Text
                    А.И. САВОСТЬЯНОВ
тмсгаппипнные
&АШИТЫ
II3*i57
II345S
113*151)

БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА Выпуск 380 А. И. САВОСТЬЯНОВ ДИСТАНЦИОННЫЕ ЗАЩИТЫ ПЗ-157, П 3-158, ПЗ-159 «Э Н Е Р Г И Я» МОСКВА 1973
6fi2.iS С 12 УДК 621.316.925 РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ: Большам Я. М., Зевакин А. И., Каминский Е. А., Мандрыкин С..А., Розанов С. П., Семенов В. А., Синьчугов Ф. И.» Смирнов А. Д., Соколов Б. А., Устинов П. И. Савостьянов А. И. С 12 Дистанционные защиты ПЗ-157, ПЗ-158, ПЗ-159. М., «Энергия», 1973. 96 с. с ил. (Б-ка электромонтера. Вып. 380). В настоящей работе рассмотрены дистанционные защиты ПЗ-157— ПЗ-159. Приведены общие принципы действия дистанционных защнт, назначение, принцип действия и работа блокировок при качаниях и к. з. в защищаемой сети и при повреждениях в цепях напряжения защиты. Подробно рассмотрено назначенне всех элементов защиты, прин- цип действия, устройство, взаимосвязь н работа этих элементов в схе- ме защиты при различных видах к. з. и в других режимах, возмож- ных в эксплуатации. Специальный раздел работы посвящен вопросам наладки и проверки защиты как отдельных ее элементов, так и всей схемы в целом. Работа рассчитана на квалифицированных электромонтеров и ма- стеров. занимающихся эксплуатацией релейной защиты и электро- _ автоматики. л 0339-127 „ С 051(01)-73 92'73 6П2.13 АЛЕКСЕЙ ИВАНОВИЧ САВОСТЬЯНОВ Дистанционные защиты ПЗ-157, ПЗ-158, ПЗ-159 Редактор И. П. Березина Обложка художника А. А. Иванова Технический редактор Н. А. Галанчева Корректор В. С. Антипова Сдано в набор 17/Х 1972 г. Подписано к печати 29/III 1973 г. Т-04789 Формат 84х108,/в, Бумага типографская № 3 Усл. печ. л. 5,04 Уч.-изд. л. 5,16 Тираж 20 000 экз. Зак. 1412 Цена 18 коп. Издательство .Энергия*. Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10. Московская типография № 10 Союзполиграфпрома прн Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии н книжной торговли. Москва, М-114, Шлюзовая наб.. 10.
ПРЕДИСЛОВИЕ Директивами XXIV съезда КПСС по девятому пяти- летнему плану намечено дальнейшее развитие отечест- венной энергетики. Так, предполагается увеличить выра- ботку электроэнергии в 1975 г. до 1 030— 1 070 млрд. кВт’Ч, ввести в действие на электростанци- ях 65-^67 млн. кВт мощности, продолжить работы по созданию Единой энергетической системы страны, даль- них линий электропередачи постоянного и переменного тока. Решение этих больших задач предусматривается за счет увеличения производительности труда, которое мо- жет быть достигнуто повышением- технического уровня энергетиков и расширением зоны обслуживания. Для подготовки квалифицированных рабочих-энергетиков, в том числе и электромонтеров, работающих в области релейной защиты, выпускается специальная литература. Настоящая брошюра предусматривает ознакомление квалифицированных электромонтеров и мастеров служб релейной защиты с принципом действия, устройством и эксплуатацией сравнительно сложных дистанционных защит ПЗ-157—ПЗ-159, которые широко применяются в энергосистемах. Пожелания и замечания по брошюре просьба направ- лять по адресу: Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, из- дательство «Энергия». Автор.
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДИСТАНЦИОННЫХ ЗАЩИТ НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ В СССР электрические сети напряжением НО— 220 кВ работают с глухозаземленной нейтралью транс- форматоров, поэтому в таких сетях возможны -следую- щие виды коротких замыканий (к. з.): однофазные к. з., при которых происходит замыкание какой-либо одной фазы' или линии на землю; междуфазные к. з. (двухфаз- ные и трехфазные), при которых происходит замыкание соответственно двух или трех фаз между собой; между- фазные к. з. с землей, при которых происходит замыка- ние фаз между собой с одновременным замыканием одной или нескольких фаз на землю. При к. з. нарушается нормальная работа электриче- ской сети: повреждается оборудование электросетей (провода, изоляторы, шины); напряжение поврежденных фаз в месте к. з. снижается до очень малых величин или до нуля, что затрудняет нормальное питание потребите- лей; может нарушиться устойчивая работа отдельных участков или всей электросети (энергосистемы), в кото- рой произошло к. з. Многолетней практикой и теорети- ческими исследованиями было установлено, что чем бы- стрее будет отключена поврежденная линия, тем меньше будет вредных последствий для всей электросети: будет меньше размер повреждений в месте к. з., в меньшей сте- пени почувствуют снижение напряжения потребители; бу- дет более надежная работа остальной, неповрежденной части электросети или энергосистемы. Для обеспечения таких отключений на линиях элек- тропередачи устанавливают защиты. Поскольку защиты выполняются с помощью специальных аппаратов — реле, то их обычно называют релейной защитой. В нашей стране принято производить отключение линий электро- передачи при однофазных к. з специальными защитами 4
от замыканий на землю. Защиты от замыканий на землю будут действовать также и при междуфазных к. з. с зем- лей. В качестве защит от замыканий на землю исполь- зуют максимальные токовые, а на линиях с двусторон- ним питанием максимальные направленные защиты. За- щиты от замыканий на землю имеют специальную схему включения токовых реле, при которой эти защиты не ра- ботают в случае междуфазных к. з. без земли. Поэтому для защиты линий электропередачи от меж- дуфазных к. з. (двухфазных и трехфазных) устанавлива- ется отдельная защита. При этом защита от междуфаз- ных к. з. обычно действует и при междуфазных к. з. с землей, следовательно, междуфазные к.-з. с землей могут отключаться как защитами от замыканий на зем- лю, так и защитами от междуфазных к. з. В качестве защиты от междуфазных к. з. применяются также макси- мальные токовые защиты, например, для линий электро- передачи, работающих в режиме одностороннего пита- ния. Для линий электропередачи, имеющих двустороннее питание, но работающих в сетях с простой схемой соеди- нений, защита может быть выполнена в виде максималь- ной направленной защиты. В сетях со сложной схемой соединений максимальные и максимальные направленные защиты в .большинстве случаев не могут обеспечить пол- ноценную защиту, которая бы удовлетворяла необходи- мым условиям: селективности (избирательности) и,бы- стродействию. Селективность или избирательность действия защит, как известно, означает, что защита в электрической сети, состоящей из нескольких элементов, должна производить отключение в первую очередь только поврежденного эле- мента, т. е. должна действовать на отключение защита, установленная на выключателях, ближайших к месту по- вреждения. Благодаря этому при селективной работе защиты в случае повреждения какого-либо элемента осуществляется отключение и вывод этим из работы только поврежденного элемента, при этом работе энерго- системы или электрической установки причиняется мини- мальный ущерб. Необходимость быстродействия защит была показана выше, особенно это важно для защит рассматриваемых линий электропередачи ПО—220 кВ. В качестве примера, показывающего невозможность выполнения селективной защиты посредством максималь- 5
ной направленной защиты, на рис. 1 .приведен участок кольцевой сети с двумя источниками питания на под- станциях А и В. Сеть состоит из подстанций А, Б и В и линий электропередачи Л1, Л2 и ЛЗ, образующих кольцо. Предположим вначале, что каждая линия электропе- редачи защищена с обеих сторон максимальной направ ленной защитой, имею- Рис. 1. Схема кольцевой сети с дву- мя источниками питания. должны быть меньше соответст щей одну выдержку времени, которая обо- значена кружком со стрелкой, и работает при протекании мощно- сти к. з. от шин в ли- нию, как показывают стрелки. При к. з. в точке К1 на линии Л2 поврежде- ние должно отключать- ся максимальными на- правленными защитами 3 и 4, при этом выдерж- ки времени защит Зъ4 венно выдержек времени максимальных защит 1 и 6. При к. з. в точке К2 на ли- нии ЛЗ повреждение должно отключаться максимальны- ми направленными защитами 5 и 6. В этом случае за- щиты 5 и 6 должны иметь время действия соответствен- но меньше, чем защиты 3 и 2. По условию согласования выдержек времени защита 4 должна иметь время больше, чем защита 2, следова- тельно, при к. з, в точке К2 защита 4 должн'а иметь вре- мя большее, чем защита 6, т. е. должны выполняться требования, противоречащие случаю к. з. в точке К.1. Ввиду невозможности выполнения таких противоречивых требований не удается выполнить селективную защиту сети, приведенной на рис. 1, при помощи максимальных направленных защит. Максимальные токовые и максимальные направлен- ные защиты имеют ряд других недостатков, которые ограничивают область их применения защитой сетей с простой схемой соединения. К основным недостаткам относятся значительные выдержки времени, выбираемые по ступенчатому принципу, и зависимость чувствитель- 6
ности защиты от режима'работы сети. Поэтому для за- щиты сетей с более сложной схемой и несколькими ис- точниками питания применяются другие более сложные защиты, которые позволяют обеспечить защиту с.необхо- димым быстродействием, селективностью и чувствитель- ностью в сетях с любой схемой соединений. Одной из таких защит является дистанционная защита. Дистанционной называется защита, выдержка време- ни которой автоматически изменяется в зависимости от’ Рис. 2. Принцип действия дистанционной защиты. величины сопротивления линии от места установки за- щиты до места к. з. Величину сопротивления до места к. з. дистанционная защита определяет путем сравнения величины остаточного напряжения на шинах подстанции, где установлена защита, с величиной тока к. з., прохо- дящего по защищаемой линии. Для этого дистанционная защита включается в цепи тока защищаемой линии и на- пряжения на шинах подстанции, как показано на рис. 2. При к. з. в точке на расстоянии £к.з от шин .под- станции к месту к. з. подтекает ток /и.3, поэтому оста- точное напряжение на шинах подстанции будет равно: '^Лп =,/к.э^к.з- Дистанционная защита выполнена таким образом, что она определяет отношение остаточного напряжения на шинах подстанции к току к. з., которое в нашем случае будет равно: У- - Лм ^ж.» — г«.э< т. е. сопротивлению от места установки защиты до места к. з. 7
Сопротивление любого участка линии может быть вы- ражено через удельное сопротивление на 1 км гуд и длину всего участка, т. е. гк.з=2УдЛ<.з. Следовательно, Отношение напряжения к току, на -который реагирует защита, будет пропорционально ^ш//к.з=2уд£к.3, т. е. бу- дет пропорционально расстоянию (дистанции) до места к. в., поэтому и защита называется дистанционной. Дистанционная защита в зависимости от расстояния до места повреждения имеет различные выдержки вре- мени действия. Так, при к. з. в точке К1, т. е. на защи- щаемой линии, защита имеет .минимальное время дейст- вия и обеспечивает быстрое отключение к. з. на участке, -ближайшем к месту установ-ки защиты. При к. з. на смежном участке в точке К2, ближайшей к месту по- вреждения, буДет защита 2, которая в этом случае дол- жна действовать с минимальной выдержкой времени, за- щита же 1 при к. з. в точке К2 действует уже с большей выдержкой времени, которая согласована с временем действия защиты 2 при к. з. в точке К2. Согласованными по времени считаются две такие за- щиты, у которых разница в выдержках времени отлича- ется на величину, которая называется ступенью селектив- ности. Ступень селективности равна минимально допу- стимой величине разности выдержек времени защит, при которой, обеспечивается селективное действие сргласуе- • мых по времени защит, т. е. в этом случае всегда в пер- вую очередь срабатывает защита с меньшей выдержкой времени. Благодаря этому удается выполнить на рас- смотренном участке селективные защиты, обеспечиваю- щие достаточное быстродействие. Основным элементом дистанционной защиты являет- ся дистанционный орган, который настраивается на опре- деленную величину сопротивления срабатывания. Ди- станционный орган выполняется посредством реле со- противления, которое является минимальным реле, т. е. оно срабатывает только в том случае, когда отношение напряжения к току, подведенных к реле, станет меньше сопротивления срабатывания реле. Так, при "включении реле на напряжение Up и ток /р оно срабатывает при условии zp fp < где zCp — сопротивление срабатывания реле. 8
Сопротивление zp, подведенное к зажимам реле, ино- гда называют фиктивным, так как оно пропорционально сопротивлению до места к. з. только при к. з. на защи- щаемом участке сети, при отсутствии же к. з. (например, при нормальной работе линии с какой-то нагрузкой или при качаниях) эта величина равна отношению напряже- ния к току (1/р//р), обладает размерностью сопротивле- ния, но не характеризуется какой-то определенной ве- личиной сопротивления до какого-то участка сети, т. е. не имеет конкретного физического значения, которое можно было бы обозначить или замерить. . Дистанционные защиты могут иметь один или не- сколько дистанционных органов. В» пределах действия каждого дистанционного органа обеспечивается опреде- ленная выдержка времени защиты, при этом соблюдает- ся рассмотренная выше зависимость: чем больше устав- ка дистанционного органа, тем, следовательно на более отдаленные к. з. он будет срабатывать и при этом защи- та должна действовать с большей выдержкой времени. Зависимость времени действия дистанционной защиты от расстояния или сопротивления до места короткого за- мыкания, т. е. зависимость t=f(LK_3) или /=f(zK.3), на- зывается характеристикой времени срабатывания защи- ты, дистанционная защита имеет специальный орган вы- держки времени, который дает возможность получить необходимую характеристику времени срабатывания за- щиты. Для обеспечения селективности в сетях со сложной схемой соединений, имеющих несколько источников пи-- тания, дистанционные защиты выполняют направленны- ми, действующими только при направлении мощности к. з. от шин в линию, как показано на рис. 1 треуголь- никами. Выдержки времени у защит, работающих при одинаковом направлении мощности, взаимно согласовы- ваются так, что'бы при к. з. за пределами защищаемой линии каждая защита имела бы выдержку времени боль- ше, чем выдержка времени защиты на следующем (смежном участке). Направленность действия рассматриваемых дистан- ционных защит осуществляется путем применения так называемых направленных реле сопротивления. Эти реле совмещают в себе функции дистанционных органов и реле направления мощности, так -как они могут реагиро- вать на направление мощности к. з. • •' 9
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВРЕМЕНИ СРАБАТЫВАНИЯ ДИСТАНЦИОННЫХ ЗАЩИТ Существует три основных типа характеристик време- ни срабатывания дистанционных защит: наклонная, ком- бинированная и ступенчатая. Защиты с наклонной и ком- бинированной характеристиками конструктивно весьма сложны и не имеют существенных преимуществ перед ступенчатой характеристикой. Поэтому в настоящее вре- мя отечественные дистанционные защиты ПЗ-157—П-159 выполняются со ступенчатыми характеристиками време- ни срабатывания. Рис. 3. Ступенчатые характеристики времени срабатывания ди- станционных защит ПЗ-157—ПЗ-159. • На рис. 3 даны ступенчатые характеристики двух ди- станционных защит / и 2, которые установлены соответ- ственно на линиях Л1 и Л2 на подстанциях А и Б. За- щиты направленные, так как предполагается, что защи- щаемый транзит может иметь двустороннее питание, и поэтому они действуют только >в направлении, указан- ном стрелками в обозначении защит. Защиты 1 и 2 имеют трехступенчатые характеристи- ки. Характеристика защиты / имеет следующие участ- ки: участок аб является первой зоной защиты (zi), кото- рая охватывает участок линии, расположенный ближе всего к месту установки защиты, поэтому этот участок линии отключается с минимальной выдержкой времени и имеет время действия защиты в первой ступени /j. По условию отключения повреждений на защищае- мой линии желательно, чтобы длина первой зоны (zt) была как можно больше, т. е. в пределе охватывала бу Ю
всю линию Л1, но практически это выполнить не удает- ся, так как при настройке zi=2jii могло бы иметь место -неселективное отключение линии при к. з. на ши- нах подстанции Б или в начале линии Л2, ,в последнем случае защита могла бы сработать из-за возможных по- грешностей защиты в сторону удлинения зоны. Поэтому первую зону защиты практически устанавливают в пре- делах 80—85% длины линии Л1, т. е. укорачивают ее по сравнению с длиной линии на такую величину, чтобы при наличии погрешностей в сторону удлинения за- щита все же имела зону меньшую, чем длина линии. Участок бв является второй зоной защиты. Длина этого .участка определяется разностью между уставками второй z2 и первой 2t зон; вторая зона защиты обеспечи- вает защиту оставшейся части линии, не защищаемой первой зоной, шин подстанции Б и участка линии Л2 за пределами шин подстанции Б. Чем больше вторая зона охватывает линию Л2, тем лучше, так как при этом , вторая зона защиты действует в пределах защищаемой линии Л1 с большей надежностью и в случае поврежде- ния линии Л2 и отказа выключателя этой линии на под- станции Б обеспечивает отключение линии Л1 подстан- ции А, т. е. обеспечивает резервирование защит и вы- - ключателя линии Л2 на подстанции Б. Чем больше бу- дет длина второй зоны, тем на больше.м участке линии Л2 будет обеспечиваться резервирование этого участка защитой 1. Величина второй зоны, как правило, должна быть не менее 1,25 2Л1 . Выдержка времени второй зоны /2 выбирается обыч- но по условию согласования с временем действия первой зоны защиты 2 и принимается больше времени t't на ступень селективности Д/. В некоторых случаях выдерж- ка времени второй зоны защиты 1 может выбираться по согласованию с выдержкой- времени второй зоны за- щиты 2. Необходимо отметить, что вторая зона защиты является резервной на участке первой зоны и, если при повреждении на участке 2t не произошло отключения с первой зоной с выдержкой времени 4, то оно будет осуществлено со второй зоной защиты с выдержкой вре- мени /2. Участок вг является третьей зоной защиты. Этот уча- сток /.характеристики образуется разностью между устав- ками третьей 2з и второй 22 зон. Назначение третьей зо- 11
ны—обеспечить резервное действие защиты при к. з. на всей длине линии Л2. Для обеспечения надежного дей- ствия защиты необходимо, чтобы величина z5 была боль- ше в 1,2—1,25 раза суммарного сопротивления £л! + + глг . Третья ступень защиты имеет выдержку времени /з, которая больше на ступень селективности М выдерж- ки времени второй зоны t'z защиты 2. Так же как и вто- рая зона защиты, третья зона выполняет резервирование предыдущих зон первой и второй, поэтому при отказе в действии защиты с временем h или /2 повреждение в первой и второй зонах будет отключаться с временем третьей зоны защиты 4- Такое резервное действие вто- рой и третьей зон на характеристике защиты 1 показано ^пунктирными линиями. Характеристика защиты 2 настраивается аналогич- ным образом. Третья зона защиты должна иметь устав- ку, обеспечивающую надежное резервирование линии подстанции В — подстанции Г. Произведенный анализ характеристик времени сраба- тывания дистанционных защит на рис. 3 показывает, что близкие повреждения в пределах первой зоны отключа- ются с минимальным временем 4, более далекие к. з. во второй зоне отключаются с большим 4, а еще более дальние к. з. в третьей зоне отключаются с еще боль- шим временем 4- Таким образом, дистанционная защи- та автоматически увеличивает по ступенчатой характе- ристике выдержку времени по мере удаления места к. з. от места ус-тановки защиты. На рис. 3 приведены характеристики времени сраба- тываний дистанционных защит, установленных с одной стороны линий. Для линий, имеющих двустороннее пита- ние, как в нашем примере, устанавливаются защиты с обеих сторон линии и их характеристики изображают- ся аналогично, но в другом направлении и вниз от оси 4.9(2)- Защита 1 при к. з. на защищаемой линии Л1 будет действовать как основная защита линии, а при к. з. на линии Л2 та же защита 1 будет действовать уже в каче- стве резерв-ной защиты этой линии на случай неотключе- ния выключателя линии Л2 на подстанции Б. В ответст- венных сетях со сложной схемой соединений на линиях электропередачи, кроме дистанционных защит часто устанавливаются быстродействующие высокочастотные или продольно-дифференциальные защиты, являющиеся 12
бсйовйыми защитам*! линии и действующими только прй к. з. в пределах защищаемой линии. Дистанционная за- щита в этом случае будет являться резервной защитой, обеспечивающей отключение линии при к. з. на соседней линии (например, Л2) или при к. з. на своей линии (Л1) и отказе или 'Неисправности быстродействующей защиты этой линии. ' . . Следовательно, дистанционные защиты' ПЗ-157— ПЗ-159 применяются -в качестве основной или резерв; ной защиты от .междуфазных к. з., в том числе и от меж- дуфазных к. з. с землей, линий электропередачи 110— -220-кВ, а в некоторых случаях и 330 кВ. ЭЛЕМЕНТЫ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ Дистанционные защиты ПЗ-157—ПЗ-159 имеют сле- дующие основные элементы или органы. I. Пусковой орган ПО (рис. 4). Пусковой орган имеет два назначения: во-первых, он отличает нормаль- ный режим от короткого замыкания и в случае к. з. Рис 4. Блок-схема оперативных цепей дистан- ционных защит ПЗ-157—ПЗ-159. Положение контактов блокировки БК соответ- ствует рабочему состоянию защиты и отсут- « ствию к. з. в сети. производит запуск защиты, т. е. осуществляет ряд опера- ций по подготовке срабатывания защиты на отключение выключателя; во-вторых, пусковой орган выполняет одновременно функции дистанционного органа третьей зоны защиты, действующей с максимальной выдержкой 13
времени и максимальной уставкой по- сопротивлению срабатывания (например, с уставками /з, гз на рис. 3). 2. Дистанционный орган, определяющий, в ка- кой зоне произошло к. з.: в первой или во второй. Если к. з. произошло во второй зоне, то срабатывает дистан- ционный орган второй зоны ДО2, при этом дистанцион- ный орган первой зоны ДО1 не работает. Для отключе- ния к. з. в первой зоне предназначен дистанционный орган ДО1, хотя при этом будет срабатывать и дистан- ционный орган второй зоны ДО2 и пусковой орган ПО. Напомним, что дистанционные органы ДО1 и ДО2 явля- ются, как и пусковой орган ПО, реле минимального со- противления и каждый из них срабатывает в том случае, если место к. з. располагается в пределах его зоны дей- ствия. 3. Орган выдержки времени, создающий вы- держку времени второй (В2) и третьей (В3) зон защиты, каждый орган выдержки времени выполняется обычным реле времени. Применение отдельных реле времени на различные пределы уставок повышает точность работы защиты по времени в пределах соответствующих зон. 4. Орган налравле-ния, не позволяющий защите работать при направлении мощности к. з. к шинам под- станции, на которой установлена защита. В рассматри- ваемых защитах, как было упомянуто выше, функции органов направления -выполняют одновременно пуско- вые и дистанционные органы, являющиеся направленны- ми реле сопротивления.' Эти органы могут срабатывать только при к. з., происшедших в защищаемом направле- нии, и не работают, если к. з. произошло на шинах или за шинами своей подстанции. 5. Блокировки, не разрешающие работать защи- те в тех режимах, когда она могла бы сработать непра- вильно, т. е. при отсутствии повреждения на линии. В ди- станционных защитах ПЗ-157—ПЗ-159 применяются две блокировки: БН-и БК. Блокировка БН предназначена для определения не- исправности цепей напряжения защиты, например пере- горание предохранителей во вторичных цепях трансфор- матора напряжения. При неисправных цепях напряже- ния пусковые и дистанционные органы защиты могут бработать неправильно, поскольку они реагируют на от- ношение напряжения к току. Если величина напряжения из-за неисправности в цепях напряжения становится 14
значительно меньше нормальной, то отношение напря- жения к току может оказаться меньше уставки этих органов, в результате чего они сработают. Блокировка БК предназначена для предотвращения неправильного срабатывания защиты при качаниях. Предварительно следует сказать, что блокировка БКмо- жет иметь два исполнения и в зависимости от этого включаться в цепи напряжения или в цепи тока (см. табл. 1). При повреждениях в цепях напряжения блоки- ровка БК, включенная в эти же цепи напряжения, будет срабатывать, а блокировка БК, включенная в цепи тока, в тех же случаях срабатывать не будет. Поэтому в за- висимости от типа блокировки БК блокирование защит при повреждениях в цепях напряжения выполняется по- разному: или включением контакта блокировки БН в оперативные цепи дистанционных и пускового органов защиты (вариант а на рис. 4), или включением в те же цепи контактов блокировки БК (вариант б на рис. 4). Варианты выполнения блокировок для защит различных. типов приведены в табл. 1. Предотвращение неправиль- ного срабатывания защит по варианту а осуществляется блокировкой БН, которая при повреждении в цепях на- пряжения размыкает свой размыкающий контакт. Предотвращение неправильного срабатывания защит по варианту б осуществляется блокировкой БК, которая имеет в нормальном режиме работы защиты замыкаю- щие контакты, и эти контакты не замыкаются при по- вреждении -в цепях напряжения. Контакты блокировки БК замыкаются при возникновении к. з. в сети. В ди-’ станционных защитах с блокировкой по варианту б бло- кировка БН также имеется, но она действует не на блокирование защиты, так как эти функции выполняет блокировка БК, а на сигнализацию, указывающую на неисправность в цепях напряжения. Необходимость та- кой сигнализации очевидна: нельзя длительное время иметь защиту с неисправными цепями напряжения, по- тому что она может сработать неправильно, как только замкнется контакт блокировки БК, что может произой- ти лри любом к. з. -в прилегающей сети. Мы уже определили, что блокировка БК предотвра- щает неправильную работу защиты при качаниях. Для того чтобы представить, что такое качания, необходимо хотя бы кратко и упрощенно рассмотреть работу энерго- системы в нормальном и аварийном режимах. Как изве- 15
стно, современная энергосистема представляет собой сложный комплекс различных энергетических установок, включая генерирующие станции, на которых вырабаты- вается электрическая энергия, линии электропередачи, объединенные в электрические сети,,по которым после предварительной трансформации с генераторного напря- жения станции энергия передается к местам потребле- ния, где она вновь трансформируется до напряжения, удобного для потребления, и, наконец, установок по- требителей электроэнергии. Если мощность, вырабатываемая всеми генераторами системы, равна нагрузке всех потребителей, то система работает с нормальной частотой и при этом мы считаем, что по всем элементам системы, в том числе и по линиям электропередачи, нагрузки не превосходят допустимых Рис. 5. К вопросу о ка- чаниях в энергосистеме. Упрощенная схема систе- мы (а), взаимное поло- жение векторов э. д. с. £ генераторов и напря- жения U приемной части системы для углов меж- ду ними: 6=0° (б); 6= =40° (в); 6=1180° (г). расчетных величин. Уставки релейной защиты всех эле- ментов системы настроены таким образом, что защита не срабатывает при этих нагрузках. Такой режим работы системы характеризуется устойчивой параллельной ра- ботой всех частей.системы как генерирующих энергию, так и потребляющих ее. Значение электрического тока, проходящего по какой-либо линии электропередачи опре- деляется не только разностью величин напряжений по концам этой линии, но и разностью этих напряжений по углу (по фазе). Напряжение переменного тока, изменяющееся по си- нусоидальному закону, принято обозначать в виде век- 16
торов [Л. 1, 2]. Если максимумы синусоид двух на1лряже- ний наступают одновременно, то эти напряжения совпа- дают по фазе (рис. 5,6), т. е. угол между векторами'та- ких напряжений равен нулю. Если же максимумы сину- соид двух напряжений наступают в разное время, то эти напряжения сдвинуты по фазе, т. е. векторы таких на- пряжений сдвинуты между собой на определенный угол, (рис. 5,в, г). В энергосистеме электрическая энергия, как известно, вырабатывается генераторами электростанций; под дей- ствием электродвижущих сил (э. д. с.) генераторов про- ходят токи по всем элементам энергосистемы. При нор- мальной работе энергосистемы с неизменной схемой со- единений и постоянной нагрузкой векторы э. д. с. гене- раторов и напряжений на подстанциях имеют постоян- ную величину и угол относительно друг друга. Устойчи- вая параллельная работа всех частей энергосистемы возможна только в том случае, если значения углов меж- ду векторами э. д. с. генераторов и напряжений в опре- деленных точках энергосистемы не превосходят макси- мальной допустимой величины, например значения на рис. 5,в. Эта допустимая величина зависит от таких условий, как величина передаваемой мощности по Лини- ям, значения э. д. с. генераторов, величины сопротивле- ния между различными частями системы, величины и-ха- рактера нагрузки и др. Предположим, что энергосистема состоит из двух крупных частей, соединенных друг с другом двумя па- раллельными линиями электропередачи Л1 и Л2 (рис. 5,а), пусть в одной части системы избыток гене- рирующей мощности и имеет место величина э. д. с. ге- нераторов £, а в другой дефицит, который покрывается в нашем случае передачей энергии по двум параллель- ным линиям электропередачи из одной (генерирующей) части системы в другую (приемную). Напряжение при- емной части системы равно U. На линиях электропере- дачи установлены рассматриваемые дистанционные за- щиты, уставка пусковых органов которых выбрана мень- ше, чем сопротивление нагрузки этих линий, и поэтому эти защиты не срабатывают в условиях нормальной ра- боты энергосистемы. Допустим, что на линии Л2 произо- шло к. з., которое было отключено защитами линии. Как будет реагировать система на такое нарушение? Для от- вета на этот вопрос необходимо знать, какой вид к. з. 2-1412 17
имел место на поврежденной линии и как быстро это к. з. отключалось. Оказывается, всякое к. з. равноценно определенному увеличению сопротивления между геми точками систе- мы, которые разделены точкой к. з. В случае однофаз- ного к. з. это увеличение будет сравнительно небольшим, при двухфазном к. з. сопротивление увеличится более значительно, а при трехфазном металлическом к. з., на- пример, у шин одной из опорных подстанций, от которой отходят рассматриваемые линии электропередачи, со- противление увеличится до бесконечности. Это соответ- ствует полному разделению системы на две отдельные части, электрически не связанные друг с другом. Увеличение сопротивления будет иметь место в тече- ние все’го времени, пока длится к. з., т. е. до тех пор, пока оно «не будет отключено защитой поврежденной ли- нии. После отключения поврежденной линии сопротивле- ние связи двух частей системы не останется прежним, а будет отличаться от доаварийного на некоторую вели- чину, определяемую влиянием сопротивления отключив- шейся линии. Так как во время к. з. сопротивление связи между двумя частями системы увеличилось, то так называемый синхронизирующий момент, удерживающий эти части на параллельной работе, снизится до нового значения. При этом оказывается, что новому значению момента будет соответствовать большая величина угла между вектора- ми э. д. с. генераторов Е части системы с избыточной мощностью и напряжением U дефицитной части системы. Если имело место однофазное к. з., которое к тому же было быстро отключено, то в течение такого к. з. угол между э. д. с. генераторов Е и напряжением де- фицитной части системы U может возрасти на неболь- шую величину, в результате чего он не будет превосхо- дить допустимого значения по условию устойчивой ра- боты (например, рис. 5,в), и после отключения такого к. з. величина угла снизится до нового значения, близ- кого к доаварийному. Снижение угла между векторами будет происходить колебательно вокруг вновь установившегося значения по- добно затухающему колебанию маятника относительно положения равновесия. Изменение угла между вектора- ми э. д. с. генераторов и напряжением дефицитной части системы будет вызывать изменение тока в оставшейся 18
линии связи, а также в сети каждой части системы, по- скольку ток "по линий связи обусловлен геометрической разностью векторов напряжений, действующих по кон- цам этой линии связи. Такой электрический колебательный процесс в энер- госистеме называется качаниями. Качания, при которых увеличение угла между векторами э. д. с. и напряже- нием не превышает допустимых, являются затухающим процессом или, как говорят, синхронными качаниями. Теперь рассмотрим другой вид к. з. на линии Л2 — трехфазное, которое к тому же отключалось не быстро- действующими защитами линии, а по какой-либо причи- не с большой выдержкой времени, например несколько секунд. В течение такого большого времени обе части системы при трехфазном к. з. окажутся по существу как бы разделенными на две несвязанные части, хотя они в это время и соединены между собой неповрежденной линией Л1. При этом частота в части системы с избы- точной генерирующей мощностью будет повышаться, а в дефицитной части системы—понижаться. В резуль- тате этого за время к. з. векторы э. д. с. генераторов и напряжений дефицитной части системы могут разойтись на угол, значительно больший допустимой величины, и после отключения к. з. эти части системы будут работать несинхронно, с разной частотой и между ними возник- нут электрические качания, которые в данном случае будут представлять собой асинхронный ход одной части системы относительно другой. При этом векторы э. д. с. генераторов и напряжение дефицитной части системы будут проворачиваться относительно друг друга на 360°. Как же будет вести себя при качаниях дистанцион- ная защита на оставшейся в работе линии Л1? Рассмот- рим, как зависит работа защиты от взаимного располо- жения векторов по концам линии связи. Например, если векторы напряжений по концам линии имеют одинако- вую величину и совпадают по фазе (рис. 5,6), то при этом ток по линии не проходит, так как его величина равна нулю из-за отсутствия разницы напряжений по концам линии. В этом случае к дистанционным и пуско- вым органам защиты будет подводиться величина zp, равная бесконечности, определяемая отношением нор- мального напряжения к току, равному нулю. Теперь допустим, что при развившихся качаниях углы между векторами напряжений по концам линии разо- 2* 19
Шлись на 180е и в данном случае величина токй пб лиНМ будет определяться значением напряжения &U, равным сумме Е и U (рис. 5,а), поделенным на сопротивленш линии, т. е. будет составлять величину, значительнс большую, чем ток нормальной нагрузки, от которого от- строена защита. При этом отношение напряжения к току, т. е. сопротивление на зажимах реле, zp может быть значительно меньше, чем уставка на реле. При качаниях, как рассмотрено выше, углы между векторами э. д. с. и напряжений различных частей си- стемы могут изменяться в пределах 360°, следовательно, и величины 2Р, подводимых к защите, будут изменяться также в широких- пределах от бесконечности до величин, меньших уставок пускового и дистанционных органов. В последнем случае эти органы защиты будут срабаты- вать во время качаний. Если время сработанного состоя- ния пускового или дистанционного органа окажется больше времени действия защиты по цепи отключения соответствующего органа, то защита сработает и отклку чит неповрежденную линию. Следует отметить, что качания, так же как и режим нормальной работы, являются симметричным режимом, т. е. токи и напряжения при качаниях изменяются во всех фазах одновременно. Для того чтобы предотвра- тить неправильное срабатывание дистанционной защиты, при качаниях устанавливается специальная блокировка, которая не срабатывает, если токи или напряжения во всех фазах одинаковы и углы между ними равны 120°, что имеет место в нормальном режиме и при качаниях. От какого же органа вероятнее всего срабатывание защиты при качаниях?. По-видимому, от того, который имеет меньшую выдержку времени. Поэтому контакт блокировки при качаниях БК (см. рис. 4) включается в цепь отключения первой зоны последовательно с кон- тактом дистанционного органа ДО1 и может включаться в цепь отключения второй зоны последовательно с кон- тактом дистанционного органа ДО2, если отключить на- кладку Н. Блокирование второй зоны защиты обычно производится, если время действия ее меньше 1,5 с, так как установлено, что качания для защит с большим вре- менем действия не опасны, из-за того что период качаний обычно меньше 1 с. Контакты блокировки БК в нормальном режиме ра- боты системы, т. е. при отсутствии к. з., и при качаниях 20
разомкнуты, поэтому контактами блокировки БК защита в этих режимах всегда выведена из работы. Контакты блокировки БК замыкаются только при возникновении несимметричных режимов, т. е. при к. з. в защищаемой сети. Дистанционная защита, выполненная по схеме на рис. 4, работает следующим образом. В нормальном ре- жиме, когда защита находится в незапущенном состоя- нии, положение ее контактов соответствует изображенно- му на рис. 4. При к. з. иа защищаемой линии в пределах первой зоны срабатывают пусковой орган ПО, дистан- ционный орган первой зоны ДО} и блокировка БК. При этом плюс через контакт блокировки БН (вариант а) или БК (вариант б) попадает на контакты пускового и дистанционных органов, далее через замкнутый контакт дистанционного органа контакт блокировки БК в цепи отключения первой зоны защиты подается на обмотку выходного реле П, в результате чего защита действует на отключение. При к. з. в первой зоне, хотя и срабатывает пусковой орган ПО, но действие защиты осуществляется помимо него, это выполнено для ускоре- ния отключений к. з. в первой зоне. При к. з. на защищаемой линии в пределах второй- зоны срабатывают пусковой орган ПО, дистанционный орган второй зоны ДО2 и блокировка БК. Дистанцион- ный орган -первой зоны не работает, так как зк.з больше, чем zt. После того как замкнется контакт В2 реле времени второй зоны защиты, образуется цепь на выходное реле П. Таким образом, при к. з. во второй зоне пусковой орган контролирует работу защиты тем, что управляет реле времени В2. •При к. з. в третьей зоне дистанционные органы ДО} и ДО2 не работают, так как £к.з больше, чем уставки первой и второй зоны, а срабатывает только пусковой орган ПО, который выполняет одновременно и функции дистанционного органа третьей зоны, при этом запуска- ется реле времени третьей ступени защиты В$. По исте- чении выдержки времени замыкается контакт реле В3 и защита действует на отключение. При повреждении цепей напряжения (обрыве одной или двух фаз), например, из-за перегорания предохра- нителей или отключения автоматов вследствие замыка- ния в цепях напряжения срабатывает блокировка БН и в защитах по варианту а размыкает цепь постоянного 21
тока, предотвращая возможное неправильное действие защиты. В защитах по варианту б блокировка БН дей- ствует на сигнал, информируя персонал о неисправности в цепях напряжения. При возникновении качаний в электрической сети, где установлена защита, будет периодически происходить на зажимах защиты симметричное снижение напряжения и увеличение тока, которое может привести к срабатыва- нию дистанционных и пускового органа защиты. При этом контакты блокировки БК будут оставаться разо- мкнутыми и будут этим блокировать защиту при кача- ниях. Ниже будет показано, какие меры приняты в за- щитах для предотвращения или снижения вероятности неправильного срабатывания защиты при возникновении качаний вслед за к. з. в сети, из-за чего может замыкать контакты блокировка БК. При к. з. за шинами своей подстанции (как говорят, «за спиной») защита не работает, так как при этом не работают пусковой и дистанционный органы, которые выполнены направленными реле сопротивления из-за того, что повреждение за шинами своей подстанции для них оказывается вне зоны их действия. \ 2. СХЕМА ЗАЩИТЫ Рассмотрев кратко элементы дистанционной защиты и их взаимодействие, перейдем к полной схеме защиты. Вначале остановимся на некоторых отличиях рассматри- ваемых дистанционных защит ПЗ-157- 113-159..В табл. 1 приведены элементы этих защит, типы, и модификации защит расположены в том порядке, в котором они осваи- вались и выпускались заводом, т. е. сначала была раз- работана й выпущена защита ПЗ-157, затем ПЗ-158 и далее ПЗ-159. В настоящее время выпускаются только защиты ПЗ-159В и ПЗ-159Г. Из анализа табл. 1 нетрудно заключить, что все рас- сматриваемые дистанционные защиты имеют совершенно одинаковые пусковые и дистанционные органы и по су- ществу имеют отличия только в блокировке при кача- ниях БК, которая в одних защитах включается в цепи тока (ПЗ-158, ПЗ-159А,’ ПЗ-159В), а в других—в цепи напряжения (ПЗ-157, ПЗ-159Б, ПЗ-159Г) и в соответст- вии с этим по-разному производится блокирование опе- ративных цепей пусковых и дистанционных органов, т. е. 22
по варианту а или варианту б (рис. 4). Рассматривая табл. 1, можно установить, что все защиты имеют по три пусковых органа, каждый из которых предназначен для срабатывания при к. з. между двумя определенными фазами, например реле сопротивления 1РС— при к. з. между фазами АВ, 2РС—ВС и ЗРС—СА. В случае трех- фазного к. з. срабатывают все три реле. Все элементы каждого пускового органа — реле сопротивления — смон- тированы в одном кожухе и представляют собой ком- плект реле сопротивления (КРС) и имеют заводское обозначение—-КРС-132. Дистанционные органы защиты выполнены при помо- щи двух реле сопротивления: 4РС и 5РС. Реле 4 PC типа КРС-121 предназначено для отключения двухфазных к. з. всех трех видов, т. е. к. з. между фазами АВ, ВС или СА как в первой, так и во второй зоне. Для дейст- вия при различных видах двухфазных к. з. в реле 4РС никаких переключений производить не требуется, для действия же в первой или во второй зоне требуется осу- ществлять переключение уставки реле. Реле 4РС рабо- тает и при двухфазных к. з. на землю, но не работает по принципу своего действия при трехфазных к. з. По- этому для отключения трехфазных к. з. предназначено реле 5РС. Реле 5РС типа КРС-131 по своему устройству и принципу действия аналогично пусковому реле и от- личается от него более широким пределом уставок и воз- можностью переключения уставок с первой зоны на вто- рую. Дистанционные реле 4РС и 5РС в нормальном режи- ме, когда защита не запущена, включены на уставку первой зоны и в этом случае в схеме на рис. 4 они вы- полняют функции реле ДС\. Переключение уставок реле 4РС и 5РС на вторую зону производится специальным переключательным реле, которое управляется пусковыми органами защиты (реле 1РС, 2РС или ЗРС). Когда ди- станционные органы включены на уставку второй зоны, они выполняют функции реле ДО2 -в схеме на рис. 4. Одни и те же дистанционные реле не могут одновремен- но обеспечить в защите и первую, и вторую зону, а вы- полняют эти функции последовательно, сначала они включены на уставку первой зоны, а спустя некоторое время после пуска защиты и при отсутствии к. з. в пер- вой зоне их уставки переключаются на вторую зону. По- этому в рассматриваемых дистанционных защитах мо- 23
Элементы защит Тип защиты Обозначение пусковых органов (тип), предназначенных для работы при к. з. между фазами АВ ВС СА ПЗ-157 ПЗ-158 ПЗ-159 А ПЗ-159Б ПЗ-159В ПЗ-159Г /РС(КРС-132) 2РС(КРС-132) г \ ЗРС(КРС-132) жет одновременно обеспечиваться только две зоны из трех: первая и третья или вторая и третья. ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ ПУСКОВЫХ И ДИСТАНЦИОННЫХ ОРГАНОВ Схема цепей переменного тока и напряжения пуско- вых и дистанционных органов приведена на рис. 6. Как следует из рис. 6, пусковые органы /PC, 2РС, ЗРС и реле 5РС включаются в две фазы токовых цепей, и к ним подводятся все три фазы напряжения. Реле 1РС пред- назначено для работы при к. з. на фазах АВ, поэтому к его зажимам 6 и 12 подводятся напряжения соответ- ственно Uа и UB, а к зажиму 2 — напряжение Uc. То- ковые цепи реле включены на разность токов фаз 1а—1в, для чего в фазу А включена одна обмотка трансреакго- ра с прямой полярностью (вход тока в зажим 16, вы- ход— в зажим /5), а в фазу В включена другая обмот- ка трансреактора с обратной полярностью (вход ток$ ?4
ПЗ-157—П 3-159 Таблица 1 Обозначение и тип дистанционных органов, предназначенных для отклю- чения в первое и второй эонах к. з. Тип блокировки Блокиров- ка БК включена в цепи Блокирова- ние опера- тивных це- пей на ркс. 4 по схеме пр:< повреж- дении в це- пях напря- жения (БН] при кача- ниях (БК) трехфазных | двухфазных 5РС(КРС-131) я 4РС(КРС-121) КРБ-11 КРБ-121 напря- жения а КРБ-11 или КРБ-12 КРБ-122 тока б КРБ-12 КРБ-124 тока б КРБ-12 КРБ-123 напря- жения а КРБ-12 КРЕМ 26 тока б КРБ-12 КРБ-125 напря- жения а в зажим 14, выход в зажим 13). Аналогичным образом включены и остальные реле: 2РС — на фазы В и С, ЗРС и 5РС—на фазы С и А. Дистанционный орган 5РС, предназначенный для действия при трехфазнЫх к. з.» бу- дет также работать и при двухфазных к. з. на землю между фазами С и Л и действовать при этих видах к. з. одновременно с реле 4РС. Каждое из реле 1РС, 2РС, ЗРС и 5РС имеет по две обмотки: поляризующую wa, включенную на зажимы 6 и и 12, и рабочую wp. Поляризующая обмотка включена на линейное-напряжение соответствующих фаз, а рабо- чая обмотка на разность двух напряжений: одного от трансформатора Та, которое пропорционально линейно- му напряжению,- и другого от трансформатора Тх, про- порционального падению напряжения от разности фаз- ных токов на сопротивлении уставки реле. Для -реле 1РС, например, действующая величина напряжения в ра- 25
hm TT Om TH Рис. 6. Схема цепей переменного тока и напряжения пусковых и ди- станционных органов защит ПЗ-157—ПЗ-159.
бочей обмотке будет составлять: ^ав ~ Уа ~ ^в^тг При отсутствии к. з. в зоне первая составляющая Олв больше, чем вторая (1А—Ib)zv, поэтому ток, прохо- дящий в рабочей обмотке, имеет такое направление, что он, взаимодействуя с током в поляризующей обмотке, создает на реле момент на заклинивание. При к. з. в за- щищаемой зоне составляющая йАВ становится меньше, чем составляющая (/д—Ib)zv, и ток в рабочей обмотке изменяет свое направление на противоположное, поэтому на реле создается момент на срабатывание. Реле 4РС, предназначенное для действия при двух- фазных к. з., является многофазным направлением реле сопротивления и включается в три фазы тока и три фазы напряжения. Реле 4РС имеет также две обмотки: и ze>2, причем цепи обмоток по своей схеме аналогичны цепи рабочей обмотки реле 5РС. Обмотка включается на токи и напряжения фаз А и В, как и рабочая обмот- ка реле 1РС, обмотка включается на токи и напря- жения фаз В и С. Принцип действия реле 4РС несколь- ко сложнее, чем рассмотренных реле сопротивления, но для случая к. з. между фазами АВ и ВС можно прове- сти аналогию с реле 1РС, 2РС, ЗРС или 5РС. Так, при к. з. между фазами АВ можно считать, что роль поляри- зующей обмотки выполняет обмотка включенная на фазы В и С, а обмотка Wt является рабочей обмоткой реле. При отсутствии повреждения в зоне в каждой об- мотке проходят токие величина и направление которых определяется в основном напряжениями, приложенными к обмоткам реле, т. е. UAB для обмотки ач и Ucb для обмотки W2. При двухфазном к. з. между фазами АВ в зоне действия реле составляющая от тока (IA—IB)zv становится больше, чем UAB, поэтому направление тока в обмотке toi изменяется на 180° по сравнению с доава- рийным режимом и реле срабатывает. Аналогичным образом работает реле и при двухфаз- ном к. з. между фазами В и С. В этом случае при к. з. в зоне изменяет направление*на 180° ток, проходящий в обмотке о>2, так как составляющая от тока (/с—/в)гу становится больше, чем составляющая от напряжения 27
Ucb, а обмотка Wi выполняет роль поляризующей об- мотки. - При двухфазном к. з. в зоне между фазами С и А изменяется угол между токами ->в обмотках wt и Вследствие этого на реле возникает момент на сраба- тывание и оно замыкает свой контакт. Ниже будет рас- смотрена подробно работа реле 4РС. Каждое реле со- противления 1РС—5РС имеет один замыкающий кон- _ такт (см. рис. 9). БЛОКИРОВКА ПРИ ПОВРЕЖДЕНИЯХ В ЦЕПЯХ НАПРЯЖЕНИЯ В защите ПЗ-157, как указано в табл. 1, применена блокировка БН типа КРБ-11, предотвращающая непра- вильную работу защиты при повреждениях в цепях на- пряжения защиты. Схема блокировки КРБ;11 дана на рис. 7. Блокировка состоит из двух реле 17РН и 17РТ$. Реле 17РН включено меж- ду нулевой точкой филь- тра нулевой последова- тельности • и нулевым проводом цепей напря- жения через размыкаю- щий контакт 17PTq2 реле 17РТц. Замыкающий кон- такт 17РТм реле 17РТо используется в схеме на рис. 11. Фильтр напряже- ния нулевой последова- 4446 Рис. 7. Схема блокировки КРБ-П. тельности состоит из трех конденсаторов 17Ci, 17С2 и 17CS одинаковой емкости. Конденсаторы включе- ны на фазные напряжения и соединены в звезду. Если фазные напряжения всех трех фаз одинаковы, то между нулевой точкой конденсаторов и нулевым проводом це- пей напряжения будет иметь место только небольшая величина напряжения небаланса, от которой реле 17PH не будет срабатывать. В случае повреждений во вторич- ных цепях напряжения, например замыкании фазы на землю, обрыв фазы или двух фаз и других нарушений, появится значительное напряжение между нулевой точ- кой конденсаторов и нулевым ’проводом цепей напряже- ния [Л. 3]. Под действием этого напряжения реле 17РН 28
сработает и переключит свои контакты. Контакт 17PHi разомкнется, контакт 17PH2 замкнется (см. рис. 11). Реле 17РН будет также срабатывать и при замыка- нии одной или двух фаз на землю в первичной цели трансформаторов напряжения, так‘как при этом появля- ется напряжение нулевой последовательности. Следова- тельно, -возможно его срабатывание при междуфазном к. з. на «землю, скажем, на защищаемой линии, и в этом случае реле 17РН, сработав, заблокировало бы контак- том l7PHi действие защиты как раз тогда, когда оно крайне необходимо. Поэтому, чтобы предотвратить это^. последовательно с обмоткой реле 17РН включен кон- ' такт 17РТ<п. Обмотка реле 17РТ0 включается в нулевой провод то- ковых цепей защиты. <В случае замыкания на землю в прилегающей сети реле 17РТ0 сработает и разомкнет своим контактом 17РТт цепь обмотки реле 17РН, чем предотвратит срабатывание этого реле, обеспечив тем са- мым возможность нормального действия защиты. В защите ПЗ-159 -во всех ее модификациях примене- на блокировка БН типа КР«Б-12. В защите ПЗ-158 бло- кировка БН не была предусмотрена «в заводском испол- нении, это оказалось неудобным в эксплуатации, и было в свое время рекомендовано Техническим управлением Минэнерго СССР устанавливать в защитах ПЗ-158 бло- кировки типа КРБ-11 или КРБ-12 с действием на сигнал для того, чтобы обслуживающий персонал мог получать своевременную информацию о неисправностях защиты. Поэтому оба типа блокировок и указаны в табл. 1 для защиты ПЗ-158. Схема блокировки КРБ-12 дана на рис. 8. Блокиров- . ка состоит из трансформатора 23Т6, который имеет пять обмоток: четыре первичных и одну вторичную to5, в об- мотку включено блокирующее реле 23РН6 через вы- прямительный -мост. Размыкающий контакт 23PH6i. ис- пользуется для блокирования цепей оперативного тока пусковых и дистанционных органов (>по варианту а), а -замыкающий 23РНбг—в цепях сигнализации. Первич- ные обмотки ah, w2, включены на три фазных напря- жения, а обмотка включена на напряжение 3Uo в цепь разомкнутого треугольника трансформатора напряжения. Все первичные обмотки включены через добавочные со- противления. При отсутствии повреждения в цепях на- пряжения и к. з. на землю в защищаемой сети сумма 29
трех фазных напряжений равна нулю или имеет неболь- шую величину, напряжение на обмотке w5 отсутствует или также равно небалансу, поэтому ток во вторичной обмотке имеет небольшое значение или отсутствует и реле 23РН6 не работает. При повреждениях во вторичных цепях трансформа- торов напряжения равенство фазных напряжений нару- Рис. В. Схема блокировки КРБ-12. шается и сумма э. д. с. от обмоток wi, w2 и wa становит- ся значительной величиной, в результате чего реле сра- батывает и блокирует защиту. На обмотке wt в этом слу- чае имеется напряжение небаланса, как и в нормальном режиме. При замыканиях на землю в .первичной сети возникает неравенство первичных фазных напряжений, а следовательно, и вторичных напряжений. Однако бло- кировка в этом случае не срабатывает из-за того, что в обмотке wt появляется напряжение 3U0 от цепей разо- мкнутого треугольника трансформатора напряжения. По- лярность включения обмоток w2, w3 и обмотки и>4 и величины сопротивлений 23п, 23г2, 23гз, 23г4 и 24г вы- браны таким образом, что напряжение на обмотке Wi компенсирует неравенство фазных напряжений и пред- отвращает срабатывание блокировки и нежелательный вывод защиты из действия. При срабатывании защиты цепей напряжения (авто- мата или сгорания предохранителя в одной или обеих фазах), дистанционная защита не подействует на отклю- чение в этом режиме только в том случае, если суммар- 30
[toe время срабатывания защиты цепей напряжений (автомата или предохранителя) и блокировки (КРБ-11 или КРБ-12) меньше, чем время срабатывания защиты по цепи первой зоны. Поэтому для обеспечения быстрого срабатывания блокировки необходимо, чтобы защита це- пей напряжения осуществлялась быстродействующими автоматами или предохранителями на такой ток, чтобы при повреждении в цепях напряжения они быстро сра- батывали. Заканчивая рассмотрение блокировок КРБ-11 и КРБ-1-2, необходимо отметить, что эти блокировки по принципу своего действия не работают при одновремен- ном отключении всех трех фаз цепей напряжения, напри- мер рубильником во вторичных цепях или выключателем в первичных при отключении системы шин вместе с транс- форматором напряжения, от которого питается защита. Это является недостатком рассматриваемых блокировок и поэтому в эксплуатации приходится осуществлять спе- циальные мероприятия для предотвращения неправиль- ного действия защит, некоторые из которых приведены ниже. БЛОКИРОВКА ПРИ КАЧАНИЯХ Схемы блокировок при качаниях подробно .рассмот- рены ниже и приведены на рис. 9, 21—24. Здесь только укажем, что независимо от типа блокировки, будь она выполнена на принципе появления несимметрии в цепях тока или е цепях напряжения, каждая блокировка имеет специальный фильтр соответственно тока или напряже- ния так называемой обратной последовательности [Л. 3], и на выходе этого фильтра включено поляризованное реле 8ПР, размыкающий 8ПР1 и замыкающий вПР^ко'Л- такты которого находятся в схеме цепей оперативного постоянного тока дистанционной защиты (см. рис. 9). Принцип действия блокировки при качаниях основан на отличии нормального режима и качаний от режима к. з. или замыкания через переходное сопротивление тем, что в режиме к. з. имеет место несимметрия токов (на- пряжений) ,^в то время как в нормальном режиме и при качаниях токи (напряжения), а также углы между то- ками (напряжениями) 'различных фаз имеют одинаковые величины. Даже включение выключателя на трехфазную закоротку, как 'показывает опыт, сопровождается появ- 31
леиием .fi" первый момейт кратковременно несйММетрйй, обусловленной неодновременным замыканием контактов различных фаз выключателя. Для того чтобы реле бло- кировки успело сработать на эту несимметрию, это реле должно быть быстродействующим. Поэтому в качестве реагирующего реле и 'применено 'быстродействующее по- ляризованное реле 8ПР. Однако одного быстродействия реле 8ПР недостаточно для фиксации появления кратко- временной несимметрии в токах или напряжениях, сви- детельствующих о трехфазном к. з. в защищаемой сети. Для этого в схеме цепей оперативного постоянного тока блокировки при качаниях приняты специальные меры для улавливания и фиксации кратковременного сраба- тывания реле 8ПР — размыкания его контакта 8ПР^ о чем речь будет ниже. В схеме блокировки при качаниях иногда необходи- мо определить факт отключения короткого замыкания, для этого предусмотрено реле напряжения 8РН, которое включено на линейное напряжение Uab через -сопротив- ление и контакт 8РП6& реле 8РП6 (см. ‘рис. 21—24). Контакт 8РП6& при симметричном режиме замкнут и раз- мыкается при любом к. з. в сети, этим достигается повы- шение чувствительности реле 8РН к удаленным к. з., так как при каждом запуске с реле кратковременно снима- ется напряжение. Замыкающий контакт 8PHi реле 8PH используется в схеме цепей оперативного тока блокиров- ки при качаниях и может включаться параллельно об- мотке реле 8РВ (см. ниже). Размыкающий контакт 8РН-г выведен на свободные зажимы. ЦЕПИ ОПЕРАТИВНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА ’ На рис. 9 приведена схема оперативного постоянного тока защиты ПЗ-159 всех модификаций. В защитах ПЗ-159А, ПЗ-159В, а также в защите ПЗ-158 применена блокировка при качаниях, реагирующая на появление несимметрии в цепях тока, поэтому в этих защитах пере- мычка б установлена и контакты блокировки от качаний 8РПвг и 8РПбь используются для блокирования пуско- вых и дистанционных органов. Перемычка а в этих за- щитах не устанавливается и реле 23РН6 может действо- вать только на сигнал через 'контакт 23РН6& В защитах ПЗ-159Б, ПЗ-159Г применена блокировка при качаниях, реагирующая на появление несимметрии в цепях напря- жения, поэтому в этих защитах пусковые и дистанцион- 32
±1M 4БИ 17РПТ, 17Ptiyr №7 17? Ifl 0 0-------- --------0™ П1 17РПт3 "1> р 9РПф3 W-J, 17РПп 17r V qi?pnTt 1рс из “1Г^-------- ЯГ 105 ЮЗ 3PC 1П0 129, ИЗ 7РВ ян , 123 73РУ 17РПУ1 7PB 6PB 17PPT^ 19?STzir 9PPq>j HRTT 4PC____________ П1 OPffty in 6pb 12РУ 22г % 23PH6j p 'VFZ3PH6z —ir~- 151 8РП0, 13917РП^17РПП 77РУ A о— I 1R IQPWiJOPnB 30У P* I 103 135 -^Сиенал mJOPnB* „о mu 0 II 0ffr 0 \Cx3>r^—010 ___10У „„aw 131 IOPmT ЮРПЬт "Ч5РУ 4БИ Г <>} ЛПВ1 a ----^Сигнал ___1 in 10РПВз^в 16РУ ЧБИ Г~оГ-" » MBH 0—-----ip—<YY4' — + * Сигнал .Srf, ,grt. №n63 enp1 J----- ~~C8Pntyn 130 BPBj 8г, 144 а 142 ВЛР, . MIS. 104 8PBt 8Г* Вге 17РПУЗ ~n— oPfll ~1l— 8PB3 "1Й 124 ^~0 П9 129 0-Z— —0 8РВ 132 1РПб7 134 0----"ХЁН----0 ' «« 1чв w 17РПт J 0---Hl— V№ „ PPHi KF 138 0 148 0 Рис. 9. Схема цепей оперативного постоянного тока дистанционных защит ПЗг159. В защитах ПЗ-159А, ПЗ-159В, а также в защите ПЗ-158 перемычка б установлена, перемычка а не установлена; в защитах ПЗ-159Б, ПЗ-159Г перемычка а установлена, перемычка б не установ- лена, контакты 17РПт7, 8РПвъ 8РПб& в схеме не используются. 3—1412
ные органы блокируются контактом 23PH6t реле 23РН6 блокировки от повреждений в цепях напряжения и в них перемычка а устанавливается, а перемычка б не уста-= навлнвается и контакты 8РПв2, 8РПб$ и 17РПт2 в схеме не используются. Положение контактов всех реле на рис. 9 и 11 пока- зано для обесточенного состояния реле. Так как к реле 23РН6 в нормальном режиме и при исправных цепях напряжения •может подводиться только небольшое на- пряжение небаланса, то в этом случае, 'как показано на схеме, будет замкнут контакт 23РНб\. и к контактам пу- сковых и дистанционных органов будет подводиться по- стоянный ток в защитах- с установленной перемычкой а. Если при этом произойдет повреждение в цепях напря- жения защиты, то контакт реле 23PH6i разомкнется, в результате чего будет снят постоянный ток с пусковых и дистанционных органов и этим самым будет предот- вращено возможное неправильное действие защиты. Кон- такт 23РНб2 замкнется и даст соответствующий сигнал. В защитах с установленной перемычкой б постоянный ток к пусковым и дистанционным органам в нормальном режиме работы защиты и при отсутствии к. з. в сети подводиться не будет, так как в этом режиме реле 8РП6 и 8РПв будут находиться под напряжением и, следова- тельно, их контакты 8РПб& и 8РПв2 будут разомкнуты.. Поэтому если произойдет повреждение в цепях напряже- ния защиты, то благодаря отсутствию постоянного тока на конктактах пусковых и дистанционных органов защи- та в этом режиме не сработает. О неисправном состоя- нии защиты будет известно по сигналу от контакта 23РНбъ Пусковые органы защиты реле 1РС, 2РС, ЗРС имеют каждый по одному контакту, цепи этих контактов выве- дены на ряд зажимов панели, где они объединены пере- мычками 115—113, 119—113, 121—113. Перемычки пре- дусмотрены для возможности пофазного использования пусковых органов Пусковые органы выполняют в защите следующие* функции: а) управляют переключением дистанционных органов с уставок первой зоны на уставки второй зоны; б) осуществляют третью зону защиты; в) могут осуществлять фиксацию действия дистанци- онных органов при к. з. во второй зоне. 34
Для того чтобы эту фиксацию осуществить, необхо- димо установить перемычку 113—129. Ниже :будет ука- зано назначение и возможность -применения фиксации. Поскольку пусковые реле имеют то одному контакту, • для осуществления всех перечисленных функций исполь- зуется реле-повторитель 17РПт. Реле 17РПт имеет три контакта: 17Pnrlt 17РПтг и 17РПт3. Размыкающим кон- тактом 17PPlTi подается напряжение на реле 17РПп, ко- торое в нормальном режиме находится под напряжением. Замыкающий контакт 17РП12 включен параллельно контактам блокировки от качаний -(при установке пере- мычки б) и фиксирует после срабатывания пусковых органов постоянный ток на их контактах. Этим предот- вращается снятие постоянного тока с пусковых и ди- станционных органов в том случае, если разомкнутся контакты 8РПбъ и 8РПв2 до того, как будет отключено трехфазное к. з. Замыкающий контакт 17РПт3 управ- ляет реле времени третьей зоны защиты 7РВ и удержи- вает реле времени второй зоны 6РВ в сработанном со- стоянии (после замыкания Контакта 9РПф^. Реле 17РПп осуществляет переключение уставок дистанционных органов с первой зоны на вторую. Реле имеет восемь контактов. Так как реле в нормаль- ном режиме, когда защита не запущена, находится под напряжением, то контакты этого реле находятся в дру- гом положении, чем показаны на рис. 6 и 9, а именно цепи первой зоны дистанционных органов замкнуты через контакты 17РПп3, 17РПп$, и 17РПпъ а цепи вто- рой зоны разомкнуты на контактах ПРПп^, 17РПп3 и 17РПп3. Следовательно, при отсутствии к. з. дистанци- онные органы включены на уставку первой зоны, чем обеспечивается готовность защиты к быстрому действию при к. з. в первой зоне. В этом случае, если к. з. про- изойдет не в первой, а во второй зоне, то дистанцион- ные органы переключаются на уставку второй зоны через время, достаточное для работы защиты с первой зоной. Для этого реле 17РПп имеет замедление на воз- врат 0,12—0,15 с, при включении параллельно обмотке реле 17РПп сопротивления 17 г это замедление может быть увеличено до 0,25—0,3 с. Контакт 17РПп\ находится в цепи отключения пер- вой зоны защиты, он замкнут, когда реле 17РПп находит- ся под напряжением. Назначение этого контакта: раз- мыкать цепь отключения первой зоны при переключении 3й 35
уставки дистанционных органов с первой на вторую зо- ну, чтобы предотвратить срабатывание защиты по цепи первой зоны, от дистанционных органов, которые замк- нут свои контакты после переключения уставки, если к. з. было во второй зоне. В цепь отключения первой зоны включена последо- вательная обмотка реле 17РПп, назначение которой — предотвратить отпадание реле 17РПп. Если цепь отклю- чения первой зоны была замкнута, то по последовательной обмотке проходит ток и удерживает реле в сработанном состоянии. Наличие последовательной обмотки позволи- ло уменьшить время, отведенное на работу защиты по цепи первой зоны, так как не требуется учитывать вре- мени срабатывания выходного реле защиты 10РПВ. Цепь отключения первой зоны не будет разомкнута /контактом 17РПп1 даже в том случае, если с параллель- ной обмотки реле 17РГТп было бы снято напряжение и защита таким образом доработает на отключение. Кон- такт 17РПпг> который еще нами не рассмотрен, может включаться установкой перейычек 151—131 параллель- но контакту вРПбъ при этом реле 5РС не будет блоки- роваться при качаниях во второй зоне, так как контакт 8РП61 будет зашунтирован контактом Г7РПпг> когда ре- ле 5РС будет переключено на уставку второй зоны. В схеме цепей оперативного постоянного тока имеет- ся реле 9РПф, которое называют реле фиксации. Это реле размножает контакты дистанционных органов 4РС и 5РС и осуществляет две функции фиксации. Реле имеет пять контактов и две обмотки: основную и допол- нительную. Контакт 9РПф1 при срабатывании реле шун- тирует контакт 8РП61 и тем самым осуществляет фикса- цию действия блокировки при качаниях для второй зоны дистанционного органа 5РС. Поясним, что это значит. Если реле 5РС во второй зоне заведено под блокировку при качаниях, т. е. перемычки 151—131 или 135—131 не установлены, как указано на схеме, то для образова- ния цепи от контакта 5РС на обмотку реле 9РПф при работе реле 5РС во второй зоне может произойти толь- ко через контакт 8РП61, который будет кратковременно замкнут в начале к. з. в сети. Желательно, чтобы вре- мя замкнутого состояния контакта 8РП61 было бы мини- мальным, поэтому время замкнутого состояния контак- та 8РП61 выбирают таким, чтобы перекрыть время пере- ключения реле 5РС на уставку второй зоны, время сра- 36 .
эатывания реле 5РС и время срабатывания реле 9РПф. После того как реле 9РПф сработает и своим контактом зашунтирует контакт 8РПбъ последний может размы- каться. При этом реле 9РПф зафиксирует факт одновре- менного действия реле 5РС и 8РП6. Контакт 9РПфг включением перемычки 113—129 мо- жет осуществлять фиксацию действия дистанционных органов 4РС или 5РС во второй зоне от пусковых орга- нов. Фиксация действия реле 4РС или 5РС во второй зоне будет осуществляться после срабатывания реле 9РПф тем, что контакты реле 4РС или 5РС будут шунти- роваться контактами пусковых органов, которые, имея большую уставку, чем дистанционные органы, заведомо сработают при к. з. во второй зоне. Зачем нужна такая фиксация? Она позволяет отметить (зафиксировать) факт срабатывания дистанционных органов в первый момент при к. з. во второй зоне и произвести отключе- ние такого к. з. с временем второй зоны в том случае, если в процессе к. з. вследствие дуги сопротивление до места к. з. значительно увеличилось и стало больше, чем сопротивление возврата дистанционных органов. Такую фиксацию называют еще фиксацией «мгновенного заме- ра» дистанционных органов. Подобная фиксация не всегда допустима. Например, в сложных сетях (рис. 10) может иметь место к. з. в точке К1, которое будет в первой зоне Рис. 10. Случай отключения к. з. в сложной сети. для защиты 3 и во второй зоне для защиты 1. Пусть это к. з. отключается защитой 3 мгновенно и защитой 5 с вы- держкой времени, равной или большей времени второй зоны защиты 1. После отключения выключателя 5 корот- кое замыкание в точке К1 для защиты 1 может оказать- ся не во второй, а в третьей зоне, но в случае фиксации «мгновенного замера» оно будет отключено с временем второй зоны, т. е. неселективно, так как вместо выклю- чателя 5 отключится выключатель 1. Поэтому в сетях 37
со сложной схемой соединений, где возможны рассмот- ренные случаи, перемычка 113—129 не устанавливается и фиксация «-мгновенного замера» не применяется. Контакт 9РПфз управляет реле в-ремени второй сту- пени защиты, включен после контакта 17РПт$ и, следо- вательно, контролируется пусковыми органами. Рассмот- рим, для чего это нужно. При выполнении функций фик- сации реле 9РПф должно иметь минимальное время срабатывания. Для выполнения запуска реле времени 6РВ контактом 9РПф3 требуется, чтобы реле имело вы- держку времени на возврат. Это нужно для того, чтобы защита не сбрасывала выдержку времени при к. з. во второй зоне, когда это к. з. переходит из двухфазного в трехфазное. Если при этом реле 4РС возвратится раньше, чем сработает реле 5РС, то при отсутствии вы- держки времени на отпадание у реле 9РПф будет крат- ковременный перерыв питания >реле 6РВ и защита сбро- сит время. При этом защита, находящаяся дальше от места к. з„ могла бы не сбросить время и тогда там бы произошло неселективное отключение, что, конечно, не- желательно. Поэтому реле 9РПф имеет выдержку вре- мени на возврат 0,15—0,17 с, которая создается замы- канием дополнительной обмотки реле контактом 9РПф$. Так как дополнительная обмотка замыкается после сра- батывания реле, то этим удается избежать замедления при срабатывании реле 9РПф, которое нежелательно по условиям фиксации. Поскольку реле 9РПф имеет замедление на возврат, то возможно, что при качаниях с малым периодом, в те- чение которых кратковременно срабатывают дистанцион- ные и пусковые органы, реле 9РПф не успеет возвра- титься, если период качаний соизмерим с временем воз- врата реле 9РПф. Если бы при этом контакт 9РПфз не был включен последовательно с контактом 17РПтз, реле времени второй зоны защиты могло доработать и произ- вести отключение при качаниях. Благодаря размыканию контакта Г7РПт3 реле 17РПт, не имеющего выдержки времени и управляемого пусковыми органами, с реле времени будет периодически сниматься постоянный ток и оно не сработает. Реле 9РПф помимо рассмотренных имеет еще кон- такт 9РПфь выведенный на свободные зажимы и пред- назначенный для действия второй зоны с высокочастот- ной блокировкой. 38
Защита имеет выходное реле ЮРПВ, у которого име- ется пять обмоток: одна параллельная, три последова- тельных и одна дополнительная. Дополнительная обмот- ка нормально замкнута через размыкающий контакт ЮРПВъ она обеспечивает замедление реле на срабаты- вание в 0,035—0,04 с для отстройки от работы раз- рядников, а размыкание цепи этой обмотки кон- тактом lOPFJBi позволяет реле не иметь замедления на возврат. Последовательные обмотки tOPflBi и ЮРПВц вклю- чены соответственно с контактами ЮРПВ^ и ЮРПВз в цепях отключения одного и второго выключателя ли- нии. Последовательные обмотки реле в цепях отключе- ния обеспечивают возврат реле 10РПВ только после то- го, как разомкнется блок-контакт в цепи отключения, чем предотвращается разрыв этой цепи контактами реле 10РПВ, на что они не рассчитаны. На свободные зажи- мы панели выведены контакты ЮРПВ^ и 10РПВ$ (вме- сте с последовательной обмоткой ЮРПВит), которые предназначены для использования во время наладки или проверки защиты. Сопротивление 22 г обеспечивает величину 'тока, до- статочную для срабатывания указательных реле ПРУ (первая зона); 12РУ (вторая збна); ЮРУ (третья зона) и 14РУ (действие защиты по цепи ускорения). В цепях отключения имеются указательные реле ЮРУ и ЮРУ и отключающие устройства 1ОУ, 2ОУ, .которыми можно включать действие защиты на отключение без АП В (СО1, СОИ), на отключение с АПВ (АПВ1, АПВП) или переводить на сигнал. Все указательные реле защиты имеют контакты, замыкающиеся при срабатывании этих реле и действующие на сигнал. В защите предусмотрено реле ускорения Г7РПу, ко- торое позволяет ускорять действие защиты. Питание на обмотку реле 17РПу подается одновременно с им- пульсом от схемы АПВ на включение выключателя. Для того чтобы защита успела надежно подействовать на от- ключение выключателя по цепям ускорения, реле 17РПу имеет замедление на возврат. -Кроме того, для обеспече- ния действия защиты по цепям ускорения применяются специальные схемы включения обмотки реле 17РПу (Л. 4]. Реле 17РПу имеет четыре контакта: три замыкающих и один размыкающий. 39
При срабатывании реле замыкающие контакты его замыкают цепи ускорения: третьей зоны защиты—кон-’ тактом 17РПуъ если установлена перемычка ИЗ—125; второй зоны защиты — контактом 17РПуъ если, установ- лена перемычка 141—143; и контактом 17РПу$ шунти- руется обмотка реле времени 8РВ, если установлена перемычка 124—104, чем осуществляется быстрый воз- врат блокировки 'при качаниях после АПВ. Размыкаю- щим контактом 17РПу^ при срабатывании реле снимает-< ся напряжение с реле 17РПп, и благодаря этому дистан- ционные органы включаются на уставку второй зоны.: Таким образом, при использовании реле ускорения к мо- менту включения линии от АПВ уставки дистанционных органов Защиты включены на вторую зону, контакты ре- ле времени ускоряемых ступеней защиты зашунтирова- ны, блокировка от качаний подготовлена к повторному запуску, т. е. защита подготовлена к действию по цепям ускорения второй или третьей зон через указательное реле ИРУ без выдержки времени. Если реле ускорения не используется, то указанные перемычки не устанавли- ваются, к обмотке реле 17РПу не присоединяются кон- такты управляющих реле (отключающим устройством ЗОУ), перемычка 167—177 устанавливается в положение 109—177. Параллельно обмоткам реле 17РПт и 9РПф включе- ны искрогасительные контуры соответственно 18С, 20г и 19С, 21т, которые компенсируют индуктивность обмо- ток этих реле и облегчают этим работу контактов пуско- вых и дистанционных органов. Рассмотрим далее назначение элементов и схему > цепей оперативного постоянного тока блокировки от ка- чаний. Реагирующим элементом, т. е. пусковым реле блокировки от качаний, является реле 8РП, которое имеет два контакта: размыкающий 8ПР1 и замыкающий 8ПР2. Размыкающий контакт 8ПР1 при срабатывании реле 8ПР снимает напряжение с исполнительного реле блокировки при качаниях 8РП6 и тем самым запускает схему блокировки. Замыкающий контакт 8ПР2 включен параллельно обмотке реле 8РПв и предназначен п/унти- ровать ее при длительном срабатывании реле 8ПР. Исполнительное реле блокировки при качаниях 8РП6 имеет девять контактов. Размыкающий контакт 8PFI6i находится в цепи отключения первой и второй зоны и предназначен для блокирования второй 40
зоны защиты. Размыкающий контакт 8РПб2 находится в цепи отключения первой зоны и осуществляет ее бло- кировку; замыкающий контакт 8РПб3 находится в цепи обмотки реле вРПб н обеспечивает надежный возврат реле 8РП6 в случае кратковременного размыкания кон- такта 8ПРь например, при трехфазном к. з., когда не- симметрия появляется только в первый момент к. з. и реле 8ПР срабатывает кратковременно. Размыкающий контакт 8РПб^ включен параллельно обмотке реле 8РПв и предназначен при каждом пуске блокировки шунтировать обмотку этого реле и создавать этим стабильную выдержку времени на возврат у реле 8РПв. В данной схеме при каждом пуске блокировки при качаниях, в том числе и кратковременном, напри- мер при трехфазном к. з., pejje 8РГ з будет работать в одном и том же режиме: его обмотка будет всегда шунтироваться (или контактом 8ПР2 и 8РПбь или толь- ко контактом 8РПбь) и с реле также будет сниматься постоянный ток размыканием цепи его обмотки контак- том 8РВ\. Размыкающий контакт 8РПб3 находится в цепи пуска реле времени 8РВ. Через размыкающий контакт 8РПб3 подается постоянный ток на пусковые й дистанционные органы (в тех защитах, в которых установлена перемыч- ка б). Размыкающие контакты 8РП^ и 8РПбв выведены на свободные зажимы и могут использоваться при про- верке защиты. Наконец, через замыкающий контакт 8РПб3 включена обмотка реле напряжения 8PPL Назна- чение контакта 8РПб3—повышать чувствительность реле минимального напряжения 8РН к удаленным к. з., по- тому что при каждом запуске блокировки при качаниях с реле 8РН будет кратковременно сниматься напряже- ние, поэтому реле будет срабатывать. Если после замыкания контакта 8РПб3 напряжение на реле окажется ниже, чем напряжение возврата, то реле 8 PH останется в сработанном положении. При от- сутствии контакта 8РПб3 в этой цепи реле 8РН сраба- тывало бы только в том случае, если напряжение на нем при к. з. было бы ниже, чем напряжение срабатывания. Поскольку для реле 8РН напряжение срабатывания ниже, чем напряжение возврата, то мы. имеем выигрыш в чувствительности, равный величине коэффициента воз- врата, который для реле минимального напряжения больше единицы. 41
В рабочем состоянии защиты, когда на нее подан оперативный ток и реле 8ПР находится в несработанном положении, то к реле 8РП6 нормально подведено напря- жение через два последовательно включенных контакта: замыкающий 8РП63 и размыкающий 8ПР1 (напряжение на реле было подано через контакт ЗРПв^. Следова- тельно, если в сети отсутствует к. з., так как реле 8ПР не сработало, то реле 8РП6 находится под напряжением и все его контакты переключены в положение, противо- положное тому, которое показано в схеме на рис. 9. Контакты 8РПбь 8РП62 разомкнуты, чем осуществляет- ся блокирование первой зоны реле 4РС и 5РС и второй зоны реле 5РС в нормальном режиме, и при качаниях контакты 8РПбь и 8РПб$ разомкнуты, следовательно, обмотка реле 9РПв не зашунтирована и реле времени 8РВ не запущено. Контакт 8РП63 также разомкнут и через него на пусковые и дистанционные органы не по- дается напряжение (в защитах с установленной перемыч- кой б), 8РПб$ и 8РПб% (рис. 21—24) замкнуты и через них обмотки реле 8РП6 и 8РН включены под напря- жение. Прежде чем перейти к рассмотрению двух оставших- ся реле блокировки при качаниях 8РПв и 8РВ, следует остановиться на принципах блокирования, положенных » основу схемы. Эти принципы кратко сводятся к следу- ющим двум положениям: во-первых, в случае к. з. на защищаемой линии разрешить действовать защите по цепям, заведенным через блокировку, но это разрешение дается на ограниченное, минимально необходимое вре- мя, так называемое время ввода защиты, которое долж- но быть достаточно для срабатывания защиты как в первой зоне, так и для фиксации действия дистанцион- ного органа 5РС при к. з. во второй зоне. Наличие фик- сации (контактом 9РПФ1) сокращает время ввода, на которое должно замыкать блокируемые цепи реле 8РП6. Очевидно, что чем меньше время ввода защиты блоки- ровкой, тем меньшая вероятность неправильного дейст- вия защиты в случае совпадения по каким-либо причи- нам качания на защищаемой линии и к. з. на участке, не входящем в зону защиты. Поэтому всегда стремятся снизить время ввода защиты блокировкой. Реле, создающим время ввода защиты в работу, является реле 8РПв. Оно создает это время при работе на возврат. Рассмотрим далее такое положение: в защи- 42
щаемой сети произошло к. з., причем необязательно на защищаемых участках рассматриваемой защиты. На это к. з. запустились блокировки всех защит, у которых хва- тило чувствительности, и ввели в работу блокируемые цепи на заданное ограниченное время, по истечении кото- рого контакты блокировок ЗРПб^ и 8РПбг'ъ этих цепях разомкнулись и защиты оказались опять заблокирован- ными. Можно ли сразу после этого разрешить реле 8ПР блокировки вновь осуществлять запуск схемы и вводить блокируемые цепи в работу? Это, оказывается, зависит от того, как ликвидировалось к. з. в сети. Допустим, в сети было трехфазное к. з., которое бы- ло быстро отключено, например, дистанционными защи- тами с обеих сторон линии по цепям первых зон. В этом случае в сети вследствие быстрой ликвидации к. з. ка- чания не возникли и поэтому можно было сразу раз- решить действовать реле 8ПР на запуск блокировки. Тогда в случае повторного к. з., но уже на защищаемой линии, наша защита могла бы сработать по цепям пер- вой или второй зоны и быстро отключить к. з. Такая возможность работы блокировки называется быстрой готовностью к повторному запуску или действию. Одна- ко это ир всегда допустимо. Например, пусть в защища- емой сети, но на незащищаемых участках рассматри- ваемой дистанционной защиты произошло трехфазное к. з., причем это тяжелое для сети к. з. по каким-либо причинам отключалось медленно, резервными защитами, с большими выдержками времени. При возникновении такого трехфазного к. з. запустились блокировки от ка- чаний, ввели кратковременно блокируемые цепи защит в работу, а по истечении заданного времени вывели их из работы. Тем временем к. з. в сети продолжается, за- щита на поврежденном участке набирает время. Пока к. з. продолжается, нарушилась устойчивость работы этой части сети и в ней возникли качания, в ре- зультате которых периодически срабатывают реле 5РС и 1РС — ЗРС. Защита поврежденного участка, наконец, срабатывает и отключает к. з. от остальной сети, в ко- торой развились качания. Если наша защита имеет быструю готовность блокировки к повторному запуску, то в момент отключения трехфазного к. з. из-за кратко- временной несимметрии блокировка вновь введет блоки- руемые цепи в работу и защита при этом может срабо- тать неправильно вследствие имеющихся качаний. В этом 43
случае быстрая готовность блокировки к повторному за- пуску, конечно, недопустима и целесообразно осущест- влять готовность блокировки к запуску через выдержку времени, которая была бы больше, чем время отключе- ния к. з. в прилегающей сети, тогда можно будет избе- жать возможных случаев работы защиты из-за качаний, аналогичных рассмотренному. Следовательно, второе условие, положенное в принцип действия блокировки,— это выдержка времени, по истечении которой блокиров- ка может быть запущена повторно. Это время еще на- зывают временем возврата или временем деблокировки, оно создается реле времени 8РВ. Продолжим теперь рассмотрение реле 8РПв и 8РВ. Реле 8РПв в защитах с установленной перемычкой б имеет пять р«азмыкающих контактов: 8РПв1, которым можно подавать напряжение на реле 8РП6 и шунтиро- вать контакты 8ПРУ и 8РПб$, 8РПвг, через который по- дается напряжение постоянного тока на дистанционные и пусковые органы защитй; 8РПв3 включен параллель- но контакту 8РПб9 и выведен для нужд эксплуатации на свободные зажимы панели; 8РПв^ который включает сопротивление параллельно рабочей обмотке реле 8ПР (в схемах рис. 23—24) и этим повышает коэффициент возврата реле 8ПР; 8РПв5, который шунтирует тормоз- ную обмотку реле 8ПР (рис. 23—24), чем предотвра- щается возврат реле 8ПР в момент замыкания контак- том 8ПРвь шунтирующей цепи рабочей обмотки реле 8ПР. В защитах с установленной перемычкой а у реле 8РПв используются три контакта: размыкающий 8РПв{ в цепи обмотки реле 8РП6, размыкающий 8РПв2. кото- рый выведен на свободные зажимы, и замыкающий кон- такт 8РПвз, шунтирующий сопротивление в цепи обмот- ки реле 8ПР и повышающий коэффициент возврата это- го реле (рис. 21—22). Обмотка реле 8РПв в нормаль- ном режиме работы защиты при отсутствии к. з. нахо- дится под напряжением, так как контакт 8РВ^ замкнут, поэтому контакты этого реле, так же как и реле 8РП6, находятся в положении, противоположном тому, кото- рое показано на схемах, а именно 8РПвй 8РПвъ 8РПвз (рис. 9), 8РПв^, 8РПв*, (рис. 23,24) разомкнуты, а кон- такт 8РПВ3 (рис. 21,22) замкнут. Поэтому обмотка ре- ле 8РП6 не зашунтирована контактом 8РПв1 и может управляться контактом 8ПР1, в защитах с установлен- 44
Мой перемычкой б контакт 8РПв2 разомкнут (8PH6q так- же разомкнут), поэтому в этих защитах с пусковых и дистанционных органов нормально снят постоянный ток. Реле времени 8РВ имеет три контакта: мгновенный размыкающий 8PBi в цепи обмотки реле 8РПв, мгновен- ный замыкающий 8РВ2 в цени своей обмотки, служит для самоудерживания реле после размыкания контакта 8РПб$. Сопротивления 8 гк и 8г$ обеспечивают терми- ческую устойчивость обмотки реле 8РВ, а сопротивле- ние £гд допускает шунтирование обмотки реле 8РВ (с сопротивлением 8г5). Если с панели защиты был снят постоянный ток, то контакты всех реле, в том числе и блокировки при ка- чаниях, находятся в положении, показанном на рис. 9. При включении защиты под напряжение оперативного постоянного тока сработает и останется в сработан- ном положении реле 17РПп, все контакты этого реле переключатся, т. е. замыкающие замкнутся, а размыкаю- щие разомкнутся, реле 4РС и 5РС будут включены на уставки первой зоны, цепь отключения первой зоны бу- дет замкнута контактом ПРПп^ При включении постоянного трка схема блокировки работает следующим образом. Через контакт 8РПбь за- пускается и самоудерживается контактом 8РВ2 реле вре- мени 8РВ, контакт 8РВ1 размыкается. Срабатывает реле 8РП6 через контакт 8РПвъ переключает все свои кон- такты, размыкая размыкающие и замыкая замыкающие и остается в сработанном положении, при этом замкнута цепь самоудерживания контактом 8РПб2. Когда реле времени доработает, оно замкнет контакт 8РВ3 и зашун- тирует свою обмотку, при этом его контакт 8РВ2 разо- мкнется, а контакт 8РВ1 замкнется и подаст напряже- ние на обмотку реле 8РПв (контакт 8РП61,. уже разомк- нут), реле 8РПв сработает и разомкнет все свои размыкающие контакты (в защитах с установленной перемычкой б), а в защитах с установленной перемыч- кой а еще дополнительно замкнет контакт 8РПв$ в цепи обмотки реле 8ПР (рис. 21,22). Теперь схема защиты находится в рабочем состоянии и готова к действию. Рассмотрим сначала, как работает блокировка от качаний. При возникновении к. з. любого вида появляет- ся несимметрия на входе фильтров блокировки при ка- чаниях и срабатывает на все время к. з. или кратковре- менно (при трехфазном к. з.) пусковое реле блокировки 45
8ПР. Контакт 8ПР^ размыкается и снимает напряже- ние с реле 8РП6, реле 8РП6 возвращается и переклю- чает свои контакты в положение, указанное на рис. 9. При кратковременном размыкании контакта 811 Pi успе- вает разомкнуться контакт 8РПб$ и снять напряжение с реле 8РП6. Далее шунтируется обмотка реле 8РПв, запускается и самоудерживается реле 8РВ, размыкает-. ся цепь обмотки 8РПв. Реле 8РПв имеет ‘выдержку вре- мени на возврат примерно 0,35 с (если отключено сопро- тивление 17г) и через это время оно возвращается и пе- реключает свои контакты в положение, указанное на рис. 9, -при этом контактом 8РПв1 подается вновь напря- жение на обмотку реле 8РП6, контактом 8РПвг шунти- руется контакт 8РПбъ. Реле 8РП6 срабатывает и остает- ся в сработанном положении. Его все контакты переклю- чаются, цепи блокируемых ступеней защиты размыкают- ся (контактами 8РПб^ 8РПбъ), размыкание контакта 8РПбъ теперь не опасно, так как он уже зашунтирован контактом 8РПвъ В результате этого блокируемые цепи защиты были введены в работу только на заданное время, в нашем случае равное 0,35 с. Повторный запуск блокировки, а следовательно, и повторное замыкание блокируемых цепей может прои- зойти только после размыкания контакта 8РПв1г т. е. после того, как возвратится реле времени 8РВ в началь- ное положение. При этом контакт 8РВ^ подает напряже- ние на обмотку реле 8РПв, оно сработает и разомкнет свой контакт 8РПв1, после чего реле 8РП6 сможет вновь управляться контактом 8FIPi пускового реле блоки- ровки. Если перемычки 124—104 или 126—104 не установ- лены, т. е. не используется быстрый возврат блокировки от реле ускорения 17РПу или от реле 8РН, то возврат реле времени 8РВ произойдет только после истечения заданной на нем выдержки времени. Эта выдержка вре- мени отстраивается от времени действия резервных за- щит в прилегающей сети и составляет примерно 5—7 с. После возврата реле времени и срабатывания реле 8РПв его контакт 8РПвг разомкнется (контакт 8РПбъ разомк- нулся раньше) и снимет постоянный ток с пусковых и дистанционных органов. Если защита выполнена с рас- смотренным постоянным временем деблокировки (на- пример, 5—7 с), то ее блокируемые ступени выведены из работы на все время от того момента, когда разомк- 46
иутся контакты 8РП61 и 8РПб2 в этих цепях и до дебло- кировки реле 8РВ. Ксли в этот промежуток времени произойдет междуфазкое к. з. на защищаемой линии, то оно может быть отключено только третьей зоной за- щиты, которая не заведена под блокировку. Однако и здесь может быть не все благополучно. Пусть третья зона защиты имеет выдержку времени 3 с, а за 2 с, например, до того как истечет время на реле 8РВ, происходит трехфазное к. з. на защищаемой линии, на которое сработали пусковые реле 1РС—ЗРС и • реле времени 7РВ набирает время. Пусковое реле бло- кировки 8ПР при этом в первый момент к. з. разомкнет кратковременно свой контакт 8ПР^ ио так как это про- изошло за 2 с до размыкания контакта 8РПвь то к мо- менту размыкания контакта ЗРПвх контакт 8ПР\ будет вновь замкнут, следовательно, реле 8РП6 останется под напряжением. При срабатывании реле 8РПв и размы- кании его контакта 8РПв2 будет снят постоянный ток с дистанционных (4РС и 5РС) пусковых реле (1РС— ЗРС), поэтому реле времени 7РВ возвратится в началь- ное положение, так как к этому моменту истекло только 2 с и, следовательно, это к. з. не будет отключено защи- той. Для того чтобы предотвратить подобный отказ в за- щитах с установленной перемычкой б включен контакт реле Г7РПт2, который замыкается при срабатывании пусковых органов* и обеспечивает срабатывание защиты в случаях, подобных рассмотренному. Заканчивая рассмотрение всех элементов цепей опе- ративного постоянного тока защиты на рис. 9, следует отметить, что в некоторых модификациях защит ПЗ-159 имеются небольшие непринципиальные отличия, которые не могут быть приведены на одной схеме, и поэтому мы на них не останавливаемся. РАБОТА ЗАЩИТЫ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ Познакомившись с назначением всех элементов за- щиты, работой блокировки при качаниях и блокировки при повреждениях в цепях напряжения, рассмотрим ра- боту защиты при двухфазных и трехфазных к. з., проис- шедших в различных зонах действия дистанционной за- щиты, а также поведение защиты в других режимах. Действие защиты при двухфазных и трехфазных к. з. в первой и второй зонах имеет различие в том, что при 47
двухфазных к. з. (при этом имеются в виду и двухфаз- ные к. з. на землю) работает реле4РС, а при трехфаз- ных к. з. реле 5РС. При двухфазных к. з. между фаза- ми СА будет работать также и.^еле 5РС, которое, таким образом, будет дублировать работу реле 4РС при к. з. на этих фазах, поэтому нижё это каждый раз не огова- ривается. Двухфазное к. з. в первой зоне. В нормальном ре- жиме работы защиты цепи дистанционных органов включены на уставку первой зоны, первая и вторая зо- ны защиты заведены под блокировку, поэтому одновре- менно с запуском блокировки при качаниях срабаты- вает реле 4РС, на его контакт подается постоянный ток (через контакт 8РПб6), далее замыкается контакт 4РС, контакт 8РПбг уже замкнут, через еще замкнутый кон- такт 17РПП1 и его последовательную обмотку, сигнальное реле ИРУ проходит импульс на выходное реле 10РПВ. Реле 10РПВ срабатывает, замыкает контакт в цепи от- ключения (ЮРПВ^, самоудерживается через свою по- следовательную обмотку до отключения выключателя. Одновременно с работой дистанционного органа 4РС работает одно из пусковых реле (а прй трехфазном к. з. все три реле), однако для ускорения работы защиты в первой зоне защита работает помимо пусковых орга- нов. Двухфазное к. з. во второй зоне. При возникновении . к. з. запускается блокировка при качаниях и подготов- ляет все свои цепи в защитах с установленной пере- мычкой б. В защитах с установленной перемычкой а постоянный ток подается помимо блокировки при кача- ниях. Срабатывает одно из пусковых реле и подает на- пряжение на реле 17РПт, которое, сработав, контактом . 17PIlTi снимает напряжение с реле 17РПп, контактом J7PI7t2 шунтирует контакты блокировки при качаниях (в защитах с установленной перемычкой б), контактом 17РПт3 запускает реле времени третьей ступени 7РВ. По истечении выдержки времени на возврат реле 17РПп переключает свои контакты в положение, указан- ное на схемах рис. 6 и 9, чем дистанционные органы 4РС и 5РС включаются на уставку второй зоны (рис. 6) и контактом ПРПщ размыкается цепь отключения пер- вой зоны (рис. 9). После включения реле 4РС на устав- ку второй зоны замыкается контакт этого реле и оно дает импульс на обмотку реле 9РПф, которое срабаты- 48
вает и замыкает все свои контакты: 9РПф\— в цепи от- ключения первой и второй зон от реле 5РС, при двух- фазном к. з. между фазами АВ и ВС эта цель не исполь- зуется, так как реле 5РС не работает, 9РПфг—в цепи фиксации мгновенного замера, эта цепь испбльзуется, если установлена перемычка 113—129; 9РПф3—в цепи пуска реле времени 6РВ второй ступени защиты. Когда истечет выдержка времени реле 6РВ, оно замкнет свой контакт и защита подействует на отключение по цепи второй зоны через сигнальное реле 12РУ и выходное реле 10РПВ. Как видим из рассмотрения работы защи- ты при двухфазных к. з., во второй зоне цепи реле 4РС не проходят через контакты реле 8РПб\ или 8РПб2 бло- кировки при качаниях, следовательно, вторая зона при двухфазных к. з. (от реле 4РС) при качаниях не блоки- руется , Трехфазное к. з. в первой зоне. При трехфазном к. з. в первой зоне запускается блокировка при качани- ях и подготавливает свои цепи. Срабатывает дистанци- онное реле 5РС и все пусковые реле, которые не прини- мают участия в отключении к. з. в первой зоне. После замыкания контакта реле 5РС происходит отключение по цени первой зоны через контакты 8РПб\, ЗРПбъ 17РПп\, указательное реле ЦРУ, срабатывает реле 10РПВ и от- ключает выключатель. Трехфазное к. з. во второй зоне. При возникновении трехфазного к. з. во второй зоне запускается блокировка при качаниях, которая подготавливает все свои цепи, срабатывают все три пусковых органа и производят все операции, как и при двухфазном к. з. во второй зоне. После переключения уставки на вторую зону срабаты- вает реле 5РС и через контакт 8РПб^ подает напряже- ние на обмотку реле 9РПф, которое срабатывает и за- мыкает все свои контакты, осуществляя ранее рассмот- ренные действия. Контакт 9РПф\ шунтирует контакт 8РПбъ который после этого может размыкаться, так как факт работы реле 8РП6 (запуска блокировки) теперь зафиксирован срабатыванием и самоудерживанием реле 9РПф. Следовательно, для того чтобы осуществить фик- сацию действия реле 8РП6, его контакт 8РП61 должен находиться в замкнутом положении в течение времени, большего суммы времени срабатывания реле 1РС—ЗРС, срабатывания реле 17РПт, возврата реле 17РПп, сраба- тывания реле 5РС и, наконец, срабатывания реле 9РПф. 4-1412 49
Из этой суммы примерно половина времени падает на| время возврата реле 17РПп, которое при обычно отклю- ченном сопротивлении 17г имеет время 0,15 поэтому в этом случае время возврата реле 8РПв, управДяюи*ег0; срабатыванием реле 8РП6, принимается равным пр'’меР"< но 0,35 с. В случае использования сопротивления время возврата реле 17РПп составит 0,25—0,3 с, тогд-^ время возврата реле 8РПв устанавливают примерно 0,5 с. Двухфазные и трехфазные к. з. в третьей зоне. При . междуфазных к. з. в третьей зоне сработает одно (двух- фазное к. з.) или все три (трехфазное к. з.) пусковых реле. Для работы защиты с установленной перемычкой б необходим запуск блокировки при качаниях для созда- ния цепи постоянного тока на контакты пусковых орга- нов. Следовательно, в этих типах защиты чувствитель- ность пусковых реле блокировки при качаниях должна обеспечивать действие защиты в пределах третьей зоны. Пусковые реле 1РС, 2РС или -ЗРС, сработав, запускают реле времени 7РВ, которое после замыкания своего кон- такта создает цепь на отключение через указательное реле 13РУ и реле 10РПВ. Работа защиты при неуспешном АПВ, На линиях, оборудованных автоматическим повторным включением (АПВ), обычно используется реле ускорения 17РУ, для того чтобы ускорить отключение неустранившихся к. з. на защищаемой линии. Если вторая зона защиты имеет достаточный коэффициент надежности при к. з. в конце линии, например, больше 1,25, то в этих случаях уста- навливается перемычка 141—143, чем после АПВ уско- ряется вторая зона, так как шунтируется контакт реле 6РВ. Если чувствительность второй зоны меньше указан- ной величины, то устанавливается перемычка 113—125 и тогда контактом 17РПу^ будет шунтироваться контакт 7РВ, т. е. будет ускоряться третья зона. При использова- нии ускорения включается также перемычка 124—104, что обеспечивает быстрый возврат блокировки при кача- ниях к моменту включения линии от АПВ и готовность ее к повторному запуску в случае неуспешного АПВ. Если ускоряется вторая зона защиты, то перед включе- нием линии контактом 17РПуь размыкается цепь обмот- ки реле 17РЛп и дистанционные реле 4РС и 5РС к мо- менту включения выключателя переключаются на устав- ки второй зоны. Если ускоряется третья зона, то контакт Г7РПуь шунтируется перемычкой 109—177. Следова- 50
тельно, при включении линии от АПВ на неустранивше- еся к. з. на защищаемой линии защита будет действо- вать на отключение с временем первой зоны, т. е. без выдержки времени, чем будет обеспечено быстрое отклю- чение к. з., так как для этого соответствующие цепи защиты подготовлены реле ускорения 17РПу. При дейст- вии по цепи отключения срабатывает сигнальное реле 14РУ. Работа защиты при повторном к. з. Выше было рас- смотрено, что вслед за к. з., происшедшим в прилегаю- щей сети, но за пределами уставок защиты и приведшим к запуску блокировки при качаниях, возможно к. з.. на защищаемой линии или в пределах действия рассматри- ваемой защиты особенно во время грозовой деятельно- сти. Вначале рассмотрим защиту, в которой не установ- лена перемычка 126—104, т. е. ускоренный возврат бло- кировки при качаниях после отключения к. з. от реле 8РН не производится. Если на линии, оборудованной такой защитой, произойдет повторное к. з., после того как разомкнутся контакты реле 8РП6 в блокируемых цепях, то отключат к. з. пусковые реле 1РС—ЗРС с вре- менем третьей зоны. Если в защите используется ускоренный возврат бло- кировки при отключении к. з., то устанавливается пере- мычка 126—104. В этом случае после отключения перво- го к. з. в сети, например, вне пределов работы рассмат- риваемой защиты после восстановления напряжения на зажимах защиты срабатывает реле 8РН и контакт 8PHi зашунтирует обмотку реле времени 8РВ. Блоки- ровка возвратится в состояние готовности к повторному действию. Следовательно, в этом случае защита будет отключать повторное к. з. на защищаемой линии по ' цепи как первой, так и второй зоны, заведенных под блокировку при качаниях, т. е. будет обеспечиваться полноценная защита линии. Быстрый возврат блокиров- ки -при отключении к. з. не всегда применим, так как его использование ограничено, например, чувствитель- ностью реле 8РН к трехфазным к. з. Повреждения в цепях напряжения защиты. При по- вреждении одной или двух фаз цепей напряжения защи- ты срабатывают блокировки от повреждений в цепях на- пряжения, и в защитах с установленной перемычкой а снимается постоянный ток с контактов пусковых и дис- танционных органов размыканием контакта 23PH6i, 4’ 51
этик предотвращается нёправильйая работа защити Контактом 23РНбг подается сигнал о неисправности за щиты. Следует отметить, что блокировки от повреждения в цепях напряжения типов КРБ-11 и КРБ-12 не работа* ют при одновременном снятии всех трех фаз цепей на- пряжения с защиты, например, при ошибочном отключе- нии трансформатора напряжения с первичной стороныг Такое отключение приводит в защитах с установленной перемычкой а к срабатыванию защиты и ложному от- ключению линии. Поэтому в энергосистемах дополни-» тельно устанавливают блокировки, через которые подво-.- дится постоянный ток к пусковым и дистанционным) органам, например токовые реле в двух фазах и др. Кон- такты этой блокировки включаются последовательно' с контактами блокировки, включаемой перемычкой а (на рис. 9 и 11 не указаны). В защитах с установленной перемычкой б нормально постоянный ток на контакты пусковых и дистанционных органов не подан, так как контакты 8РПбс и 8РПвг разомкнуты, при повреждениях в цепях напряжения эти контакты не замыкаются и поэтому защита в момент повреждения цепей напряжения не работает, поэтому реле 23РН6 в этих защитах- действует на сигнал. Полу- чив такой сигнал о неисправности цепей напряжения, персонал должен немедленно принять меры к ее ликви- дации и восстановлению атих цепей, так как при любом к. з. в прилегающей сети, на которое запустится блоки- ровка при качаниях, замкнутся контакты 8РПба, и 8РПвг и защита может неправильно сработать на отключение линии. Поведение защиты при длительном появлении несим- метрик в цепях напряжения или тока. В условиях экс- плуатации могут иметь место режимы, при которых по- является длительно несимметрия в цепях тока или на- пряжения, например, ошибочное шунтирование одной или двух фаз тока защиты; повреждение в цепях напря- жения, которое невозможно быстро восстановить и кото- рое привело к несимметрии. В этих случаях будет дли- тельно находиться в сработанном положении пусковое реле блокировки 8ПР (включенное соответственно в цепи тока или напряжения). Следовательно, контакт 8ПР1 будет длительно разомкнут, а контакт 8ПР2— замкнут (рис. 9). 52
При возникновении такого режима несймметрии бло- кировка от качаний запустится 1 раз, реле времени 8РВ наберет время, деблокируется, однако повторного за- пуска реле времени не произойдет, хотя несимметрия оста- лась и контакт 8ПР\ разомкнут. На реле 8РП6 будет подано напряжение через контакт 8РПв1. Контакт 8РПв1 остается замкнутым, несмотря на то, что замкнулся кон- такт 8PBi и подал напряжение в цепь обмотки 8РПв. Однако обмотка реле 8РПв зашунтирована контактом 8ПР2. Если бы в этой цепи не было контакта 8ПРъ то реле времени после дорабатывания и деблокировки вновь запускалось контактом 8РПбъ при срабатывании реле 8РПв и обесточении им реле 8РП6. Это — основное назначение контакта 8ПРъ В защите ПЗ-159 предусмотрена возможность исполь- зования контакта реле 8ПР2 отдельно от схемы дистан- ционной защиты, например, как пускового реле чувст- вительной защиты обратной последовательности. Это можно осуществить, если снять перемычку между зажи- мами 142—144, а с зажимом панели 144 соединить цепи упомянутой защиты (рис. 9). Для выполнения функции контакта 8ПР2 в схему блокировки должен быть включен контакт реле-повторителя, управляемого контактом 8ПР2. СХЕМА ЦЕПЕЙ ОПЕРАТИВНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА ЗАЩИТЫ ПЗ-157 Схема цепей оперативного постоянного тока защиты ПЗ-157, имеющая некоторые отличия от схемы защиты ПЗ-159, приведена на рис. 11. Так как схема блокировки при качаниях защиты ПЗ-157 аналогична рассмотренной, то она не показана на рис. 11. Цепи постоянного тока пусковых и дистанционных органов и управляемых ими реле контролируются размыкающим контактом 17РН\ блокировки от повреждений в цепях напряжения типа КРБ-11. Назначение и функции реле 16РПт, 16РПп и 16РПу аналогичны соответственно реле 17РПт,. 17РПп и 17РПу защиты ПЗ-159. Схема рис. 11 отличается от рас- смотренной схемы рис. 9 следующим: реле 16РПу не имеет размыкающего контакта в цепи обмотки реле 16РПп. Контакт 9РПфъ управляющий реле времени вто- рой зоны, включен помимо замыкающего контакта реле 16РЛу. Реле 9РПф не имеет замедления при возврате и поэтому для предотвращения сброса защитой выдерж- 53
ки времени при переходе двухфазного к. з. в трёхфазное1 при к. з. во второй зоне (из-за разновременности замы-: кания контакта 5РС и размыкания 4PG) предусмотрено сопротивление 16r t. Его величина подобрана так, что) Л 1Ог~" ¥БИ 76РПп Y 101 IOS 16PflTj f nr—------- 17PH, 103 16РПт2 Hi— 9РЛф} Z^1 -—1|— ЗЯ?!’ 1 7PB 6PB 16рПТ'^ гос 113 7РВ_________ 1уР^ту. 129 KPPyj J 9РП(рг 1 6РВ ПРУ ' ' fLS ™ ЮРПпг * 8РП6г * г jak 1S9 10РПВ2 №РПВ1 ^РУ VBH jgy\ ^3 fyflBI S&—---il-j--zw.—rvw, »- to. 0+ -*• Сигнал __L cor (in) 17S ЮРПВ3 ЮРПВП 15РУ ЧБИ20У J" <Д->- АПВП S3---jpj—/nri—<vv>—7/——-+<40j-> Сигнал 112ЮРПВм \-2P3-^COI ---* 1ЛПГ г09 Г7РН, гл 18СД из &-----)Г-^-0 Q CZJ-gr м---1ГУ II---- „ 1310---If- црс_________ I* ВРПФз ^BPnSf 133 —~—0№3 23r wpns, jophb SPC lrT Рис. II. Схема цепей оперативного постоянного тока дистанцион- ной защиты ПЗ-157. реле 6РВ при включении через это сопротивление не срабатывает по цепи контакта 16РПт2 и сопротивления 16ti. Оно срабатывает при замыкании контакта ОРПф^ и после этого удерживается от пусковых органов (через сопротивление 16ri и контакт 16РПтг). Выходное реле 10РПВ в цепи дополнительной обмот- ки имеет замыкающий контакт 17РТ01 токового реле, включенного в нулевой провод токовых цепей защиты. Благодаря этому реле 10РПВ имеет замедление на сра- 54
батывание только при замыканиях с землей, когда за- мыкается контакт 17РТы, т. е. когда возможна работа разрядников на защищаемой линии, при которой защита не должна срабатывать. В остальном схема защиты ПЗ-157 и ее работа аналогичны рассмотренной схеме защиты на рис. 9. ♦ 3. ПУСКОВЫЕ И ДИСТАНЦИОННЫЕ ОРГАНЫ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ Пусковые органы защиты — реле 1РС, 2РС, ЗРС — выполнены при помощи реле сопротивления КРС-132; дистанционный орган 5РС, предназначенный для дейст- вия при трехфазных к. з. — при помощи реле КРС-131; дистанционный орган 4РС, предназначенный для дейст- вия при всех видах двухфазных к. з. — при помощи реле КРС-121. Реле КРС-132, КРС-131 и КРС-121 выполнены на индукционном принципе. Реагирующим элементом яв- ляется четырехполюсное индукционное реле с двумя об- мотками: одной, расположенной на полюсах и состоящей из двух катушек, соединенных последовательно, и дру- Рис. 12. Схема пускового реле КРС-132 (1РС, 2PC, ЗРС). 55
гои, расположенной на магнитопроводе и состоящей из четырех катушек. Схемы реле приведены на рис. 12—14. Обмотки, расположенные на полюсах, создают в маг- нитопроводе поток, пересекающий сердечник и барабан- чик, находящийся в зазоре между магнитопроводом и сердечником в горизонтальном направлении. Эти обмот- ки заводами обозначаются РСп, т. е. расположенные на полюсах. Обмотки реле, расположенные на магнитопро- воде (заводское обозначение РСя, т. е. расположенные на ярме), создают магнитный поток, пересекающий сер- дечник и барабанчик в вертикальном направлении; для этого каждая пара катушек, расположенная на верхнем или нижнем магнитопроводе реле, соединена между собой встречно. Эти пары катушек соединены между собой так, что при прохождении тока через обмотку верхняя пара катушек создает потоки, направленные от сторон магни- топровода к вертикальному полюсу, а. нижняя пара ка- тушек— от вертикального полюса к краям магнитопро- вода. Рассматриваемые реле сопротивления КРС-132, КРС- 131 и КРС-121 выполнены таким образом, что при отсут- ствии повреждения в защищаемой этими реле зоне через горизонтальные и вертикальные полюсы’ магнитной си- стемы реле проходят потоки в указанных на схемах рис. 12—14 направлениях. Эти потоки имеют такой сдвиг по фазе между собой, что барабанчик реле получает мо- мент вращения по часовой стрелке, если смотреть на реле сверху, т. е. в этом случае реле имеет заклиниваю- щий момент. Для того чтобы реле сработало, необходи- мо изменить направление одного из токов на противопо- ложное или изменить угол между потоками. Это выте- кает из выражения для момента индукционного реле: Мвр=&Ф1Ф2 sina, где Ф1 и Ф2—потоки через полюсы индукционной систе- мы; a — угол между потоками. Принцип действия и устройство реле КРС-132 и КРС-131 подробно изложены в [Л. 1] и поэтому здесь приводятся только основные сведения об этих-реле. Как указывалось выше, реле «имеют одинаковый принцип действия и небольшие конструктивные отличия. Реле имеют поляризующую wB и рабочую wp обмотки. В цепь поляризующей обмотки кроме четырех катушек обмотки wn входят конденсатор С? и дроссель Д. 56
Назначение конденсатора Сг заключается в следую- щем (рис. 12, 13): во-перЬых, он создает совместно с ин- дуктивностью обмотки wa н дросселя Д необходимый угол полного сопротивления поляризующей цепи, вели- чина его подобрана так, что суммарное сопротивление этой цепи имеет небольшой емкостный характер, поэтому ток в поляризующей цепи опережает напряжение - на угол 4—7°. Во-вторых, конденсатор С2 совместно с ин- дуктивностью обмотки wa и дросселя Д создает электри- ческий резонансный колебательный контур, благодаря которому при исчезновении напряжения на зажимах по- ляризующей цепи ток не исчезает мгновенно, а еще не- которое время продолжает проходить по колебательному контуру, уменьшаясь с каждым периодом в 2—2,5 раза, но сохраняя при этом ту же фазу, какую бы он имел при наличии напряжения. Дроссель Д введен в поляризующую цепь только для того, чтобы увеличить индуктивность колебательного контура этой цепи, благодаря чему снижена доля актива ного сопротивления контура поляризующей цепи и, сле- довательно, снижена величина затухания тока в рассмот- ренном выше колебательном процессе при исчезновении напряжения; таким образом, при наличии дросселя по- вышена добротность колебательного контура поляризую- щей цепи, который настроен на резонанс напряжения. Создание колебательного контура позволяет устра- нить «мертвую зону» реле сопротивления при трехфаз- ных к. з. у шин подстанции, где установлена защита, когда напряжение на реле снижается до нуля. Сопротивление г* позволяет устранить «мертвую зо- ну» реле при двухфазных к. з. [Л. 1], когда напряжение на двух поврежденных фазах снижается до нуля. Цепь поляризующей обмотки включается на величину полного значения линейного напряжения тех фаз, для защиты от к. з. на которых предназначено реле. В цепи поляризую- щей обмотки проходит ток, пропорциональный напряже- нию Up. Цепь рабочей обмотки wp имеет два источника напря- жения, создающих в рабочей обмотке ток: автотрансфор- матор напряжения Ти и трансформатор с воздушным зазором, так называемый трансреактор Тх. Трансреактор Тх представляет собой трансформатор с двумя первич- ными обмотками и одной вторичной, напряжение на его вторичной обмотке пропорционально геометрической 57
разности токов в первичных. Если к одной обмотке релё /РС, например, подводится ток 1А (к зажиму 16), ко второй — ток 1В (к зажиму 14), то геометрическую раз- ность этих токов 1А—1в можно заменить одним эквива- лентным током в реле 1Р=1л—1в. Таким образом, напря- жение на вторичной обмотке будет пропорционально току /р. Параллельно части витков вторичной обмотки трансреактора Тх включено сопротивление г2, которое обеспечивает необходимый сдвиг до фазе вторичного на- пряжения трансреактора относительно первичново тока /р. Напряжение, подводимое к рабочей обмотке от авто- трансформатора Ти, пропорционально напряжению UAb=Up, его величина определяется отпайкой на авто- трансформаторе Ти. Установкой необходимой отпайки на автотрансформаторе Ти осуществляется регулировка заданной установки срабатывания реле сопротивления КРС-132. Цепь рабочей обмотки выполнена таким образом, что ток /р.рез, проходящий в рабочей обмотке wp, пропорци- онален разности между напряжением Up и напряжением ZpZy, создаваемым на вторичной обмотке трансреактора Тх, т. е. для реле 1РС (рис. 12): ^р.рез=:=^р ^р2у, где U9 — UAB\ А— 1в—напряжение и ток, подведен- ные к реле; гу —уставка срабатывания реле. При отсутствии повреждения в зоне действия реле,, например, при холостом ходе защищаемой линии напря- жение Up на зажимах реле имеет большое значение, со- ставляющая же от тока /р2у будет равна нулю, так как ток равен нулю, поэтому результирующий ток в рабочей обмотке обусловлен напряжением Up, при этом поток Фр (рис. 12 или 13), взаимодействуя с поляризующим пото- ком Фш создает на реле момент на размыкание контак- тов. При повреждении в зоне действия реле напряжение Up становится меньше, чем составляющая от тока /ргу, поэтому результирующий ток в рабочей обмотке изменя- ет свое направление на 180°, в результате чего на реле заклинивающий момент изменяется на срабатывающий и реле замыкает контакты. При разработке реле было установлено, что измене- ние тока в рабочей обмотке должно происходить с опре- 58
деленной скоростью, во много раз большей, чем измене- ние тока в поляризующей обмотке, при этом изменение фазы тока в рабочей обмотке должно не выходить за определенные пределы, тогда будет обеспечено правиль- ное действие реле. Для обеспечения этого условия в цепь рабочей обмотки введены: сопротивления п, <гз и конден- сатор Ci, который подключен параллельно обмотке t0P. Параллельно включенные обмотка wp и конденсатор Ct создают колебательный контур, в котором происходит затухание тока с необходимой скоростью и фазой, что обеспечивает правильное действие реле при резких изме- нениях режима работы реле, например одновременного снижения напряжения Up и увеличения тока /р. В цепи рабочей обмотки имеется накладка, нормаль- но включенная между зажимами 8—10. Эта накладка предусмотрена для проверки под нагрузкой правильно- сти включения направления реле сопротивления КРС- 131 и КРС-132. Для проверки правильности включения реле накладка отсоединяется от зажима 8 и присоеди- няется к зажиму 12, при этом зажим 10 соединяется с зажимом 12, чем из цепи рабочей обмотки реле исклю- чается составляющая напряжения, созданная Up, и остается только составляющая напряжения от тока /р. Благодаря этому ток в рабочей обмотке будет пропор- ционален току в реле /р, а ток в поляризующей обмот- ке— пропорционален Ъ'р. Таким образом, мы получили реле, в одной обмотке которого ток пропорционален /р. а в другой Up, т. е. реле сопротивления превратилось в реле направления мощности. При этом оказывается, что угол максимальной чувствительности реле сопротив- ления близок к углу максимальной чувствительности реле направления мощности. Необходимость такой про- верки реле сопротивления под нагрузкой вызвана тем, что, как известно, при токах нагрузки реле сопротивле- ния держит контакты разомкнутыми независимо от на- правления мощности, так как сопротивление, подводи- мое к зажимам реле в режиме нагрузки, больше, чем сопротивление срабатывания реле. Перевод реле сопро- тивления в режим реле направления мощности позво- ляет получить четкую картину поведения реле при дан- ном направлении мощности. Сопоставив ее с тем поведе- нием, которое должно иметь реле сопротивления при том же направлении мощности к. з., имеем возможность оценить правильность включения реле. 59
Схема реле КРС-131, приведенная на рис. 13, отли- чается от схемы КРС-132 следующим: в трансреакторе Тх имеется возможность изменять число витков первич- ных обмоток. Это позволяет получить нижние “пределы уставок сопротивления срабатывания в 8 раз меньше по сравнению с реле КРС-132, В автотрансформаторе на- Рис. 13. Схема дистанционного реле КРС-131 5РС. пряжения Ти выполнено две отпайки: для регулирова- ния уставок первой зоны (/3) и для регулирования уста- вок второй зоны (//3). Подключение отпайки 13 или //3 к обмотке реле выполняется через контакты промежу- точного реле П (17РПп на рис. 6 и 16РПп. на схеме рис. И), положение контактов соответствует обесточен- ной обмотке реле П (рис. 13), контакты реле П осуще- ствляют переключение без разрыва цепи, поэтому в эти цепи включены сопротивления г3 и г'3, предотвращаю- щие к. з. в цепи Ти. Схема реле КРС-121 приведена на рис. 14. Обмотка Wt включена на токи и напряжения фаз А и В, обмотка w2 на токи и напряжения фаз В и С и по аналогии с выражениями для рабочих обмоток реле КРС-132 или КРС-131 мы можем записать, что в обмотках Wt и Wz 60
реле 4РС протекают соответственно токи Л и 7г, кото- рые пропорциональны выражениям if к к i 27 29 31 Рис. 14. Схема дистанционного реле КРС-121 (4РС) В цепях обмоток реле КРС-121 имеются не рассмот- ренные ранее для реле КРС-131 сопротивления г6 и гю. Сопротивление г6 в цепи обмотки voz предназначено для выравнивания углов полного сопротивления обеих обмо- ток. При равных углах полного сопротивления обеих 61
обмоток обеспечивается одинаковая уставка на реле при к. з. на фазах Л и С по сравнению с уставкой при к. з. на фазах А и В или В и С. Устранение самохода реле от обмотки Wi производится поворотом сердечника в магнитопроводе реле. Устранение самохода от обмот- ки W2 осуществляется включением сопротивления Гю, через которое на обмотку Wi подается ток подпитки от третьей фазы (С) и этот ток компенсирует самоход от обмотки W2.- Для проверки реле 4РС первичным током и напряже- нием перемычки 6—4 и 12—14 устанавливают в поло- жения соответственно 6—8 и 14—16, при этом из обмот- ки Wt исключается цепь напряжения, а из-обмотки w2— цепь тока, чем реле превращается в реле направления мощности. Если к обмоткам реле 4РС подведены токи Л и h, которые пропорциональны соответственно напряжениям Hi и 14, то момент такого индукционного реле может быть выражен по формуле М=—kiUilh sin а=—kzhh s'in а. Условимся, что'в этой формуле напряжения Ui, U2 (или токи It, /2) представлены не векторами, а своими абсолютными значениями, направление же между этими векторами будем учитывать знаком sin а, который зави- сит от величины угла. Знак минус перед формулой пока- зывает нам, что при угле а между векторами Ui и U2, меньшем 180°, sin а>0 (т. е. положителен) и момент на реле отрицателен, т. е. реле держит свои контакты ра- зомкнутыми (клинит), условимся считать угол а поло- жительным в направлении от вектора Ui к вектору it4 против часовой стрелки. Рассмотрим поведение реле при различных видах к. з. и в различном удалении места к. з. от места уста- новки защиты. Формулы для токов и напряжений, дей- ствующих в обмотках реле, могут быть выражены через токи, проходящие при к. з. по линии, напряжения в мес- те к. з. и падения напряжения от тока к. з. в сопротив- лении линии на участке от места к. з. до места установ- ки защиты (гк.з). Так как для дальнейшего рассмотре- ния нам достаточно установить взаимное расположение напряжений Ui и 14, приложенных соответственно к об- моткам wi и W2, поскольку токи /1 и 4 пропорциональны 62
напряжениям, будем иметь! ^в) 2У’ = &СВ 4) 2У* Напряжение UAB в месте установки защиты может быть представлено как UАВ ~^А~ ^В~№Л(к.з)“Ь Лг«-э) “ (^4(к.з)~Ь42«-з)» где 1<а(к.з) и йв(к.з) — напряжения фаз А и В в месте - к. в., каждое из которых при двухфазном к. з. равно по- ловине фазного напряжения истрчника э. д. с. При этом будем считать для простоты, что нагрузка по линии от- сутствует и напряжение неповрежденных фаз в месте установки защиты равно значению э. д. с. источника пи- тания.- По аналогии ^СВ =&C Uft—(^С(к.з)“Ь ^В(к.з) ~Ь 4?"3)’ тогда ~ ^Л(к.з) 42»-3) ~.^В(к.з} “Ь 42*-3) ~ UА 1 в1гтА ~ (^С(ж.з) “Ь 42ж-3) ~ ^В(к.з)~Ь 42"-3) — VС~ Делая небольшие перестановки, получаем окончатель- ные выражения — (^л(к.з) “Ь 42«-3 ~ Лгу) ~ (^в(к.з)~Ь 4г*-з — 4гу); ~ ^С(«.з)~Ь 42*3 — 42у) В(к.з^ 42«-3 iBZ*}' Рассмотрим, какие будут выражения для и1 и Us для двухфазного к. з., например, между фазами А и В. По- видимому, в этом случае Uc~&c^3), так как поврежде- ние на фазэ С отсутствует, то напряжение в месте к. з. и в месте установки защиты будет одинаково, по этой же причине ток /с=0, тогда для двухфазного к. з. между фазами А и В выражения для и и2 примут вид: = (^Л(к.з)"Ь {aZ* 3 "7 iAZy} ~ if?*-3 ~jBZyY' ^В(к-з) ~h iBZ* 3 iBZy)‘ На рис. 15 приведены векторные диаграммы для че- тырех точек к. з.: К1 — за пределами зоны защиты 63
Рис. 15. К принципу действий а — расположение места к. з.; б — векторные диаграммы для двухфазного к. з‘, фаза 64
I реле KPC-121 (4 PC). между фазами Л и В, о — векторные диаграммы для двухфазного к. з. между мн А и С. 5-141? 65
(гк.3>гу); /С?— на границе зоны (zK.3=zy); КЗ — в зоне действия (zK.3<zy); К4— за пределами зоны за ши- нами 'Подстанции, на которой установлена защита. На векторных диаграммах: UA, UBt Uc — напряжения э.д. с. источника; 1А—ток к. з., он отстает на угол <рк.з от со- здающего его напряжения IJAB (рис. 15, б, точка К1), а падение напряжения IAzK,3 опережает ток 1А на тот же~ угол фк.з и, следовател'ьно, совпадает с вектором UAB. Так как (рк,3 и угол максимальной чувствительности ре- ле фм.ч равны, то вектор lAzy также совпадает с векто- ром UAB, но направлен в противоположную сторону из- за полярности включения трансреактора Тх относитель- но цепей напряжения. Ток 1В направлен в противофазе относительно тока 1А, а относительно тока 1В соответст- венно расположены векторы IBzK,3 и IBzy. Аналогично построены и диаграммы на рис. 15, в. При к. з. в точке К1 (рис. 15,,а и б) момент отрица- телен (7И<0), так как угол а между Ui и U& меньше 180° (а точнее меньше 90°), следовательно, по приведенной^ выше формуле момент при sina >0 будет отрицателен и реле клинит. По мере приближения к. з. к точке К2 вели- чины векторов /лгк,3 и /вгк.3 уменьшаются, а величины векторов /Л2У и iBzy увеличиваются так, что в точке К2 эти величины становятся равны друг другу. Вектоэ ut становится равным нулю,- и момент на реле также будет равен нулю, следовательно, при к. з. на границе зоны реле 4РС не имеет момента, это переход момента через нуль. По мере удаления от точки К2 и приближения к точке КЗ величины векторов /лгу, /в?у становятся больше, чем величины векторов /лгк.3,/вгк.3, таккак2к з меньше, чем zy. Вектору изменил свое направление на 180°, т. е. изменил направление на 180° ток в обмотке W,, следовательно, угол а стал больше 180°, sina<0 и момент стал положи- тельным, М >• О. При к. з. в точке К4 за пределами зоны в формулах для 1/1 и необходимо изменить знаки перед выра- жениями IAzy, lBzy, так как направление тока через за- щиту изменилось на 180°, и соответственна измените на 66
ISO0 на диаграммах направление этих векторов. Направ- ление токов /д и 1в относительно э. д. с. источ- ника напряжения UAb осталось прежним, т. е. ток от- стает от Uab на угол <рк.з, и это напряжение приложено не слева от подстанции, где установлена за- щита, как для случаев к. з. в точке KI, К2, КЗ, а справа. Поскольку направление тока относительно напряжения Uab не изменилось, то направление векторов /дгк.з и /в2к.з как падение напряжения в линии от места к. з. до места установки защиты также осталось прежним. При этом в точке К4 реле также будет иметь момент на за- клинивание, так как а<180°, sin а>0 и М<0, как и для случая к. з. в точке Ki. Аналогичным образом можно рассмотреть работу реле для к. з. на фазах В и С, только при этом нужно принять, что ОА~=й/(кз) н ток в фазе А отсутствует, и соответст- венно изменить формулы для U, и Ut. Построив диаграммы, мы могли бы убедиться, что в этом случае изменяется на 180° направление вектора (J2, а следовательно, и тока в обмотке ©2. Рассмотрим случай к. з. между фазами С и А, при этом UB=Uв{кзу так как ток ^в~^> то выражения для Ut н U2 примут вид: — (^л(к.з)4" Лгк.з — — &в\ U* ~ (^С(к.з)~Ь (с2*.-3 !CZ^ Произведя рассмотренным выше способом необходи- мые построения, получаем векторные диаграммы рис. 15, в, проанализировав которые мы можем устано- вить, что в точке К1 реле не работает, так как угол а между векторами Ui и U'z имеет небольшое значение (а<90°). При к. з. на границе зоны в точке К2 угол а= =0, напряжения Ui и Uz равны и параллельны друг другу, а следовательно, токи'в обмотках Wt и w2 также равны и совпадают по фазе, значит, на реле момент нра- вен нулю и оно не работает. При к. з. в точке КЗ реле срабатывает, так как век- торы Ui и U2 как бы поменялись местами, теперь вектор Ut опережает вектор Uz и угол а, отсчитываемый против часовой стрелки от Ui к Uz, стал больше 180°, а следова- 5* ' 67
тельно, sin а<0 (т. е. отрицателен). Момент на реле стал положительным, т. е. реле замкнуло свои контакты. При к. з. в точке К4 реле также имеет отрицательный момент и не работает, так как угол имеет небольшое значение (а<90°). ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕЛЕ Важной эксплуатационной характеристикой реле со- противления пусковых и дистанционных органов защиты является зависимость сопротивления срабатывания реле zcp от угла срр между веденным к зажимам напряжением Йп и током /р, под- реле, т. е. zcp=f((pp). Эта зависи- мость определяет зону дей- Рис. 16. Характеристика сраба- тывания реле сопротивления (О—начало координат г, х; О'— центр окружности харак- теристики) . ствия реле и называется ха- рактеристикой срабатыва- ния реле, в эксплуатации ее еще часто называют угло- вой характеристикой реле сопротивления. Характеристика срабаты- вания реле сопротивления КРС-132, КРС-131, а также и КРС-121 (но с некоторы- ми допущениями, например, наличия тока только в двух поврежденных фазах и не- которых других) приведена на рис. 16. Эта характери- стика представляет собой окружность, проходящую че- рез начало координат. Мак- симальное значение сопро- тивления срабатывания рав- но диаметру окружности zcp.MaKC. Угол фм.» наклона диа- метра окружности гср.макс к оси г называется углом макси- мальной чувствительности реле. Пусковые и дистанци- онные органы защиты обычно изготавливаются с углом Фм.ч=65° и по специальному заказу с углом фм.ч=75°. Уравнение характеристики срабатывания, реле по рис. 16 имеет вид [Л. 1]: 2с.р — ^ср.иакс COS (фм.ч—фр) . 68
Рис. 17. Зависимость сопротивления срабатывания реле от тока. Рассматривая характеристику на рис. 16, мы можеМ установить, что основная область работы реле располо- жена в квадранте 1. В квадранте 111 или за шинами под- станции, где установлена защита, реле с такой характе- ристикой работать не будет. Реле, имеющие подобную характеристику, называются направленными реле полно- го сопротивления. Другой важной характеристикой реле сопротивления является зависимость сопротивления срабатывания реле 2ср от тока, проходя- щего через реле /р при срабатывании, т. е. zc₽=f(/p). Эта харак- теристика показана на рис. 17. Из нее следует, что при снижении то- ка /р до точки а вели- чина 2сростается прак- тически неизменной. В точке б значение zcp уменьшается на .0,1 zcp, т. е. на 10%, этой точ- ке соответствует ток точной работы реле /т.₽. Чем меньше ток точной работы, тем лучше харак- теристика реле. Значение тока точной работы, кроме правильной регулировки реле, зависит от уставок на ре- ле и может изменяться в определенных пределах, осо- бенно у реле КРС-131 и КРС-121. РЕГУЛИРОВАНИЕ УСТАВОК Регулирование уставок пусковых органов (реле КРС-132) производится изменением отпаек на авто- трансформаторе Ти (рис. 18), который имеет основную обмотку Wi и дополнительную w^. Отпайки набираются штекерными винтами а (через 10%), б (через 2%) ив (через 0,5%). К зажимам 6 (Н) и 12 (К) подводится напряжение Up от трансформатора напряжения защи- ты, вторичное напряжение к рабочей обмотке реле сни- мается с зажимов 8 и 12. Реле КРС-132 имеет пределы регулирования сопротивления срабатывания от 2 Ом на фазу вторичных (99,5% витков обмотки) до 20 Ом на фазу (10% витков обмотки Wi) для реле с номинальным 69
Током 6 А, реле с номинальном током 1 А имеет yctaS- ки в 5 раз больше. На автотрансформаторах Ти реле КРС-131 и Тщ и Тиг реле КРС-121 предусмотрена возможность регули- Ц / 0,5 О I 0 2 4 Б 8 I SO 80 70 .60 50 40 30 20 Ю 6 I б j а. ----------------1------------------------!------иг--------------------------------- Рис. 18. Схема автотрансформатора Ти реле КРС-132. рования уставок для первой и второй зон защиты (рис. 19). Автотрансформатор имеет три обмотки: ос- новную w„ включаемую на напряжение (/р, и дведопол- *3 1,5 1 В,5 0 0 2 4 6 8 ЭВ 80 70 60 50 40 30 20 10 1)гя Иц Рис. 19. Схема автотрансформаторов Ти реле КРС-131 и КРС-121. нительные и w3. Ступени регулирования числа вит- ков такие же, как и на автотрансформаторе, приведен- ном на рис. 18. Реле КРС-131 (5РС) и КРС-121 (4РС) имеют допол- нительное регулирование уставок сопротивления сраба- тывания на трансреакторах Тх, схема которых дана на рис. 20. Трансреактор имеет три обмотки: две первич- ные Wt и wz и одну вторичную w3. Каждая первичная 70
обмотка включена на фазные токи по схеме на рис. 6, вторичная обмотка включена в цепь рабочей обмотки, между отпайкой и правым выводом вторичной обмотки включено сопротивление гг(г7). Первичные обмотки имеют четыре отпайки, обозначенные на панельке транс- Рис. 20. Схема трансреакторов Тх реле КРС-131 и КРС-121. реактора 2; /; .5; .25. Цифры,' выбитые на панельке трансреактора, обозначают величину минимального со- противления срабатывания реле z0, которое будет иметь реле, если установить на автотрансформаторе Ти мак- симальное число витков. Следовательно, реле КРС-131 или КРС-121 будут иметь следующие пределы регулй- рования уставок: При отпайках на Гх в цепи ебчоток а», и ач 2 1 0,5 0,25 Пределы уставэк, Ом/фазу 2—20 1—10 0,5—5 0,25—2,5 Для того чтобы установить на реле КРС-131 или КРС-121 заданное сопротивление срабатывания в пер- вой и второй зонах защиты, необходимо подобрать от- пайки на трансформаторах Тх и автотрансформаторах Ти. Сначала принимают на трансреакторах Тх отпайку, ближайшую меньшую из заданных уставок для первой и второй зон, т. е. ближайшую меньшую от уставки первой зоны. При этом получаются меньшие значения токов точной работы реле. Зная отпайку на Тх и, сле- довательно, величину /о, которое равно отпайке, опре- деляем необходимое число витков на автотрансформа- 71
торе Ти по формуле _ 100zc Z ’ где z — заданная уставка в омах вторичных на фазу. Для реле КРС-132 величина п определяется по такой же формуле, a Zq принимается равным 2. Пусть задано отрегулировать на дистанционной за- щите ПЗ-159 линии НО кВ следующие уставки: z\ — = 12 Ом первичных на фазу; z'2=40 Ом первичных на фазу и 2'з=60 Ом первичных на фазу; линия имеет транс- форматоры тока с пт =600/5= 120 и на подстанции уста- новлен трансформатор напряжения с пн= 110/0,1 = 1 100. Определяем вторичные значения сопротивлений сра- батывания: z’tnt 12-120 1 oi А. л. z. 1,31 Ом на фазу; 1 лн 1 100 т л zf2nT 40-120 . пс л . z,=——= -п-хл- = 4,36 Ом на фазу; 2 лн 1 100 т л Ом ва Принимаем для реле КРС-131 (5РС) и КРС-121 (4РС) отпайку на трансреакторах Тх, ближайшую мень- Лую к Zi, т. е. равную 1 (рис. 20). При этом значение Zq также будет равно /. Определяем отпайки на автотранс- форматорах Ти реле КРС-131 и КРС-121: „ - 100zo 100-1 о для первой зоны_л1=-^—2==у2р = 76,3; „ 100z0 100-1 ДЛЯ второй ЗОНЫ Па = —z==~4~36=*'i- Принимаем пь ближайшим к заданному, равным 76,5 и устанавливаем на автотрансформаторах Ти по цепи первой зоны отпайки 70\ 6\ 0,5 (рис. 19) и по цепи второй зоны отпайки; 20\ 2, 1. Определяем отпайки на автотрансформаторе Ти для реле КРС-132 (1РС, 2РС, ЗРС): ___100zo 100-2 z3 ~ 6,54 = 30,6. Принимаем п3, ближайшим к заданному, т. е. рав- ным 30,5, и устанавливаем на Ти (рис. 18) отпайки 30; 0; 0,5. 72
Значение Токов точной работы реле может быть определено опытным путем после снятия характеристик zcp=f(/p) по рис. 17 или рассчитано по формулам [Л. 1, 6, 7]. 4. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ БЛОКИРОВКИ ПРИ КАЧАНИЯХ Схема цепей оперативного постоянного тока блоки- ровки при качаниях приведена на рис. 9, назначение всех ее элементов и их работа подробно изложены вы- ше, поэтому в данном разделе рассматриваются устрой- ство и принцип действия схемы цепей переменного тока и напряжения блокировки при качаниях, на выходе ко- торой включено пусковое реле 8ПР. Рассмотрим снача- 4»^ и напряжения блокировки Рис. 21. Схема цепей переменного тока при качаниях типа КРБ-125. ла блокировки при качаниях типов КРБ-121, КРБ-123, КРБ-125, которые реагируют на появление несиммет- рии в цепях напряжения. На рис. 21 приведена схема цепей переменного тока и напряжения блокировки КРБ-125, которая исполь- зуется в защите ПЗ-159Г (табл. 1) и выпускается в на- стоящее время вместо КРБ-123 и КРБ-121. 73
Блокировка состоит из фильтра напряжения обрат- ной последовательности (ФНО-П), который включается в цепи напряжения защиты. Фильтр состоит из двух плеч: левого и правого, каждое из них имеет сопротив- ление и емкость. Сопротивление состоит из регулируе- мой (г?, Ло) и нерегулируемой (г&, г9) частей. При под- ведении к фильтру трехфазной симметричной системы напряжений Ua, Ub, Uc прямого чередования фаз (Ua к зажиму 16, Uв — к зажиму 18, Uc—к зажиму 20) на выходе фильтра (зажимы 36—32) будет небольшое на- пряжение небаланса. Регулируемые сопротивления г? и По служат для настройки фильтра на минимальный не- баланс в этом режиме. Если к такому фильтру подвести трехфазную сим- метричную систему напряжения обратного чередования фаз, для чего, например, подключить UA к зажиму 16, Uв — к зажиму 20, a Uc — к зажиму 18, то иа выходе фильтра получим величину, пропорциональную напря- жению обратной последовательности на входе фильтра. Если в нашем примере линейное напряжение Uab=' — UBc—Uca=\^ В, то на выходе фильтра (при снятой перемычке 32—34) будет напряжение 150 В. Как известно, любую несимметричную систему на- пряжений или токов можно представить как сумму со- ставляющих прямой, обратной и нулевой последова- тельностей [Л. 3]. Поэтому при любых к. з. вследствие появления несимметрии -возникает напряжение на выхо- де фильтра, даже при включении на трехфазную метал- лическую закоротку кратковременная несимметрия обусловливается неодновременностыо замыкания кон- тактов выключателя. На выход фильтра включен насыщающийся транс- форматор Tlt который ограничивает напряжение на вы- прямителе и имеет отпайки на вторичной обмотке для изменения чувствительности реле 8ПР по напряжению обратной последовательности Изменение уставки про- изводится переключателем U2. Во вторичную обмотку трансформатора Л включен выпрямитель В2, на выход которого включено пусковое реле блокировки 8ПР. Ко- лебательный контур, состоящий из дросселя Д и кон- денсатора С3, 'предназначен для исключения влияния 5-й гармоники в цепях напряжения на работу пусково- го реле 8ПР. Напряжение 5-й гармоники в сети может иметь место, и поэтому в схеме блокировки приняты 74
специальные меры для ее подавления, так как при от- сутствии такого фильтра от напряжения 5-й гармоники могло бы сработать пусковое реле при отсутствии не симметрии в основной составляющей напряжения, т. е. при отсутствии к. з. в сети. Фильтр Д, Сз снижает со- ставляющую 5-й гармоники в 4 раза. Конденсатор С$, включенный параллельно цепи реле 8ПР, обеспечивает сглаживание выпрямленного тока и улучшает режим работы поляризованного реле 8ПР. Пусковое реле 8ПР блокировки выполнено на базе поляризованного реле, чем обеспечивается его высокая чувствительность и быстродействие. Однако поляризо- ванное реле имеет низкий коэфициент возврата (при- мерно 0,4), поэтому реле 8ПР могло бы при к. з. срабо- тать, а после отключения этого к. з. остаться в срабо- танном положении от напряжения небаланса. Для повышения коэффициента - возврата последова- тельно с обмоткой реле 8ПР включено сопротивление' 8ге, которое в нормальном режиме работы защиты за- шунтировано контактом 8РПвз. Поэтому при появлении несимметрии реле 8ПР срабатывает помимо сопротив- ления 8ге, запускает схему блокировки при качаниях, после чего контакт 8РПвз размыкается (см. схему на рис- 9), и вводит в цепь обмотки сопротивление 8ге, лем понижается напряжение на обмотке реле 8ПР. Теперь уже достаточно в меньшей степени снизить напряжение на входе схемы блокировки, чтобы достичь напряжения возврата на обмотки реле. Благодаря этому удается по- лучить величину, коэффициента возврата 0,8 и выше. При некоторых видах к. з., например двухфазных к. з., на землю в отдельных режимах работы сети мо- жет оказаться, что чувствительности пуска блокировки при качаниях по напряжению обратной последователь- ности U2 недостаточно. Поэтому в схеме предусмотрена возможность повышения чувствительности реле 8ПР от тока нулевой последовательности <?/о; для этого имеется насыщающийся трансформатор То, первичная обмотка которого может включаться в нулевой провод токовых цепей, для чего перемычка ставится в положение 6—8. Вторичная обмотка, имеющая отпайки' для изменения чувствительности, включена через выпрямитель на обмотку реле 8ПР: Если трансформатор То не исполь- зуется, то перемычка устанавливается в положение 8—10. 75
В схеме блокировки предусмотрено реле напряже- ния 8РН, которое служит для осуществления быстрого возврата блокировки при качаниях при отключении к. з. в сети (рис. 9). Обмотка реле включена через замыкаю- щий контакт 8РПбе, который нормально замкнут, по- этому реле 8РН находится под напряжением, для удоб- ства эксплуатации предусмотрены: накладка Н в цепи обмотки реле 8ПР и накладки 32—34., 31—33—35. Схема цепей оперативного постоянного тока блоки- ровки аналогична схеме, рассмотренной на рис. 9, с не- большими непринципиальными отличиями, например реле 8РП6, для получения необходимого количества кон- тактов выполнена посредством двух реле, а не одного. Блокировка имеет чувствительность по напряжению обратной последовательности, устанавливаемую пере- ключателем U2, равную 2, 3, 4, б или 8 В фазных обрат- ной последовательности на входе фильтра ФНОП. Чув- ствительность по току З/о, устанавливаемую переключа- телем З/о; 1; 1,5 или 2А вторичных (/Н=5А) или 0,2; 0,3; или 0,4 А (/к=1 А). Для пуска блокировки достаточ- но кратковременное (более 0,008 с) появление на вхо- де фильтра ФНОП трехкратного напряжения уставки. Рлиаис Рис. 22. Схема цепей переменного тока и напряжения блокировки при качаниях типа КРБ-123. На рис. 22 приведена схема цепей переменного тока и напряжения блокировки при качаниях КРБ-123 (ис- пользуется в защите ПЗ-159Б), которая имеет некото- рые отличия от блокировки КРБ-125. Сопротивления г? и Ге имеют регулируемую и нерегулируемую части, по- этому сопротивления г9 и гю отсутствуют. Трансформ а- 76
тор Ti выполнен не насыщающимся, а стабилизирую- щим, он также ограничивает величину напряжения на выпрямителях, фильтр 5-й гармоники Сз, Д включен па- раллельно выпрямителям, конденсатор С5 предназна- чен для снижения влияния высших гармоник после ста- билизирующего трансформатора 7\. Трансформатор То выполнен насыщающимся и имеет регулирование уставки путем изменения отпаек в пер- вичной обмотке; Блокировка КРБ-121, применяющаяся в защите ПЗ-157, имеет схему, аналогичную рис. 22, но в ней отсутствует фильтр Сз, Д. Чувствительность блокировок КРБ-121 и КРБ-123 по напряжению обратной последовательности равна 2, 3 и 4 В фазных на входе фильтра ФНОП, чувствитель- ность по току З/о такая же, как и у блокировки КРБ-125. Блокировки при качаниях КРБ-126, КРБ-124 и КРБ-122 реагируют на. появление несимметрии в цепях тока. На рис. 23 приведена схема цепей переменного то- ка и напряжения блокировки при качаниях КРБ-126, Рис. 23. Схема цепей переменного тока и напряжения блокировки при качаниях типа КРБ-126. используемой в защите ПЗ-159В. В цепи вторичных об- моток трансформаторов тока с воздушным зазором и Тг (трансреакторов) включен фильтр тока обратной последовательности (ФТОП). На выход фильтра вклю- чен насыщающийся трансформатор Т3, на первичной обмотке которого предусмотрены отпайки для регулиро- .77
вания чувствительности блокировки по току обратной последовательности переключателем Д. Контур Ди Ci представляет собой фильтр, через ко- ' торый замыкаются токи 5-й гармоники. В цепь вторич- ной обмотки трансформатора Ts через выпрямитель включена рабочая обмотка пускового реле блокировки 8ПР. Контур Дг, С2 образует фильтр 2-й гармоники, ко- торый сглаживает напряжение после выпрямителя Ви В блокировке КРБ-126, как и в. рассмотренных ра- нее, приняты меры для повышения коэффициента воз- врата реле 8ПР, для чего рабочая обмотка реле 8ПР после пуска блокировки шунтируется сопротивлением Г12 при замыкании контакта 8РПви Благодаря этому часть тока рабочей обмотки реле проходит по сопротив- лению г12, и поэтому для возврата реле 8ПР требуется снизить ток в цепи трансформаторов тока на меньшую величину. При качаниях в сети могут иметь место большие значения токов, поэтому появляется опасность пуска блокировки во время качаний из-за срабатывания пус- -кового реле 8ПР вследствие токов небаланса в фильтре ФТОП. Для исключения этого у реле 8ПР предусмотре- на тормозная обмотка, которая через выпрямитель Вг , включена во вторичную цепь трансформатора Т4. Тор- мозная обмотка включена встречно с рабочей. Коэффи- циент торможения может изменяться переключением числа витков переключателем /гт- Конденсатор С3 сгла- живает напряжение после выпрямителя В2. Параллель- но тормозной. обмотке реле 8ПР имеет сопротивление . Гц, которое включается контактом 8РПвь ’при пуске бло- кировки и шунтирует' тормозную обмотку реле 8ПР, снижая этим тормозной ток в реле. Это необходимо, чтобы реле 8ПР не возвращалось в первоначальное по- ложение от тормозного тока, проходящего по фазе А, в тот момент, когда будет зашунтирована рабочая об- мотка реле 8ПР сопротивлением г12. Если чувствитель- ность блокировки по току обратной последовательности недостаточна, предусмотрено увеличение чувствитель- ности от тока ЗД, что выполнено так же, как и в блоки- ровках КРБ-121 — КРБ-125. Для удобства эксплуатации предусмотрены наклад- ки Ht—Ни При использовании торможения (установле- на накладка 6—8) величина расчетного тока срабаты- вания реле 8ПР Дср определяется величиной тормозного 76
тока /т, проходящего через трансформатор Л, коэффи- циентом торможения kt и уставкой /густ на трансформа- торе Т3 и может быть подсчитано по выражению г ____г I_______^т^густ__ г * 2Ср-1 2УСТ Т 1ПЛ / 1UV / густ, мкн где /густ.мип — значение тока срабатывания реле 8ПР при минимальной уставке по Л, равное 0,5 А (для /н= = 5 А) и 0,1 А (для /н=1 А). Чувствительность блокировки КРБ-126 по току /г составляет 0,5; 0,75; 1,0 А фазных обратной последова- тельности на входе фильтра ФТОП (для /н=5 А) и 0,1; 0,15; 0,2 А (для /н= 1 А). Чувствительность по току З/о равна: 1,5; 3; 6 А (для /н = 5 А) и 0,3; 0,6; 1,2 А (для /н=1 А). Коэффициент торможения k? составляет 4; 7 или 11% при минимальной уставке по /г. При увеличе- нии уставки величина торможения пропорционально увеличивается, что учитывается в приведенном выраже- нии отношением /густ/Луст-мив- • На рис. 24 дана схема блокировки КРБ-124. Транс- форматоры тока ТФП и ТА и сопротивление п составля- Рис. 24. Схема цепей переменного тока и напряжения блокировки при качаниях типа КРБ-124. ют фильтр тока обратной последовательности [Л. 3]. На . выход ФТОП через насыщающийся трансформатор и выпрямитель Bi включена рабочая обмотка реле 8ПР. Тормозная обмотка реле 8ПР включена на выход транс- форматора Tt. Параллельно тормозной обмотке включен 79
контур Дзл С4, что улучшает форму кривой тока. Увели- чение чувствительности от тока З/о производится от трансформатора То. Регулирование уставок производится в цепях первичных обмоток трансформаторов накладка- ми /2, kv, 3Iq. Если торможение не используется, то уста- навливается перемычка 27—29., Назначение остальных элементов блокировки аналогично блокировке КРБ-126. Блокировка КРБ-122 имеет схему, аналогичную схеме блокировки КРБ-124, но со следующими отличиями: в цепи рабочей обмотки реле 8ПР отсутствует дроссель Дг, в цепи тормозной обмотки реле 8ПР отсутствует кон- тур Дз, С4 и контакт 8РПв?у, поэтому шунтирование тор- мозной обмотки не производится, что является недостат- ком блокировки КРБ-122. При использовании. торможения расчетный ток сра- батывания реле 8ПР для блокировок КРБ-124 и КРБ-122 определяется но тому же выражению, как и для блоки- ровки КРБ-126. Блокировки КРБ-124 и КРБ-122 имеют такую же чувствительность по току /2, как и блокировка КРБ-126. Чувствительность по току З/о равна 1; 1,5; 2А (для /Н=5А) и 0,2; 0,3; 0,4А (для /Н=1А). Коэффициент торможения составляет 5; 7,5 или 10% при минимальной уставке по току /2. 5. НАЛАДКА И ПРОВЕРКА ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ Z Дистанционные защиты, как все устройства релейной защиты и автоматики, в.условиях эксплуатации должны периодически проверяться в объеме, необходимом для поддержания их исправного состояния. Виды, периодич- ность и объем эксплуатационных проверок устанавливают- ся соответствующими инструкциями, действующими в энергосистеме. Так, различают следующие основные виды эксплуатационных проверок: проверки при новом включении; полные плановые проверки; частичные пла- новые проверки; дополнительные проверки. Наиболее полный объем имеют проверки при новом включении, когда производится наладка и регулировка всех параметров и характеристик отдельных реле и все- го устройства в целом. Полная плановая проверка име- ет меньший объем, который в то же время позволяет оценить исправность всего устройства и соответствие его механических и электрических характеристик заданным. 80
Еще меньший объем имеет частичная плановая провер* ка, во время которой производится осмотр аппаратуры, проверяется состояние изоляции и выполняется опробо- вание действия устройства. В данной'брошюре приведена программа наладки и проверки дистанционной защиты в объеме проверки при новом включении. При этом рассматривается только про- верка самой панели защиты, т. е. не рассматривается •проверка трансформаторов тока, напряжения, цепей сиг- нализации и др. Дистанционная защита для проверки должна быть выведена из работы, если она находилась до этого в экс- плуатации. Вывод защиты из работы оформляется спе- циальной заявкой в установленном в энергосистеме по- рядке. В том случае, если заявка на вывод защиты из работы разрешена, то ее вывод осуществляется опера- тивным (дежурным персоналом), который после этого допускает персонал службы защиты и автоматики к ра- боте на панели защиты. При допуске к работе должны приниматься соответствующие меры как в части безо- пасности работы ’проверяющего персонала, так и в части обеспечения надежности действия остающихся в работе устройств защиты и автоматики, например должны быть приняты меры против ошибочного отключения оборудо- вания от находящихся в работе устройств релейной за- щиты и автоматики и т. п. Проверка защиты должна производиться специально подготовленным и обученным персоналом, имеющим специальный допуск (или разрешение) на са- мостоятельную проверку защиты. Объем и последова- тельность проверки уставок и характеристик защиты оп- ределяется действующими инструкциями [Л. 5, 6]. СХЕМА ПРОВЕРКИ ЗАЩИТЫ Для проверки электрических характеристик отдель- ных реле и защиты в целом необходимо иметь провероч- ное устройство, которое позволяло бы подавать на защи- ту трехфазную систему напряжений 100—НО В и одно- фазный ток с возможностью плавного изменения фазы между током и системой напряжений. В эксплуатации применяются различные проверочные устройства, в том числе и выпускаемые заводом устрой- ства для проверки защит УПЗ-2. Одна из возможных схем проверки защиты приведена на рис. 25. Электри- S—1412 81
ческое чередование напряжений Ui, U& U2 должно соот- ветствовать обозначению их индексов. Вольтметр Vi по- казывает напряжение «поврежденных» фаз, величина ли- нейного напряжения Ut—U2 может регулироваться потенциометрами п и г2. При проверке реле 4РС напря- жение между каждой «поврежденной» фазой и «неповре- Рис. 25. Схема для проверки электрических характеристик ди- станционной защиты. ФР — фазорегулятор; ИЛ — неоновая лампа; г9 — эквивалентное сопротив- ление; Ф — прибор для измерения угла (фаэовольтметр. фазометр н т. п.): Pi—Pt — рубильники; и, ra, г3, гъ — потенциометры; г — сопротивление на максимальный ток: г< — сопротивление на ток катушки отключения: АТ — автотрансформатор; Т - - нагрузочный трансформатор: ТТ — трансформатор тока; fi, Vj, — вольтметры; А — амперметр; С — секундомер. 82
о Таблица 2 Присоединение схемы, к панели защиты Имитируется к. э. между фазами Проверяются реле или устройство А — в в- -с с- А цепи V цепи I цепи U цепи 1 цепи U цепи 1 1РС(А — В); 2РС(В — С) ЗРС (С — Л); 5РС(С — А) с: с: М м 1 1 с: с: CD 5k Со" 5?* оэ и & £ 1 t S' S' М** в**4 1 1 Г?" to" с: с: 1 i г? ь о » •*** 1 1 ь" о" С/8->С/с <7.->*7д 4РС А~» 7д и9-*ив Л-7е с/, с/с 7> 7С t/2 —» UB 7а 7е ил->ис 7,->7с С/а-С/д 7з-*7л и,-*ис и>-иА Настройка ФНОП на минимум не- баланса (рис. 21, 22) 'и^иА — ut^uB — и9-^ис — Чувствительность блокировки БК (рис. 21, 22) По По <?/в: 7, - 7Ь (001) По U2: v,-*uB — По Ua‘. и^ис — с/г->с/в h-*!o(004) иг-*ис и^ил (7в.и Uc UС и U А иАИив объединить перемычкой объединить перемычкой объединить перемычкой
co 4* • Проверяются реле или устройство А~ цепи U Чувствительность блокировки БК (рис. 23, 24) Реле 8PH (рнс. 21—24) Блокировка БН (рис. 7) с: с: с: с: N * — М * ИМ 1 с: с: с: с: ® Ъ Со ъ Блокировка БН (рис. 8) U,-U. по 3 ил: SUe(52) U2-> Ыь(62)
Продолжение табл. 2 Имитируется к. з. между фазами -В в-с С—А цепи I цепи U цепи I цепи U цепч / По /2: /,-/д ^2 “* 1В по 3 /с: /, - /0 (001) /»-*/. (004) — По /г: Л “* ^в 7а -* /с По /2: /> -* /с /2 -* fA — — ~~~ — /,-> /0 (001) /г-> /о (004) t t S' — а°а- 1 t S' s * <5 - с: М ** 1 1 ” со t t S' S'
жденной» фазой должно быть одинаковым, для его опре- деления используют вольтметр 14. Неоновая лампа НЛ включается проводами в, г на контакты проверяемых реле и помещается рядом с вольтметром Vi. Рубильник предназначен для имитации аварийных режимов при проверке защиты в полной схеме [Л. 1], при настройке же характеристик отдельных реле он дол- жен быть замкнут Величина тока регулируется автотрансформатором АТ, для получения тока может-быть использован реостат, тогда не потребуется трансформатор Т. При проверке защиты в полной схеме необходимо выполнить самоудер- живание выходного реле защиты от его последователь- ной обмотки. Для этого предусмотрено сопротивление вместо цепи КО выключателя (зажим 117), включение этого сопротивления удобно производить рубильником Ръ Эквивалентные сопротивления гэ должны быть равны сопротивлению фазы кабеля от трансформатора напря- жения до панели защиты. Присоединение схемы к панели защиты при имита- ции различных видов к. з. производится в соответствии с табл. 2. ОБЪЕМ ПРОВЕРКИ ЗАЩИТЫ * Проверка дистанционной защиты включает в себя: 1. Внешний осмотр панели и проверку механической части аппаратуры. 2. Предварительную проверку изоляции пайели. 3. Проверку аппаратуры постоянного тока. 4. Проверку пусковых органов блокировки при кача- ниях. 5. Проверку блокировки при повреждениях в цепях напряжения. 6. Проверку реле сопротивления. 7. Комплексную проверку защиты от постороннего ис- точника и испытание изоляции панели защиты. 8. Проверку защиты рабочим током и напряжением. Перед проверкой защиты от панели должны быть отключены >все цепи постоянного и переменного тока, цепи связей панели с другими устройствами: цепи от- ключения, ускорения, запуска УРОВ и др. Внешний осмотр и проверка механической части аппа- ратуры. Производят тщательный осмотр всей аппаратуры 85
панели, сначала внешний, а затем внутренний. При этом проверяют отсутствие механических повреждений, аппа- ратуры и монтажа, качество уплотнений, надежность контактных и крепежных соединений. Выполняют меха- ническую регулировку всех реле в соответствии с дейст- вующими инструкциями. Контактные системы поляризо- ванных реле и реле сопротивления регулируют непосред- ственно перед снятием электрических характеристик этих реле. Предварительную проверку изоляции панели защиты производят мегомметром 1 000 В. Измеряют сопротивле- ние изоляции цепей переменного напряжения и тока, по- стоянного оперативного тока, цепей отключения и ’сигна- лизации относительно корпуса панели и между собой, сопротивление изоляции должно быть не ниже 10 МОм. Проверка аппаратуры постоянного тока. С помощью моста постоянного тока определяют величины всех сопротивлений, емкости искрогасительных контуров про- веряют на сохринение заряда путем включения на них номинального напряжения с последующей их разрядкой. Проверяют напряжение срабатывания и возврата (вме-. сте с последовательными обмотками промежуточных и сигнальных реле) всех реле постоянного тока. Напряже- ние срабатывания должно быть в пределах 50—70% Un, а напряжение возврата не менее 10% Проверяют согласованность включения последова- тельных (при 1,1—1,2 /н) и параллельных обмоток реле 17РПп и 10РПе путем снижения напряжения на парал- лельной обмотке до нуля. Реле при этом не должно воз- вращаться. Проверяют и регулируют на всех реле задан- ные выдержки времени. Проверку пусковых органов блокировки при качаниях выполняют после установки переключателей Uz(h) и З/о в заданное положение в следующей последовательности. Проверяют и настраивают на минимальный небаланс фильтры напряжения (ФНОП) или тока (ФТОП) обрат- ной последовательности. Проверяют параметры сраба- тывания и возврата пускового поляризованного реле блокировки 8ПР- по схеме двухфазного к. з. (табл. 2). Возврат определяют отдельно для реле и для работы реле в схеме блокировки. Для блокировок с фильтром ФТОП дополнительно проверяют параметры срабатыва- ния и возврата по схеме фаза — нуль, т. е. при подведе- нии токов /до, /во, /со- Проверяют коэффициент торможе- 86
ния, при этом определяют зависимость тока срабатыва- ния реле блокировки (при питании В— С) от тока в тор- мозной обмотке — первичном обмотке трансформатора Л (рис. 23) или Л (рис. 24). Проверяют пуск по току нулевой последовательности^ если такой используется. В блокировках КРБ-121 — КРБ-125 (по рис. 21, 22) проверку выполняют при ^2=0,5 U2cr> и токе З/о, соответствующем срабаты- ванию реле (при этом должно быть подтянуто реле 8РПв). В блокировках КРБ-122—КРБ-126 проверяют чувстви- тельность пуска при измерении тока срабатывания пус- кового реле при однофазном питании В—О (реле 8РПв подтянуто). Определяют значения 12 и З/о- Для обоих типов блокировок расчетная кратность тока в реле, опре- деленная по заводским характеристикам, должна быть около 0,8—1,2. Проверяют максимальное напряжение на выпрямителях блокировки при качаниях, которое не дол- жно превышать 100 В. Проверку производят при под- ведении к фильтрам максимального напряжения (тока), если используется пуск пр току З/о, то для блокировок КРБ-121 — КРБ-125 подают одновременно максимальное напряжение и ток З/о, а для блокировок -КРБ-122—* КРБ-126—максимальный ток однофазного к. з. Проверяют правильность настройки частотных фильт- ров путем подачи на последовательно включенные эле- менты фильтра переменного напряжения промышленной частоты 10—30 В. При этом, если фильтр настроен пра- вильно, напряжение на конденсаторе должно быть в 25 раз больше, чем на дросселе для фильтра 5-й гармоники, и в 4 раза больше для фильтра 2-й гармоники. Проверя- ют реле напряжения 8РН, если оно используется в соот- ветствии с инструкцией по наладке и проверке реле на- пряжения. Проверка блокировки при повреждениях в цепях на- пряжения. В блокировке КРБ-11 выполняют следующее. Проверяют напряжение срабатывания и возврата реле 17РН при питании А—0, В—0, С—0, при уставке 9 В по шкале напряжение срабатывания на входе панели рав- но примерно 5 В при полностью собранных цепях напря- жения на панели защиты. Проверяют отсутствие вибра- ции до напряжения фаза — нуль, равного 65 В. Проверя- ют -величину напряжения небаланса на реле 17РН при подаче на панель напряжения от трансформатора напря- 87
жения, ойо не должно превышать 1 В. Проверяют и на- страивают токовое реле 17РТ0. ' В блокировке КРБ-12 выполняют следующее. Проверяют идентичность ветвей фильтра напряжения нулевой последовательности, для чего измеряют ток не- баланса в обмотке поляризованного реле при подведе- Рис. 26. Схема проверки правиль- ности включения обмотки w4 и величины сопротивления 23 г} трансформатора 23Т6 блокировки КРБ-12. нии нормального на- пряжения от трансфор- матора напряжения, ток небаланса не дол- жен превышать 15— 20% тока- возврата ре- ле. Проверяют пра- вильность включения обмотки Wi и величи- ну сопротивления 23п по схеме рис. 26. К по- тенциометру г (не бо- лее 150—200 Ом) под- водят напряжение 150—180 В, движок по- тенциометра устанав- ливают в положение, при котором ток в обмотке реле равен нулю. Если отношение Ua к U2 равно трем (с точ- ностью 2—3%), то сопротивление 23/4 подобрано пра- вильно.' Подстройку при необходимости выполняют со- противлением 23г 1 (см. рис. 8). Проверяют поляризованное реле в соответствии с ин- струкцией. Ток срабатывания должен быть в пределах 0,7—1,2 мА, коэффициент возврата не менее 0,4. Ток сра- батывания и ток возврата реле проверяют при поочеред- ной подаче напряжения по схеме фаза — нуль при соб- ранных цепях напряжения панели, при этом замеряют напряжения на входе панели и токи в реле. Проверяют чувствительность блокировок КРБ-11 и КРБ-12 при повреждениях в цепях напряжения и пра- вильность включения цепей блокировки КРБ-12. Проверка реле сопротивления. Проверку электриче- ских характеристик реле сопротивления производят пос- ле настройки и проверки механической части реле, вклю- чающей, кроме внешнего и внутреннего осмотра, провер- ку состояния подвижной системы реле и регулировку его контактной системы. Проверка реле сопротивления подробно рассмотрена в [Л. 1}, здесь же приведен объем 88
проверки и те особенности, которые касаются проверки реле 4РС. Проверка и регулировка электрических ха- рактеристик реле сопротивления включает в себя: а) ‘проверку автотрансформатора напряжения Ти; •б) проверку трансреактора Тх; в) проверку отсутствия самоходов; г) настройку сопротивления срабатывания; д) снятие характеристики сопротивления срабатыва- ния zcP=f(<p); е) снятие зависимости сопротивления срабатывания от тока, 2ср—/(/); *ж) определение угловой характеристик реле сопро- тивления как органа направления мощности. При проверке автотрансформатора Ти определяют ток холостого хода и измеряют напряжения на всех отпай- ках. При проверке трансреактора Тх определяют напря- жение на вторичной обмотке при подаче тока в каждую первичную обмотку поочередно и одновременно на от- пайке 2. На реле сопротивления устанавливают заданные уставки и производят устранение самохода от тока на реле 1РС—ЗРС, 5РС. Величина тока должна быть равна току трехфазного к. з. по защищаемой линии при к. з. на шинах подстанции, на которой установлена за- щита. При этом цепи напряжения закорачивают в точ- ках Ui, U2, U3 (рис. 25), а якорь реле 17РПп (16РПп) должен быть подтянут. .Устранение самохода у реле 4РС выполняют следую- щим образом. Устанавливают закоротку между зажима- ми t/2 и U3 (рис. 25), провод Ui подключают к фазе А, провод U2 — к фазе В, провод U3—к фазе С панели (через сопротивление г8). При напряжении Ut—U& равном 100 В (напряжение U3 отключено) устраняют самоход на реле от обмотки Wi (рис. 6), провод Ui под- ключают к фазе С панели, провод U2 оставляют на фазе В, провод U3 переключают на фазу А. При напряжении Ui—U2, равном 100 В, проверяют отсутствие самохода от обмотки w2. При наличии самохода его устранение производят подключением по частям сопротивления 4ri0 с одной стороны обмотки wi, а если самоход усиливает- ся, то сопротивление включают с другой стороны обмот- ки W1. После устранения самохода на реле 4РС, выравнива- ют углы сопротивления цепей обмоток Wi и w$. Для этого 89
напряжение Ui—£/2, равное 100 В, подводят соответст- венно к фазам А и В, а между точками [Д и t/з ставят перемычку. В результате этого к цепям обеих обмоток реле подводят одно напряжение, равное 100 В. Измене- нием сопротивления 4г6 устраняют момент на реле (при отпущенной противодействующей пружине и подтянутом якоре реле 17РПп). Режим работы реле 4РС в этот мо- мент соответствует случаю к. з. на фазах С и Л в точке К2 (рис. 15), т. е. если токи в каждой обмотке сдвинуты на одинаковый угол относительно напряжения, то угол между ними будет равен нулю и на реле момент будет равен нулю. На всех реле сопротивления устанавливают нормаль- ный угол затяжки противодействующей дружины 25—30° и производят настройку сопротивления срабатывания реле при заданном угле между током и напряжением. Включение схемы на рис. 25 к панели выполняют nd ’ табл. 2. Сопротивление срабатывания определяют по . формуле Zcp= U}21, где U и 1 — напряжение и ток, определенные в момент • срабатывания реле по вольтметру и амперметру А. При настройке уставок первой зоны якорь реле 17РПп должен быть подтянут, а при настройке уставок второй зоны — в отпавшем положении. Для реле -4 PC определяют сопротивление срабатывания для к. з. на фа* зах А и В (регулировку выполняют на 4Tut) и на фазах В и С (регулировка на 4Tuz). Для к. з. на фазах С и А проверяют величину сопротивления срабатывания, если обмотки Wi и w2 (см. рис. 6, 14) имеют одинаковые углы полных сопротивлений, то и уставка для к. з. на фазах С и А будет такая же, как и для к. з. на двух других фазах. Характеристику сопротивления срабатывания реле 2ср=Ц(р) (или угловую характеристику) снимают при • токе, равном току настройки уставки реле 5—10 А для углов от 0 до 120° (150°) через 30° для каждой зоны. По полученным данным определяют zcp=t//2/=f (q)), ' строят характеристику реле (рис. 16) и определяют угол максимальной чувствительности. Угловую характеристи- ку реле 4РС снимают для трех видов двухфазного к. з. Зависимость сопротивления срабатывания от тока 2,cp=f(0 снимают при неизменном угле между током и 90 .
йайряжением, равном угЛу, при котором производилась - настройка реле сопротивления для всех зон. Построив -кривую zcp=f(I), определяют действительное значение тока точной работы реле. Определение угловой характеристики реле как орга- на направления мощности выполняют для всех реле со- противления при новом включении при номинальном на- пряжении и токе (для первой и второй зон). Для снятия характеристики устанавливают перемычки 8—10 в поло- жение 10—12 на реле 1РС, 2РС, ЗРС, 5РС и 4—6 и 12— 14 соответственно в положения 6—8 и 14—16 на реле 4PC. После снятия характеристики перемычки восста- навливают, определяют линию, изменения знака момента и угол, максимальной чувствительности реле, который должен быть близок к углу максимальной чувствитель- ности реле сопротивления. Комплексная проверка защиты от постороннего источ- ника. Устанавливают в заданное положение все режим- ные перемычки. Замыканием контактов пусковых и ди-' станционных органов и блокировок от руки проверяют правильность взаимодействия всех элементов защиты в соответствии с принципиальной схемой при напряже- нии оперативного постоянного тока, равного 0,8 t/H- Испы- тание изоляции всех цепей защиты по отношению к кор- пусу панели производят в установленном порядке пере- менным напряжением 1 000 В в течение 1 мин согласно [Л. 6]. При номинальном напряжении оперативного постоян- ного тока выполняется имитация различных режимов работы защиты. Во-первых, снимается характеристика времени срабатывания защиты для значений г, равных 0; 0,5zi; 0,9zi; 1,1Zi; 0,9z2; 1,1 z2; 0,9z3; 1,1 z3 при тех же токах и угле между током и напряжением, что и на- стройка сопротивления срабатывания пусковых и дистан- ционных органов. Полностью собирается схема проверки защиты (рис. 25). Сначала регулируют величину тока при включенных рубильниках Р3 и и отключенном рубильнике Р2. За- меряют фазу тока (рубильник Р5 включается влево), от- ключают рубильник Р2 и включают рубильники Р2 и Pi, движками сопротивлений и и г2 регулируют величину Ui—U2, которую подсчитывают для каждого значения г, как U=21z. Замеряют и регулируют необходимое значе- ние угла напряжения относительно тока (рубильник Р5 91
включают вправо). Отключают рубильник и включа- ют Р3. При этс.м на защите должно сохраняться симмет- ричное напряжение Ui—U2—U3, близкое к номинальному и обеспечивающее возвратблокировки при качаниях, вы- полненной по напряжению. Включают рубильник Pt и на защите создают «аварийный режим», соответствую- щий заданным значениям»тока, напряжения и угла меж- ду ними. Одновременно запускают от рубильника Pt се- кундомер для замера времени срабатывания защиты. Останов секундомера осуществляют выходным реле за- щиты, которое самоудерживается через, сопротивление ft (до отключения рубильника Pt). Характеристику t=f(z) снимают для к. з. на фазах АВ, ВС и СА при исключенном реле 5РС для всех зна- чений и затем для к. з. на фазах СА при исключенном реле 4РС для значений г: 0; 0,521/ 0,921/ 1,121/ 0,9г2 и 1,122. При 2, равном 1,121 и 1,122, производят регулиров- ку выдержки времени второй и третьей ступеней защиты. При 2=0 выполняют сначала имитацию двухфазных к. з. вне зоны действия защиты, т. е. за шинами своей под- станции, при токе, равном 150% максимального тока, проходящего через защиту при трехфазном к. з. на ши- нах подстанции, от которых отходит защищаемая линия. Для этого при включенном рубильнике Pt движками со- противлений и и г2 устанавливают напряжение Ui—U2, равное нулю, при этом, если -нужно, провода Ui и U2 пересоединяют от движков на верхние выводы и г2. Напряжение U3 должно быть равно нормальному фазно- му напряжению. Угол между токьм и напряжением устанавливают равным 180°+<р, где <р — угол, при котором выполнялась настройка уставок реле. Устанавливают необходимую ве- личину тока, включают рубильник Pt, чем в две «по- врежденные» фазы защиты подают ток, а напряжение на тех же фазах одновременно снижают до нуля. Имита- цию выполняют для трех сочетаний фаз АВ, ВС и СА. Ни одно реле сопротивления защиты не должно замы- кать контакты. Повторяют! аналогичную имитацию, но с углом между током и напряжением, равным ср, при токе настройки за- щиты в первой зоне, т. е. для случая двухфазного к. з. с 2=0 в защищаемой зоне. Все реле сопротивления за- щиты должны замыкать свои контакты на все время имитации к. з. Этими испытаниями проверяют правиль- 92
ность подбора и включения Сопротивлений г* 6 реЛё 1РС-^ЗРС и 5РС. . Проверяют действие защиты от реле 5РС «по памя- ти» (реле 4РС исключено) при z=0 в зоне действия для' сочетания СИ с углом между током и напряжением, равным ф, для токов от тока настройки до минимальных значений токов трехфазных к. з. у шин на защищаемой линии. В схеме проверки по сравнению с предыдущим случаем двухфазного к. з. в зоне дополнительно регули- , руют напряжение U2—U3, равное нулю (по вольтметру * V2), при включенном рубильнике Pt. После включения рубильника Pt реле 5РС должно кратковременно замыкать контакт, после чего срабаты- вает выходное реле защиты и удерживается через сопро- тивление rt (рис. 25). При этом испытании блокировка при качаниях должна запускаться при включении ру- бильника Pt. Если в защите ускоряеуся третья зона, то действие «по памяти» проверяется и для реле 1РС— ЗРС. Далее устанавливают ток, равный 150%‘ тока трех- фазного к. з., проходящего через защиту при к. з. на ши- . нах своей подстанции, угол, равный 180°4-<р, и имитируют к. з. за шинами подстанции при z=0. Имитацию выпол- няют для к. з. на фазах АВ, ВС и СА. Реле 1РС—ЗРС и 5РС не должны срабатывать. Этим проверяют отстрой--^, ку защиты от влияния цепей тока на цепи напряжения. При этой проверке может сработать реле 4РС из-за сдвига э. д. с. трансреакторов, такая имитация для реле 4РС не является реальной (по току — двухфазное к. з., а по напряжению трехфазное),, поэтому срабатывание реле 4РС не должно приниматься во внимание. Отключают рубильник Р3 и повторяют предыдущую имитацию трехфазногр к. з. за шинами своей подстанции, но без тока. Этим выявляют правильность прохождения переходных электрических процессов в контурах обмоток реле сопротивления. Ни одно реле сопротивления не дол- жно кратковременно срабатывать. Измеряют потребление в цепях тока и напряжения при номинальном токе и напряжении 100 В [Л. 6]. Схему проверки отсоединяют от защиты, на защиту подается оперативный постоянный ток, защиту включают «на сигнал», подсоединяют все внешние цепи защиты (отключения, сигнализации, связи с АПВ и т. д.). Замы- канием контактов соответствующих реле проверяют 93
работу сигнализации, цепей ускорения, взаимодействия с УРОВ и другими устройствами. Защиту включают «на отключение» и производят опробование ее действия на отключение выключателя с подхватом от АПВ. а) б) Рис. 27. Проверка правильности включения реле сопротивления ра- бочим током и напряжением. а — направление а> гиеной и реактивной мощности от шли в линию; б — на- правление активной и реактивной мощности к шинам; 1 — линия изменения знака момента; 2— линия максимальной чувствительности. Проверка защиты рабочим током и напряжением. Эта проверка включает [Л. 6J: проверку исправности и пра- вильности включения цепей напряжения; проверку ис- правности и правильности включения цепей тока со сня- тием векторных диаграмм [Л. 8]; проверку правильности включения реле сопротивления [Л. 1], проверку правиль- ности включения блокировки КРБ-12; проверку чувстви- тельности блокировок КРБ-12 и КРБ-11 и замер неба- лансов в блокировках; замер небалансов в блокировках при качаниях {Л. 6}. Если при проверке защиты от постороннего источника была установлена однозначность включения всех реле сопротивления, то проверяют правильность включения 94
одного любого реле сопротивления, например реле 1РС. / включенного на напряжения и токи фаз А и В. Для это- го у реле 1РС перемычку 10—8 устанавливают в поло- . жение 10—12, в результате чего реле сопротивления пре- . вращают в реле направления мощности, угол макси- мальной чувствительности которого (рис. 27) близок к углу максимальной чувствительности реле сопротивле- ния. Проверка выполняется в соответствии с {Л. 9]. Так, при направлении активной и реактивной мощности от шин (рис. 27,а) реле должно замыкать контакты, при .направлении активной и реактивной мощности на шины '(рис. 27,6) на реле должен усиливаться удерживающий момент, так как к моменту противодействующей пружи- ну добавляется электрический момент от мощности на- грузки линии. По окончании проверки устанавливают церемычку в нормальное положение (10—8) и проверя- ет нал'ичие большого момента на заклинивание реле. . < * На всех реле сопротивления измеряют высокоомным вольтметром (типа тестера) распределение напряжений . ~на элементах-всех обмоток реле при подведении'к пане- ли напряжений всех трех фаз и отключенном токе. Вос- - станавливают цепи тока защиты, фиксируют величины напряжений на зажимах панели и уставки реле сопро- тивления. Проверяют правильность включения блокировки КРБ-12 при имитации однофазного к. з. исключением одной и той же фазы трансформатора напряжения в це- .пях звезды и разомкнутого треугольника. При правиль- ном включении обмоток блокировки ток небаланса в реле 23РН6 не изменяется. Проверяют чувствительность блокировок КРБ-11 и КРБ-12 поочередным отключением фаз напряжения в це- пях звезды. При этом реле должно срабатывать и крат- ность тока (в реле 23РН6 блокировки КРБ-12) или напряжения (на реле Г7РН в блокировке КРБ-11) отно- сительно уставки срабатывания должна быть не менее 5—6. По окончании, проверки замеряют ток небаланса (в реле 23РН6) или напряжение небаланса (на реле 17РН) и сравнивают с величинами возврата этих реле. Измеряют ток небаланса в обмотке поляризованного реле 8ПР блокировки при качаниях и сравнивают его с током возврата реле с учетом величины тока нагрузки (для блокировки с фильтром ФТОП). На элементах фильтра ФНОП замеряют распределение напряжения, 95
вновь замеряют напряжения на зажимах панели и токи в фазах, замеряют величины небалансов в нулевом про- воде и в цепи разомкнутого треугольника. Проверяют наличие заклинивающего момента на всех реле сопротивления, осматривают положение контактов реле блокировок, устанавливают кожухи на реле и плом- бируют их. Производят запись в журнале о готовности защиты к включению и сдают ее дежурному персоналу. ЛИТЕРАТУРА 1. Савостьянов А. И. Реле сопротивления КРС-131, КРС-132. М., «Энергия», 1969. 2. Елфимов В. М. Векторные диаграммы в релейной защите. М., «Энергия», 1967. 3. Коковин В. Е. Фильтры симметричных составляющих в ре; лейной защите. М., «Энергия», 1968. 4. Руководящие указания по релейной защите. Дистанционная защита линии 35—330 кв. Вып. 7. М., «Энергия», 1966. 5. Гаевенко Ю. А. Руководящие указ! ния по наладке, проверке и эксплуатации дистанционной защиты ПЗ-157. М., Госэнергоиздат, 1957. 6. Кузнецов Ф. Д., Кудрявцев А. А. Инструкция по наладке, проверке и эксплуатации дистанционных защит ПЗ-158 и ПЗ-159. Энергонот ОРГРЭС. М., 1971. 7. Справочник по релейной защите. Под ред. М. А. Берко- вича. М., Госэнергоиздат, 1963. . 8. Вавин В. И.,* Голубев М. Л., Савостьянов А. И. Общая ин- струкция по проверке устройств релейной защиты, электроавтома- тики и вторичных цепей. М., Госэнергоиздат, 1961. 9. Инструкция по проверке правильности включения реле на- правления мощности. М., «Энергия», 1966.
СОДЕРЖАНИЕ' Предисловие................................... 3 1. Назначение и область применения дистанцион- ных защит .................................... 4 2. Схема защиты................................22 3. Пусковые и дистанционные органы . *. . 65 ' 4. Устройство и принцип действия блокировки при качаниях.................................73 5. Наладка и проверка дистанционной' защиты '. Литература . . . . ’ . . . X g
Цена 18 кеп.
им на ttifPir fit^ет.пи»ос1м1