется угловой характеристикой.

угловая характеристика реле смешанного типа с углом a= – 45°.

 

Угловая характеристика позволяет определить

1. Изменение чувствительности реле (U_C.P) при разных значениях угла j_P.

2. Минимальную величину U_C.P.мин и наиболее выгодную зону углов j_P, в пределах которой U_C.P близко к U_C.P.мин.

3. При каких углах j_P изменяется знак электромагнитного момента и пределы углов, которым соответствуют положительные и отрицательные моменты.

46) Время-токовая характеристика индукционного реле

Индукционные реле основаны на взаимодействии между индуцированным в каком-то проводнике током и переменным магнитным потоком. Поэтому они применяются только на переменном токе как реле защиты энергосистем. Как правило, это вторичные реле косвенного действия.

Существующие типы индукционных реле можно разделить на три группы: 1) реле с рамкой; 2) реле с диском; 3) реле со стаканом.

 

Рис. 11. Времятоковые характеристики реле типов РТ-81, РТ-83, РТ-85 с уставками:  1 --0,5 с; 2- 1 с; 3-2 с; 4-Зс,5-4с

Рис. 12. Времятоковые характеристики реле типов РТ-82, РТ-84 и РТ-86 с уставками:  1 - 2 с; 2 - 4 с; 3 - 8 с; 4 - 12 с;5-16с

Рис.   13.   Времятоковые   характеристики реле типов РТ-91 и РТ-95

Реле серии РТ-90 имеют четыре типоисполнения. Реле типов РТ-91/1 и РТ-91/2 снабжены контактами нормального исполнения, а типов РТ-95/1 и РТ-95/2 - усиленными дешунтирующими контактами. Сведения о реле приведены в табл. 1, 2 и на рис. 10.

На рис. 11-13 представлены времятоковые характеристики реле, на рис. 14, 15 - кривые зависимости полного сопротивления обмотки реле от кратности тока. Увеличение тока приводит к насыщению магнитопровода, вследствие этого уменьшается индуктивность обмотки.

47) Токовые отсечки, принцип действия токовых отсечек

Отсечка является разновидностью МТЗ, позволяющей обес­печить быстрое отключение КЗ. Токовые отсечки подразде­ляются на отсечкимгновенногодействияи от­сечкис выдержкойвремени.

Селективность токовых отсечек достигается ограниче­нием их зоныдействия так, чтобы отсечка не работала при КЗ за пределами этой зоны, на смежных участках сети, РЗ которых имеет выдержку времени, равную или большую, чем отсечка. Для этого ток срабатывания отсечки (I_c.з) должен быть больше максимального тока КЗ (I_кmах), проходящего че­рез нее при повреждении в конце участка (например, AMна рисунке 7.3), за пределами которого она не должна работать: I_с.э>I_кM.

Действительно, ток КЗ в какой-либо точке рассматриваемо­го участка сети

I_к = E_c / (X_c + X_л.к) = E_c / (X_c + X_yl_л.к), (7.3)

где E_с - эквивалентная ЭДС генераторов энергосистемы; Х_си X_л.к - сопротивление ЭЭС и участка ЛЭП (AM) до точки КЗ; Х_у - удельное сопротивление, Ом / км; l_л.к- длина участка до точки КЗ.

Рисунок 7.3 - Принцип действия токовых отсечек

Зона действия мгновенной от­сечки по условиям селективности не должна выходить за пределы защищаемой ЛЭП. Зона действия отсечки, работающей с выдержкой времени, выходит за пределы за­щищаемой ЛЭП и по условию се­лективности должна отстраивать­ся от конца зоны РЗ смежного участка по току и по времени. Токовые отсечки применяются как в радиальной сети с односторонним питанием, так и в сети, имеющей двустороннее питание.

Правила устройства электроустановок рекомендуют приме­нять отсечку, если ее зона действия охватывает не менее 20% защищаемой ЛЭП. Вследствие простоты отсечки она приме­няется в качестве дополнительной РЗ и при зоне действия, меньшей 20%, если основная РЗ ЛЭП имеет мертвую зону.

48) Для всех устройств релейной защиты, кроме реле прямого действия необходим источник оперативного тока. Источники оперативного тока подразделяются на:

- Источники питания постоянного оперативного тока.

- Источники питания переменного оперативного тока.

Источники питания постоянного оперативного тока

Независимым источником оперативного тока являются аккумуляторные батареи.

Преимущества источников питания постоянного оперативного тока:

- Обеспечивается питание всех цепей подключенных устройств в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения и тока независимо от состояния основной сети.

- Простота и надежность схем релейной защиты.

Недостатки:

- Высокая стоимость (экономически оправдано использование источников постоянного оперативного тока на подстанциях 110 кВ и выше с несколькими ВЛ);

- Необходимость наличия отапливаемого и вентилируемого помещения;

- Необходимость использования подзарядного устройства;

- Сложность в эксплуатации.

Для повышения надежности сеть оперативного питания секционируется с тем, чтобы обесточивание одной или нескольких секций не приводило к отказам наиболее ответственных потребителей оперативного тока, к которым относятся устройства релейной защиты, автоматики и управления. 

Источники переменного оперативного тока

Источники переменного оперативного тока - используют энергию защищаемого объекта. При выполнении переменного оперативного питания в качестве источников служат трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.

Преимущества источников переменного оперативного тока:

- Более низкая стоимость.

- Отсутствие разветвленной сети оперативного тока.

Недостатки:

- Колебания выходного напряжения выше, чем для источников постоянного оперативного тока, особенно в момент короткого замыкания. Для электромеханических реле это не имеет существенного значения, а для аналоговых и микроэлектронных – может привести к неправильной работе.

- Резкое снижение напряжения собственных нужд при включении выключателя на близкое короткое замыкание.

Существуют различные варианты выполнения устройств релейной защиты на переменном оперативном токе. Наиболее простые схемы, в которых используется ток установки.

1) Схема с дешунтированием электромагнита отключения. 

YAT – катушка отключения выключателя. В нормальном режиме катушка отключения зашунтирована контактом токового реле РТ. При возникновении короткого замыканияреле РТ срабатывает, контакт размыкается и вторичный ток трансформатора тока запитывает YAT, в результате чего отключается выключатель.

Схема используется для токовых защит, если включение электромагнитов отключения не приводит к недопустимым погрешностямтрансформаторов тока, а максимальный ток короткого замыкания не превышает предельный ток, который могут коммутировать контакты реле.

2) Схемы на выпрямленном оперативном токе. 

Схемы на выпрямленном оперативном токе целесообразно применять на присоединениях, оборудованных выключателями с электромагнитными или пневматическими приводами, электромагниты которых имеют большую потребляемую мощность, а также при наличии сложных устройств защиты.

В нормальном режиме выпрямленное выходное напряжение обеспечивает блок напряжения (БПН), а при коротком замыкании – либо токовый блок питания (БПТ) либо оба блока вместе.

3) Схемы с использованием конденсаторных батарей. 

В нормальном режиме контакт реле РТ разомкнут и конденсатор С заряжается через диод от напряжения с ТН. При возникновении короткого замыкания срабатывает токовое реле РТ, его контакт замыкается и предварительно заряженный конденсатор С начинает разряжаться на катушку отключения YAT, что приводит к отключению выключателя.

Данная схема используется, если мощность, отдаваемая трансформатором тока недостаточна для использования двух предыдущих схем.