методичка по реле

танию тока. РЗ1 служит для защиты линии АВ, а РЗ2 - ВС. Однако в случае возникновения к.з. на шинах С (в точке К2) и отказе РЗ2 или выключателя Q2 ликвидация повреждения

должна осуществляться РЗ1, которая при своем срабатывании дает сигнал на отключение Q1 , т.е. защита РЗ1 должна «чувствовать» короткое замыкание в конце смежной линии ВС

(в точке К2), чтобы она смогла выполнить функции резервирования РЗ2.

Так для токовой защиты ток срабатывания защиты I сз - наименьший первичный ток,

при котором приходят в действие ПО защиты. Ток срабатывания защиты должен быть меньше тока короткого замыкания для РЗ1 (точка К1). Для защит от междуфазных к.з. чувствительность проверяется по наименьшему току для двухфазного к.з., когда

Коэффициент чувствительности защиты характеризует отношение величины контролируемого параметра в режиме к.з. к величине порога срабатывания защиты. Коэффициент чувствительности по току определяет, во сколько раз минимальный ток к.з. больше тока срабатывания защиты:

Выбор величины I сз зависит от типа применяемой защиты.

ПУЭ определяют, что КчI должен быть больше 1,5, если защита является основной (для к.з. в точке К1 защита РЗ1 - основная), и больше 1,2, если защита является резервной (для к.з. в точке К2 защита РЗ1 - резервная). Столь высокие требования к коэффициенту чувствительности объясняются тем, что ток к.з. в реальных условиях эксплуатации энергосистемы может

быть существенно меньше расчетного I кзpас .

4. Надежность - способность защиты безотказно действовать в пределах установленной для нее зоны и не работать ложно в режимах, при которых действие РЗ не предусматривается. Иначе говоря, при функционировании РЗ не должно быть случаев отказов и ложной работы. Для повышения надежности работы РЗ используются устройства диагностики - тестового контроля и функционального диагностирования. Кроме того, повышению надежности способствует и перевод РЗ на новую современную элементную базу - интегральные микросхемы и микропроцессорную технику. Последнее улучшает и характеристики РЗ с точки зрения ее быстродействия и чувствительности, уменьшает вес и габариты устройств РЗ, со-

КU - реле напряжения).

При раздельном способе катушки реле и его контакты распложены в той части схемы, которая соответствует порядку работы устройства релейной защиты. Способ изображения катушек реле приведен на рис. 4, б.

Схемы релейной защиты, содержащие большое число отдельных реле, чаще всего изображаются раздельным способом.

3

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Измерительные органы релейной защиты подключаются к защищаемому элементу с помощью специальных измерительных трансформаторов.

Назначение измерительных трансформаторов - изолировать измерительные приборы и реле от цепей высокого напряжения, снизить токи и напряжения до величин удобных и безопасных для работы реле и измерения. Применение измерительных трансформаторов позволяет также унифицировать реле и приборы.

Трансформаторы тока (ТА). ТА состоит из стального сердечника из шихтованной стали и двух обмоток - первичной w1 и вторичной w2 , причем w 1 w2 . Первичная об-

мотка ТА подключается последовательно в цепь защищаемого элемента, к вторичной обмотке присоединяются реле или измерительные приборы. Ток, протекающий по обмотке w1 ,

создает магнитный поток Ф1, который индуцирует ток во вторичной обмотке I2 . Ток I2 , в свою очередь, создает магнитный поток Ф2 , направленный навстречу потоку Ф1. Результирующий магнитный поток Фт Ф1 Ф2 .

Аналогичное выражение может быть записано для намагничивающих сил F Iw , т.е.

Fт F1 F2 ; I нам w1 I1w1 I 2 w2 , (2.1)

где I нам - ток намагничивания, обеспечивающий создание магнитного потока в сердечнике.

записанный через значения номинальных токов. Анализируя уравнение (2.2), можно заме-

вичной обмотки и ток намагничивания, приведенные к w2 .

На схеме рис. 5 приведено обозначения выводов обмоток ТА: первичная обмотка имеет маркировку Л1 - начало, Л 2 - конец обмотки, а вторичная - И1 - начало, И2 - ко-

нец обмотки.

4

Наличие I нам обусловлено тем, что процесс трансформации происходит с затратой энергии, которая идет на создание магнитного потока в сердечнике, на гистерезис, на п о-

ше погрешности трансформатора тока. Чем меньше погрешности ТА, тем точнее работает защита. I нам имеет две составляющие - активную I нам.акт и реактивную I нам.p .

Ток I нам.акт обусловлен активными потерями (гистерезис) и вихревыми токами. Для

его снижения сердечники ТА делают из шихтованной трансформаторной стали, поскольку величина этих потерь определяется качеством и параметрами стали.

ковой погрешности ( I и f i ) ТА. Для того чтобы снизить эти погрешности, нужно так вы-

бирать параметры схем релейной защиты и автоматики, чтобы рабочая зона располагалась в линейной части характеристики намагничивания ТА:

5

В связи с этим для уменьшения тока намагничивания, а следовательно, и уменьшения погрешности ТА необходимо снижать Z н , определяемое сопротивлением токовых обмоток

реле, соединительных проводов и контактов, и уменьшать I 2 .

Для нормальной эксплуатации устройств релейной защиты и автоматики погрешности f i 10% и .

Следует особо отметить необычность режимов холостого хода и короткого замыкания для ТА. Так работа ТА в режиме холостого хода, когда контакты И1 И2 вторичной обмот-

ки разомкнуты, является аварийной. В таком режиме I 2 0 и в соответствии с (2.1) весь магнитный поток I1w1 идет на намагничивание сердечника. Размагничивающего действия вторичного потока I 2 w2 нет. Происходит перегрев стали магнитопровода. Кроме того, в со-

и создает ЭДС E2 , которая может достигать нескольких киловольт. Перенапряжение и пере-

грев могут привести к пробою изоляции вторичной обмотки ТА. Таким образом, работа ТА в режиме холостого хода недопустима, поэтому в случае, когда ТА не используется, его следует держать в режиме короткого замыкания, который для ТА является нормальным.

В устройствах релейной защиты обмотки трансформаторов тока и реле соединяются по определенным схемам. Поведение реле зависит от характера распределения тока по обмоткам реле при различных видах к.з.

Все схемы соединения, кроме изображенной на рис. 8, д, принято характеризовать коэффициентом схемы k сх , который определяется как отношение тока, протекающего по реле,

к вторичному фазному току ТА kсх Ip I2фТА . Данный коэффициент обычно равен 1 (для

схем рис. 8, а и 8, б) или 3 (для схем рис. 8, в и 8, г).

При выполнении МТЗ и токовых отсечек наиболее часто применяют следующие схемы:

1.Трехфазная трехрелейная схема полной звезды для защит сетей с глухозаземленной нейтралью от всех видов замыканий (рис. 8, а).

2.Двухфазная двухрелейная (трехрелейная) схема в качестве защиты от междуфазных замыканий в сетях с изолированной нейтралью (рис. 8, б).

3.Двухфазная однорелейная схема в качестве защиты от междуфазных к.з. для неответственных потребителей (рис. 8, в).

4.Схема соединения ТА в треугольник, а реле - в звезду в дистанционных и дифференциальных защитах трансформаторов от всех видов к.з. (рис. 8, г).

5.Фильтр токов нулевой последовательности для выполнения защит от замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью (рис. 8, д).

Рис. 8. Схемы соединения трансформаторов тока и обмоток реле

6

Рис. 9. Распределение токов при различных видах к.з.:

а - трехфазное к.з.; б - двухфазное к.з. между фазами АС; в - однофазное к.з. на землю

Для выбора возможности применения какой-либо из приведенных на рис. 8 схем соединения необходимо провести анализ поведения реле в выбранной схеме при различных видах к.з. Для этого на выбранную схему соединения наносят первичные токи, соответствующие им вторичные токи ТА и затем определяют направление и величину тока, протекающего по каждому реле.

При анализе трехфазных, двухфазных и однофазных к.з. для схемы, приведенной на рис. 9, становится очевидным, что на трехфазные и двухфазные к.з. реагируют оба реле или одно из них. При однофазном к.з. в фазе В нет тока ни в одном из реле. Следовательно, для защиты от однофазных к.з. данную схему применять нельзя, а для междуфазных к.з. применение ее возможно.

Трансформаторы напряжения (ТV). По принципу действия ТV аналогичен силовому трансформатору, но W1 W2 , где W1 ,W2 - число витков первичной и вторичной обмоток.