/
Author: Дорохин Е.Г. Дорохина Т.Н.
Tags: электротехника электроэнергетика электричество автоматика релейная защита техническое обслуживание практическое пособие
ISBN: 5-7221-0688-7
Year: 2006
Text
Е. Г ДОРОХИН, Т. Н. ДОРОХИНА
ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
И АВТОМАТИКИ
Техническое обслуживание
устройств релейной защиты
Практическое пособие
КРАСНОДАР
"СОВЕТСКАЯ КУБАНЬ"
2006
УДК 621.316.925
ББК 31.27-05
Д69
Дорохин Е. Г.
Д69 Основы эксплуатации релейной защиты и
автоматики. Техническое обслуживание устройств
релейной защиты: практ. пособие / Е. Г. Дорохин,
Т. Н. Дорохина. — Краснодар: Совет. Кубань, 2006. —
448 с: ил.
ISBN 5-7221-0688-7
Пособие содержит систематизированное описание и
методику технического обслуживания наиболее распространенных
устройств релейной защиты и автоматики подстанций 220 —
ПО кВ, а также некоторые теоретические вопросы, связанные
с их устройством и работой.
Предназначено для работников служб РЗА и наладочных
организаций, занятых эксплуатацией и наладкой устройств РЗА
линий электропередачи и распределительных устройств. Может
представлять интерес для студентов электротехнических
специальностей при изучении курса «Релейная защита».
УДК 621.316.925
ББК 31.27-05
Практическое пособие
Дорохин Евгений Георгиевич
Дорохина Татьяна Николаевна
ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
Техническое обслуживание устройств релейной защиты
Технический редактор В. В. Иванова
Корректор В. А. Рубцова
Сдано в набор 22.12.2005 г. Подписано в печать 13.04.2006 г.
Формат бумаги 84x108 1/32. Бумага офсетная. Гарнитура шрифта
"Балтика". Печать офсетная. Усл. печ. л. 23,52. Учетно-изд. л. 24,56.
Тираж 1000 экз. Заказ 151.
Отпечатано в ОАО "Издательство "Советская Кубань"
350000, Р. Краснодар, ул. Рашиилевская, 106.
ISBN 5-7221-0688-7
© Е. Г. Дорохин,
Т. Н. Дорохина, 2006
Предисловие
Надежная и бесперебойная работа энергетических
систем и их элементов обеспечивается при помощи
большого комплекса автоматических устройств. В их число входят
автоматическое повторное включение (АПВ),
автоматическое включение резерва (АВР), автоматика ликвидации
асинхронного режима (АЛАР), система автоматического
ограничения нагрузки (САОП), автоматическая частотная
разгрузка (АЧР), различные виды регулирования и ряд других
устройств, объединяемых общим термином РЗА.
Одним из важнейших видов автоматики является
релейная защита. Устройства релейной защиты
обеспечивают быстрое отключение элементов электрических сетей
и других электроустановок при возникновении коротких
замыканий и других ненормальных режимов.
В свою очередь, надежность работы устройств РЗА во
многом обеспечивается качеством их наладки и
эксплуатационного обслуживания, которые выполняются
персоналом наладочных организаций, электростанций и сетей.
Наше поколение работников служб РЗА и
наладочных организаций осваивало специальность во многом
с помощью популярной технической литературы.
Наряду с узкоспециализированной литературой в свое время
существовал ряд пособий широкого профиля, наиболее
известными из которых в 70 - 80-е годы были
несколько книг под редакцией Э.С. Мусаэляна. Сейчас, в связи с
появлением новой аппаратуры, они существенно
устарели, но по-прежнему пользуются успехом как у молодых
специалистов, так и у опытных работников. В последнее
время после некоторого спада появилось и готовится к
изданию довольно много литературы по различным
вопросам релейной защиты. Мы считаем, что пришло время
выпустить пособие, объединяющее ряд вопросов
наладки и технического обслуживания устройств релейной
защиты и автоматики в единое целое.
Настоящее пособие — попытка систематизировать
материалы, необходимые при наладке и
эксплуатационных проверках наиболее распространенных устройств
релейной защиты, а также помочь людям, не имеющим
специального образования, разобраться в некоторых
теоретических вопросах РЗА. Здесь приведены как вопросы
теории в небольшом объеме, так и чисто практические,
используемые в повседневной работе. В основе пособия —
заводская документация и довольно многие нормативные
или директивные документы, проверенные практической
3
работой и дополненные ее результатами. Использован как
собственный опыт работы в наладочных организациях и
в системе Кубаньэнерго (Краснодарэнерго), так и опыт
наших товарищей по работе. При написании разделов
"Высокочастотные защиты" и "Фильтры симметричных
составляющих" использованы некоторые материалы из
конспектов ныне покойного Б.А. Крейсина, бывшего
работника ЦСРЗА Кубаньэнерго и нашего учителя.
Пособие не противоречит нормативным документам,
даже если составители не согласны с некоторыми их
положениями. Некоторые сомнения по поводу содержания
нормативных документов приводим в сносках.
Использована и популярная техническая литература, с ее авторами
мы имеем право не согласиться, в таком случае приводим
наше видение вопроса, не вдаваясь в дискуссии. Одна из
задач, которую мы ставили при составлении настоящего
пособия,— помочь нашим читателям сориентироваться в
большом количестве нормативной и популярной
литературы, которой мы должны или можем пользоваться в
нашей повседневной работе. Те вопросы, которые
рассматривались в \итературе за последнее время, в настоящем
пособии глубоко не прорабатываются, большей частью
даются ссылки на другие источники информации.
В пособии мы не приводим материалы по
полупроводниковым и микропроцессорным защитам. Во-первых,
нельзя объять необъятное. Во-вторых, мы ставили задачу
дать основы, которые со временем позволят без особого
труда освоить техническое обслуживание любых
современных устройств РЗА. К тому же солидные
производители новой техники считают своим долгом как готовить
специалистов по ее обслуживанию средствами
курсового обучения, так и доводить до них необходимую
информацию через техническую документацию высокого
уровня или популярную техническую литературу.
Мы уверены, что многие из читателей этой книги имеют
опыт и материал, которыми они могут поделиться со своими
коллегами. Если его достаточно для издания пособия хотя
бы небольшого объема, — издавайте самостояте\ьно. Если
объем недостаточен для самостоятельного издания или Вы
уверены в своих силах, обращайтесь к нам, мы поможем
собрать вместе силы нескольких авторов.
Будем признательны за конструктивную критику и
предложения по форме и содержанию книги.
С предложениями и замечаниями обращайтесь по
адресам: doroeg(a)mail.ru, rzdoro(q)yandex.ru.
Авторы
1 Введение
В настоящем пособии этим символом
отмечены и этим шрифтом набраны материалы, не
связанные непосредственно с работой, в
основном — описание работы устройства,
вопросы теории или общие технические данные.
Теоретическую часть можно пропустить без существенного
ущерба для основной информации, если Вы считаете свою
подготовку достаточной.
У
Этим символом отмечены и этим шрифтом
набраны части текста, в которых речь идет о
практических вопросах технического обслуживания
(ТО) устройств РЗА. Объемы работ при
различных видах технического обслуживания устройств
РЗА приведены на основании [4]. Различные виды
технического обслуживания отмечены символами:
наладка или проверка при новом включении;
Н
K1J - первый профипактический контроль;
jjTj - профилактическое восстановление;
[к] - профилактический контроль.
Если какая-либо проверка не отмечена ни одним из этих
символов, она не предусмотрена этим документом, но
встречается в других нормативных материалах. К ним относятся
типовые формы протоколов, приведенные в [5], [6] [7j.
инструкции и методические указания по проверке различных устройств
РЗА. В некоторых случаях это собственный опыт авторов или
их коллег. Выполняется, как правило, при отыскании и
устранении неисправностей, выявленных при основных
проверках. Методики проверок приведены на основании заводской
технической документации и в соответствии с
требованиями [3] и других нормативных материалов, ссылки на
которые даны в соответствующих разделах инструкции. Разделы,
посвященные проверке сложных устройств РЗА, построены
на основе типовых форм протоколов.
Нередко случается, что на подстанции,
удаленной на десятки километров от базы, выходит
из строя необходимый прибор. Иногда его про-
сто нет под рукой. В некоторых случаях можно
5
обойтись подсобными средствами. Это — подсказка для
выхода из сложной ситуации.
Знак опасности. Им отмечены моменты,
представляющие опасность для проверяемой
аппаратуры или угрозу для Вашей жизни, а
также необходимые меры безопасности.
Будьте осторожны. Сгоревший трансформатор
можно восстановить или купить новый, жизнь
человеческую ничем не заменишь.
9
2 Вторичные цепи
Вторичные цепи, или вторичные соединения, — это
совокупность рядов зажимов, электрических проводов и
кабелей, соединяющих приборы и устройства
управления, электроавтоматики, блокировки, измерения,
защиты и сигнализации.
В настоящем разделе приведены общие требования к
вторичным цепям и методика проверки вторичных цепей,
их изоляции, коммутационных и защитных устройств, а
также некоторые общие требования, применяемые к
большинству устройств РЗА, и методика их проверки.
2.1 Общие требования
к вторичным цепям
На электростанциях и подстанциях для
монтажа вторичных цепей применяются кабели из
меди или алюминия. Кабели с медными
жилами применяются, как правило, в наиболее
ответственных цепях, во взрывоопасных зонах, при
малых сечениях провода. В остальных случаях
применяются кабели с алюминиевыми жилами.
По условиям механической прочности жилы
контрольных кабелей для присоединения под винт должны иметь
сечение не менее 1,5 мм2 (при наличии специальных
зажимов — 1 мм2) для меди и 2,5 мм2 для алюминия; для
токовых цепей — 2,5 мм2 для меди и 4 мм2 для алюминия.
Для неответственных вторичных цепей, цепей контроля и
сигнализации допускается присоединение под винт
кабелей с медными жилами сечением 1 мм2. В цепях рабочим
напряжением 100 В и выше сечение медных жил кабелей,
подключаемых пайкой, должно быть не менее 0,5 мм2, в
цепях напряжением 60 В и ниже, подключаемых пайкой,
диаметр провода должен быть не менее 0,5 мм.
Монтаж цепей в пределах щитов или панелей
выполняется проводами и кабелями с медными жилами
сечением не менее:
— однопроволочные жилы, присоединяемые
винтовыми зажимами, — 1,5 мм2;
— однопроволочные жилы, присоединяемые пайкой, —
0,5 мм2;
7
— многопроволочные жилы, присоединяемые пайкой
или под винт с помощью специальных наконечников, —
0,35 мм2, а в технически обоснованных случаях — 0,2 мм2;
— жилы в цепях напряжением не выше 60 В —
0,197 мм2 (диаметр жилы не менее 0,5 мм).
Присоединение однопроволочных жил проводов и
кабелей допускается только к неподвижным и не
подверженным вибрации элементам, если элемент подвижен или
подвержен вибрации, монтаж выполняется гибким
(многопроволочным) проводом.
Кабели, как правило, присоединяются к сборкам
зажимов. Присоединение двух медных жил кабеля под один
винт не рекомендуется, а двух алюминиевых не
допускается. При подключении двух проводов под один винт
между ними должна прокладываться шайба.
К выводам измерительных трансформаторов кабели
могут подключаться непосредственно.
Кроме механической прочности при выборе кабелей
и проводов учитывается необходимость защиты их от КЗ
без выдержки времени, допустимый ток термической
устойчивости, потери напряжения и некоторые другие
факторы, что определяется расчетом. Провода и кабели
повышенного сечения могут применяться для снижения
потерь напряжения в цепях напряжения или
оперативных цепях с большим потреблением, для снижения
нагрузки на трансформаторы тока в токовых цепях.
Допустимые нагрузки по условиям термической
стойкости, допустимые потери для оперативных цепей и
цепей напряжения, а также другие требования к
вторичным цепям приведены в [2].
Зажимы, относящиеся к разным присоединениям или
устройствам, должны быть выделены в отдельные
сборки. На рядах зажимов не должны находиться в
непосредственной близости один от другого зажимы, случайное
объединение которых может вызвать короткое замыкание,
а также включение или отключение присоединения.
2.2 Проверка вторичных цепей
и их элементов
2.2.1 Внешний осмотр
Внешнему осмотру подлежат все элементы
проверяемого устройства. Выполняется чистка
кожухов аппаратуры, проводов, рядов зажимов
от пыли. При осмотре проверяются1:
— \Н\ — выполнение требований
нормативных документов, соответствие проекту аппаратуры и
контрольных кабелей;
— Щ> Ш]. НО— надежность крепления и
правильность выполнения заземления панелей, шкафов и
установленной аппаратуры;
Н , К1 , В
отсутствие механических
повреждений релейной и коммутационной аппаратуры,
состояние изоляции выводов;
состояние окраски панелей, ящиков,
н , в
шкафов и т. д.;
Н
|кТ[,[в1— состояние монтажа проводов и
кабелей, контактных соединений на рядах зажимов,
ответвлениях от шинок, на шпильках реле, испытательных блоках,
резисторах, надежность паек элементов;
состояние концевых разделок кабелей,
н . в
уплотнении проходных отверстии
HJ, |К1], JbJ — состояние уплотнения крышек,
дверей и отверстии трансформаторов тока, трансформаторов
напряжения и шкафов наружной установки;
— И! Щ]> 1Ж1 — состояние и правильность
выполнения заземления вторичных цепей, для которых это
нужно по условиям работы;
— ТТ]> |кТ|> [in — состояние коммутационной
аппаратуры-
— Ш Щ\> UD — состояние и правильность
выполнения надписей на панелях и под отдельными аппаратами,
правильность маркировки кабелей и проводов.
Внешний осмотр при профилактическом контроле ([К"1)
включает в себя:
— чистку от пыли кожухов аппаратуры и монтажа;
— осмотр состояния аппаратуры и монтажа;
— осмотр внутренних элементов через смотровые стекла;
— осмотр выходных реле при снятых кожухах.
1 Объем проверок приведен в соответствии с требованиями [3].
Необходимо обращать внимание на состояние
изоляции проводов и кабелей. В соответствии с
требованиями [31] запрещено применять для монтажа устройств РЗА
провода и кабели с горючей (полиэтиленовой)
изоляцией. Внешний признак такой изоляции — она прозрачная.
Дополнительный признак — образец изоляции, снятый с
провода, поддерживает горение, если его поджечь
спичкой. Провода с такой изоляцией должны быть заменены,
жилы кабелей от концевой разделки до кпеммника
дополнительно изолированы ПХВ трубкой.
Шкафы наружной установки должны быть уплотнены
для защиты от осадков и проникновения грызунов. Если
в клеммном ящике или на релейном щите грызуны все
же появляются, необходимо дополнительно проверять и
при необходимости устранять повреждение ими
проводов и кабелей.
Состояние кабелей по трассе прокладки после
монтажа проверяется до закрытия кабельных каналов и
засыпки траншей, а в последующем - в доступных для
осмотра местах. Проходы кабелей через перекрытия должны
быть уплотнены несгораемым материалом.
Повышенное внимание нужно уделять разделкам и
подключению кабелей с алюминиевыми жилами. Изгибы
алюминиевых жил кабелей должны выполняться с помощью
шаблона, обеспечивающего радиус изгиба не менее
трехкратного по отношению к диаметру жилы. Изгибы
плоскогубцами и повторные изгибы не допускаются.
Резервные жипы кабелей должны быть
промаркированы и изолированы. Длина их должна быть достаточной
для того, чтобы можно было подключить к наиболее
удаленной клемме.
Провода и жилы кабелей могут подключаться к
зажимам как с изгибанием в кольцо, так и прямыми. Второй
способ применяется при наличии специальных зажимов
или арочных шайб. Следует помнить, что встречались
случаи нарушения контакта с использованием этих шайб в
результате потери ими пружинящих свойств. Это явление
встречалось у шайб, поставляемых совместно с
зажимами ЭН-24 в конце 80-х — начале 90-х годов. [38]
рекомендует выявлять такие шайбы путем осмотра и
продергивания подключенных проводов.
При осмотре накладок НКР-2, НКР-3 (рисунок 2-1)
необходимо обращать внимание на состояние фиксирующей
пружины и надежность затягивания ручки.
ю
Рис
2-1 Накладка
НКР-3
Неоднократно встречались
случаи повреждения
фиксирующей пружины 1, причем полному
их излому предшествовало
появление трещины. Визуально эту
трещину обнаружить довольно
трудно, но она проявляется в
заметном изменении упругости
пружины, что можно выявить по
легкости перемещения накладки из
одного положения в другое. Дефект проявлялся как у
старых накладок, длительно находившихся в эксплуатации, так
и некоторых новых накладок перед вводом в работу.
В ряде энергосистем имели место отказы в
функционировании устройств релейной защиты и автоматики из-
за заводского дефекта рукоятки накладки (рисунок 2-2).
Дефект выявлялся у накладок, выпускавшихся в течение
нескольких лет после 1980 г.
Отказы происходят в связи с тем, что при
затягивании ручки зажима 1 накладки не обеспечивается
надежный электрический контакт, так как ручка упирается в
выступ гнезда фиксации пружины 2 накладки и подвижные
коммутирующие элементы 5, 6 не зажимают неподвижную
контактную ламель 4. Для устранения дефекта [33]
предлагает провести осмотр всех накладок, выпущенных
после 1980 года и при необходимости выполнить лыски (3) с
обеих сторон выступа гнезда фиксации пружины, как
показано на рисунке 2-2.
Регулировка фиксации
подвижной части накладки выполняется
затяжкой фиксирующей гайки на
нижнем выводе накладки. Если гайка
затянута слишком сильно, тяжело
оперировать накладкой, если
слабо — люфт подвижной части
слишком велик и трудно выполнить захват
неподвижного контакта Сложность в
операциях накладкой может вызвать
и повреждение пружины (7), которая
разжимает переднюю и заднюю
ламель подвижной части.
При осмотре испытательных бло-
к°в нужно обращать внимание на состояние контактов в
корпусе испытательного блока и правильность установ-
Рис 2-2.
Модернизация
накладки НКР-3
11
ки закорачивающих перемычек. Каждый контакт состоит
из двух элементов; передний, более короткий, замыкает
цепь в начале установки крышки, задний обеспечивает
надежный контакт при полной установке крышки после
размыкания закорачивающих перемычек. Задний контакт
опирается на пружину, которая при внешнем осмотре не
видна. Наличие и состояние ее определяется по
упругости контакта в сравнении с соседними. Контакты должны
быть установлены без перекосов. Контакты должны быть
параллельными. При необходимости выполняется чистка
контактов от загрязнения.
Перемычки должны быть установлены в токовых цепях
и сняты в оперативных и цепях напряжения, если другое
не обусловлено дополнительными условиями.
(2х===Э
о
б)
Рис 2-3 Закорачивающие перемычки, выпускавшиеся
в различное время а) после 1976 г., б) до 1976 г.
Нужно обращать внимание на форму
закорачивающих перемычек. С 1976 года перемычки выпускаются со
скругленными углами (рисунок 2-3 а). Известен случай
неправильной работы РЗА ([53]) из-за применения
перемычек старой модификации (рисунок 2-3 б). При испытании
изоляции токовых цепей одного из трансформаторов тока
произошло перекрытие уменьшенного воздушного зазора
между углом перемычки и контактом испытательного
блока, что вызвало ложное срабатывание защиты.
Такие перемычки нужно выявлять и при
необходимости заменять или переделывать. Дополнительно
нужно проверять изоляцию испытательного блока, как будет
сказано ниже.
2.2.2 Внутренний осмотр
При внутреннем осмотре отдельных устройств и
комплектов проверяется:
— состояние уплотнения кожухов и целостность стекол;
— наличие, правильность установки и надежность
крепления деталей;
12
— состояние винтовых соединений прожатием винтов,
паяных, прессованных и выполненных контактной сваркой -
продергиванием. Винты не должны упираться в шпильки и
винты с другой стороны комплектов и реле;
— загяжка болтов, стягивающих сердечники
трансформаторов и дросселей;
— состояние защитного покрытия паяных
соединений;
— исправность разъемов, наличие и исправность
контактных губок во всех рабочих гнездах.
2.2.3 Проверка схемы соединений
Предварительная проверка до подачи рабочего
напряжения выполняется, как правило, методом "прозвон-
ки". Схемы соединения комплектных устройств, которые
проверяются на заводах-изготовителях, предварительно
проверять не требуется. Окончательная проверка
схемы соединения цепей управления, защиты и
сигнализации выполняется при комплексном опробовании с
подачей оперативного тока. Особенности проверки вторичных
цепей трансформаторов тока и трансформаторов
напряжения приведены в соответствующих разделах
настоящего пособия.
2.2.4 Проверка изоляции
Проверка изоляции включает в себя измерение
сопротивления изоляции и испытание изоляции
повышенным напряжением.
DS. [Е3> [Щ Е Проверка сопротивления изоляции
выполняется в два этапа:
— предварительное измерение сопротивления
изоляции отдельных элементов и узлов схемы;
— измерение и испытание изоляции в полной схеме.
Номинальное напряжение мегаомметра, применяемого
для проверки изоляции, и минимальное допустимое
значение сопротивления изоляции различных устройств и
цепей приведены в таблице 2-1.
Таблица 2-1
№
п/п
1
2.
3
4
5
Наименование устройств
Отдельные панели, шкафы,
блоки, ящики, пульты устройств
РЗА с отключенными
кабелями за исключением п 5
Шинки оперативного тока и
цепей напряжения при
отсоединенных цепях
Устройства РЗА в полностью
собранной схеме с
подключенными контрольными кабелями за
исключением п 4,5
Цепи управления и защиты
электродвигателей
переменного тока напряжением до
0,4 кВ, присоединенных к
силовым цепям
Цепи устройств, содержащих
микроэлектронные элементы.
a) электрически связанные с
источниками питания
устройств управления, защиты,
измерения, источником тока
или напряжения;
b) при питании от отдельного
источника питания или
связанные с источником через
разделительный
трансформатор
Номинальное
напряжение
мегаоммет-
ра, кВ
1,0-2,5
1,0-2,5
1,0-2,5
1,0-2,5
0,5-1,0
Минимальное
сопротивление
изоляции,
МОм
10
10
1,0
0,5
10
Проверяется отсутствие
замыканий на землю омметром
с номинальным
напряжением, не превышающим
напряжение питания проверяемых
цепей, или в соответствии с
указаниями
завода-изготовителя
Ориентировочные значения сопротивления изоляции для
отдельных элементов схемы приведены в таблице 2-2. Эти
значения, как правило, заметно превышают минимальные.
14
Таблица 2-2
№
п/п
1.
2
3.
4.
5
Наименование элементов
Отдельные панели с отключенными
кабелями
Вторичные обмотки встроенных
трансформаторов тока
Вторичные обмотки трансформаторов
напряжения и выносных
трансформаторов тока
Обмотки электромагнитов управления
Контрольный каболь длиной до 300 м
Ориентировочное
значение
сопротивления изоляции, МОм
50-100
10-20
50-100
15-20
20-25
Измерение изоляции выполняется:
— относительно земли или корпуса;
— между отдельными электрически несвязанными
группами цепей (оперативные, сигнализации,
напряжения, токовые);
— между жилами контрольных кабелей с теми
цепями, замыкание которых может вызвать тяжелые
последствия;
— между верхними и нижними выводами
испытательных блоков при снятой крышке в тех случаях, когда в них
имеются закорачивающие перемычки.
Если с одной стороны испытательного блока с
закорачивающими перемычками находится испытуемая цепь,
а с другой — схема, находящаяся в работе, после
снятия крышки испытуемую часть схемы от блока нужно
отключить на выводах испытательного блока или
ближайшей сборке зажимов.
Изоляция цепей относительно земли, а также
между группами несвязанных цепей проверяется по схемам,
приведенным на рисунках 2-4 а, б.
Последняя группа (п+1) — это цепи, которые
проверяются мегаомметром с другим номинальным
напряжением или омметром.
Сначала все цепи, изоляция которых проверяется
мегаомметром с одним номинальным напряжением,
объединяются при помощи вспомогательной шинки, в роли
которой можно использовать гибкий оголенный проводник.
Изоляция объединенных цепей относительно земли
проверяется мегаомметром. Затем вспомогательная шинка
заземляется, каждая группа отключается от нее пооче-
15
Рис 2-4 Схемы измерения сопротивления изоляции
а) выделенной группы относительно других заземленных,
6} всех групп относительно земли
редно и проверяется изоляция выделенной группы
относительно остальных объединенных и заземленных, после
чего испытанная группа заземляется и выделяется
следующая группа.
Если схема содержит отдельные полупроводниковые
элементы (например, искрогасительные диоды) или
конденсаторы, на время проверки изоляции их необходимо
закоротить или исключить из схемы.
Для комплектов РЗА, выполненных на интегральных
микросхемах, ВЧ постов и подобной аппаратуры
измерение сопротивления изоляции выполняется сначала при
вынутых из кассет блоках (модулях), а затем, при
получении нормальной изоляции, при вставленных с
соблюдением рекомендаций завода-изготовителя.
Иногда изготовителем не предусматривается вскрытие
корпусов аппаратуры. В этих случаях в заводской
документации должен оговариваться порядок проверки
изоляции.
16
К испытываемому
объекту
Рис 2-5 Схема для испытания электрической прочности изоляции
Н. К1
|_В] Испытание электрической прочности
изоляции напряжением 1 кВ промышленной частоты
может выполняться как инвентарными установками для
испытания изоляции вторичных цепей, так и при помощи
схем, собираемых на месте. Пример схемы приведен на
рисунке 2-5. В качестве испытательного или повышающего
трансформатора ТП может использоваться любой
трансформатор с первичным напряжением 100-220 В,
вторичным 1000-6000 В и мощностью 200-300 ВА. Наиболее
удобны трансформаторы НОМ-З или НОМ-6. Напряжение
на первичной обмотке регулируется
автотрансформатором AT. Резистор R служит для ограничения тока при
пробое изоляции, сопротивление резистора при
включении во вторичную цепь 1000 Ом, мощность 100-150 Вт.
Резистор может быть включен и в первичную цепь
испытательной схемы. В этом случае сопротивление его
определяется по формуле:
R =
1000
'77/
(2-1)
где t\n— коэффициент трансформации повышающего
трансформатора.
Напряжение при испытаниях контролируется киловольт-
метром, включаемым, как правило, во вторичную цепь.
Киловольтметр может быть заменен двумя вольтметрами
с номинальным напряжением 600 В, включенными
последовательно, или одним вольтметром с добавочным
резистором. В первичную цепь вольтметр может включаться в
том случае, если обеспечивается необходимый класс
точности измерения с учетом потерь в повышающем
трансформаторе. Схема может быть дополнена амперметром,
включаемым в первичную цепь.
В качестве защитного устройства может быть
применен автоматический выключатель. Перед началом испы-
17
таний чувствительность автомата может быть проверена
плавным подъемом напряжения при включении
испытательной схемы на закоротку.
Перед производством испытаний все испытуемые
цепи объединяются, как показано на рисунке 2-4а, и
проверяется сопротивление их изоляции в сборе. Затем на них
подается испытательное напряжение: вначале — около
половины полного, а затем, если не будет замечено пробоя
или искрения, — полное напряжение. Полное напряжение
выдерживается в течение 1 мин., после чего плавно
снижается до нуля. Схема отключается с видимым разрывом
со стороны источника питания и заземляется со стороны
испытуемого устройства для снятия заряда.
После испытания повторно измеряется сопротивление
изоляции, которое не должно измениться по сравнению с
величиной, измеренной до испытаний.
Ток, измеренный при испытаниях, в общем случае
превышает ток, соответствующий сопротивлению изоляции
при испытательном напряжении. Это связано с тем, что
разветвленные цепи имеют значительную емкость. Иногда
мощности испытательной установки может оказаться
недостаточно для испытания всей цепи, в этом случае
испытания можно проводить по отдельным участкам.
——- Нужно соблюдать осторожность при ис-
Ш питании протяженных или разветвленных
■Ж цепей. На длинных линиях напряжение после
If заземления исчезает не мгновенно, поэтому
"~~™ после проверки изоляции закоротку нужно
оставить на несколько минут.
При проверках в объеме JC1], |_В] испытание
повышенным напряжением промышленной частоты может быть
заменено испытанием при помощи мегаомметра 2500 В.
2.2.5 Проверка защитных устройств
Для защиты вторичных цепей используются
автоматические выключатели (чаще типа АП-50, реже — АК-63
или других типов) или плавкие предохранители.
Проверка автоматических выключателей
Н| Проверка на соответствие проекту включает в
себя проверку номинального тока, кратности тока
срабатывания максимальных расцепителеи, наличие тепловых
расцепителеи, блок-контактов и т. д.
18
Э, lEH [Ц (Гк|1) Проверка механической части
включает в себя осмотр и чистку контактной системы,
проверку надежности крепления гасительных камер,
надежность работы привода и блок-контактов.
Надежность работы привода и блок-контактов
проверяется несколькими включениями и отключениями
автомата кнопками управления. Дополнительно проверяется
легкость и надежность отключения автомата при
нажатии на сердечник электромагнитного расцепителя
каждого полюса.
Окончательная проверка автомата выполняется
включением и отключением от кнопок управления при
подключенной коммутации и закрытой крышке. На работу блок-
контактов может влиять подключенная к ним коммутация,
особенно часто это проявляется в том случае, если
подключается провод сечением более 1,5 мм2 или
количество проводов превышает одну пару. Работа блок-контактов
проверяется по замыканию подключенной цепи на
ближайшей сборке зажимов.
Н], [В] Проверка электромагнитных и тепловых
расцепителей.
Ток срабатывания теплового расцепителя в связи с
рядом технологических трудностей в эксплуатации не
измеряется. Вместо этого проверяется время
срабатывания расцепителя при одном-двух значениях тока (обычно
6 или 3 lH) и результаты сравниваются с заводскими
характеристиками. Характеристики приводятся при
температуре окружающей среды +25°С при протекании тока
одновременно по всем полюсам и начальной температуре
расцепителей не более +35°С. Температура окружающей
среды заметно влияет на время срабатывания автомата.
Кроме того, характеристики автоматов могут
различаться в зависимости от номинального тока. На рисунке 2-6
приведена ориентировочная характеристика зависимости
времени срабатывания от кратности тока автомата АП-50
с тепловым и электромагнитным элементами (ток
срабатывания электромагнитного расцепителя 1эм=8 lH)-
При токе 1,1 lH время срабатывания автомата
составляет более 1 часа, при 6 lH — 2-10 сек.
Время срабатывания теплового расцепителя может
быть измерено любым секундомером, применяемым для
1 Считаем неоправданным исключение проверки механической
части при проверках устройств РЗА в объеме К
19
3 Ю
E 1
SO
10
5
1
0.5
0,1
30.05
&
U
t
*T
Г
T
I
T
* V
—ч—,
"4
i/iH
1 2 3 5 10 20 SO 100
Рис 2-6. Характеристика автомата АП-50
проверки реле времени, останов секундомера
производится свободным полюсом или блок-контактом автомата.
Методика проверки выдержек времени приведена в
разделе "Электромагнитные реле времени".
Регулировка характеристики срабатывания теплового
расцепитепя автомата АП-50 может быть выполнена винтами-
толкателями, установленными на тепловом элементе.
Проверка тока срабатывания электромагнитных рас-
цепителей (отсечки) выполняется, как правило,
кратковременной подачей тока с постепенным его увеличением.
Длительная подача тока может вызвать срабатывание
теплового расцепитепя раньше, чем электромагнитного.
Допустимые отклонения тока срабатывания электромагнитного
расцепитепя выключателей АП-50 с различными кратно-
стями тока срабатывания электромагнитного расцепитепя
по отношению к номинальному току выключателя:
3,5 lH0M ±15%
8 Lnu ±20%
11
'ном
-30+15%
Регулировку тока срабатывания отсечки можно
выполнить регулятором, расположенным на приводе
расцепитепя, но эта регулировка неудобна, выполняется в
небольших пределах и может привести к снижению надежности
автомата.
Для трехполюсных выключателей АК-63 ток срабатыва-
20
ния электромагнитного расцепителя должен находиться в
пределах -15+25% от номинального тока расцепителя.
Предварительная установка тока, подаваемого в
автомат, может быть выполнена с помощью реостата,
имеющего достаточную мощность и сопротивление,
соответствующее полюсу автомата.
В таблице 2-3 приведены ориентировочные значения
сопротивления полюсов автоматов АП-50 различных
номиналов.
Таблица 2-3
Номинальный ток
расцепителя, А
Сопротивление,
Ом
1,6
0,65
2,5
0,32
4
0,13
6,4
0,05
10
0,02
16
0,012
25
0,007
40
0,003
Время срабатывания отсечки измеряется при токе,
равном 1,5 действительного тока срабатывания. Время
срабатывания должно быть не более 0,017 с.
Некоторую сложность представляет определение
селективности защиты цепей при использовании
автоматических выключателей. Ток срабатывания автоматов
имеет значительный разброс (до 25%). Дополнительные
сложности возникают в тех случаях, когда автоматы
используются в комплексе с предохранителями.
Селективность защиты проверяется сопоставлением характеристик
t=f(l), индивидуальных для каждого выключателя, и
аналогичных типовых характеристик предохранителей.
Проверка предохранителей
В объем проверок входят осмотр и проверка
соответствия типа, номинального тока и напряжения проекту или
расчетам. Разборные предохранители подлежат и
внутреннему осмотру. При этом проверяется исправность и
номинальный ток плавкой вставки, качество крепления ее
в патроне. Вставки, изменившие свой нормальный цвет
из-за нагрева или окисления, подлежат замене.
Более подробно требования к вторичным цепям
приведены в [2], а методика их проверки — в [3].
Обеспечение селективности защиты автоматами и
предохранителями, их характеристики, а также другие вопросы
защиты вторичных цепей подробно рассмотрены в [74].
21
3 Измерительные трансформаторы
Измерительные органы большинства устройств РЗА
реагируют на токи, напряжения или их сочетания в
защищаемом присоединении. Уровни токов и напряжений,
приемлемые для устройств РЗА и аппаратуры
измерений, обеспечиваются различными измерительными
преобразователями.
Наибольшее распространение получили
трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ТН) с
ферромагнитными сердечниками, а также устройства
емкостного отбора напряжения.
Устройства емкостного отбора напряжения
подробно рассмотрены в [65]. Принцип действия, схемы
вторичных цепей и проверка ТТ и ТН приведены в
настоящем разделе.
3.1 Трансформаторы тока
3.1.1 Общие требования к трансформаторам
тока
Трансформаторы тока (ТТ) предназначены
для разделения вторичных цепей с
первичными, находящимися под высоким напряжением,
и приведения контролируемого или
измеряемого тока к величинам, допустимым для
аппаратуры РЗА или измерительных приборов, и отделяет цепи
высокого напряжения от вторичных цепей, что
обеспечивает безопасность их обслуживания.
В некоторых случаях используются дополнительные
(промежуточные) ТТ. Чаще всего они используются для
приведения коэффициента трансформации основного
трансформатора тока к величинам, необходимым для
аппаратуры вторичных цепей, для разделения цепей защиты
и измерения, подключенных к общим ТТ, и
выравнивания коэффициентов трансформации ТТ в схемах
дифференциальных защит, в том числе ДФЗ.
Каждый ТТ характеризуется номинальным
первичным напряжением UH и номинальным коэффициентом
трансформации:
где 1Ш — номинальный первичный ток,
22
I2H — номинальный вторичный ток,
W2 — количество витков вторичной обмотки,
W, — количество витков первичной обмотки.
Номинальный первичный ток выбирается из
стандартного ряда величин в диапазоне от 1 А до 10000 А.
Номинальный вторичный ток имеет, как правило, два
значения: 1 А или 5 А.
Трансформаторы тока, предназначенные для питания
токовых цепей устройств релейной защиты от КЗ,
должны удовлетворять следующим требованиям:
1. Для предотвращения излишних срабатываний
защиты при КЗ вне защищаемой зоны погрешность ТТ не
должна, как правило, превышать 10%. Более высокие
погрешности допускаются для защит, правильное действие
которых обеспечивается дополнительными
мероприятиями. Указанные требования должны соблюдаться.
2. Для предотвращения отказов при КЗ в начале
защищаемой зоны токовая погрешность не должна
превышать величин, приведенных в таблице 3-1.
Таблица 3-1
Тип реле или защиты
РТ40 выпуска 1969 г.
РТ40/Р
ЭТ520
РТ80, РТ90
РБМ с жесткими упорами выпуска 1970 г.
в схемах защит от междуфазных КЗ
РБМ с жесткими упорами и
конденсаторами выпуска 1970 г. в схемах защит от
междуфазных КЗ
РБМ с жесткими упорами выпуска 1970 г.
в схемах защит нулевой
последовательности
РБМ с жесткими упорами и
конденсаторами выпуска 1970 г. в схемах защит нулевой
последовательности
Направленные реле сопротивления
Реле РНТ, ДЗТ в схемах продольных
дифференциальных токовых защит (если
тормозная обмотка не обтекается током при
КЗ в защищаемой зоне)
f о/
igoa /о
50
Не
регла ментируется
13
50
30
50
20
50
Не
регламентируется
23
Пусковые органы дифференциально-фазных защит
допускают погрешность ТТ до 50 %. Допустимая погрешность
для органа манипуляции определяется по формуле:
3(0,92--7'7 )
J мог/ - „ , (o-/j
где Ilmin — минимальный ток прямой последовательности,
обеспечивающий надежную манипуляцию;
Л/стах — максимальный ток трехфазного КЗ в
начале линии.
Погрешностью считается разница между
действительным вторичным током и током, определяемым как:
72=—J—, (3-3)
" том
где /, — действительный первичный ток,
12 — действительный вторичный ток.
3. Напряжение на выводах вторичной обмотки ТТ при
КЗ в защищаемой зоне не должно превышать значений,
допустимых для устройств РЗА.
Токовые цепи электроизмерительных приборов и
релейной защиты должны, как правило, подключаться к
разным обмоткам ТТ. Допускается их присоединение к
одной обмотке, если это условие требует установки
дополнительных ТТ, а совместное присоединение не
приводит к снижению класса точности и надежности цепей
ТТ, служащих для учета, и обеспечивает необходимые
характеристики устройств релейной защиты.
В цепи защит, которые по принципу действия могут
работать неправильно при нарушении токовых цепей,
включение измерительных приборов допускается только
через промежуточные трансформаторы тока и при условии,
что погрешность основных ТТ и напряжение на их
выводах не превысят пределы, оговоренные выше. Включение
счетчиков через ПТТ, как правило, не допускается.
Нагрузка ТТ характеризуется величиной полного
сопротивления вторичной цепи Z2 (Ом) или мощности S2 (BA).
$2 = l\ X Z2 • (3-4)
Она включает в себя сопротивление обмоток
потребителей, соединительных проводов и контактов.
24
Для обеспечения достаточной точности действия
защиты и показаний измерительных приборов
необходимо, чтобы величина Z2 не выходила за пределы
номинальной нагрузки ТТ.
Номинальная нагрузка — нагрузка, при которой
погрешность не превышает погрешности, установленной
для данного класса точности ТТ.
На класс точности ТТ также оказывает влияние
величина первичного тока. Трансформаторы тока,
предназначенные для измерений, работают в классе точности в
диапазоне, близком к номинальному току,
предназначенные для защиты — до максимального тока КЗ.
Результирующая намагничивающая сила в стали ТТ
определяется разностью намагничивающих сил
первичной и вторичной обмоток:
I0W,=I,W-I2W2. (3-5)
При размыкании вторичной обмотки
размагничивающего действия не будет. При
этом магнитный поток и магнитная
индукция превышают допустимые величины.
Трансформатор тока может быть поврежден. На
разомкнутой вторичной обмотке возникает высокое
напряжение, опасное для жизни. Размыкание
вторичной обмотки ТТ, находящегося под током,
недопустимо.
Выводы ТТ, как правило, имеют следующие
маркировки: «Л1», «Л2» — первичная обмотка; «И1», «И2» —
вторичная обмотка.
Выводы ТТ с несколькими выводами вторичной
обмотки могут иметь маркировки типа «а», «б», «в», «г», «д» или
«Ш», «И2», «ИЗ», «И4», «И5» и дополняться в схемах
вторичных соединений номерами ТТ: «ЗИ2» или «5а».
Выводы «И1» или «а» вторичной обмотки
соответствуют выводу «Л1» первичной обмотки. В том случае,
когда первичный ток входит в первичную обмотку ТТ со
стороны вывода «Л1», вторичный ток выходит из
вывода «И1» или «а».
Выносные ТТ, линии, устанавливаются обычно
выводом «Л1» к шинам, а выводом «Л2» к линии.
У ТТ, встроенных в силовой трансформатор или
масляный выключатель, вывод «Л1» направлен к выводу
трансформатора или выключателя (рисунок 3-1).
9
25
тР^
Л2
Л1" 'Л2
Л2
Р^
Л1
Л11 'Л2
1ТТ
гР^
Л1 Линия
Л21 'Л1
2ТТ
Рис. 3-1 Расположение выводов первичной обмотки
трансформаторов тока, встроенных в масляный выключатель
3.1.2 Требования к вторичным цепям
трансформаторов тока
Вторичные цепи ТТ должны быть постоянно
заземлены и включены на нагрузку, не превышающую
допустимую, или закорочены. Соединение ТТ с нагрузкой
выполняется проводом или кабелем сечением не менее 2,5 мм2
(медь) или 4 мм2 (алюминий). Во вторичных цепях
должны предусматриваться разъемные клеммы для
подключения контрольных измерительных приборов без разрыва
цепи. В наиболее ответственных цепях должны
устанавливаться испытательные блоки, оснащенные закоротка-
ми для обеспечения возможности подключения
проверочной аппаратуры без отключения нагрузки.
3.1.3 Схемы соединений вторичных
цепей ТТ
В трехфазных сетях наиболее распространены
следующие схемы соединений ТТ: неполная звезда, полная
звезда, треугольник, на разность токов двух фаз (рисунки 3-2,
3-3, 3-4, 3-5). Соединение ТТ в схемах дифференциальных
защит описано в разделе «Дифференциальные защиты».
РТ1
ТТа
\
РТ2
ТТс
РТЗ
Рис. 3-2. Схема соединений трансформаторов тока в неполную звезду
(защита - в трехрепейном исполнении)
26
Рис. 3-3. Схема соединения трансформаторов тока в полную звезду
РТ1
Рис. 3-4. Схема соединения трансформаторов тока в треугольник
ТТа г\ ТТсу
Рис 3-5 Схема соединения на разность токов двух фаз
Схема соединения в полную звезду применяется при
установке ТТ в каждой фазе. Токи в реле РТ1, РТ2, РТЗ
(фазные токи) равны вторичным токам соответствующих
трансформаторов тока, ток в реле РТО и нулевом
(обратном) проводе равен геометрической сумме фазных токов.
В симметричном режиме или при междуфазных
замыканиях в нулевом проводе протекает ток небаланса,
определяемый разбросом характеристик ТТ При КЗ на землю
27
в нулевом проводе появляется ток короткого замыкания.
Такая схема является фильтром тока нулевой
последовательности (смотри раздел «Фильтры симметричных
составляющих) и используется для защит от междуфазных
КЗ и замыканий на землю.
Схема соединения в неполную звезду применяется
при установке ТТ в двух фазах. Используется для
выполнения защит от междуфазных КЗ в двух- и трехрелеином
исполнении. Токи в реле РТ1 и РТ2 равны вторичным
токам соответствующих ТТ, ток в теле РТЗ и обратном
проводе равен геометрической сумме токов в фазах А и С,
что в сети с изолированной нейтралью равно току фазы
В во всех режимах, а в сети с заземленной нейтралью —
при отсутствии замыкания на землю.
Схема соединения в треугольник используется для
компенсации углового сдвига при выполнении
дифференциальных защит трансформаторов со схемой
соединения звезда — треугольник.
Токи в реле РТ1, РТ2, РТЗ равны геометрической
разности токов двух фаз:
1рт1 = 1А- 1в (3-6а)
1рт2 = к ~ 1с (3-66)
1ртз=1с-1\- (3-бв)
В симметричном режиме токи связаны соотношением:
' рт\ = ' рт2 ~ * ртъ = 'ф х ^ -1 • (3-7)
Схема соединений на разность токов двух фаз
используется для выполнения защит от междуфазных КЗ в од-
норелейном исполнении. Ток в реле равен
геометрической разности токов фаз А и С.
На сумму токов присоединений ТТ соединяются в
тех случаях, когда ТТ установлены не на защищаемом
присоединении, а на двух или более примыкающих.
Такое соединение ТТ широко распространено на
подстанциях с упрощенной схемой соединений на стороне
высокого напряжения. При этом для питания цепей защиты
и измерения питающей линии используются
трансформаторы тока, встроенные в секционный выключатель и
в силовой трансформатор, или выносные, установленные
в одной цепи с ними. Пример схемы соединения
приведен на рисунке 3-6.
Для снижения нагрузки на трансформаторы тока
применяются схемы с последовательным соединением двух ТТ
28
ВЛ 1
ВЛ-2
ЗТТ
Т1
а
1ТТ
2ТТ
пг\ „
Зашита
ВЛ-1
Рис 3-6. Однолинейная схема соединений на сумму токов двух
трансформаторов тока
Трансформаторы тока должны быть с одинаковыми
коэффициентами трансформации. Нагрузка на ТТ при
такой схеме снижается в 2 раза.
В некоторых случаях используются более сложные
схемы-соединения трансформаторов тока. На рисунке
3-7 приведен пример схемы трансформаторов тока
обходного выключателя, обеспечивающей работу:
— дифференциально-фазной или другой защиты
отходящей линии (коэффициент трансформации 1000/5,
схема соединения — звезда);
— дифференциальной защиты ошиновки
автотрансформатора связи (коэффициент трансформации 600/5,
схема соединения — звезда);
— дифференциальной защиты блоков
(коэффициент трансформации 600/5, схема соединения —
треугольник).
В этой схеме испытательный блок 1БИО закорачивает
токовые цепи обходного выключателя при отключении их
от схемы. 2БИО изменяет схему соединения
трансформаторов тока обходного выключателя (рабочая крышка
установлена — соединение в звезду, снята — соединение в
треугольник). Испытательным блоком ЗБИО
трансформаторы тока ОВ подключаются к промежуточным
трансформаторам тока, от которых питаются токовые цепи ДФЗ.
Испытательные блоки 7БИЛ, И БИЛ, 1БИА, 2БИА, 1БИБ,
2БИБ установлены в схемах защит линии,
автотрансформатора, блока выполняют подключение к схемам
соответствующих защит собственных трансформаторов тока
присоединений или ТТ обходного выключателя.
29
ДФЗ
других вл
IL I. J, I,
"Л
Защита других
блоков
4 4 4 и=
SB
Рис. 3-7. Схема вторичных цепей трансформаторов тока
обходного выключателя
30
3.1.4 Проверка трансформаторов тока
и их вторичных цепей
В данном разделе не рассматриваются требования к
первичной обмотке и основной изоляции и их проверка,
как не относящиеся к ведению служб СРЗА.
Рассмотрены вопросы, связанные с работой вторичных цепей и
подключенных к ним устройств РЗА и измерений.
При проверке трансформаторов тока и их
вторичных цепей необходимо соблюдать
меры безопасности:
• при проверке трансформаторов тока и их
вторичных цепей по схемам на рисунках 3-9, 3-13, 3-14,
3-15 питание током первичных цепей должно
выполняться от вторичной обмотки понижающего
трансформатора, обеспечивающего разделение с сетью
-220—380 В. При этом корпус и один из выводов
понижающего трансформатора должены быть заземлены
(заземление на рисунках не показано);
• при проверке по схеме рисунок 3-13 вывод
вторичной обмотки заземляться не должен, если имеется
заземление в одной из точек проверяемой цепи;
• способ соединения вторичной обмотки ТТ и
измерительной аппаратуры должен исключать
возможность случайного размыкания вторичной обмотки в
процессе измерения, подключение проводов должно
выполняться надежными винтовыми соединениями, при
подключении измерительных приборов во вторичные
цепи ТТ, находящихся под рабочим током,
недопустимо применение зажимов типа "крокодил";
• перед производством любых переключений во
вторичных цепях следует убедиться, что ток в
первичной обмотке отсутствует, а питание схемы
отключено.
9
31
Проверка трансформаторов тока
Xi Изоляция вторичной обмотки
проверяется мегаомметром 1000 ипи 2500 В.
Сопротивление изоляции вторичной обмотки транс-
I форматоров тока при отключенных вторичных
цепях соответствует величинам, приведенным
в таблице 2-2.
В собранном виде совместно с подключенными
вторичными цепями изоляция проверяется и испытывает-
ся в соответствии с рекомендациями раздела
"Вторичные цепи".
Характеристика намагничивания, вольт-амперная
характеристика (ВАХ) или зависимость тока во вторичной
обмотке от приложенного напряжения снимается
повышением напряжения на одной из обмоток до начала
насыщения, но не выше 380 В1. При снятии
характеристики вторичные цепи необходимо отключить.
При наличии у обмоток ответвлений характеристика
снимается на рабочем ответвлении, при этом напряжение
на ответвлении, соответствующем максимальному
коэффициенту трансформации, не должно превышать 380 В.
В процессе эксплуатации допускается снятие только
трех контрольных точек.
Снятая характеристика сопоставляется с типовой
характеристикой намагничивания или с характеристиками
намагничивания исправных ТТ, однотипных с
проверяемым.
Отличия от значений, измеренных на
заводе-изготовителе или от измеренных на исправном ТТ, однотипном
с проверяемым, не должны превышать 10%.
Характеристика намагничивания проверяется подачей
напряжения во вторичную обмотку (первичная обмотка
разомкнута). Если приходится применять повышающие
трансформаторы, необходимо контролировать форму ис-
1 Существует несоответствие между двумя нормативными
документами Указанная здесь и несколько далее в этом же абзаце
величина 380 В приведена в соответствии с требованиями [2]. В соответствии
с требованиями [8] максимальное напряжение при проверке — 1800 В. В
сомнительных случаях можно обратиться к данным заводских или
наладочных испытаний. В любом случае нанряжоние выше 1000 В
можно подавать только непосредственно на выводы трансформатора тока
без использования коммутации до ближайшего клеммника Мы
считаем, что напряжение 380 В больше подходит для ТТ с номинальным
вторичным током 5 А, 1800 В — для одноамперных ТТ.
32
пытательного напряжения или использовать
трансформаторы с запасом мощности, так как искажение формы
напряжения может повлиять на характеристику ТТ.
Схема проверки характеристики намагничивания
приведена на рисунках 3-8 а, б, в.
220 127
I tpi<LuLaJ?
-220 *
? тр2<гттГ
220 127
-380
в)
г~ч^
I д TP2Q_
Рис. 3-8. Проверка характеристики намагничивания
трансформатора тока
ТТ - проверяемый трансформатор тока
ТР - регулировочный трансформатор
На рисунке 3-8 а приведена схема проверки ТТ до
предела, определяемого номинальным напряжением
регулировочного трансформатора (ЛАТР до напряжения 220 В). Если
необходимо получить напряжение до 380 В при помощи
двух регулировочных трансформаторов 220 В,
применяются схемы по рисункам 3-8 б, 3-8 в. В первом случае
можно работать, если сложно подать к месту
испытаний напряжение 380 В, во втором - если регулировои-
ные трансформаторы не имеют отпайки выводов 127 В.
Последняя схема предпочтительнее, так как при питании
линейным напряжением искажения формы питающего
напряжения меньше.
Для замера напряжения желательно применять
вольтметры, измеряющие среднее значение напряжения (обычно это
приборы выпрямительной системы). Это снижает впияние на
результат замеров формы кривой напряжения.
2 Заказ 151
33
Возможно снятие характеристик с применением
повышающего трансформатора соответствующей мощности.
Существуют и специализированные устройства для
проверки характеристик намагничивания. Так, например,
совместно с установкой для проверки простых защит
РЕТОМ-11 поставляется приставка для снятия
вольт-амперных характеристик РЕТОМ-ВАХ.
Нужно осторожно подходить к выбору устройств для
проверки характеристик намагничивания, а особенно -
к выбору регуляторов напряжения кустарного
производства. Если вы попробуете применить тиристорный
регулятор напряжения, результат может оказаться абсолютно
недостоверным.
Измерение коэффициента трансформации
Коэффициент трансформации Кт проверяется по
схеме - рисунок 3-9. В первичную обмотку подается ток от
Рис 3-9 Схема проверки коэффициента трансформации по току
НТ - нагрузочный трансформатор
ИТТ - измерительный трансформатор тока
регулируемого источника, величина тока контролируется
при помощи образцового трансформатора тока.
К -7>
(3-8)
где /, - первичный ток,
/г - вторичный ток.
Этот метод наиболее приближен к реальным
условиям работы, но имеет недостатки: необходимость
применения дополнительной аппаратуры (нагрузочный
трансформатор и измерительный трансформатор тока)
и невозможность проверки ТТ, встроенных в силовой
трансформатор. Второй метод - измерение
коэффициента трансформации по напряжению. Схема проверки
приведена на рисунке 3-10.
34
TP Y
Рис 3-10. Проверка коэффициента трансформации ТТ, встроенных
в силовой трансформатор
Во вторичную обмотку подается напряжение, не
достигающее уровня насыщения трансформатора тока.
Напряжение первичной обмотки ТТ замеряется на выводах
силового трансформатора вольтметром с высоким
входным сопротивлением. В этом случае коэффициент
трансформации определяется по формуле:
Кт =
с/,
(3-9)
где иг (В) - напряжение, поданное на вторичную обмотку;
U-, (В) - напряжение, измеренное на первичной
обмотке.
Отклонение измеренного коэффициента от
указанного в паспорте или от измеренного на исправном
трансформаторе тока, однотипном с проверяемым, не допжно
превышать 2%.
Одному из авторов настоящего пособия в
качестве нагрузочного приходилось применять
обычный сварочный трансформатор Регулятор
напряжения типа ЛАТР в данном случае
неприменим из-за недостаточной мощности, поэтому
пришлось обойтись встроенными средствами
регулировки этого трансформатора. Достоинство метода -
регуляторы тока с применением активного сопротивления,
входящие в комплект сварочного трансформатора, снижают
Уровень гармонических составляющих, недостаток —
сложность регулировки тока.
2*
35
Помните, что напряжение вторичной
обмотки сварочного трансформатора не
является безопасным. Кроме того, ток может
оказаться слишком высоким для ТТ с малыми
коэффициентами трансформации.
Проверка полярности обмоток
Выполняется у встроенных трансформаторов тока до
или после установки в трансформатор (выключатель) или
при отсутствии маркировки вторичных выводов.
Наиболее простой метод - индукционный, подачей в
одну из обмоток импульса постоянного тока. Схема
проверки приведена на рисунке 3-11.
В первичную обмотку
ключом ипи рубильником Р
подается напряжение от
аккумуляторной батареи ипи
гальванического элемента
Б. Если напряжение бата-
Рис. 3-11 Схема проверки поляр- Реи ~ 6"12 В< ПОСладрва-
ности обмоток трансформаторов тельно в цепь включается
тока балластный резистор
сопротивлением от нескольких Ом до десятков Ом.
При подаче в первичную обмотку тока («+» подается
на вывод Л1) стрелка гальванометра, подключенного ко
вторичной обмотке («+» подключен к выводу И1),
отклоняется вправо, при снятии - влево.
.г.— На разомкнутых выводах вторичных обмо-
$ ток ТТ с большими коэффициентами транс-
™У формации во время этой проверки появляет-
if ся высокое напряжение. Разрыв цепи обмотки
при подаче импульса тока ила напряжения
недопустим.
Проверка вторичных цепей ТТ
Правильность сборки цепей, состояние
аппаратуры и изоляция проверяются в соответствии с
рекомендациями раздела "Вторичные цепи".
У трансформаторов тока, встроенных в выключатели,
необходимо дополнительно проверить правильность
размещения защит. Трансформаторы тока должны
подключаться так, чтобы контакты выключателя входили в зону
действия защит. На рисунке 3-1 трансформатор тока 1ТТ
36
должен использоваться дпя защиты линии, 2ТТ - для
защиты шин. На рисунке 3-6 для защиты ВЛ-1
используются 2ТТ и ЗТТ, дпя защиты ВЛ-2 используется 1ТТ.
Проверка выполняется при сборке выключателей до заливки
их маслом или заполнения элегазом.
При проверке изоляции нужно иметь в виду, что
некоторые типы измерительных приборов и
счетчиков имеют ослабленную изоляцию между обмотками
тока и напряжения. В связи с этим перед проверкой
нужно отключать такую аппаратуру от цели и
проверять ее изоляцию отдельно.
При большой нагрузке вторичных цепей и больших
токах КЗ возможно появление на выводах ТТ напряжения,
превышающего 1000 В. Это чаще встречается у
трансформаторов тока с номинальным вторичным током 1 А.
Если такое напряжение ожидается по расчетам,
испытательное напряжение и порядок испытаний выбираются
исходя из реальных условий.
Заземление вторичных цепей производится после
проверки и испытания изоляции. Заземление
выполняется на ближайшей к ТТ сборке зажимов или ближайшей
панели релейного щита. После заземления нужно
проверить наличие металлической связи с землей. При
достаточно протяженных цепях наличие связи с землей нужно
проверить и в наиболее удаленных точках.
Сопротивление связи не нормируется.
Проверка сопротивления цепи постоянному току
позволяет оценить правильность сборки схемы и
используется в расчетах нагрузки трансформаторов тока. Замер
выполняется на ближайшей к трансформатору тока сборке
зажимов мостом постоянного тока или другим методом,
обеспечивающим точность замера 1%. Данные замеров
в трех фазах сравниваются между собой. При
симметричной нагрузке разброс сопротивлений не превышает,
как правило, 2%. При несимметричной нагрузке различия
могут быть более существенными. В таком случае нужно
сопоставить данные замеров с расчетной нагрузкой
каждой фазы. Схема замера сопротивления вторичной цепи
трансформатора тока при соединении в треугольник
приведена на рисунке 3-12.
Сопротивление переманному току измеряется для
проверки нагрузки на трансформаторы тока.
В связи с тем, что сопротивление некоторых
элементов вторичной цепи изменяется в зависимости от вели-
37
-pQ-JTTa
<JF^3
_J^fe]
Г®1
TTb
TTc j K
Нагрузка
Рис 3-12 Схема измерения сопротивления вторичной цепи
ТТ постоянному току
П ~ прибор или схема для замера активного сопротивления
чины тока, это нужно учитывать при проверке
предельной кратности тока. Наиболее явно выражено это у реле
РТ40/Р и других реле с насыщающимися
трансформаторами (см. раздел «Электромагнитные реле тока и
напряжения»). Для выявления таких элементов замер
выполняется при двух или более значениях тока. Схема проверки
для группы трансформаторов тока, соединенных в
звезду, приведена на рисунке 3-13.
ТР НТ
Рис 3-13 Схема чамеоа сопротивления цепи переменному току
Если зимер производится без
разделительною трансформатора, заземление вторичной
цепа трансформаторов тока необходимо
отключить на время проверки п зпсстановить
по ее окончании
38
расчет сопротивления нагрузки при подаче тока по
цепи «фаза - ноль» выполняется по формулам:
*'-1
z» -и;
7
При подаче тока по цепи «фаза -
7 _UM
^АВ - .
7 UBC
^вс - .
7 -Uca
2 _U<b-Ubc + Uca
А 21
z _ивс-иСА+илв
" 2/
7 _и(1-и/1В+ивс
( 2/
фаза»:
(3-10а)
(3-106)
(3-10в)
(3-11а)
(3-116)
(3-11в|
(3-12а)
(3-126)
(3-12в)
По данным проверки сопротивления вторичной цепи v
вольт-амперным характеристикам тт можно с достаточной
степенью точности определить погрешность
трансформаторов тока при заданном токе:
/• = --Ц—х100% , (3-13!
где La» ~ ток намагничивания,
1г ~ вторичный ток при том же напряжении.
При этом величина первичного тока равна векторной
сумме тока намагничивания и вторичного тока.
Проверка обтекания цепи в сборе первичным
tokowi от постороннего источника выполняется после
завершения всех работ во вторичных цепях. Позволяет про-
39
верить правильность сборки цепей, отсутствие разрывов,
правильность выбора полярности ТТ.
При проверке токовых цепей от постороннего
источника ток к первичным обмоткам трансформаторов тока
может подаваться различными способами:
• от однофазных нагрузочных устройств;
• от трехфазного источника питания;
• током короткого замыкания от выделенного
генератора.
Проверка величины и при необходимости угла тока во
вторичной цепи производится без ее разрыва прибором
ВАФ-85 или аналогичным.
От однофазных нагрузочных устройств могут быть
проверены цепи измерения и простых защит, а также схемы
дифференциальных защит крупных двигателей.
Примеры схем подачи тока в первичную цепь
приведены на рисунках 3-14 а,б.
а) согласное включение всех трансформаторов тока
U~
б) встречное включение трансформатора тока фазы С
Рис 3-14 Проверка обтекания вторичных цепей первичным током
от постороннего источника
В таблице 3-2 приведены токи во вторичных цепях при
различных схемах вторичных цепей ТТ и подаче
первичных токов в соответствии с рисунками 3-14 а и 3-14 б (I - ток
во вторичной обмотке ТТ).
40
Таблица 3-2
Схема
соединения вторичных
цепей
Полная зезда
(рис. 3-2)
Треугольник (рис.
3-4)
Первичный
ток подан по
схеме
Рис. 3-14 а
Рис. 3-14 б
Рис. 3-14 а
Рис 3-14 б
Ток в
реле
РТ1, РТ2, РТЗ
РТО
РТ1, РТ2, РТЗ
РТО
PT1, PT2, РТЗ
РТ1
PT2
РТЗ
реле
величина
Т
31
I
I
0
21
0
21
В некоторых случаях подача тока в последовательно
соединенные три фазы может оказаться затруднительной
(необходимость откпючения ошиновки, заземление
оборудования в условиях наведенного напряжения, большое
расстояние между выводами ТТ). При схемах соединения ТТ
в неполную звезду или на разность токов двух фаз
подача тока в третью фазу является излишней. В этих случаях
применяется подача тока в две или в одну фазу. Схемы
подачи тока в две фазы приведены на рис. 3-15 а,б. При схеме
и«
а) согласное включение
трансформаторов
тока
U«
б) встречное включение трансформаторов тока
Рис 3-15 Проверка обтекания вторичных цепей первичным током
от постороннего источника при подаче тока в две фазы
41
соединения в полную звезду или треугольник проверку нужно
произвести при двух или трех сочетаниях фаз.
Токи во вторичных цепях ТТ при разных схемах
соединения и подаче первичных токов приведены в
таблице 3-3.
Таблица 3-3
Схема соединения
вторичных цепей
Полная звезда
(рис 3-2)
Неполная звезда (рис. 3-3)
Треугольник (риг 3-4)
Радость гоков двух фаз
(рис 3-5)
Первичный
ток подан
по схеме
Рис 3-15 а
Рис 3-15 б
Рис. 3-15 а
Рис 3-15 б
Рис. 3-15 а
Рис 3-15 б
Рис 3-15 а
Рис 3-15 6
Ток в реле
реле
РТ1, РТЗ
РТ2
РТО
РТ1, РТЗ
РТ2
РТО
PTl, PT2
РТЗ
PTl, PT2
РТЗ
РТ1
РТ2, РТЗ
РТ1
РТ2, РТЗ
РТ
РТ
величина
I
0
21
I
0
0
I
21
1
0
0
I
21
1
0
21
Проверка токовых цепей с подачей -гока в каждую
фазу менее наглядна и может применяться в тех
случаях, когда соединение между фазами вызывает
большие сложности. При этом необходимо контролировать
не только величину, но и направление вторичного
тока. Заключение о правильности сборки схемы можно
делать после сопоставления данных о величине и
фазе тока в трех ТТ.
Проверка дифференциальных защит двигателей
производится поочередно для каждой фазы двигателя. При
проверке обмотка проверяемой фазы должна быть
закорочена, а испытательное устройство подключено так, чтобы
обтекались током оба трансформатора тока проверяемой
фазы Ток в дифференциальном проводе в этом случае
близок к нулю. Для проверки обтекания дифференциаль-
42
ной цепи имитация КЗ в зоне выполняется исключением
тока в одном из плеч защиты.
После проверки исправности токовых цепей, если
позволяет мощность источника, величину тока следует
увеличить до срабатывания защиты.
В [88] (сайт [90]) приведен метод проверки
коэффициента трансформации трансформаторов тока подачей
регулируемого напряжения во вторичную обмотку одного
трансформатора тока, встроенного в выключатель, или в
одну из вторичных обмоток выносного трансформатора
тока при закороченной первичной цепи. Трансформатор
тока, во вторичную обмотку которого подается
напряжение, используется в качестве нагрузочного. Регулируемое
напряжение при помощи трехфазного регулятора может
быть подано одновременно в три фазы. Этим же
методом может быть проверена правильность сборки
вторичных цепей ТТ.
От трехфазного источника проверяются
дифференциальные, максимальные токовые, другие защиты и
устройства РЗА трансформаторов, автотрансформаторов,
двигателей, генераторов и блоков генератор - трансформатор.
Этот метод необходимо применять, если одну из
обмоток нельзя нагрузить до необходимой величины при
проверке рабочим током.
Для проверки может использоваться напряжение 0,4
или 6-10 кВ. Напряжение подается на одну из сторон
трансформатора, на других поочередно или
одновременно устанавливаются закоротки. Расчетный ток
определяется по формуле:
/ -/ ииси*и*>
'исп-'ноч , , (3-14)
ином"к
где 1тп- ток проверки;
Уисп ~ напряжение, подаваемое для проверки;
Uhom~ номинальное напряжение трансформатора;
ик(%) - напряжение короткого замыкания
проверяемого трансформатора.
Мощность источника питания для проверки
определяется по формуле:
V;;"HO„ — , (3-15)
V и ном J "к
43
где S„cn - мощность источника для проверки;
SHom - мощность проверяемого трансформатора.
Схема проверки и напряжение иисп выбираются из
следующих соображений:
— ток должен быть достаточным для надежной
проверки гоковых цепей (желательно получить не менее 20%
номинального тока);
— ток не должен превышать номинальный ток
трансформатора;
— мощность питающего источника должна
обеспечивать расчетную величину тока проверки.
Реальная величина тока проверки оказывается
несколько ниже расчетной из-за падения напряжения на участке
от источника питания до проверяемого трансформатора.
Пример расчета для трехобмоточного
трансформатора 110/35/10 кВ S = 20 MBA lh110 = 114,5 А,
lh35 = 316 А, 1Н8 = 1833 А.
Расчетные токи при подаче напряжения 0,4 кВ в
различных сочетаниях приведены в таблице 3-4.
Таблица 3-4
Напряжение
подано на
обмотку
ПОкВ
35 кВ
6кВ
Закоротка
установлена
на выводах
35 кВ
6кВ
110 кВ
6 кБ
110 кВ
35 кВ
"к (%)
11,7
19
11,7
6,9
19
6,9
Расчетный ток в обмотке
ПО
3,6
2,2
9,8
-
34,5
-
35
11,3
-
30,9
52,3
-
303,6
6
-
40,3
-
305,1
643
1771
Из расчета следует:
• При подаче напряжения на сторону 110 кВ ток
слишком мал для достоверной проверки токовых цепей.
• При подаче напряжения на сторону 6 кВ токи будут
близки к номинальному, но нужен источник очень
большой мощности.
• При подаче напряжения на сторону 35 кВ
требуется источник умеренной мощности и обеспечиваются
токи, достаточные для замеров, хотя и не достигающие 20%
от номинала.
При подаче на сторону 110 кВ напряжения 6 кВ
получаем токи в соответствии с таблицей 3-5.
44
Таблица 3-5
Напряжение
подано на
обмотку
110 кВ
Закоротка
установлена
на выводах
35 кВ
6кВ
"« (%)
11,7
19
Расчетный ток в обмотке
ПО
53,4
33
35
169,7
-
6
-
605
Такие токи могут быть получены от реального
источника и позволяют провести полноценную проверку
токовых цепей, включая проверку небалансов
дифференциальных реле.
Проверка токовых цепей от выделенного
генератора применяется для проверки гоковых цепей
собственно генераторов, блоков генератор-трансформатор, а
также отдельных трансформаторов и линий электропередачи,
когда есть возможность выделить для этого генератор.
Ток подается на закоротку постепенным подъемом
возбуждения генератора.
Если между генератором и закороткой имеются
выключатели и другие коммутационные аппараты, необходимо
принять меры против их отключения в процессе
проверки, а в цепях возбуждения - против повышения
напряжения в статоре при обрыве протекания тока КЗ.
Разновидностью этого метода является проверка
токовых цепей невозбужденного генератора, включенного на
закоротку при вращении его валоповоротным устройством.
Проверка величины и фазы тока выполняется, как
правило, без разрыва цепи вольтамперфазоиндикато-
ром ВАФ-85 или его аналогами. Особенности
различных приборов и методика работы с ними приведена в
приложении 2.
Проверка токовых цепей рабочим током нагрузки
включает снятие и анализ векторных диаграмм токов
вторичных цепей ТТ. Если проверка цепей от постороннего
трехфазного источника питания проводилась с
достаточными токами, можно ограничиться проверкой векторной
диаграммы одной группы ТТ и измерить токи небаланса
в нулевых проводах, дифференциальных цепях и
фильтрах. Если токи при проверке от постороннего источника
не достигали 20% от номинального тока, необходимо
пробрить векторные диаграммы всех трансформаторов тока
и небалансы дифференциальных реле.
Порядок проверки вторичных цепей трансформаторов
тока рабочим током нагрузки:
45
• Установить достоверно величину и характер
нагрузки. Как правило, активная и индуктивная нагрузка
тупиковых линий и отдельных потребителей направлены в
линию. Устройства компенсации реактивной мощности имеют
преобладающую емкостную нагрузку. Емкостную
нагрузку имеют и линии электропередачи, включенные на
холостой ход.
• Установить по щитовым приборам (ваттметрам и
амперметрам) направления и значения мощностей и тока и
сверить показания приборов с данными диспетчера. Для
вновь вводимых объектов данные диспетчера, основанные
на показаниях приборов на противоположном конце
линии (если ранее они были в эксплуатации), являются
определяющими. Если линия с двусторонним питанием
имеет отпайки, необходимо учитывать их нагрузку.
При проверке цепей выключателя линии с
двусторонним питанием и невозможности достоверно определить
переток мощности по приборам противоположного конца
необходимо создать режим одностороннего питания.
На линиях большой протяженности можно
использовать емкостной ток линии при подаче напряжения на нее
с одного конца. В этом случае нагрузка будет емкостная,
то есть на питающем конце из линии будет приниматься
реактивная мощность.
Стабильность направления и значения активной и
реактивной мощностей во время проверок следует
периодически контролировать.
Положение вектора первичного тока, протекающего по
присоединению, по отношению к вектору напряжения
может быть определено из диаграммы мощностей P,Q
(рисунок 3-16).
+Р (от шин)
Q | +Q (от шин)
Рис 3-16 Определение вектора первичного тока по значениям
активной и реактивной мощности
На диаграмму наносятся значения активной (Р) и
реактивной (Q) мощности. По имеющимся двум проекциям
46
строится вектор полной мощности S. Угол между
векторами напряжения и тока одноименных фаз равен угпу
между векторами оси +Р и S. Если вектор напряжения
UA0 направить вдоль оси +Р, вектор тока 1А0 должен
совпадать с вектором S.
Расчетный угол нагрузки:
Р
(p = arctg— (3-16)
Полученную величину и направление тока
сопоставить с векторными диаграммами, полученными с
помощью вольтамперфазоиндикатора ВАФ-85(М) или других
устройств для измерения углов.
Ток в реле, соединенных в полную или неполную
звезду (рисунки 3-2, 3-3), при симметричной нагрузке равен:
/ - 7'
Ч'Г~~К~* С3"17)
где I, - первичный ток.
При соединении в треугольник или на разность
токов двух фаз:
Ли- =^Y~ ' ^3"18)
Исправность нулевого провода при малом токе в
нуле (чувствительность прибора недостаточна для замера)
можно определить одним из способов:
• перевести прибор ВАФ-85 в режим замера угла и
вращать лимб. Стрелка прибора будет перемещаться
около нулевого деления за счет тока небаланса;
• если защита не введена с действием на
отключение, одну из фаз вторичной цепи трансформатора тока на
время замера объединить с нулевым проводом на
ближайшей к трансформатору тока сборке зажимов. В
нулевом проводе появится ток закороченной фазы.
Более подробные сведения о трансформаторах тока и
их проверке приведены в [9], [60], [66], о проверке
вторичных цепей - [3], расчет допустимых нагрузок и
погрешностей - [58]. Некоторые дополнительные сведения о
проверке токовых цепей под нагрузкой приведены в [79].
47
3.2 Трансформаторы напряжения
и их вторичные цепи
3.2.1 Общие требования
Трансформаторы напряжения (ТН)
применяются для питания электроизмерительных
приборов, цепей релейной защиты, автоматики и
сигнализации в электроустановках с рабочим
напряжением выше 220 В. Трансформаторы
напряжения выполняют две задачи: снижение
измеряемого напряжения до сравнительно безопасной величины и
унификация вторичного напряжения независимо от
класса первичного напряжения. Все ТН имеют номинальное
вторичное напряжение 100 В или 100/л/з В.
В зависимости от класса напряжения и назначения
применяются различные типы ТН и разные схемы их
соединений.
Трансформаторы напряжения для сетей
напряжением до 10 кВ могут выполняться как в однофазном, так и
в трехфазном исполнении. Наиболее распространены
однофазные ТН типа НОМ (напряжения однофазный
масляный), соответствующие применяемому напряжению
(НОМ-6 — для напряжения 6 кВ). Эти трансформаторы
могут как включаться в однофазном исполнении, так и
объединяться в группы с различным соединением
обмоток. Часто используется соединение трансформаторов по
схеме открытого треугольника (рисунок 3-17).
A f
В t
ТН1 ——— ТН2
в — 1
с *
Рис. 3-17. Соединение ТН по схеме открытый треугольник
При этом используется два трансформатора, которые
позволяют получить три вторичных междуфазных
напряжения. Напряжение относительно земли такая схема
контролировать не позволяет
Для контроля как междуфазных, так и однофазных
48
напряжений необходимо соединение ТН в звезду. В этом
случае чаще используются комплектные
трансформаторы напряжения типа НТМИ (напряжения трехфазный
масляный пятистержневой). Эти ТН, кроме первичной и
вторичной обмоток, соединенных в звезду, имеют
вторичную обмотку, соединенную в разомкнутый треугольник
(не путайте со схемой открытого треугольника, о
которой речь шла выше). Схема соединений трансформатора
приведена на рисунке 3-18.
Рис. 3-18. Схема трансформатора напряжения НТМИ
Пятистержневой сердечник трансформатора
напряжения НТМИ позволяет трансформировать напряжение
нулевой последовательности, образующееся при
замыканиях на землю, во вторичную обмотку. Обмотка,
соединенная в разомкнутый треугольник, образует фильтр
напряжения нулевой последовательности, работа которого
более подробно описана в разделе "Фильтры
симметричных составляющих".
Трансформаторы напряжения более высоких классов
напряжения (35 кВ и выше) изготавливаются, как
правило, в однофазном исполнении и соединение обмоток
выполняется внешними цепями.
К трансформаторам напряжения и их вторичным
цепям предъявляется ряд требований, основные из
которых приведены ниже.
Каждый ТН должен работать в классе точности в
зависимости от характера подключенной нагрузки.
49
При питании вторичных нагрузок разного характера
(например, релейной защиты и расчетных счетчиков) от
одного и того же ТН должен обеспечиваться наиболее
высокий класс точности ТН, необходимый для работы
подключенной к нему аппаратуры.
Нагрузка ТН не должна превышать номинальной для
требуемого класса точности.
Потеря напряжения во вторичных цепях ТН,
снижающая точность работы подключенной к нему
аппаратуры, не должна превышать:
• в цепи от ТН до расчетных счетчиков
межсистемных линий электропередачи 0,25% (при питании от ТН
класса точности 0,5);
• до других расчетных счетчиков — 0,5%;
• до щитовых приборов —1,5%;
• до реле защиты и автоматики — 3%;
• до фиксирующих измерительных приборов (ФИЛ) — 2%.
Современные индикаторы расстояния до места КЗ
типа МФИ, МИР, ИМФ имеют точность измерения
расстояния до места КЗ существенно выше, чем традиционные
ФИП, поэтому и потери напряжения во вторичных цепях
ТН для них должны быть как можно ниже. Они имеют
малое потребление и могут быть включены в цепи
напряжения, предназначенные для счетчиков.
Схемы включения ТН и схемы их вторичных цепей
должны обеспечивать надежное питание подключенной
к ним аппаратуры учета электроэнергии, измерений,
релейной защиты, автоматики.
Вторичные обмотки ТН должны быть заземлены.
Заземление должно быть надежным и наглядным. В
проводах, соединяющих точку заземления с обмотками ТН,
не должно быть коммутационных и защитных аппаратов
(рубильников, переключателей, автоматических
выключателей, предохранителей и др.). Сечение заземляющего
провода должно быть не менее 4 мм2 (по меди).
Заземление допускается выполнять через пробивной
предохранитель. В соответствии с требованиями [2] такая схема
применяется в тех случаях, когда от цепей напряжения
питаются оперативные цепи.
Заземляться должна нулевая точка или один из
фазных выводов вторичных обмоток. При соединении
основных вторичных обмоток в звезду более распространено
заземление одной из фаз (обычно фазы В), а не нуля, что
упрощает проверку правильности сборки цепей рабочим
напряжением, как будет сказано далее.
50
Заземление может устанавливаться как вблизи ТН (на
ближайшей сборке зажимов), так и на релейном щите.
Первый вариант заземления используется в автономных
вторичных цепях при отсутствии переключения питания
цепей напряжения на другой ТН. Второй вариант более
удобен в тех случаях, когда предусматривается
переключение цепей с одного ТН на другой. При раздельном
заземлении вторичных
цепей недопустимо даже
кратковременное
объединение
заземленных или незаземлен-
ных проводов разных
ТН, так как
объединение цепей разных ТН
может вызвать
неправильное действие
релейной защиты или
устройств
синхронизации в случае
появления тока в
заземляющем контуре.
В связи с этим при
установке
заземления вблизи ТН
переключение нагрузки с
одного ТН на другой
должно
производиться только с разрывом
цепи, а при
включении автоматических
устройств
синхронизации сразу на два
ТН должно
обеспечиваться электрическое
разделение их
вторичных цепей с
помощью разделительных
или фазоповоротных
трансформаторов
Схемы цепей
напряжения для двух
вариантов заземления
й
\
[
-г Л
WW
5
О
н
и
I
г
. ШНа
■ ШНв
•UlHi-
ШНо
■ШНн
ШНк
Рис. 3-19 Схема цепей напряжения
ТН 110 - 220 кВ при установке
заземления вблизи ТН
приведены на рисунках 3-19, 3-20.
Для обеспечения безопасности при работах на ТН и
51
его вторичных
цепях должны
устанавливаться
рубильники или
использоваться
объемные
трубчатые
предохранители, разъемные
соединения вы-
катных тележек
в ячейках КРУ и
т. п.
В цепи
первичной
обмотки ТН до 35 кВ,
как правило,
устанавливаются
предохранители для
обеспечения сохранения
в работе шин или
других
первичных цепей, к
которым
подключен ТН при КЗ на
его ошиновке или
вводах ВН.
В тех случаях,
когда
возникновение КЗ в цепи
первичной
обмотки
маловероятно или
последствия такого КЗ
не представляют
особой опасности
для
электроснабжения потребителей, предохранители на стороне ВН ТН
могут не устанавливаться.
Для защиты ТН от повреждения при КЗ во
вторичных цепях применяются предохранители или
автоматические выключатели. Предохранители могут
устанавливаться только на ТН, не питающие быстродействующие
устройства релейной защиты, которые могуч
неправильно работать при нарушении исправности цепей напряже-
Рис 3-20 Схема цепей напряжения
ТН 110-220 кВ при установке заземления
на релейном щите
52
ния. При наличии таких устройств для защиты ТН
должны применяться автоматические выключатели.
Автоматические выключатели или предохранители
включаются во все незаземленные провода вторичных
цепей ТН. Исключение составляет лишь цепь 3Uo. В эту цепь
защитные аппараты включаются только на ТН,
работающих в сетях с изолированной нейтралью. Двухобмо-
точные ТН и соединенные в звезду основные обмотки
трехобмоточных трансформаторов должны
защищаться трехполюсными автоматическими выключателями с
электромагнитными и тепловыми расцепителями.
Основные и дополнительные обмотки
трехобмоточных ТН должны защищаться отдельными
автоматическими выключателями.
Автоматические выключатели и предохранители,
устанавливаемые во вторичных цепях, должны размещаться
по возможности ближе к ТН. В некоторых случаях
допускается установка автоматов на релейный щит, но при этом
должна устанавливаться защитная аппаратура и в шкафу
ТН для обеспечения защиты кабелей-длинномеров.
Дистанционные и некоторые другие защиты могут
неправильно работать при неисправности цепей напряжения.
В таких случаях питание цепей напряжения защит
выполняется от двух источников: от основных вторичных
обмоток ТН. соединенных в звезду, и от дополнительных
обмоток, соединенных по схеме разомкнутого треугольника.
Основные и дополнительные обмотки ТН яри этом
защищаются отдельными автоматическими выключателями.
Выполняется блокировка защиты при обрыве любой
цепи напряжения, включая отключение автоматов в цепях
звезды и разомкнутого треугольника. Кроме
блокирования этих устройств защиты, выполняется сигнализация
нарушения целости цепей напряжения. Блокировка
выполняется с помощью устройства КРБ-12 или его аналогов,
входящих в комплект дистанционной защиты (раздел «Защита
ЭПЗ-1636. Принцип действия, элементы и узлы»).
В распредустройствах с двумя рабочими системами шин,
на каждой из которых установлен трансформатор
напряжения, цепи напряжения подаются на защиту через
контакты двух пар реле — повторителей шинных разъединителей
(рисунок 3-21): 1РПР и 2РПР с замедлением при
возврате, 11РПР и 12 РПР - без замедления. Реле 1РПР и 11РПР
управляются блок-контактами шинного разъединителя
I с.ш. (IP), 2РПР и 12РПР - блок-контактами шинного
разъединителя II с.ш. (2Р). Подача цепей напряжения
53
1РГ1Р
К оперативным
цепям з в щиты
а) оперативные цепи
От ТНI с.ш.
звезды (цепи,
обеспечивающие
срабатывание защиты),
выполняется
контактами реле 1РПР
(2РПР), цепей
напряжения
разомкнутого треугольника
(цепи, выполняющие
блокировку
защиты при
неисправности цепей
напряжения) и оперативных
цепей — контактами
11РПР (12РПР).
ОтТННсш.
12РПР
б) цепи напряжения
Рис 3-21. Реле положения разъединителей
При отключении разъединителей оеле 11РПР и
12РПР будут возвращаться и снимать оперативный ток
защиты быстрее, чем замедленные реле 1РПР и 2РПР
снимут с защиты напряжение. При включении
разъединителей реле 11РПР, 12РПР будут срабатывать и
подавать оперативный ток только после срабатывания реле
1РПР. 2РПР, подающих на защиту напряжение.
54
Размыкающие контакты 1РПР в цепи 2РПР, 12РПР и
2РПР в цепи 1РПР, 11РПР исключают объединение на
параллельную работу вторичных цепей трансформаторов
напряжения двух систем шин. Следует соблюдать осторожность
в применении этой блокировки. Авторам известен случай
ложной работы дистанционной защиты линии при выводе
в ремонт системы шин. В приводе одного из отключаемых
разъединителей не разомкнулся блок-контакт. При этом РПР
соответствующей системы шин остались в состоянии
срабатывания и заблокировали РПР включаемого
разъединителя. При снятии напряжения с выводимой системы шин с
защиты линии было снято напряжение. Такое нарушение
типовыми решениями не предусматривается и
существующими средствами не было выявлено.
При обрыве цепей напряжения, связанном с потерей
оперативного тока (например, при отыскании земли в
цепях оперативного тока), оперативный ток будет снят с
защиты раньше, чем цепи напряжения, обеспечивающие
срабатывание защиты, одновременно со снятием
оперативного тока будет снято напряжение разомкнутого
треугольника, что выполнит блокировку защиты на время
переходного процесса. При восстановлении
оперативного тока раньше будут поданы цепи напряжения звезды
что предотвратит срабатывание защиты, затем —
разомкнутого треугольника и оперативные цепи.
Сигнализация об обрыве цепей напряжения должна
обеспечиваться при срабатывании автоматических
выключателей или перегорании предохранителей во
вторичной или первичной цепи ТН.
Для контроля целости предохранителей могут
использоваться реле контроля напряжения (как правило, реле
напряжения обратной последовательности в сочетании с
реле минимального напряжения).
При наличии в схеме РПР дополнительно выводится
на сигнал цепь из двух последовательно включенных
размыкающих контактов реле 1РПР и 2РПР
В [87] (сайт [90]) приведены схемы однофазного и
трехфазного устройств блокировки при обрыве цепей
напряжения, принцип действия которых подобен
устройству КРБ-12. Вместо цепей разомкнутого треугольника в
этих устройствах используется напряжение второго ТН,
что позволяет использовать его в сетях 6—35 кВ. При
некоторой доработке возможно применение подобного
устройства для сравнения напряжений ТН и
трансформатора собственных нужд.
55
У ТН 110 кВ и выше дополнительно должна
контролироваться исправность цепи разомкнутого треугольника
дополнительных обмоток. Контроль исправности цепи 3 Uo
осуществляется периодическими измерениями
напряжения небаланса, в нормальном режиме составляющего 0,3—
3 В. Меньшие напряжения бывают на шинах у мощного
источника, большие — на удаленных подстанциях.
Для исключения влияния наводок напряжение
небаланса должно измеряться вольтметром с внутренним
сопротивлением не более 200 Ом. Обычно вместо
вольтметра применяют миллиамперметр Э-421 со шкалой до
100 мА и внутренним сопротивлением 50 Ом. Его
включают через резистор сопротивлением 100 Ом. В этом
случае максимальному отклонению прибора соответствует
напряжение небаланса 15 В, прибор подключается к
цепи 3 Uo кнопкой.
В [89] (сайт [90]) приведена схема устройства для
непрерывного контроля цепей напряжения «разомкнутого
треугольника». Защиты типа ШДЭ-2801 (2808), а также
микропроцессорные защиты имеют встроенные
средства контроля этого напряжения.
Для предотвращения самопроизвольных смещений
нейтрали и повреждений ТН в электроустановках
напряжением 3—35 кВ при отсутствии компенсирующих
устройств (дугогасящих катушек) в цепи 3 Uo
устанавливаются дополнительные резисторы. Эти же
резисторы подавляют резонансные явления в сети. Как правило,
используется резистор сопротивлением 25 Ом,
рассчитанный на длительное протекание тока 4 А. В некоторых
случаях предусматривается автоматическое включение
параллельно ему дополнительного резистора с такими же
параметрами при появлении тока в заземляющем
проводнике первичной обмотки ТН.
Для снижения влияния наводок во вторичных цепях
ТН следует:
— переключение цепей напряжения присоединений
РУ с ТН одной системы шин на ТН другой системы шин
блок-контактами разъединителей применять только в
распределительных устройствах 6-35 кВ. В РУ 110 кВ и выше
должны применяться схемы с реле-повгорителями
положения разъединителей;
— в РУ ПО кВ и выше применять во вторичных цепях
ТН только кабели в металлической оболочке и заземлять
оболочку с обоих концов каждого кабеля. При наличии
соединительных муфт оболочка кабелей по обе сторо-
56
ны каждой из них должна быть электрически
соединена между собой. При этом использование изолированной
металлической оболочки в качестве одного из проводов
вторичной цепи не допускается;
— кабели в цепях основных и дополнительных
обмоток ТН от шкафа ТН до щита по всей длине
прокладывать рядом.
Наиболее жесткие требования в части потерь
напряжения предъявляются при питании от них расчетных
счетчиков. Наибольшее же потребление имеют цепи
защиты. Кабель от ТН до щита, как правило,
прокладывается силовой. Если же увеличение сечения кабеля до
120 мм2 не обеспечивает требуемых потерь, для питания
счетчиков прокладывается отдельный кабель.
В некоторых случаях для питания расчетных
счетчиков устанавливаются дополнительные ТН, к которым
могут подключаться и другие потребители.
3.2.2 Проверка трансформаторов напряжения
и их вторичных цепей
В данном разделе не рассматриваются
требования к первичной обмотке и основной изоляции
и их проверка, как не относящиеся к ведению
служб СРЗА. Рассмотрены вопросы, связанные с
работой вторичных цепей и подключенных к ним
устройств РЗА и измерений, а также проверки
характеристик ТН, непосредственно связанных с ними. Объемы
проверок приведены в соответствии с требованиями [10].
Л1> |К1 [, |В|, [К] Внешний осмотр вторичных цепей
выполняется в том же объеме, что и для других
вторичных цепей. Дополнительно нужно проверить правильность
выполнения первичной цепи. В первую очередь нужно
проверить правильность заземления первичных обмоток
ТН. Нулевые выводы, как правило, имеют ослабленную
изоляцию и не предназначены для пребывания под
рабочим напряжением.
У каскадных трансформаторов напряжения необходимо
проверить правильность подключения соединительных
проводников между уравнительными обмотками каскадов.
Известны случаи ошибочного подключения
трансформаторов напряжения типа НТМИ, установленных на вы-
катных тележках КРУН. У таких ТН ошиновка может быть
выполнена неправильно. Наиболее распространенная
ошибка - перепутаны фазы А и С.
57
Rj Определение однополярных выводов ТН
Производится у ТН с нарушенными заводскими
обозначениями выводов, у ТН, подвергавшихся ремонту с
отсоединением обмоток и в других подобных случаях. У
исправных ТН с четкими заводскими обозначениями
определение однополярных выводов необязательно. Ошибки
завода-изготовитепя в обозначении выводов
чрезвычайно редки и обнаруживаются проверкой рабочим
напряжением.
Проверка выполняется аналогично трансформаторам
тока (см. раздел «Трансформаторы тока»).
И\ Определение сопротивления короткого
замыкания ТН
Сопротивление КЗ ТН определяется для расчета токов
КЗ и защиты от них во вторичных цепях ТН.
Выполняется подачей регулируемого переменного
напряжения во вторичную обмотку при закороченной
первичной обмотке. Ток ограничивается величиной,
соответствующей номинальной мощности ТН.
При испытаниях необходимо следить за
надежностью закороток, установленных на
первичных обмотках; при случайном
размыкании их на первичной обмотке может
появиться напряжение, опасное как для
персонала, так и для ТН.
При испытаниях трехобмоточчых ТН третья обмотка
должна быть разомкнута.
|"н] Проверка маркировки и правильности сборки
схемы вторичных цепей выполняется в соответствии с
требованиямиразцела "Вторичные цепи".
)Н], [Kl], [в] Проверка правильности монтажа
схемы переключения цепей с одного ТН на другой
выполняется этими же методами.
При \н\ дополнительно проверяется правильность фа-
зировки ТН рабочим напряжением, как будет сказано ла-
neeL_ _ _
|Н], [кТ1, [в], [К] Измерение и испытание
сопротивления изоляции выполняется в соответствия с
требованиями раздела "Вторичные цепи". Сопротивление
изоляции вторичных обмоток ТН при отключенных
вторичных цепях должно соответствовать величинам,
приведенным в таблице 2-2, с подключенными вторичными
цепями - 1 МОм.
Сопротивление изоляции между фазами вторичных це-
58
пей допжно измеряться при откпюченных обмотках реле
и приборов, которые могут шунтировать изоляцию.
Рекомендуется испытывать изоляцию между жилами
кабеля от ящика зажимов ТН до релейного щита. Дпя
кабелей от ТН до первого защитного устройства это
испытание обязательно.
■ Как было сказано в разделе «Трансформа-
J тори тока», некоторые типы измерительных
*У приборов и счетчиков имеют ослабленную
ж изоляцию между обмотками тока и
напряжения. В связи с этим перед проверкой нужно
отключать такую аппаратуру от цепи и проверять
ее изоляцию отдельно.
ГЙ] Измерение сопротивления вторичных цепей
Выполняется для определения надежности защиты от
токов КЗ. Методы проверки те же, что и при проверке
сопротивления переменному току токовых цепей (см.
раздел «Трансформаторы тока»). Перед замером
устанавливается закоротка в наиболее удаленной от ТН точке цепей
напряжения. По данным измерений выполняется повероч-
ный расчет токов КЗ и защиты вторичных цепей.
ПШ> S3' [Ж1> СЕ] Проверка автоматических
выключателей и предохранителей выполняется в соответствии с
рекомендациями раздела "Вторичные цепи".
Контроль исправности цепи 3 Uo производится низ-
коомным вольтметром ипи миллиамперметром,
включаемыми оперативным персоналом вручную. При |_Н_|, [K1
J3J, [К] дополнительно проверяется исправность кнопки и
добавочного сопротивления.
Проверка пробивных предохранителей
При контрольной разборке заменяются пробитые или
поврежденные слюдяные прокладки.
Напряжение пробоя предохранителя - 300-350 В
переменного тока.
Проверка резисторов, включаемых в цепь 3 Uo.
Сопротивление резисторов должно быть равно 25 Ом
± 5%
Н\. Щ\, \В\, Щ Проверка ТН и вторичных цепей
рабочим напряжением включает в себя:
— проверку совпадения маркировки вторичных цепей
с обозначениями фаз первичной стороны;
— проверку фазных, линейных напряжений и
напряжения небаланса 3 Uo;
— определение действительного положения вектора 3 Uo;
— фазировку ТН между собой.
59
При повторных плановых проверках можно
ограничиться проверкой фазных, пинейных напряжений и
напряжения небаланса 3 Uo.
Проверка совпадения маркировки вторичных
цепей с обозначениями фаз первичной стороны
может быть выполнена пофазной подачей напряжения на
каждую фазу. Если на первичной стороне имеются
однополюсные разъединители или предохранители, пофаз-
ная подача напряжения выполняется с их помощью. При
трехполюсных разъединителях и отсутствии
предохранителей (РУ напряжением 35 кВ и выше) пофазная
подача напряжения может выполняться только расшиновкой с
первичной стороны. Пофазная подача напряжения может
быть заменена отключением кабелей от выводов
вторичных обмоток двух других фаз непосредственно на
выводах ТН и подачей на первичные обмотки всех фаз
трехфазного напряжения.
При подаче на вторичную обмотку
напряжения на первичной появляется высокое
напряжение. Это опасно для жизни, а если
напряжение превышает номинальное, может
произойти повреждение ТН.
Этой проверке может предшествовать, а в некоторых
случаях и заменить ее, подача пониженного трехфазного
напряжения (380 В) в первичную обмотку ТН. В этом
случае легче выполнить поочередную подачу напряжения в
отдельные фазы. При этой проверке нужно измерить
напряжение на каждом устройстве, подключенном к цепям
напряжения. Измеренные величины будут равны:
1ии НОУ
где иИЗМ - измеренное напряжение, В;
иИСП - испытательное напряжение (напряжение,
поданное на первичную обмотку ТН), В;
Uhom - номинальное напряжение первичной
обмотки ТН, кВ.
Если во вторичную цепь ТН подать трехфазное
напряжение 100 В, можно проверить и срабатывание
отдельных устройств, подключенных ко вторичным цепям
ТН. При подаче этого напряжения от устройства У5053
имитацией различных видов КЗ можно подать различные
сочетания фаз напряжения.
Проверка рабочим напряжением - заключительная
9
60
проверка цепей напряжения. После подачи нормального
рабочего трехфазного напряжения на ТН измеряются
напряжения в клеммном ящике ТН, на всем протяжении
цепей напряжения и у отдельных устройств. При
правильном включении вторичных обмоток в звезду с нулем все
линейные напряжения равны между собой, все фазные
равны между собой и в 7з раз меньше линейных. При
правильном включении в открытый треугольник равны
между собой все линейные напряжения. При правильном
включении вторичных обмоток в разомкнутый
треугольник равны между собой все фазные (они же линейные)
напряжения. Напряжение на выводах разомкнутого
треугольника должно быть равно нулю, практически же оно
обычно составляет несколько вольт.
Если на подстанции есть трансформатор напряжения,
включенный в работу ранее, проверку соответствия
маркировки вторичных цепей фазам первичной стороны
можно заменить фазировкой с ТН, находящимся в работе.
Если у трансформатора напряжения используется
только одна вторичная обмотка (или группа обмоток),
соединенная в звезду, правильность подключения фаз
вторичных цепей проверяется в следующем порядке:
— определяется заземленная фаза В по отсутствию
напряжения на соответствующей цепи относительно
земли (в общем случае напряжение может составлять от
нескольких милливольт до нескольких вольт);
— проверяется напряжение на фазах А и С (100 8
при номинальном первичном напряжении), а также на
цепи 0 (58 В) относительно фазы В;
— подключением фазоуказателя к фазам А, 8 и С
проверяется правильность чередования фаз.
Цепи напряжения, соединенные в звезду и разомкнутый
треугольник, используются чаще для дистанционных и токовых
направленных защит линий 110 кВ и выше. Проверка таких
цепей рабочим напряжением будет приведена в разделе
«Защита ЭПЗ-1636. Принцип действия, элементы и узлы».
Значительное напряжение на выводах разомкнутого
треугольника при правильной сборке схемы может
вызываться следующими причинами:
а) несимметрией первичных фазных напряжений.
Определяется по вторичным фазным напряжениям обмоток,
включенных по схеме звезды Проявляется и в цепях
других трансформаторов, включенных на этой подстанции (ТН
распредустройства другого напряжения или
трансформатор собственных нужд),
б) насыщением стали сердечников ГН Определяется
61
осциллоскопом по форме кривой напряжения небаланса.
Обычно проявляется при первичном напряжении,
превышающем номинальное первичное напряжение ТН. При
насыщении стали в напряжении небаланса преобладают
третьи гармонические составляющие;
в) резонансными явлениями в сети. В сетях с
изолированной нейтралью, как было сказано выше, подавляются
включением активного сопротивления в цепь разомкнутого
треугольника. Если напряжение небаланса значительно, это
может проявиться в несоответствии фазных и линейных
напряжений обмотки, соединенной в звезду (отношение
между ними не будет равно уз\ а в наиболее тяжелых случаях
фазное напряжение может превышать линейное). Это
также обусловлено появлением третьих гармоник;
г) неправильным соединением каскадных
трансформаторов напряжения или повреждением одного из каскадов,
что проявляется в заметном искажении векторной
диаграммы как в цепи звезды, так и в цепи треугольника.
Этот случай наиболее опасен из рассмотренных;
д) различными наводками от посторонних магнитных
полей при значительной нагрузке соседних
присоединений. Определяются измерением небаланса двумя
вольтметрами: с большим внутренним сопротивлением и малым
или на разных пределах одного вольтметра
электромагнитной системы.
[к] Фазировка трансформаторов напряжения между
собой позволяет дополнительно провеоить правильность
подключения каждого из них, а при взаимном
резервировании ТН обязательна.
Для фазировки оба ТН включаются на одно
напряжение с первичной стороны. Если это - трансформаторы
напряжения одного напряжения на разных секциях (системах
шин), должен быть включен шиносоединительный
выключатель. Если проверяется фазировка ТН, включенных на
разные напряжения одной подстанции, должна быть
собрана нормальная схема связи между распредустройства-
ми различного напряжения. Вторичные обмотки должны
быть объединены в одной точке схемы, одинаковой или
близкой для обоих ТН (как правило, для этого
достаточно заземления обмотки).
Измеряется напряжение между каждой цепью одного ТН
и каждой цепью второго ТН. При одинаковых ТН показания
вольтметра при включении между одноименными фазами
напряжение близко к нулю, при включении на разноименные
выводы равно соответствующему напряжению, полученному
при снятии потенциальной диаграммы отдельного ТН.
62
Если выполняется фазировка двух трансформаторов
напряжения распредустроиств, связанных через силовой
трансформатор, выполняющих поворот фазы напряжения
(например, трансформатор 110/10 кВ со схемой
соединения V7A-11), при построении и анализе потенциальной
диаграммы нужно учитывать этот фактор.
При постановке под напряжение подстанции с пусковой
схемой, включающей один трансформатор напряжения, может
быть выполнена фазировка ТН с трансформатором
собственных нужд (ТСН). Векторная диаграмма, соответствующая
этой проверке, приведена на рисунке 3-22.
Трансформатору напряжения соответствует система векторов Ua1Ub1Uc1,
трансформатору собственных нужд - Ua2Ub2Uc2.
Uc1
Uc2
Ub2
Рис. 3-22 Векторная диаграмма напряжений при фазировке
ТН с ТСН
Напряжения между различными фазами при
номинальном напряжении вторичной обмотки ТСН 380 В
примерно равны приведенным в таблице 3-6.
Таблица 3-6
Фаза ТСН
А2
В2
С2
02
Фаза ТН
А1
115
380
280
100
В1
220
220
220
0
С1
280
380
115
100
01
185
320
185
58
63
Н| Измерение нагрузки и потерь напряжения во
вторичных цепях
Сложность измерения потерь вызвана следующими
причинами:
— малое абсолютное значение потерь;
— как правило, большое расстояние между ТН и
местом установки измерительных приборов и реле;
— возможность изменения нагрузки на ТН при
срабатывании различных устройств релейной защиты и
автоматики.
Если расстояние от ТН до реле или измерительных
приборов невелико, потери напряжения можно измерить
непосредственно по падению напряжения на кабелях от
ТН до аппаратуры.
При больших расстояниях от ТН до панелей защиты
и измерительных приборов непосредственное измерение
потерь напряжения может быть заменено расчетом по
результатам измерения нагрузки и определенного ранее
сопротивления цепей.
Полные потери напряжения от ТН до наиболее
удаленной панели можно считать равными сумме потерь
напряжений на отдельных участках.
Одновременно с измерением потерь напряжения
измеряется и нагрузка на ТН.
Допустимые потери в цепях напряжения были
приведены выше.
[н] Опыт короткого замыкания во вторичных
цепях позволяет проверить правильность выбора и
настройки защитных автоматов, а также правильность
заземления вторичных цепей ТН. Выполняется искусственное КЗ
на землю в наиболее удаленной от ТН точке цепей
напряжения через автоматический выключатель,
номинальный ток которого на ступень выше, чем у автомата,
защищающего вторичные цепи ТН.
Рекомендуется проводить эти испытания с осцилпогра-
фированием тока КЗ в тех случаях, когда защита
вторичных цепей от КЗ работает на пределе чувствительности.
В начале 80-х годов авторам пришлось работать на
нескольких подстанциях, где заземление клеммных
ящиков ТН было упущено проектной организацией, не было
зто замечено и при проверке контура заземления. Опыт
КЗ помог выявить и устранить дефекты.
[н] Проверка отстройки автоматических
выключателей от зарядного тока линии отключением линии
64
с осциллографированием токов нагрузки
трансформатора напряжения. Выполняется только для ТН,
установленных на линии.
Н| Проверка отстройки защиты от токов
максимальной нагрузки ТН
На трансформатор напряжения переводится вся
возможная нагрузка, в том числе и та, для которой данный
ТН является резервным. При нескольких включениях
нагрузки проверяемым автоматом или рубильником
автомат не должен отключаться. Ток нагрузки контролируется
амперметром или осциллографом.
Более подробные сведения о ТН приведены в [60] и
[66], ТН и их вторичных цепях - [10]. Некоторые
дополнительные сведения о проверке вторичных цепей
трансформаторов напряжения приведены в [79].
3 Заказ 151
4 Максимальные токовые
защиты и их элементы
4.1 Общие сведения
Основное назначение релейной защиты —
автоматическое отключение поврежденного участка
от остальной части системы при коротких
замыканиях и некоторых других ненормальных
режимах сети. В зависимости от характера
ненормальных режимов и опасности их для оборудования релейная
защита может действовать на сигнал или отключение.
Общие требования к любым защитам —
чувствительность, селективность и быстродействие
Селективность — основное свойство защиты. Этот
параметр характеризует способность защиты реагировать
только на повреждение защищаемого элемента системы
и не реагировать на повреждения других элементов.
По принципу действия защита может реагировать на
различные факторы, связанные с ненормальными
режимами.
Один из признаков короткого замыкания в сети —
увеличение тока в линии. Этот признак используется
для выполнения токовых защит. Эти защиты
срабатывают при увеличении тока в одной, двух или трех фазах
линии сверх определенного значения в течение
определенного времени.
Токовые защиты бывают различных видов. Защита,
действующая мгновенно, без выдержки времени,
называется токовой отсечкой (ТО или МТО). Защита,
действующая с выдержкой времени, называется максимальной
токовой защитой (МТЗ). Селективность токовой отсечки
обеспечивается выбором тока срабатывания,
селективность максимальной токовой защиты — комбинацией
токов срабатывания и выдержек времени.
Максимальные токовые защиты являются основным
видом защит для сетей с односторонним питанием. В
сетях более сложной конфигурации токовые защиты
применяются как вспомогательные.
МТЗ с контролем тока в одной фазе встречаются
сравнительно редко и применяются, как правило, для защиты
от перегруза. Наиболее распространены защиты с конт-
66
полем тока в двух фазах. В сетях с изолированной
нейтралью замыкание на землю в обычных
электроустановках не сопровождается значительным увеличением тока
и не требует немедленного отключения линии, а при
любом сочетании междуфазных КЗ ток возрастает
одновременно в двух или трех фазах. В сетях с глухозаземленнои
нейтралью такие защиты дополняются защитами от
замыканий на землю. Защиты с контролем тока в трех фазах
применяются в тех случаях, когда двухфазный контроль
не обеспечивает необходимой чувствительности.
Максимальные токовые защиты могут работать как
самостоятельно, так и в сочетаниях с блокирующими
реле. К ним относятся реле напряжения (защиты с пуском
или блокировкой по напряжению) и направления
мощности (направленные защиты). Первые используются в
тех случаях, когда ток КЗ оказывается сопоставимым с
током нагрузки, во втором — если имеются два
источника питания или защищаемая линия включена в
кольцевую схему.
Токовые защиты от замыканий на землю в сетях с
заземленной нейтралью или токовые защиты нулевой
последовательности (ТЗНП) также можно отнести к
максимальным токовым защитам. Общее у них — аппаратура,
построение схем, средства обеспечения селективности.
Основное отличие — токовые реле защиты от замыканий
на землю включаются не в фазный, а в нулевой провод
вторичных цепей трансформаторов тока, которые
образуют фильтр тока обратной последовательности (раздел
«Фильтровые защиты»), поэтому их правильнее считать
все же фильтровыми защитами.
Пример использования максимальных токовых защит
приведен на рисунке 4-1.
В сетях с односторонним питанием защита
устанавливается в начале линии со стороны источника питания
(рисунок 4-1а). При этом каждая линия имеет свою
защиту, в зоне действия находятся линия и шины питаемой
подстанции. Селективность защит может
обеспечиваться двумя способами: ток срабатывания защиты
предыдущего участка выше тока срабатывания защиты
последующего участка или время срабатывания первой защиты
выше времени срабатывания второй защиты. Оба
способа имеют свои недостатки.
Различные уставки защиты по току не гарантируют
селективности действия защиты. Термином «уставка» здесь
и далее обозначается заданное значение характеристи-
3*
67
п1
п2
пЗ
п4
^4^4^4?
а)
1
t1-1
t1-2
t1-3
t2-1
t2-2
t2-3
t3-1
t3-2
t4-1
t4-2
*-
в)
Рис. 4-1 Схема защищаемой сети и временные диаграммы МТЗ
ческой величины или заданная выдержка времени, при
которых электрическое реле должно срабатывать. Токи
КЗ в конце предыдущей линии и в начале последующей
линии близки по величине. Защита предыдущей линии
должна гарантированно защищать и шины питаемой
подстанции. При КЗ на последующей линии защита
предыдущей линии может сработать раньше ее собственной
защиты, что приведет к неоправданному отключению всей
подстанции.
Различные уставки по времени вызывают
увеличение времени действия защиты (рисунок 4-1в).
Времена срабатывания различных участков выполняются с
определенным интервалом (ступенью селективности).
Если даже защита линии 4 выполняется мгновенно,
выдержка времени защиты линии 1 может достигнуть
недопустимой величины.
Чаще применяется комбинация указанных средств
обеспечения селективности (рисунок 4-16). На линии л4
устанавливается защита нагрузки с выдержкой времени
t4-2 и самой линии (t4-l). На линии лЗ устанавливается
токовая отсечка, защищающая часть линии лЗ (t3-l) и МТЗ
68
с выдержкой времени, превышающей выдержку времени
защиты линии л4 (t3-2). Уставка по току отсечки выше, чем
уставка по току защиты линии л4. Вторая из этих защит
защищает дальнюю часть линии лЗ, шины подстанции п4
и часть линии лЗ, то есть резервирует собственную
защиту этой линии. На линии л2 может быть установлена
отсечка и две ступени МТЗ: одна срабатывает с
выдержкой времени, превышающей время t3-2
Для обеспечения селективности максимальные
токовые защиты могут выполняться ступенчатыми или с
зависимой выдержкой времени.
Основным элементом МТЗ, как и большинства
других устройств РЗА, является реле. Обычно этим
термином обозначается автоматический аппарат, выполняющий
при заданном значении воздействующей величины
скачкообразное изменение в управляемых системах.
Существует много различных видов реле, классифицируемых
по различным признакам. По назначению реле делятся
на измерительные (тока, напряжения, сопротивления) и
логические (времени, промежуточные). По признаку
элементной базы различают реле электромеханические и
статические (полупроводниковые). Существует
классификация и по ряду других признаков.
В качестве реле, реагирующих на возрастание
тока, служат максимальные токовые реле. К ним
относятся электромагнитные реле РТ-40 и статические реле
серии РСТ.
Выдержку времени защиты создают реле времени.
Чаще всего в схемах защиты используются
электромагнитные реле типа РВ-100, РВ-200 или статические РВ-01,
РВ-03, РСВ-16, РСВ-18.
Блокировку или пуск по напряжению выполняют
электромагнитные реле напряжения РН-53, РН-54 или
статические реле серии РСН.
Направленность защиты обеспечивают
электромагнитные реле направления мощности РБМ или
статические РМ.
Защиты с зависимой выдержкой времени
выполняются при помощи токовых реле, работающих не мгновенно,
а с выдержкой времени, зависящей от величины тока
(например, реле серии РТ-80). В этом случае нет
необходимости применять отдельные реле времени.
Современные микропроцессорные защиты не имеют
отдельных реле тока, напряжения, времени и т. п. Эти
Функции реализуются программным путем в одном бло-
69
ке, который называется терминалом. В ряде случаев эти
защиты обеспечивают более высокую селективность за
счет применения дополнительных блокировок. Так,
например, микропроцессорными защитами может быть
улучшена отстройка от пусковых токов мощных
электродвигателей за счет изменения уставки на время протекания
пускового тока (режим "пуск-наброс"). Возможно
изменение уставки МТЗ для быстрого отключения
объекта при включении питающей линии на неустранен-
ное предыдущее КЗ.
Уставка токового реле для одноступенчатой
максимальной токовой защиты определяется током нагрузки
и вычисляется по формуле:
где 1СЗ — ток срабатывания защиты, А;
hmAKc ~ максимальный ток нагрузки, А;
кн — коэффициент надежности;
кСЗАП — коэффициент самозапуска;
кн — коэффициент возврата.
Коэффициент надежности — расчетная величина,
определяется ожидаемой неточностью настройки реле,
временным и температурным уходом от первоначальной
настройки и некоторыми другими факторами. Для реле типа
РТ-40, РТ-80, РТ-90 находится в пределах 1,1-1,2.
Коэффициент самозапуска определяется характером
нагрузки, то есть повышенным потреблением двигательной
нагрузки при восстановлении питания после перерыва.
Коэффициент возврата определяется из
выражения:
Кв=^-, (4-2)
'ср
где 1В — ток возврата реле;
/ср — гок срабатывания реле.
Коэффициент возврата определяется техническими
характеристиками реле и реализуется качеством его
наладки.
Полученный из выражения (4-1) ток срабатывания
защиты должен обеспечивать чувствительность защиты при
70
коротких замыканиях в наиболее удаленной точке защиг
щаемого участка сети:
k4=I_KjmL, (4-3)
где 1кмип— минимальный ток КЗ в конце защищаемого
участка сети.
Для основной защиты принимается кч>1,5. Если это
не выполняется, могут быть приняты другие схемные
решения (например, замена максимальной токовой защиты
на дистанционную). В некоторых случаях необходимый
коэффициент чувствительности может быть получен за
счет регулировки коэффициента возврата токового реле
в допустимых пределах.
Проверка максимальных токовых защит включает в
себя проверку отдельных реле (описание реле и методика
их проверки приведены ниже) и цепей вторичной
коммутации (раздел "Вторичная коммутация").
4.2 Промежуточные реле
4.2.1 Основные технические данные
Промежуточные реле применяются в схемах релейной
защиты и автоматики в качестве логических или
вспомогательных элементов, в тех случаях, когда количество или
мощность измерительных реле недостаточны.
В настоящем разделе приведены основные
технические данные и методика проверки реле серий РП-16, РП-
17, РП-18. Возможность взаимной замены с подобными
реле других серий приведена в приложении 1.
Условное обозначение реле имеет следующую
структуру:
РП XX - XX - XX
12 34 56 7 8
Первая группа знаков (1,2) — РП (реле промежуточное).
Вторая группа (3, 4) обозначает серию реле:
16 — реле незамедленные с временем включения не
более 30 мс;
17 — реле быстродействующие с временем
включения не более 11 мс;
71
18 — реле замедленные при включении или
отключении.
Третья группа знаков (5, 6) обозначает исполнение
реле.
Первая цифра в этой группе знаков (5) — исполнение
по функциональному назначению.
Для реле РП-16 она обозначает:
1—постоянного тока с включающей катушкой
напряжения без удерживающих обмоток;
2—постоянного тока с включающей катушкой
напряжения с 2 удерживающими обмотками тока;
3—постоянного тока с включающей катушкой
напряжения с 3 удерживающими обмотками тока;
4—постоянного тока с включающей катушкой тока и
удерживающей обмоткой напряжения;
5—постоянного тока с включающей катушкой
напряжения без удерживающих обмоток с уменьшенным
сопротивлением цепей управления;
7—переменного тока с включающей катушкой
напряжения без удерживающих обмоток.
Для реле РП-17:
1—постоянного тока с включающей катушкой
напряжения без удерживающих обмоток (с 2
переключающими контактами);
2—постоянного тока с включающей катушкой
напряжения с 2 удерживающими обмотками тока (с 4
замыкающими контактами);
3—постоянного тока с включающей катушкой
напряжения с 3 удерживающими обмотками тока (с 4
замыкающими контактами);
4—постоянного тока с включающей катушкой
напряжения без удерживающих обмоток (с 4 замыкающими
контактами);
Для реле РП-18:
1—постоянного тока замедленные при включении с
включающей катушкой напряжения без удерживающих
обмоток;
2—постоянного тока замедленные при включении с
включающей катушкой напряжения с 2
удерживающими обмотками тока;
3—постоянного тока замедленные при включении с
включающей катушкой напряжения напряжения с 3
удерживающими обмотками тока;
72
4—постоянного тока замедленные при отключении с
временем отключения от 0,4 до 1,0 с с включающей
обмоткой тока и удерживающей обмоткой напряжения;
5—постоянного тока замедленные при отключении с
временем отключения от 0,15 до 0,5 с с включающей
обмоткой напряжения без удерживающих обмоток;
6—постоянного тока замедленные при отключении с
временем отключения от 0,4 до 1,0 с с включающей
обмоткой напряжения без удерживающих обмоток;
7—постоянного тока замедленные при отключении с
временем отключения от 0,8 до 2,0 с с включающей
обмоткой напряжения без удерживающих обмоток;
8—переменного тока замедленные при отключении с
временем отключения от 0,15 до 0,5 с с включающей
обмоткой напряжения без удерживающих обмоток;
9—переменного тока замедленные при отключении с
временем отключения от 0,4 до 1,0 с с включающей
обмоткой напряжения без удерживающих обмоток;
10—переменного тока замедленные при отключении
с временем отключения от 0,8 до 2,0 с с включающей
обмоткой напряжения без удерживающих обмоток.
Вторая цифра в третьей группе знаков (6) —
исполнение реле по степени защищенности и монтажным
особенностям:
1—защищенного исполнения (IP40) с установочным
элементом (штепсельным разъемом) с винтовыми
зажимами для выступающего монтажа с передним
присоединением;
2—защищенного исполнения (IP40) с установочным
элементом (штепсельным разъемом) с винтовыми
зажимами для выступающего монтажа с задним
присоединением;
3—защищенного исполнения (IP40) без
установочного элемента с винтовыми зажимами для выступающего
монтажа с задним присоединением;
4—защищенного исполнения (IP40) без
установочного элемента с винтовыми зажимами для выступающего
монтажа с передним присоединением.
Четвертая группа знаков (7, 8) обозначает
климатическое исполнение (УХЛ, О) и категорию размещения
аппаратуры.
Основные технические данные реле приведены в
таблице 4-1, схемы реле — на рис. 4-2.
73
1
5
9
11
13
17
21
^1
^1
kq
и
г"°
rvn
Г^1
а) РП-16-11,
РП-16-12,
РП
-16-
71,
2
6
10
12
14
18
22
РП-16-72
(исполнение 1)
i 1
Е
7
11
|Тз
!17
J7IT
1
J
25
i— и
в) РП-16-21, РП-16-22
16
18
20
22
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
^J L2
I
и
д) р
РП
П-1
-16
В-41,
-42
2
4
6
10
12
14
16
18
20
22
1
5
9
11
13
17
19
21
^1
Г^
^Ь L2
25 \kl
б) РП-16-11,
РП-16-12,
РП-16-71,
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
РП-16-72
(исполнение 2)
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
21
1
"^1 Г
■"1
\_
\__
-- 1 -
-- 1 —
- 1 —
S^
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
г) РП-16-31, РП-16-32
Рис. 4-2. Схемы основных соединений реле РП-16, РП-17, РП-18
74
*
м чг ш оэ
/
\
Г"
N
*- m m г**
*
к
О П Ч1 Ш ОЭ О
У
1—1 1
-
7
ем
см
— — 3
_ *- т tn г** ет
m •- •- -г- •- •-
CN
S
ч см | сч^шсо — ^ ^ —
^'f iJ 9 а ^
С со
a. s
I
^ I
со о
V с
а.-5.
/
см
CM
а.
см
а.
^_
к
з •* см
—.—1 1-i.f
\п ^1 Го Ponfe
00 ^-
с: со
о. s
i
- СО
^ I
| С
оо о
т- С
г- °
п ю пч m
|Л>
1
£
1*3
Q£
т->.
т J>-
i5>*
1
3
I -I
Ч i
и
J><
1
3
5
7
9
11
Тз
15
17
19
21
J>:
н) РП-18-21, РП-18-22
3
й
£^3 0££
14
16
18
20
22
п) РП-18-41,
РП-18-42
о) РП-18-31, РП-18-32
*j>
и
13
15
17
19
21
3
[flf
м
+
Q££
г- и
ю
16
22
(~)
<s»
[f I*D Q£f
9
11
13
15
17
19
21
ьаи
м
+
и
Q£Si
1—16
1Q
18
р) РП-18-51, РП-18-61, РП-18-71
И
с) РП-18-81, РП-18-91, РП-18-01,
РП-18-52, РП-16-62 РП-18-72,
РП-18-82, РП-18-92, РП-18-02
76
Таблица 4-1
Тип реле
РП-16 IX
2Х
ЗХ
4Х
5Х
7Х
РП-17 IX
2Х
ЗХ
4Х
5Х
РП-18 IX
2Х
ЗХ
4Х
5Х
6Х
7Х
8Х
9Х
ОХ
Напряжение
(ток)
тывания
0.7U,,
0,81,,
0.7U,,
0,8UM
0,7UM
0,68UM
0,8I„
0.7U„
Напряжение
(ток)
возврата
0,05UH
0,05I„
0,05UH
0,05UH
0,05UH
0,05IH
0,05UH
Напряжение
(ток)
удержания
-
0,8I„
0,7UH
-
-
0,8IH
-
-
0,81,,
0,6UM
-
Время
срабатывания, с
£0,03
£0,011
0,05 - 0,25
<0,05
Время
возврата, с
<0,05
<0,015
<0,05
0,4 - 1,0
0,15 - 0,5
0,4 - 1,0
0,8 - 2,0
0,15 - 0,5
0,4 - 1,0
0,8 - 2,0
Все реле этих серий являются электромагнитными.
Контактная и магнитная системы большинства реле (за
исключением РП-16-5) приведены на рисунке 4-3.
Электромагнит состоит из П-образного магнито-
провода 1 с круглым сердечником 2, якоря 4 и
каркасной катушки 3. Контактная система реле состоит из
нескольких подвижных и неподвижных контактов
(количество зависит от модификации реле),
закрепленных на контактодержателях 8,9. Контакты закреплены
на основании 5 при помощи изолирующих прокладок
' и приводятся в движение посредством толкателя 6,
77
1 Магнитол ровод
2 Сердечник
3 Катушка
4 Якорь
5 Основание
6 Толкатель
7 Изолирующая
прокладка
8. Подвижный
контактодержатель
9 Неподвижный
контактодержатель
10 Упорная пластина
11. Возвратная пружина
12 Регулировочный винт
13 Фиксирующий винт
Рис 4-3. Магнитная и контактная система реле
РП-16 - РП-18
на который воздействует якорь. Возврат контактов
выполняет плоская возвратная пружина 11,
расположенная в верхней части реле.
У реле этих серий в отличие от реле с аналогичным
назначением РП-23, РП-25, РП-250 не предусмотрена
возможность изменения контактного набора.
В составе реле РП-18 дополнительно имеется
полупроводниковый блок, обеспечивающий замедление реле при
срабатывании или возврате.
Принципиальная схема полупроводникового блока
реле РП-18 с выдержкой времени на срабатывание (рабочее
напряжение 110—220 В) приведена на рисунке 4-4.
Времязадающий элемент выполнен на конденсаторе
О и резисторах Rl, R2, пороговый элемент выполнен на
транзисторах VT2 и VT3, ключевой элемент —
транзистор VT4. Кроме этого в схему входят регулировочный
резистор R3, стабилизатор напряжения VD1, R8 и
выходное реле К1. Резистор R3, в отличие от R2, залит краской
и регулировке при наладке и эксплуатации не подлежит.
Контакт реле К1 после срабатывания шунтирует
транзистор VT4 и обеспечивает надежное удержание реле.
78
Рис. 4-4 Схема электронного блока реле РП-18 с выдержкой
времени на срабатывание
Реле на напряжение 24—48 В имеют некоторые
отличия (рисунок 4-5). В них отсутствует ограничительный
резистор R7, а защитный диод VD5 включен
параллельно обмотке реле.
Схема реле с выдержкой времени на возврат
(напряжение 110—220 В) приведена на рисунке 4-6.
Рис 4-5 Фрагмент схемы Рис. 4-6 Схема электронного блока
реле на напряжение реле РП-18 с выдержкой времени
24-48 В на возврат
Более сложная схема применена в связи с тем, что
она должна работать при исчезновении напряжения на
входе реле.
В состав схемы входят времязадающая цепочка С2
и R2, конденсатор памяти С1, пороговый элемент VT3,
VT4, регулировочный резистор R1. В качестве
исполнительного органа используется двухобмоточное
электромагнитное реле с включающей К1.2 и отключающей К1.1
обмотками. Сердечник выходного реле выполнен из маг-
нитотвердой стали, обладающей остаточной
намагниченностью. Кроме перечисленных элементов, в схему входят
транзисторные ключи VT6 и VT9, стабилизатор
напряжения VD1, R6, R7, выпрямительный блок VD10 и несколько
вспомогательных элементов.
79
Работоспособность и нормируемые параметры реле
обеспечиваются при полном отключении питания реле
или снижении напряжения ниже 0,05 номинального.
У реле типа РП-18-4 включающая обмотка К1.2
является токовой, и часть схемы имеет отличия от
приведенной на рисунке 4-6 (рисунок 4-7).
V10
гЖ-Uo5
Рис. 4-7. Фрагмент схемы РП-18-4
Отключающая обмотка К1.1 включена в
полупроводниковой схеме аналогично другим исполнениям РП-18.
Срабатывание реле происходит при подаче импульса
тока во включающую обмотку. Подача напряжения на
выводы 15—16 реле не приводит к его срабатыванию, так как
импульс тока заряда конденсатора С4 недостаточен для
этого. Реле остается в состоянии срабатывания до
исчезновения напряжения питания.
4.2.2 Проверка и настройка реле
Проверка механического состояния реле
включает в себя:
— проверку отсутствия повреждений реле;
— проверку отсутствия затираний подвижной
системы при повороте якоря от руки;
— проверку качества регулировки контактов
(чистота поверхности, зазор между разомкнутыми контактами,
вжатие замкнутых контактов).
Механическая регулировка выполняется на заводе,
как правило, при наладке, и в процессе эксплуатации
дополнительная регулировка не требуется.
Производится при обнаружении каких-либо дефектов или замене
элементов.
Ход толкателя 6 (рисунок 4-3) должен быть в пре-
80
делах 2,8+0,2 мм для реле РП-16, РП-18 и в пределах
1,8+0,2 мм для реле РП-17.
Величина раствора контактов находится в
пределах 1,6±0,05 мм для реле РП-16, РП-18 и в пределах
0,8±0,05 мм для реле РП-17.
Контактные нажатия должны быть не менее 10 г для
РП-16, РП-18 и не менее 7 г для реле РП-17.
[Я] Проверка напряжения (тока) срабатывания и
возврата реле по основной обмотке выполняется подачей
регулируемого напряжения (тока) от постороннего источника.
Изготовителем гарантируется срабатывание реле при токах
и напряжениях, не превышающих приведенных в таблице
4-1. Подача напряжения должна выполняться толчком.
В соответствии с требованиями [37] реле,
срабатывание которых приводит к действию коммутационных
аппаратов или устройств противоаварийной
автоматики, напряжение срабатывания устанавливается в пределах
0,6-0,65 UH0M. Регулировка выполняется регулировочным
винтом 12 (рисунок 4-3).
В тех случаях, когда ложное срабатывание реле
может вызвать тяжелые последствия, обмотка реле РП-16 и
РП-18 должна быть зашунтирована резистором (для
номинального напряжения 220 В - 5,1 кОм, 10 Вт; для
номинального напряжения 110 В - 1,2 кОм, 15 Вт). Резисторы
должны устанавливаться вне корпуса реле.
В случае параллельного соединения двух и более реле
типа РП-16 (или РП-18), а также реле этих типов с
другими реле параметры шунтирующего резистора
выбираются исходя из необходимости обеспечить результирующее
сопротивление не более 4 кОм при напряжении 220 В и
не более 1 кОм при напряжении 110 В.
Н, Проверка тока (напряжения) удерживания реле
по дополнительной обмотке выполняется подачей
регулируемого тока (напряжения) от постороннего
источника. Реле в этом случае самостоятельно не срабатывает,
якорь нужно поджать от руки. Проверяется ток
(напряжение), при котором якорь вернется в исходное положение.
Параметры удержания должны соответствовать
приведенным в таблице 4-1. Проверка может быть совмещена с
проверкой однополярных выводов обмоток.
[Н| Проверка однополярных выводов основной и
дополнительной обмоток выполняется по схеме
рисунка 4-8 в следующем порядке:
а) на основную обмотку подается регулируемое
напряжение (ток) с соблюдением полярности включения,
напряжение (ток) поднимается до срабатывания реле;
81
Рис. 4-8 Проверка однополярных выводов и тока удержания реле
b) на дополнительную обмотку подается регулируемый
ток (напряжение) с соблюдением полярности, ток
(напряжение) поднимается до номинального значения;
c) напряжение (ток) на основной обмотке плавно
снижается до нуля, репе должно остаться в сработанном
состоянии;
d) ток (напряжение) на дополнительной обмотке
снижается до нуля, реле должно вернуться в исходное
состояние.
При одновременной подаче напряжения и тока на
основную и дополнительную обмотку (п. Ь, с) якорь реле
должен оставаться в подтянутом состоянии во всем
диапазоне регулирования.
И , К1, В Измерение времени действия реле
выполняется для реле РП-18. Для реле РП-16, РП-17
проверка выполняется, если это существенно по условиям
работы защиты. Время срабатывания (возврата) РП-18
регулируется подстроечным резистором R1 (R2),
расположенным на печатной плате репе. Время действия реле
РП-16, РП-17 не регулируется, определяется состоянием
механической части.
Способы проверки времени действия реле приведены
в разделе «Реле времени». Если при измерении времени
действия производилась регулировка репе, повторно
измеряются напряжения срабатывания и возврата.
Проверка репе с помощью системы РЕТОМ-41
приведена в заводской документации на систему ([96], [97]),
некоторые особенности проверки времени возврата - в
разделе, посвященном проверке защиты ЭПЗ-1636, и
приложении 2 настоящего пособия.
Устройство и методика проверки других типов
промежуточных реле, а также дополнительные сведения о
репе, описанных в настоящем разделе, приведены в [22],
[28], [62], [78].
82
4.3 Электромагнитные реле тока
и напряжения
4.3.1 Реле РТ-40.
данные
Основные технические
Максимальные реле тока РТ-40
применяются в устройствах релейной защиты и
автоматики в качестве органа, реагирующего на
повышение тока.
Схема магнитной системы реле приведена
на рисунке 4-9.
Магнитная система реле состоит из
П-образного шихтованного
сердечника 1 и Г-образного якоря 2. Положение
якоря в начальном и конечном
положении фиксируется упорными винтами
3 (у реле более позднего выпуска левый
упорный винт заменен скобой). Якорь
реле удерживается в начальном
положении с помощью противодействующей
пружины 4, один конец которой связан
с якорем, а другой — с указателем
уставки. При повороте указателя уставки
с крайнего левого деления в крайнее
правое положение противодействующий
момент пружины увеличивается в 4
раза по сравнению с левым положением, а
ток срабатывания реле — в два раза.
Магнитная сила F, действующая на
якорь, состоит из двух составляющих:
вращающей F2 и растягивающей F1.
Форма якоря и взаимное размещение якоря с сердечником
выбраны таким образом, чтобы реле работало с некоторым
нормированным коэффициентом возврата.
К якорю прикреплена опорная скоба. На ней
посредством изолирующей колодки закреплены два серебряных
подвижных контакта. К верхней части скобы прикреплен
полый барабанчик, заполненный песком, который служит
для снижения вибрации подвижной системы.
Подвижная система закреплена на двух подпятниках.
На сердечнике расположены две катушки, концы
которых выведены на зажимы цоколя реле. Перестановкой
перемычек катушки можно соединять
последовательно или параллельно. При параллельном соединении ток
Рис 4-9. Схема
магнитной
системы реле РТ-40,
РН-50
83
(^
?
срабатывания реле увеличивается в
два раза. Шкала реле отградуирована
в токах срабатывания при последова-
f$\ 1 ?* ^ тельном соединении обмоток, в типе
^-^ т S^J реле указывается максимальный ток
срабатывания при их параллельном
соединении.
Схема внутренних соединений
реле приведена на рисунке 4-10,
нумерация выводов приведена в соответствии
с заводской документацией
Чебоксарского электроаппаратного завода.
Диапазоны уставок, токи
длительной и односекундной термической
устойчивости и коэффициенты возврата приведены в
таблице 4-2.
Таблица 4-2
Рис. 4-10. Схема
внутренних
соединений реле РТ-40
Исполнение реле
РТ-40/0,2
РТ-40/0,6
РТ-40/2
РТ-40/6
РТ-40/10
РТ-40/20
РТ-40/50
РТ-40/100
РТ-40/200
Соединение катушек
Последовательное
Ток
батывания, А
0,05-0,1
0,15-0,3
0,5-1
1,5-3
2,5-5
5-10
12,5-25
25-50
50-100
Термическая
стойкость, А
длительно
0,55
1,75
4,15
И
17
19
27
27
27
1
сек
15
50
100
300
400
400
500
500
500
Параллельное
Ток
батывания, А
0,1-0,2
0,3-0,6
1-2
3-6
5-10
10-20
25-50
50-100
100-200
Термическая
стойкость, А
длительно
1,1
3,5
8,3
22
34
38
54
54
54
1
сек
30
100
200
600
800
800
1000
1000
1000
Потребляемая
мощность при
токе
нимальной
уставки, В А
0,2
0,2
0,2
0,5
0,5
0,5
0,8
1,8
8
Коэффициент возврата определяется из выражения 4-2. В
соответствии с заводскими данными, которые приводятся
и в ряде популярных изданий, коэффициент возврата реле
РТ-40/2 - РТ-40/50 - 0,8, реле РТ-40/100 и РТ-40/200 -0,7. В
соответствии с требованиями [18] коэффициент возврата
должен быть не менее 0,82 в конце шкалы и не более 0,92
в начале шкалы. По нашим наблюдениям реле работают,
84
как правило, наиболее четко при коэффициенте
возврата в пределах 0,85—0,87. Этот коэффициент и
рекомендуем для применения на рабочей уставке.
Время срабатывания реле РТ-40 не более 0,1 с при токе,
равном 1,2 1СРАБ и не более 0,03 с при токе, равном 3 1СРАВ.
Время возврата реле при скачкообразном изменении
тока в обмотках реле от 1,2 — 20-кратного значения
тока срабатывания до 0,7 1СРАБ (у реле РТ-40/50 и РТ-40/100
до 0,6 1СРАБ) — не более 0,035 с.
Контакты реле средней мощности. Как правило, этот
термин применяется при следующих параметрах.
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного
тока с индуктивной нагрузкой, постоянная времени
которой не более 0,05 с, — 60 Вт при напряжении до 220 В
и токе до 2 А. В цепи переменного тока до 300 ВА при
напряжении до 220 В и токе до 2 А.
Подвеска подвижной системы не рассчитана на
длительное пребывание при токе, превышающем ток срабатывания
реле и вызывающем вибрацию якоря. В связи с этим
использование реле РТ-40 в качестве реле минимального тока или
в цепях, длительно находящихся под током, нежелательно,
это вызывает повышенный износ контактов.
Полное сопротивление реле при увеличении тока за
счет намагничивания сердечника снижается,
соответственно снижается потребляемая мощность по
сравнению с данными, приведенными в таблице.
4.3.2 Реле РН-50. Основные технические
данные
Максимальные реле напряжения РН-53 и
минимальные реле напряжения _^
©-1
РН-54 применяются в
схемах релейной
защиты и автоматики в
качестве органа,
реагирующего на повышение
или понижение
напряжения в цепях
переменного тока. Схема
внутренних
соединений реле приведена на
рисунке 4-11.
Конструкция реле
аналогична РТ-40. Ба-
Рис. 4-11 Схема внутренних соединений
реле РН-53, РН-54
85
рабанчик, гасящий вибрацию у реле РТ-40, изъят. Для
снижения потребляемой мощности и вибрации подвижной
системы обмотка реле подключается к контролируемой цепи
через выпрямительный мост и добавочные резисторы R1 и
R2. Возвратная пружина более сильная, чем у РТ-40.
Реле максимального напряжения (или максимальное
реле) контролирует повышение напряжения.
Срабатывание для этих реле — подтягивание якоря и замыкание
замыкающего контакта при подаче напряжения,
превышающего уставку.
Реле минимального напряжения (или минимальное
реле) контролирует понижение напряжения.
Срабатыванием для такого реле является отпадание якоря и
замыкание размыкающего контакта при снижении напряжения,
приложенного к обмотке, ниже уставки. Коэффициент
возврата минимального реле больше единицы.
В диапазоне меньших уставок обмотка реле
подключается к контролируемой цепи через резистор R2 (выводы
4-8 реле), в диапазоне больших уставок — через
резисторы R1 и R2 (выводы 2-8). У реле на номинальное
напряжение 400 В для снижения опасности пробоя диодов
обмотки реле дополнительно шунтируются конденсатором
небольшой емкости.
Реле РН-53/60Д отличается от остальных реле
минимального напряжения тем, что его обмотка может
длительно находиться под напряжением, существенно
превышающим уставку.
Диапазоны уставок, номинальные напряжения и
коэффициенты возврата приведены в таблице 4-3.
Таблица 4-3
Тип реле
РН-53/60
РН-53/200
РН-53/400
РН-53/60Д
РН-54/48
РН-54/160
РН-54/320
Мак-
си-
маль-
ное
мальное
Диапазон уставок
I
UcPABr "
15-30
50-100
100-200
15-30
12-24
20-80
80-160
Uhomi В
30
100
200
100
30
100
200
II
UcPABr О
30-60
100-200
200-400
30-60
24-48
80-160
160 320
UHOMr В
60
200
400
200
60
200
400
фициент
возврата
>0.8
<1,25
86
В таблице приведены заводские данные по
коэффициенту возврата. В соответствии с требованиями [18],
коэффициент возврата максимальных реле должен быть не
менее 0,82 на конечной уставке и не более 0,92 на начальной
уставке, минимальных реле — 1,12—1,2. Как было сказано
выше, на рабочей уставке для максимального реле
желательно иметь коэффициент возврата 0,85—0,87.
Время замыкания замыкающего контакта
максимальных реле не более 0,1 с при 1,2 UCPAB и не более 0,03 с
при 2 UCPAB.
Время замыкания замыкающего контакта
минимальных реле не более 0,15 с при снижении напряжения до
0,8 исРАБ и не более 0,1 с при снижении напряжения до
0,5 UCPAB.
Время размыкания размыкающего контакта
минимальных реле не более 0,05 с при снижении напряжения
от 1,1 ином ДО 0,8 UCPAB.
Реле длительно выдерживают напряжение, равное
1Д ином.
4.3.3 Проверка и настройка реле
Н. К1
_Bj Внешний осмотр и проверка
исправности монтажа
Регулировка механической части.
Люфт по оси подвижной системы
должен быть 0,15-0,2 мм. Зазор между полкой якоря и
полюсом сердечника должен быть в пределах 0,8-1 мм для
РТ-40/100 и РТ-40/200, 0,7-0,9 мм для РТ-40/50 и 0,6-
0,7 мм для остальных исполнений.
Бронзовая контактная пластина с наваренной
серебряной полоской при разомкнутых контактах должна
касаться передних упоров без давления. Зазор между
контактной пластиной и задним упором должен составлять
0,2-0,3 мм.
Мостики подвижных контактов должны свободно
поворачиваться на своих осях на 5-8 градусов, неподвижные
контакты должны лежать в одной плоскости, их оси
должны быть параллельны. Точка первого касания подвижного
и неподвижного контактов должна находиться не менее
чем в 1 мм от края последних, подвижный контакт
проходит по поверхности неподвижного контакта 1-1,5 мм.
Так как длина неподвижного контакта составляет около
4 мм, подвижный контакт не доходит до края подвижно-
87
го контакта на 1-1,5 мм. Суммарный межконтактный
зазор 1,8-2 мм. Ход подвижных контактов до замыкания не
должен быть более 2,5 мм с учетом люфта, так как это
может вызвать их отброс при срабатывании и
затягивание времени действия реле. Величина совместного хода
контактов должна составлять 1-1,5 мм.
Угол встречи контактов, то есть угол между
плоскостью неподвижного контакта и траекторией движения
подвижного контакта, должен быть около 30°. Зазор между
замыкающим и размыкающим контактами должен быть
таким, чтобы исключалось одновременное их замыкание.
Совместный ход и провал контактов регулируются
подгибанием контактов в месте выхода их из узла крепления.
Полка якоря должна заходить на полюсы электромагнита
не менее, чем на 2/3 их ширины и не более, чем до
последней стягивающей магнитопровод пластины. Если
заход будет более высоким, то, как видно из рисунка 4-9,
исчезает составляющая магнитной силы F2, которая
приводит к вращению якоря. В крайнем случае это
приводит к зависанию якоря в промежуточном положении, а в
более легких - к чрезмерному завышению
коэффициента возврата и, как следствие, к снижению четкости
срабатывания реле.
Возвратная пружина должна надежно
фиксироваться во втулке. Пружина должна находиться в одной
(горизонтальной) плоскости, витки должны быть строго
концентричными.
Форма и положение пружины регулируются
фиксирующими элементами (неподвижный конец может
проворачиваться относительно втулки, подвижный конец
регулируется лапкой на якоре). Изгибание самой пружины
нежелательно, так как при этом она теряет упругость, что
приводит к изменению характеристик реле.
Указатель уставки должен быть надежно
зафиксирован, передвигаться от руки с некоторым усилием и
надежно вращать втулку противодействующей пружины.
Если указатель поворачивается свободно, проверить и при
необходимости заменить пружинную шайбу,
находящуюся под фиксирующей гайкой. О повреждении этой
шайбы может свидетельствовать существенный уход уставки
по сравнению с данными предыдущих замеров.
Н], |К11, |В| Проверка и регулировка
электрических характеристик
Проверка тока срабатывания (1СР) или напряжения сра-
88
батывания (UCP), тока возврата (1в) или напряжения
возврата (UB) и коэффициента возврата (Кв) производится
при плавном изменении тока в обмотках реле в начале,
в конце шкалы и на рабочей уставке.
Проверка в начале и в конце шкалы выполняется, если
уставка реле изменяется, оперативным персоналом. Однако
при наладке эти проверки не будут лишними в любом
случае, так как позволяют оценить общее состояние реле.
Ток или напряжение срабатывания должны
отличаться от уставки не более чем на ±3%.
Требования к коэффициенту возврата реле
приведены выше.
Порядок проверки:
— указатель устанавливается на 4-5 мм левее края
шкалы (со стороны меньшей уставки). Подвижные
контакты должны занять нейтральное положение. Если
замыкающий или размыкающий контакты при этом замкнуты,
необходимо освободить фиксирующую гайку,
зафиксировать указатель и повернуть втулку возвратной пружины
до принятия подвижным контактом нужного положения.
Фиксирующую гайку затянуть;
— указатель устанавливается на первую уставку,
проверяется ток срабатывания и при необходимости
регулируется затяжкой пружины;
— указатель устанавливается на последнюю уставку,
проверяется ток срабатывания и при необходимости
регулируется левым упорным винтом или скобой (левый винт)
и отгибанием неподвижных размыкающих контактов;
— проверяется ток возврата и коэффициент
возврата в начале и конце шкалы, при необходимости
регулируется правым упорным винтом и отгибанием
неподвижных замыкающих контактов.
Если указанные регулировки не дают требуемого
коэффициента возврата, нужно изменить зазор между
полкой якоря и полюсами электромагнита. При этом зазор
между полкой якоря и полюсами должен быть
равномерным, без перекосов.
Последний фактор, который влияет на коэффициент
возврата - механическое состояние реле (трение в
полуосях, загрязнение контактов).
После всех регулировок нужно повторно проверить
lCp(UCP), lB(UB), KB на рабочей уставке, а при
необходимости - в начале и в конце шкалы.
Репе предназначено для крепления к вертикальной
89
плоскости, и отклонение от вертикального положения
приводит к дополнительной погрешности. В связи с этим
окончательную проверку уставки необходимо производить на
месте постоянной установки.
Щ Ш\< \Ш Проверка надежности работы контактов
Контакты реле регулируются на отсутствие вибрации
без нагрузки и проверяются на замыкание и размыкание
цепи под номинальной нагрузкой.
Четкость работы замыкающих контактов для репе
максимального тока (напряжения) выпопняется в диапазоне от
1,05 lCP (UCP) до наиболее возможного в процессе
эксплуатации значения тока, (напряжения), но при этом нельзя
превышать условия термической стойкости, приведенные в
таблице 4-1. Подача тока свыше 150 А выполняется
непосредственно на выводы реле без цепей вторичной
коммутации. Четкость работы размыкающих контактов выполняется
скачкообразным снижением тока от 1,2 до 0,6 lCP.
Установка УРАН-1(2) и система РЕТОМ-41 позволяют выполнить эту
проверку. Другими устройствами скачкообразное снижение
тока выполнить довольно сложно, в этом случае
проверку можно выполнить сбросом тока до нуля. Для реле
минимального напряжения проверка выполняется от
наибольшего возможного в эксплуатации значения напряжения до
значения, при котором срабатывает репе. Проверка
выполняется в тех же условиях, что и предыдущая.
Вибрация и отброс контактов устраняются углом встречи
и величиной совместного хода контактов и гибких упоров.
Более подробное описание и методика проверки
электромагнитных реле тока и напряжения приведены в [18],
[62] и [78].
4.4 Статические реле тока
и напряжения
4.4.1 Схема и принцип работы реле
Статические реле тока и напряжения серий
РСТ-11 - РСТ-14 и РСН-14 - РСН-17
предназначены для использования в устройствах релейной
защиты и электроавтоматики в качестве
органа, реагирующего на повышение тока или
повышение (понижение) напряжения. Реле отличает-
90
ся от электромагнитных реле тока и напряжения РТ-40 и
РН-50 большей устойчивостью к механическим
воздействиям, более высоким (у минимальных реле — более
низким) коэффициентом возврата, более низким
потреблением мощности по цепи измерения, они не подвержены
вибрациям под действием тока и напряжения.
Недостаток большинства из них — необходимость внешнего
источника питания оперативным током.
Схема внешних подключений реле приведена на
рисунке 4-12.
ц.
г-н
KL1
2
4
6
10
12
14
16
18
20
22
1
Lfl
^q
ИУ
УП
Ч*
Цш
KL1
2
4
6
10
12
14
16
18
20
22
1
^Я
ИУ
УП
а) РСТ-11 - РСТ-14
-н
б) РСН-14 - РСН-17
Рис 4-12 Схема внешних подключений реле РСТ и РСН
Реле этих серий выполнены по близким схемам,
включающим в себя следующие узлы:
— измерительный узел (ИУ);
— узел сравнения;
— узел питания (УП);
— узел выхода.
Измерительные узлы реле тока и реле напряжения
приведены на рисунках 4-13 а, б.
Измерительный узел реле РСТ представляет собой
трансформатор тока ТА1, нагруженный на резистор R1,
включенный после выпрямительного моста VD10-VD13.
У реле РСН вместо трансформатора тока используется
трансформатор напряжения TV1 совместно с
резисторами R22, R23, обеспечивающими изменение
диапазона уставок.
Узел сравнения (рисунок 4-14) включает в себя
компаратор, выполненный на операционном усилителе DA1,
91
ТА1
R22
VD10-VD13
Рис 4-1 За Измерительный узел
реле РСТ-11 - РСТ-14
VD10-VD13
Рис 4-136. Измерительный
узел реле РСН-14 - РСН-17
интегрирующее звено или времязадающая цепочка (R7,
R8, VD2, CI, C2, VD2) и триггер Шмитта на
операционном усилителе DA2. Порог срабатывания (уставка) реле
определяется опорным напряжением, которое
определяется резисторами R3 — R5, R8 — R11 и
переключателями SB1 — SB4. Различия между узлами сравнения
разных видов реле следующие:
— у реле минимального напряжения РСН-16 и РСН-17
изменена полярность включения диода VD2 и
подключение входов 2 и 3 DA1;
— у реле РСН14-30, РСН15-30, РСН14-57 и РСН15-57
с более высоким коэффициентом возврата резистор R15
выполнен регулируемым.
R20
•1,6-
SB1
40,8" Т1,4" Т1,2" 'В,Г
SB2 SB3 SB4 SBS
R6 R9
R10
R11
R12
R13
Рис. 4-14. Узел сравнения репе РСТ и РСН
92
С7
В
RV
VD8
ч=Н§>
С8
RV1
VD14-VD17
, RV2
9^#
Рис. 4-15 а. Узел питания
реле на переменном
оперативном токе
Рис. 4-15 б. Узел питания
реле на постоянном
оперативном токе
Узел питания реле на переменном оперативном
токе (рисунок 4-15 а) состоит из выпрямительного моста
VD14 — VD17, балластного резистора R21 и варисторов RV1,
RV2. Узел питания реле на постоянном оперативном токе
выполнен без выпрямительного моста, но для
предупреждения подачи напряжения с неправильной полярностью
в полупроводниковую схему здесь установлен
дополнительный диод VD8 (рисунок 4-15 б). Кроме того, резистор
R19 (рисунок 4-14) в реле на постоянном оперативном
токе не устанавливается.
Номера выводов 20, 22 узла питания указаны для реле
РСН. Для реле РСТ им соответствуют выводы 14 и 16.
Узел выхода включает в себя транзистор VT1 и
электромагнитное реле К1 типа РП-13. Реле РП-13 по
конструкции и методике регулировки сходно с реле РП-16, но
имеет меньшее количество контактов и некоторые
конструктивные отличия. На контакты реле выведены один
замыкающий и один размыкающий контакт К1.
Как видно из приведенных схем, реле
унифицированы и есть принципиальная возможность взаимной
замены их узлов, хотя это и связано с некоторыми
технологическими трудностями.
Временная диаграмма реле при подаче на вход
сигнала разного уровня приведена на рисунке 4-16. Если
напряжение UBXA1 не достигает порога, заданного
делителем, напряжение UUb,xAl (контрольная точка ХР1) равно
некоторой постоянной величине (около +13В). При
повышении входного сигнала он достигает уровня опорно-
93
+3.5В
-3,5В
+13В
-13В
Рис. 4-16 Временная диаграмма реле
го напряжения, а в дальнейшем превышает его на время,
определяемое углом а. На выходе компаратора
появляются импульсы напряжения, ширина пауз между
которыми также равна а. Пульсирующее напряжение вызывает
перезаряд конденсатора С2, напряжение на
конденсаторе и контрольной точке ХР2, соответствующее
напряжению UBXA2, имеет пилообразную форму Напряжение в
верхних и нижних точках "пилы" зависит от отношения
между длительностью импульса и длительностью паузы.
При некотором уровне входного сигнала это напряжение
достигает порога срабатывания реле (точка 1).
Напряжение ивыхА2 (точка ХРЗ) изменяется скачком, и
происходит срабатывание реле. Если входной сигнал уменына-
94
ется, уменьшается и ширина пауз, что изменяет условия
перезаряда конденсатора С2. В точке 2 напряжение на
входе А2 достигает порога возврата, реле возвращается в
исходное положение.
Время срабатывания реле РСТ при трехкратном токе
уставки не превышает 0,035 с.
Время срабатывания реле максимального напряжения
РСН-14, РСН-15 при двукратном напряжении уставки
составляет не более 0,04 с.
Время срабатывания реле минимального напряжения
РСН-16, РСН-17 при снижении напряжения до 0,8 от
напряжения уставки не превышает 0,06 с.
Мощность, потребляемая реле РСТ и РСН по цепям
оперативного тока, не превышает:
• в режиме до срабатывания 7 ВА;
• при срабатывании 8,5 ВА.
Реле надежно не срабатывает в момент снятия или
подачи оперативного тока при отсутствии входной
контролируемой величины. Реле не срабатывают при
кратковременном, до 50 мс, исчезновении напряжения оперативного
тока при значении контролируемой величины более 0,85
значения уставки для реле максимального тока и
напряжения. Значение контролируемой величины должно быть
не ниже 1,15 напряжения уставки для реле минимального
напряжения. Отсутствие оперативного напряжения
приводит к отказу реле максимального тока и напряжения
Снятие оперативного напряжения приводит к излишнему
срабатыванию реле минимального напряжения.
Реле имеет один замыкающий и один размыкающий
выходные контакты.
Другие технические данные реле приведены в
таблицах 4-4, 4-5.
Относительная дополнительная погрешность реле к
основной, приведенной в таблицах 4-4, 4-5, составляет:
— при изменении частоты контролируемого
параметра на ± 3 Гц от номинальной не более + 3%;
— при изменении температуры окружающего
воздуха от минус 20 до плюс 55" не превышает ± 10%;
— при изменении напряжения оперативного тока в
диапазоне 0,8+1,1 UH не превышает 3%.
Время срабатывания реле максимального тока или
напряжения при значении контролируемой величины,
равном 1,2 значения уставки, составляет не более 0,06 с.
95
4.4.2 Реле РСТ-11 - РСТ-14. Основные
технические данные
В обозначении типа реле буквенная часть "РСТ"
обозначает "реле статическое токовое". Первые две цифры
числовой части (в таблице 4-4 обозначены ") —
исполнение реле по рабочей частоте и напряжению
оперативного тока:
• 11 частота 50 Гц, напряжение оперативного тока ~220 В;
• 12 частота 60 Гц, напряжение оперативного тока ~220 В;
• 13 частота 50 Гц, напряжение оперативного тока = 220 В;
• 14 частота 60 Гц, напряжение оперативного тока = 220 В.
Вторая пара цифр обозначает номинальный ток и
диапазон уставок реле. В таблице 4-4 приведены
технические данные реле различных номиналов.
Таблица 4-4
Тип реле
РСТ-"-04
РСТ-**-09
РСТ---14
РСТ---19
РСТ---24
РСТ-—29
РСТ-"-32
минал ь-
ный
ток
реле,
А
0,4
6,3
6,3
10
16
16
16
Диапазон
уставок,
А
0,05+0,2
0,15+0,6
0,5+2
1,5+6
5+20
15+60
30+120
Мощность,
потребляемая реле на
минимальной
уставке, ВА,
при условии
1=1ср
0,1
0,1
0,1
0,2
0,2
0,8
2,4
1~Тном
0,2
0,2
0,5
0,5
1,0
1,0
1,0
Допустимый
ток в цепях
переменного
тока, А
Длительно
0,55
6,9
6,9
11,0
19,0
27,0
27,0
1 сек
40
50
200
300
300
300
300
Класс
точности
7,5
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
4.4.2 Реле РСН-14 - РСН-17. Основные
технические данные
В обозначении типа реле буквенная часть "РСН"
обозначает "реле статическое напряжения", первые две цифры
числовой части (в таблице 4-5 - **) обозначают исполне-
96
ние реле по характеру контроля напряжения и
напряжению оперативного тока:
• 14 максимальное, напряжение =220 В;
• 15 максимальное, напряжение -220 В;
• 16 минимальное, напряжение =220 В;
• 17 минимальное, напряжение -220 В.
Вторая пара цифр обозначает частоту сети,
номинальный ток и диапазон уставок реле. В таблице 4-5 приведены
технические данные реле различных номиналов, в скобках
указано исполнение реле при частоте сети 60 Гц.
Таблица 4-5
Тип реле
РСН-*'-23
(50)
РСН-"-25
(52)
РСН-'*-28
(55)
РСН-"-30
(57)
РСН-"-33
(59)
Чсто-
та
сети, Гц
50 (60)
50 (60)
50 (60)
50 (60)
50 (60)
Номинальное
напряжение, В
30
60
100
200
100
200
120
240
200
400
Диапазон
уставок, В
12+30
24-5-60
15-5-37,5
30+75
40+100
80+200
50+125
100+250
80+200
160+400
Мощность,
потребляемая реле
на минимальной
уставке, ВА, при
условии
и = ист
0,025
0,05
0,11
0,225
0,1
0,2
0,11
0,225
0,1
0,2
и = ином
0,1
0,2
0,45
0,9
0,4
0,8
0,45
0,9
0,4
0,8
Класс
точности
5,0
10,0
5,0
5,0
10,0
Большие значения номинальных напряжений и
диапазонов уставок получаются при подведении входного
параметра к выводам 12-16, меньшие — 14-16.
4.4.4 Проверка и настройка реле
н. К1
Bj Внешний, внутренний осмотр
и проверка исправности монтажа
При внешнем осмотре проверяется отсутствие
механических повреждений деталей реле и
повреждений схемы. При необходимости удаляется пыль.
4 Заказ 151
97
Для доступа к контактам выходного реле нужно
освободить крепление печатной платы и отвести плату в
сторону.
Проверяется правильность регулировки и чистота
контактов выходного реле при нажатии на якорь отверткой.
Зазор между контактами должен быть не менее 0,8 мм,
совместный ход контактов - не менее 0,4 мм, замыкание
и размыкание контактов должно быть одновременным.
Ход якоря и ход толкателя регулируются поворотом
сердечника, после регулировки сердечник фиксируется
контргайкой. Ход толкателя должен быть таким, чтобы
направляющие толкателя выходили из направляющих не
полностью, а оставался запас не менее 1 мм.
Регулирозание растворов выполняется изменением
изгиба упорных пластин, изгибание контактных пластин
не допускается.
Контактное нажатие должно находиться в пределах 6-
9 г. Изменение контактного нажатия производится
подгибом контактных пружин. Давление толкателя на якорь
должно находиться в пределах 10-15 г. Регулируется
винтом контактного блока, отгибающим неконтактные
якорные пружины. В обычной практике усилия не
измеряются, считаются приемлемыми при получении нормальных
электрических характеристик.
Не допускается заклинивание, перекосы, затирание
плеч якоря.
HJ Проверка и испытание сопротивления
изоляции выполняется в соответствии с общими
требованиями к проверке изоляции устройств, содержащих
полупроводниковые элементы.
Гн1 [кТ|, 1"в] Проверка тока (напряжения)
срабатывания и коэффициента возврата реле на максимальной и
минимальной уставке при значениях напряжения
оперативного тока 0,8 и 1,1 номинального значения
Регулирование уставок реле выполняется дискретно
ступенями по 0,1 от минимальной уставки диапазона.
Значение тока (напряжения) срабатывания на
соответствующей уставке определяется по формулам:
ICP = ImJ\ + N) (4-4)
Un,=UmJ\ + N)i (4-5)
где /m/n - минимальная уставка по току;
Umin- минимальная уставка по напряжению;
N - сумма чисел на шкале уставок (0,1; 0,2; 0,4; 0,8;
98
-j;6), окопо которых шлицы переключателей установлены
горизонтально.
Исходя из этого для получения необходимой уставки
нужно выставить переключатели для получения чисел:
— для РСТ-11 - РСТ-14
N = ■
min
где 1уст - заданный ток уставки
— для РСН-14 - РСН-17:
IT
(4-6)
LL
(4-7)
где UyCT - заданное напряжение уставки.
Проверка токовых реле выполняется по схеме
рисунок 4-17, напряжения - рисунок 4-18.
Рис 4-17. Схема проверки реле РСТ
Точная подстройка реле выполняется резистором R3,
расположенным на печатной плате.
Параметры срабатывания и возврата реле
проверяются при повышенном на 10% и пониженном на 20%
напряжении оперативного постоянного тока.
Погрешность во всем диапазоне напряжений оперативного
тока не должна превышать величин, приведенных выше.
Коэффициент возврата определяется так же. как и для
электромагнитных реле. Коэффициент возврата должен
4*
99
Рис. 4-18. Схема проверки репе РСН
быть не ниже 0,9 для реле максимального тока и
напряжения, и не выше 1,1 для реле минимального напряжения.
Реле РСН-14-30, РСН-15-30, РСН-14-57 и РСН-15-57
имеют коэффициент возврата 0,95. У этих реле
предусмотрена регулировка коэффициента возврата переменным
резистором R15.
[в], [к] Проверка напряжения срабатыва-
Н
К1
ния и коэффициента возврата реле на рабочей
уставке выполняется так же, как и предыдущая проверка. При
проверка в объеме [к] выполняется только на
номинальном напряжении оперативного тока. После выставления
уставки реле проверяется трех-четырехкратным
включением повышенного значения контролируемого параметра.
Для токовых реле это трех-десятикратный (в
зависимости от номинала реле) ток заданной уставки при
обязательном соблюдении условий термической устойчивости
(таблица 4-4), для реле напряжения - 110% номинального
напряжения. После этого параметры срабатывания,
проверенные ранее, не должны измениться.
Проверка выходного реле
Напряжение срабатывания реле измеряется
непосредственно на обмотке реле. Напряжение срабатывания
не должно превышать 60 В.
Напряжения в контрольных точках, измеренные
относительно нулевого потенциала (точка 2), должны
соответствовать приведенным в таблице 4-6.
100
Таблица 4-6
Контрольные точки
ХР1
ХР2
ХРЗ
Сигнал на входе
Нет
+ 15
+ 9
-15
Есть
±15
-3,5
+ 15
Осциллограммы в контрольных точках должны
соответствовать приведенным на рисунке 4-16.
Дополнительные сведения об устройстве и проверках
статических реле тока и напряжения приведены в [29],
[64], общие сведения о статических реле, их элементах
и узлах - [76].
4.5 Электромагнитные реле времени
4.5.1 Основные технические данные
Реле времени применяются в схемах
релейной защиты и электроавтоматики на постоянном
или переменном оперативном токе для создания
регулируемой выдержки времени. Наиболее
распространенные из них — электромагнитные РВ-
100, РВ-200 и статические (полупроводниковые) РВ-01, РВ-
03, реле серии РСВ. В некоторых устройствах автоматики
используются реле серий ВЛ или ВС. В настоящем
разделе приведено описание и методика проверки
электромагнитных реле времени.
Реле серий РВ-100 и РВ-200 — очень близкие аналоги
снятых с производства ЭВ-100 и ЭВ-200. Отличаются от
последних улучшенным часовым механизмом, в
остальном конструктивное исполнение, характеристики и
методика проверок одинаковы.
Типоисполнение реле обозначается двумя буквами (РВ —
реле Бремени) и тремя цифрами.
ПерЕая из цифр обозначает род тока:
1 — постоянный,
2 — переменный.
Вторая цифра — диапазон уставок, определяемый
типом часового механизма (таблица 4-7).
101
Таблица 4-7
Мо-
ди-
фика-
ция
реле
1
2
3
4
Диапазон
уставок по
времени, с
0,1-1,Зс
0,25-0,Зс
0,5-9,0с
1,0-20с
Тип
часового
механизма
214ЧП
213ЧГТ
212ЧП
218ЧП
Разброс,
с
0,06
0,12
0,25
0,8
Отклонение от
уставки, с
мальной
±0,05
±0,1
±0,12
±0,2
мальной
±0,15
±0,4
±0,5
=£1,5
Время
скальзывания, с
0,05 - 0,12
0,1 - 0,4
0,25 - 0,75
0,6 - 1,6
Третья цифра — индивидуальные особенности реле:
2 или 8 — наличие основного и временно
замыкающего (проскальзывающего) контакта;
3 — термическая устойчивость реле постоянного тока;
4 или 7 — наличие основного контакта и отсутствие
проскальзывающего;
5 - пуск часового механизма при снятии
напряжения с обмотки реле.
Реле РВ-215 — РВ-245 в комплекте с выпрямительным
устройством ВУ-200 работают в трехфазных схемах и
обозначаются соответственно РВ-215К — РВ-245К.
Термически неустойчивые реле допускают
нахождение обмотки под напряжением 1,1 UH не более 2 мин.,
термически устойчивые могут находиться под напряжением
неограниченное время.
Кроме контактов с выдержкой времени каждое реле
имеет мгновенные контакты: РВ-114 — РВ-144 и РВ-215К —
РВ-245К — по одному замыкающему, остальные — по
одному переключающему
Реле РВ-100 предназначены для работы на постоянном
оперативном токе. Стальной цилиндрический якорь пере
мещается в латунной гильзе, расположенной внутри
обмотки. Для исключения залипания якоря в притянутом
положении на нижнем конце его предусмотрена
бронзовая шайба. На верхнем конце якоря расположен рычаг с
толкателем воздействующим на мгновенные контакты.
Верхней поверхностью якорь удерживает заводной
рычаг часозото механизма
Пуск рс\е производится подачей напряжения на его
обмотку. При этом якорь втягивается, сжимает
возвратную пружину, освобождает заводной рычаг часового
механизма и приводит в действие мгновенные контакты.
102
Часовой механизм приводит в движение траверсу с
подвижными контактами, которые по истечении заданной
выдержки времени замыкают неподвижные контакты.
У термически устойчивых реле при срабатывании
последовательно с обмоткой подключается дополнительный
резистор. Для этого используется размыкающий
мгновенный контакт.
У реле на номинальное напряжение ПО и 220 В
(кроме термически устойчивых) для облегчения режима
управляющих контактов параллельно обмотке подключается
искрогасительный контур. В зависимости от типоиспол-
нения и времени выпуска реле это может быть варис-
тор, последовательно соединенные резистор и
конденсатор или диод.
Реле РВ-200 предназначены для работы на переменном
оперативном токе. Магнитопровод и якорь реле состоят
из пакетов листовой электротехнической стали
сложного профиля. На крайних полюсах магнитопровода для
устранения вибрации якоря размещены короткозамкну-
тые витки. Якорь приводит в движение систему рычагов,
удерживающих во взведенном положении часовой
механизм. (Возврат реле происходит мгновенно под
действием возвратной пружины).
Пуск реле РВ-217 — РВ-248 происходит при подаче
напряжения на его обмотку. При этом якорь втягивается и
приводит в действие часовой механизм и мгновенные
контакты. Возврат реле — мгновенный.
Пуск реле РВ-215 — РВ-245 происходит при снятии
напряжения с обмотки. Привод часового механизма
дополнен вспомогательным рычагом и заводной пружиной.
Схемы внутренних соединений реле приведены на
рисунке 4-19. Искрогасительные контуры не показаны.
© 1 | ©
©-П-©
©^■J|—©
© !>-©
■О—[]—©
W а) РВ-1*2, РВ-2*8 б) РВ-ГЗ
103
®-vq—CD
©-""-1,—© ©—..—©
®—j —© ®-l r~©
в) РВ-Г4, PB-2*7 г) РВ-215
Рис. 4-19. Схемы внутренних соединений реле серий РВ-100 (ЭВ-100),
РВ-200 (ЭВ-200)
4.5.2 Проверка и настройка реле
Внешний и внутренний осмотр
выполняются в соответствии с общими требованиями к
осмотру электромеханических реле.
Дополнительно нужно проверить:
• легкость хода якоря, отсутствие застреваний в
промежуточном положении, четкость возврата в исходное
положение;
• состояние возвратной пружины. Пружина должна
быть конической формы, витки при втянутом якоре
должны быть в одной плоскости;
• работу часового механизма. Прослушивается
работа механизма при пятикратном срабатывании,
проверяется отсутствие перебоев и срывов, равномерность
вращения траверсы с подвижными контактами;
• состояние контактной системы.
Контактные пружины контактов, работающих с
выдержкой времени, должны находиться в одной
плоскости, перпендикулярной поверхности шкалы. Изгиб пластин
должен соответствовать траектории движения
подвижного контакта, то есть пластины должны быть примерно
параллельны этой траектории. Касание обоих неподвижных
контактов должно быть одновременным, подвижный
контакт должен касаться только серебряных напаек и не
касаться контактных пластин. При встрече контактов
неподвижный контакт должен отходить на 0,7-И мм, встреча
контактов должна быть не ближе 1/4 от края
неподвижного контакта.
При регулировке мгновенных контактов нужно
проверить положение подвижных контактов относительно
неподвижных в момент встречи и в конечном положении яко-
104
ря. Зазор между мгновенными контактами должен быть не
менее 1,5 мм для РВ-113 - РВ-143 и не менее 2,5 мм для
остальных реле. Прогиб подвижного контакта до
срабатывания реле (в верхнем положении) должен быть 0,5-И мм,
при срабатывании (в нижнем положении) - 1+2 мм.
Поперечный люфт якоря в латунной гильзе должен
быть 0,3-^-0,6 мм, а люфт направляющего рычага в
пластмассовой колодке - 1+1,5 мм.
Проверка реле РВ-200
Ход якоря проверяется нажатием на качающийся
рычаг. При движении якоря не должно быть затирания его
в каркасе обмотки, в оси, скрепляющей качающийся
рычаг с обоймой, и в месте сочленения качающегося
рычага и задней стягивающей рамки.
Усилие возвратной пружины должно быть достаточным
для возврата всей системы в исходное положение. Усилие
регулируется подгибанием лапки на задней рамке репе.
Часовой механизм должен быть установлен так,
чтобы при втянутом якоре и полностью заведенном
механизме между роликом и основным качающимся рычагом
был зазор 0,5+1 мм.
При отпущенном якоре между пальцем заводного
рычага часового механизма и вспомогательным рычагом
должен быть зазор не менее 0,5 мм, регулирование зазора
выполняется подгибанием язычка-ограничителя.
Между передним концом качающегося рычага и
отогнутой частью стягивающей рамки реле РВ-210 - РВ-248
при втянутом якоре должен быть зазор не менее 0,5 мм.
Все зазоры оцениваются визуально.
Проверка сопротивления изоляции включает
проверку сопротивления и испытания изоляции. Выполняется, как
правило, в полной схеме в соответствии с требованиями,
предъявляемыми к изоляции вторичной коммутации.
Проверка искрогасительного контура выполняется, как
правило, в полной схеме по отсутствию искрения
управляющего контакта при плавном замыкании и
размыкании его.
Если есть сомнения в исправности контура, можно
проверить его элементы.
Исправность диода проверяется проверкой его
сопротивления в прямом и обратном направлении
омметром. Перед первой подачей напряжения на реле
необходимо проверить правильность его включения.
Исправность конденсатора проверяется по его спо-
105
собности сохранять заряд. Конденсатор нужно зарядить
подачей постоянного напряжения 100 В в течение 5 с,
через 3 мин. замкнуть его выводы. Наличие искры при
замыкании выводов свидетельствует об исправности
конденсатора.
Исправность резистора контролируется омметром.
Значение сопротивления - 1000 Ом±10%.
Измерение сопротивления постоянному току цепи
обмотки реле для термически устойчивых реле
выполняется измерительным мостом. Сопротивления, измеренные
при отпущенном и подтянутом якоре, должны различаться
на значение сопротивления добавочного резистора.
Измерение напряжения срабатывания определяется
при подаче напряжения на реле толчком. За напряжение
срабатывания принимается напряжение, при котором якорь
реле мгновенно втягивается в сердечник. Вместе с тем
не должно быть заметного различия (более 20%) между
напряжением срабатывания реле при подаче напряжения
толчком и плавным подъемом напряжения. Существенное
различие в напряжениях срабатывания свидетельствует о
затирании подвижной системы. При плавном подъеме
напряжения не должно быть зависания подвижной системы
в момент переключения мгновенного контакта,
включающего дополнительное сопротивление в цепь обмотки.
Измерение напряжения возврата реле
определяется при плавном снижении напряжения. Напряжением
возврата считается напряжение, при котором отпадает
якорь реле.
Напряжения срабатывания и возврата реле
проверяются три раза, при каждом измерении напряжения
должны соответствовать приведенным в таблице 4-8.
Таблица 4-8
Тип реле
РВ-100
РВ-217 - РВ-248
РВ-215 - РВ-245
иСР/и„
£0,7
£0,85
0,05*0,55
ив/ин
>0,05
>0,05
£0,8
В протокол заносится среднее арифметическое из
полученных значений.
Напряжение срабатывания и возврата реле не
регулируется. Если напряжения выходят за пределы,
указанные в таблице, нужно проверить отсутствие затираний
106
подвижной системы и при необходимости заменить
возвратную пружину.
[Н|, JKl], [в], [к] Проверка времени срабатывания на
рабочей уставке или на всех делениях шкалы, если
уставка изменяется оперативным персоналом.
Основной проверкой является проверка времени
срабатывания (возврата) реле. Дополнительная проверка -
измерение времени замкнутого состояния временно
замыкающих (проскальзывающих) контактов, в некоторых
случаях возникает необходимость проверить время
перекрытия мостящих контактов или одновременного
замкнутого состояния замыкающего и размыкающего контакта.
Проверка временных характеристик с применением
секундомера ПВ-53 может быть выполнена по одной из схем,
приведенных на рисунках 4-20 а,б,в,г. Подобные схемы
могут применяться при использовании подсобных средств
измерения (приложение 2). Проверка с применением
комплектных испытательных устройств, как правило, не
представляет сложности.
п
чЯГь
РВ
РВ
п
о-
К>^Х)
-220
О—
а) замыкание контакта при срабатывании реле
П
РВ
о-
о-
-220
О-
p^-^-jOH=nfOorvXp|
б) размыкание контакта при срабатывании реле
107
РВ
п
РВ
И
О-
иу-^Х)
-220
в) замыкание контакта при возврате репе
г) размыкание контакта при возврате реле
РВ
П
и
О-
-220 РВ»
О—*
—~-^j
Р) время перекрытия мостящих контактов
Рис. 4-20 Схемы для проверки временных характеристик реле
с помощью секундомера ПВ-53
РВ - проверяемое репе, С - секундомер, П - переключатель
108
Время замкнутого состояния проскальзывающего
(временно замыкающего) контакта выполняется по
схеме рис. 4-20 д, но вместо двух последовательно
включенных контактов включается один проскальзывающий.
Подобные схемы могут быть применены и для
проверки временных характеристик других типов реле, а также
комплектных устройств защиты и автоматики.
Регулировка времени срабатывания выполняется
перемещением контактодержателей неподвижных контактов.
Для того чтобы совместить указатель контактодержателя с
необходимым делением шкалы, нужно освободить
фиксирующую гайку и шкалу установить в нужное положение.
Допустимые отклонения от заданной уставки и разброс
во времени срабатывания приведены в таблице 4-7.
И], |К1|, [В|, [К| Пятикратный запуск и
прослушивание работы часового механизма выполняется
нажатием якоря реле от руки. Работа часового механизма
должна быть четкой, без затираний и сбоев.
Более подробное описание и методика проверки
электромагнитных реле времени приведены в [23], [62] и [78],
некоторые дополнительные сведения об ошибках
выполнения реле — [46].
4.6 Статические реле времени РВ-01
4.6.1 Основные технические данные
и схемы реле
Статические реле времени отличаются
повышенной стойкостью к вибрации и значительно
большей износостойкостью. В устройствах
релейной защиты и автоматики используются
статические реле времени различных типов. Одна
из наиболее распространенных разновидностей среди
них - реле РВ-01.
Реле предназначены для создания выдержек времени
на срабатывание.
Реле РВ-01 выпускаются для работы как на
постоянном, так и на переменном оперативном токе. На его
выходе — два перемыкающих контакта, срабатывающих
одновременно.
Регулирование уставок — дискретное.
109
В разное время выпускались реле РВ-01 двух
модификаций, различающихся логической схемой и
некоторыми техническими данными. В дальнейшем будем
обозначать их PB-01-I (более ранний выпуск) и PB-01-II. Реле
PB-01-II имеет более высокую стабильность и
возможность точной регулировки. Фактически под одним
названием выпускались два различных устройства с общими
входными и выходными параметрами и одинаковой
схемой внешних связей.
Управление работой реле обеих модификаций
выполняется подачей и снятием напряжения питания.
Основные технические данные реле РВ-01 приведены
в таблицах 4-9 и 4-10.
На погрешность реле дополнительно влияют
действительное напряжение питания и температура
окружающей среды.
Реле на напряжение от =24В до -380В длительно
выдерживают напряжение питания 110% номинального.
Схемы внешних подключений реле приведены на
рисунке 4-21.
* —
24 В-
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
71
"X
* —
48 В-
60 В-
110В-
220В-
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
71
J
юов-
127 В-
220 В-
38ob4ZZH'|
415B-CZHJ
440 ВА I--1
-h-
мТ
11
"("N^
¥L^
~^u
a) UH
-24В
б) UH
-48+220 В
в) UH0M -100-440В
Рис 4-21. Схемы внешних подключений реле РВ-01 с различными
напряжениями питания
Реле РВ-01 на напряжения -380-5-440 В включаются с
применением внешнего балластного резистора,
входящего в поставку реле.
Схемы внутренних соединений реле РВ-01
приведены на рисунках 4-22, 4-23.
Реле PB-01-I. Для получения временной задержки
по
Таблица 4-9
Временные характеристики реле РВ-01
Модификация
реле
РВ-01-1
РВ-01-11
Диапазон
уставок
выдержек
времени, с
0,1-1
0,3-3
0,1-10
0,3-30
0,1-5,0
0,1-50
Минимальная
ступень
рования, с
0,01
0,03
0,1
0,3
0,01
0,1
Основная
погрешность, % от уставки
при Туст/Тмлкс
0,01
-
-
63,0
33,0
0,05
-
-
15,0
9,0
0,1
14,5
11,0
9,0
9,0
1
3,7
3,8
3,6
3,6
при выдержках
времени, с
0,1
12
33
5,0
2,2
3,6
50
-
3,06
Разброс
выдержки
времени, % от
уставки
0,6 (Т>0,5 с)
0,7 (Т<0,5 с)
Время возврата, не
более, с
постоянный
ток
0,04
0,06
переменный
ток
0,055
0,075
Время повторной
готовности, не
более, с
постоянный
ток
0,06
0,1
переменный
ток
0,07
0,11
0,04
0,06
0,055
0,075
0,06
0,1
0,07
0,11
используется принцип заряда конденсатора от
фиксированного начального уровня до уровня срабатывания
пороговой схемы.
Таблица 4-10
Характеристика реле по напряжению
Исполнение
по
номинальному
напряжению, В
-24
-48-^-220
-100^220,50-60
Гц
-380, 50-60 Гц*
Номинальное
напряжение, В
-24
-48
-60
-ПО
-220
-100
-127
-220
-380
ребляемая
мощность
при ином.
ВА
2,0
2,5
3,0
5,0
10,0
6,0
7,0
1,0
20,0
Рабочий
диапазон
колебаний
напряжения
питания,
л>ииом
+ 10 -15
+ 10 -20
Минимальное
напряжение
надежного
срабатывания, В
80
75
*
75
* UCP = (0,6-0,8UHOM)
Для исключения влияния колебаний напряжения на
выдержку времени напряжение на зарядной цепи С1-
R15-5-R33 стабилизировано стабилитронами V1W3 и
защищено от импульсных помех конденсатором СЗ.
При пуске схемы происходит быстрый заряд
конденсатора С1 через резистор R1, а также через резисторы R15+R33
и конденсатор С2 до начального значения, определяемого
стабилитроном VI. В этот момент происходит открывание
диода V4 и ток резистора R1 переключается из цепи диода
V5 в цепь диода V4. Диод V5 закрывается и дальнейший
заряд конденсатора С1 происходит по цепи R15-^R33. При
достижении напряжения на конденсаторе напряжения,
достаточного для срабатывания пороговой схемы, открываются
транзисторы V7, V8, V10 и срабатывает выходное реле К1.
При снятии напряжения происходит возврат схемы в
исходное положение.
Каскад на транзисторе V13 обеспечивает быстрый
разряд конденсаторов схемы, что позволяет существенно
сократить время повторной готовности реле.
112
R15
Н23
Х1
ш»1м»ммад
tYYYYYYYYYgYYYYYYYYY^2
Рис 4-22 Схема внутренних соединений реле РВ-01-1
R22
П «и Г°1
1 UiFUSD1'* Т° R11 W,DJ1 С^
т 174*1 ..-J-^ ..^-СЭ—М 1 -IH14
а) Измерительная часть реле
R17
б) цепи
питания ~ 100, 127,
220, 380 В
в) цепи
питания =48, 60,
110, 220В
г) цепи
питания =24В
Рис 4-23. Схема внутренних соединений реле PB-01-II
113
Выпрямительный мост V17 обеспечивает работу
реле на переменном токе, а также обеспечивает
независимость от полярности напряжения при работе на
постоянном оперативном токе.
Остальные элементы выполняют вспомогательные
функции (сглаживание пульсаций, снижение
потребления, повышение помехоустойчивости реле).
Реле PB-01-II. Для получения необходимой выдержки
времени реле используется подсчет числа импульсов от
генератора стабильной частоты. Управление работой реле
выполняется подачей (снятием) напряжения питания.
При пуске реле срабатывает пороговый элемент DD1.4,
R4, R5, разрешающий работу счетчика DD2, и через
задержку, задаваемую элементами DD1.2, R7, R8, С2 и
определяющую первую уставку, разрешает работу
генератора DD1.1, DD1.3, Rl, R2, R3,C3. При этом питание схемы
осуществляется по цепи: R22, R10 для реле постоянного
тока и по цепям R22, RIO, VT3, VD11, R11 для реле
переменного тока. Импульсы генератора заполняют счетчик
DD2. При совпадении числа импульсов, заполняющих
счетчик, с числом, выбранным с помощью
переключателей, открывается транзистор и через диод запрещает
дальнейшую работу генератора. Током, протекающим через
резистор R12, открывается транзистор, при этом
срабатывает выходное реле. Цепь VT3, R15 служит для
стабилизации нагрузки входного делителя R16-R19 при
срабатывании реле К1.
Для исключения возврата пускового органа при
переходе напряжения через нуль в реле, предназначенных для
работы на переменном токе, сопротивление резистора R22
увеличено для повышения постоянной времени цепи R22,
С4. При этом для обеспечения работы защиты в режиме
счета введена вторая цепь питания VT3, VD11, R11. При
прекращении работы генератора его потребление
падает и для питания достаточно одной цепи R22, R10. Цепь
VT3, VD11 прекращает работу с закрытием транзистора
VT3. При снятии напряжения питания пороговый
элемент приводит схему в исходное состояние.
Выпрямительный мост VI обеспечивает работу
реле на переменном токе, а также обеспечивает
независимость от полярности напряжения при работе на
постоянном оперативном токе.
Элементы С6, С7, R6, R7 повышают
помехоустойчивость реле, варистор RV служит для защиты от
перенапряжений в цепях питания.
114
4.6.2 Проверка и настройка реле
Внешний и внутренний осмотр
выполняется аналогично статическим реле тока и
напряжения.
[Щ Проверка напряжений срабатывания и
возврата
Выполняется подъемом (снижением) напряжения на
входе реле при минимальной уставке по времени.
Напряжение срабатывания реле должно быть не менее
минимальных значений, приведенных в таблице 4-9.
[Щ ГкЛ |В[ Проверка времени срабатывания реле
на рабочей уставке
Проверка выполняется по схемам, приведенным на
рисунке 4-20, при номинальном напряжении Отклонение
времени срабатывания реле от заданной уставки не
должно превышать приведенного в таблице 4-9.
Дополнительные проверки
Калибровка шкалы реле РВ-01-1 производится при
нулевом положении переключателя младшего разряда и
максимальной уставке на переключателе старшего
разряда. Вращением оси потенциометра R5 выполняется
точная настройка выдержки времени. Затем проверяется
выдержка времени на минимальной уставке переключателя
старшего разряда и крайних положениях переключателя
уставки младшего разряда. Отклонения выдержек
времени от заданных не должны превышать значений основной
погрешности (таблица 4-9). При необходимости
корректировка выполняется резистором R5.
Калибровка шкалы реле PB-01-il выполняется при
номинальном напряжении оперативного тока.
Калибровка производится на первой (минимальной) уставке при
всех разомкнутых переключателях и на второй уставке
при замкнутом переключателе младшего разряда с
последующей проверкой первой уставки. Точная
регулировка первой уставки выполняется резистором R8, второй
уставки - резистором R3. После этого проверяются
значения выдержек времени на максимальной и рабочей
уставке. Отклонения выдержек времени от заданных не
должны превышать значений основной погрешности
(таблица 4-9). При необходимости корректировка
выполняется резистором R3.
Выявлять и устранять неисправности РВ-01-11
рекомендуется в следующем порядке.
Проверка напряжения питания микросхем
115
Напряжение должно находиться в пределах
8,2 В±10%.
При отклонении напряжения нужно проверить
исправность элементов узла питания (VD1, R10, R11, R16-R19,
RV, VD11, R22, V1) и микросхем.
Проверка работы пускового органа
Если при подаче номинального входного напряжения
не исчезает «1» на выходе микросхемы DD1 (вывод 11),.
нужно отрегулировать резистором R5 напряжение
срабатывания. Если при полном вводе резистора
работоспособность не восстанавливается, проверить элементы R4,
R5, С4, DD1.4.
Проверка работы генератора
Если на выходе генератора (ХР1) после
срабатывания пускового органа не появляется последовательность
импульсов до появления набора установленной
выдержки времени, нужно проверить исправность элементов R7,
R8, С2, СЗ, DD1.1, DD1.2, DD1.3, R1, R2, R3.
Проверка работы счетчика
Если при наличии импульсов на выводе 10 и нуля на
выводе 11 счетчика DD2 отсутствуют импульсы на
выходах Q4 - Q13 либо коэффициент деления не
соответствует разряду, неисправна микросхема DD2. Проверку
удобнее вести на максимальной уставке. При приходе «1» на
все выходы счет прекращается.
Проверка остановки генератора после
достижения уставки
Если на выходе генератора (ХР1) после набора
выдержек времени не исчезают импульсы, реле после
срабатывания отпадает и цикл повторяется, нужно проверить
элементы VD12, R21. Если генератор не прекращает
работу и выходное реле не срабатывает, нужно ввести
резистор R8. Если после этой операции работоспособность
не восстановилась, проверить исправность VT1, VT2, R1.
При восстановлении работоспособности проверить
начальную уставку. Если регулировкой R8 выставить начальную
уставку невозможно, нужно проверить регулировку
выходного реле и конденсатор С2.
Проверка и регулировка выходного реле
выполняются аналогично статическим реле тока и напряжения.
Дополнительные сведения об устройстве и проверках
статических реле времени приведены в [28].
U6
4.7 Электромагнитные реле мощности
4.7.1 Устройство и основные технические
данные
Реле мощности применяются в качестве
органа, реагирующего на параметры перетока
мощности в первичной сети. Существуют два
основных вида реле: реагирующие на направление
мощности, рассматриваемые в настоящем
разделе, и реагирующие на величину активной или
реактивной мощности.
Реле направления мощности предназначены для
разрешения или блокирования работы токовой направленной
защиты в зависимости от направления перетока
мощности в защищаемом устройстве. Основной параметр таких
реле — угол максимальной чувствительности (рмч.
Основной технической характеристикой реле
направления мощности является область срабатывания реле но
углу сдвига фаз между током и напряжением при их
номинальных значениях. Эту область принято называть
зоной срабатывания или зоной работы (рисунок 4-24).
Линия нулевых моментов (Jt1
!К '
' ГК Замыкание
vi\
змыкание\1|\ \
хИЧл
Зона срабатывания
IP
f*4 /Линия
"•■ч^ /максимальных
^моментов
NlK. \Замыкание
Размыкание "ft
Рис. 4-24. Угловая характеристика репе мощности
117
Область угловой характеристики, где реле не срабатывает,
принято называть зоной заклинивания, а линию,
разделяющую эти зоны, — линией нулевых моментов. Линия,
перпендикулярная линии нулевых моментов,
проходящая через нуль и делящая как зону работы, так и зону
заклинивания пополам — линия максимальных
моментов. Угол между вектором подведенного напряжения и
частью линии максимальных моментов, лежащей в зоне
работы, называют углом максимальной чувствительности
или характеристическим углом. Термин «угол
максимальной чувствительности» чаще применяется для
электромагнитных реле, так как при подаче тока и напряжения,
повернутых на этот угол, мощность срабатывания
реле, определенная как произведение тока и напряжения,
будет минимальной. Принято считать
характеристический угол отрицательным в том случае, когда ток
опережает напряжение, а положительным — когда ток
отстает от напряжения.
Реле серии РБМ — это индукционные однофазные
реле с цилиндрическим (барабанчиковым) ротором.
Существуют реле различных модификаций,
различающиеся контактной системой, параметрами обмоток и
некоторыми другими данными.
Устройство магнитной системы и конструкция реле
серии РБМ приведены на рисунках 4-25, 4-26,
контактная система — на рисунке 4-27.
Рис 4-25 Магнитная система репе серии РБМ
118
6 «J
б) подвижная
система
11 14
а) схема репе в разрезе
в) сердечник
Рис 4-26. Конструкция реле серии РБМ
а) контактная плита
с контактами
б) регулировка
спаренного
контакта
Рис. 4-27. Контактная система реле РБМ-177, РБМ-178
Реле имеет замкнутый магнитопровод 1 с четырьмя
выступающими внутрь полюсами. В центре между
полюсами установлен стальной цилиндрический сердечник 4,
119
уменьшающий магнитное сопротивление
междуполюсного пространства. Между полюсами и сердечником
имеется зазор 1мм. На стальной сердечник надет алюминиевый
ротор 5, который может вращаться на оси 6,
закрепленной в нижнем 11 и верхнем 10 подпятниках. На оси 6
закреплены также изолированные упоры 8 для ограничения
поворотов ротора на угол до 2-4 градусов в
изолированной втулке 16. На последней жестко крепится планка 12
с подвижным контактом 7.
Противодействующий момент создается спиральной
пружиной 9 (в реле двустороннего действия имеется две
пружины). Сердечник 4 крепится к массивной планке 15
при помощи гайки 13. В сквозное отверстие сердечника,
имеющее внутреннюю резьбу вверчивается нижний
подпятник 11 и фиксируется контргайкой 14.
Для компенсации неравномерности магнитных
сопротивлений между полюсами на сердечнике выполнен с
одной стороны небольшой срез.
Верхний подпятник 14 расположен на планке, которая
для большей жесткости конструкции, кроме винтового
крепления к боковикам, имеет тонкие направляющие
шпильки, исключающие горизонтальное смещение планки. Снятие
планки возможно только в вертикальном направлении.
На магнитопровод надеты четыре
последовательно соединенные обмотки напряжения 2, две
последовательно соединенные токовые обмотки 3 размещены
на полюсах. Фазоповоротным элементом,
обеспечивающим необходимый угол максимальной
чувствительности, является RC-цепочка,
включаемая
последовательно в цепь обмоток
напряжения.
Токи в обмотках
напряжения и тока создают два
взаимно перпендикулярных
магнитных потока Фн и ф7,
которые наводят в
алюминиевом роторе вихревые
токи. Значение и направление
(знак) вращающего момента
ротора, создающего
взаимодействие потока Фи с током,
индуцированным в роторе
Линия
""максимальных
моментов
Линия
нулевых
моментов
Рис 4-28 Векторная
диаграмма реле РБМ
потоком фт , и потока Ф7 с
120
током, индуцированным в роторе потоком Фи,
определяется выражением:
Мвр = кФиФт sin ц/ = k'UpIp cos(<pP - <pm) _ (4-1)
где Ч* — угол между потоками Фн и Фт;
Up— напряжение, подведенное к обмотке напряжения;
1Р— ток, подведенный к токовой обмотке;
фР — угол между током и напряжением,
подведенными к реле;
4>мч — угол максимальной чувствительности;
к, к1 — коэффициенты пропорциональности.
Векторная диаграмма реле без учета насыщения и
потерь в стали приведена на рисунке 4-28.
Ток в обмотке напряжения 1И отстает от напряжения
Up, подведенного к этой обмотке, на угол 8,
определяемый углом сопротивления цепи обмотки.
Вектор тока 1И и создаваемый им магнитный поток Ф1;
совпадают по направлению.
При заданном положении вектора Фи значение и знак
момента Мвр определяет поток Фъ пропорциональный по
величине и совпадающий по направлению с током 1Р в токовой
обмотке. При угле максимальной чувствительности
вращающий момент достигает максимального значения.
Электромагнитный момент реле пропорционален
мощности на зажимах реле и направлен от оси
опережающего магнитного потока к оси отстающего. Реле реагирует
на величину и знак мощности.
Условие срабатывания реле — превышение
вращающего момента над противодействующим
механическим моментом Ммсх. Этот момент образуется
противодействующей пружиной и силами трения в подпятниках.
Значением этого момента определяется минимальная
мощность срабатывания или чувствительность реле, от
которых зависит доля защищаемой зоны, где зашита
отказывает в срабатывании из-за малой величины
поданного напряжения. В защитах от междуфазных
повреждений реле может отказать при посадке напряжения до
нуля при близких трехфазных металлических КЗ; в
защитах, включенных на фильтры нулевой
последовательности, — при удаленных повреждениях.
В настоящее время в эксплуатации находятся
следующие разновидности реле:
— РБМ-171 — для направленных защит от
междуфазных КЗ;
12!
— РБМ-177, РБМ-178 — для направленных защит от
замыканий на землю в сетях с глухозаземленной
нейтралью;
— РБМ-271 двустороннего действия — для
поперечных дифференциальных защит параллельных линий от
междуфазных КЗ;
— РБМ-277, РБМ-278 двустороннего действия — для
поперечных дифференциальных защит параллельных линий
от КЗ на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью.
Каждое реле имеет два исполнения по номинальному
току: РБМ-"У1 - 1А, РБМ-*"/2 - 5А.
Основные технические данные этих реле в сравнении
с техническими данными статических реле направления
мощности для номинального тока 5А приведены в
таблице 4-11. Технические данные реле РБМ-271, РБМ-277, РБМ-
278 - такие же, как и РБМ-171, РБМ-177, РБМ-178.
Мощность срабатывания реле с номинальным током
1А в 5 раз меньше приведенной в таблице, остальные
технические данные те же.
Более высокая чувствительность реле РБМ-178, РБМ-
278 по сравнению с РБМ-177, РБМ-277 достигается за счет
снижения термической стойкости. Термически
неустойчивым элементом является резистор, включаемый
последовательно в цепь обмотки напряжения. Известны
случаи повреждения резисторов при случайной длительной
подаче номинального напряжения. Это происходит
чаще всего при неполнофазных режимах линии или
трансформатора напряжения. Такие режимы более вероятны
на тупиковых линиях с воздушными выключателями и в
ряде других случаев. Вместе с тем высокая
чувствительность реле не всегда требуется для нормальной работы
защиты. В связи с тем, что замена реле требует
существенных затрат, в тех случаях, когда не требуется
высокая чувствительность реле, [41] рекомендуется повышать
термическую устойчивость реле РБМ-178, РБМ-278
увеличением номинала дополнительного сопротивления в
цепи обмотки напряжения до 200—220 Ом. Для того чтобы
угол максимальной чувствительности при этом остался
неизменным, одновременно снижается емкость
конденсатора в этой же цепи с 16 до 13 мкф. При этом мощность
срабатывания реле находится в пределах 1,5—1,7 ВА, до
переделки она равнялась 1 ВА (таблица 4-11).
В тех случаях, когда загрубление реле по
каким-либо причинам недопустимо, нужно принимать другие
меры, препятствующие повреждению реле направления
122
мощности в неполнофазных режимах (осмотр реле
после каждого случая неполнофазного режима, отключение
обмотки напряжения реле одновременно с выводом
направленных ступеней защит при длительном неполно-
фазном режиме и т. п.).
4.7.2 Проверка и настройка реле направления
мощности РБМ-177, РБМ-178
Проверка и регулировка механической
части.
Кроме общих проверок состояния
механической части, предусмотренных для обычных реле,
необходимо выполнить следующее:
проверить чистоту и равномерность зазоров между
полюсами и барабанчиком;
проверить исправность и состояние нижнего и
верхнего подпятников и концов оси барабанчика. Для этого
по-очередно вывернуть верхний и нижний подпятники,
осмотреть через лупу и при необходимости очистить от
грязи рабочие поверхности камней и осей. Рабочие
поверхности камней пощупать острой стальной иглой. Если будут
обнаружены шероховатости или трещины, подпятник должен
быть заменен, а оси отполированы. Если камень качается
в гнезде из-за плохой завальцовки, подпятник необходимо
заменить или завальцевать. При установке подпятников
необходимо сначала отрегулировать нижний подпятник, чтобы
зазор между нижней плоскостью цилиндрического ротора и
опорной пластиной был 1,5 мм - 2 мм. Затем
регулируется верхний подпятник. Вертикальный люфт подвижной
системы не должен превышать 0,3-0,5 мм;
проверить состояние возвратной пружины. Витки
должны быть параллельными, с равномерными промежутками,
пружина должна находиться в одной плоскости.
Регулировка выполняется изгибом ламелей, к которым припаяна
пружина. Не допускается изгиб самой пружины. В
некоторых случаях нужно распаять один конец полностью
ослабленной пружины, а затем повторно его припаять;
проверить ход барабанчика при полностью
ослабленной пружине. Для этого нужно снять плиту с
неподвижными контактами, подвижную систему отклонить в крайнее
положение (на 90 град.) и проверить свободные качания
после отпускания. Норма - не менее 8-10 качаний.
Меньшее количество качаний свидетельствует о наличии зати-
>3
123
рания. Возможные причины: дефекты верхнего и нижнего
подпятников, погнутость концов оси, попадание
посторонних предметов в зазор между подвижным барабанчиком
и неподвижными частями, задевание полюсов за
барабанчик и несовпадение осей подвижной системы и
нижнего или верхнего подпятников. Если барабанчик
задевает за верхнюю кромку внутреннего сердечника, следует,
освободив верхний подпятник, поднять барабанчик
ввертыванием нижнего подпятника. После этого установить
нормальный люфт, закрепить подпятники и повторно
проверить положение пружины. Зазоры между барабанчиком
и полюсами должны быть равномерными и иметь
величину около 0,4-0,5 мм;
— проверить надежность крепления подвижного
контакта на оси барабанчика;
— проверить симметричность, а при необходимости
подрегулировать расположение пружин и опорных
пластин неподвижного контакта в пазу пластмассовой
колодки. Между краями пружины и опорных пластин
неподвижного контакта и закраинами паза в пластмассе
должны быть равномерные просветы, исключающие
задевание контактной пружины за закраины паза;
— отрегулировать взаимное расположение контактов;
— проверить отсутствие залипания на переднем и
заднем упоре подвижной системы;
— проверить состояние возвратной пружины. Она
допжна иметь правильную спиральную форму, ее витки
не должны касаться один другого при повороте оси в
рабочих пределах, между витками должен сохраняться
равномерный зазор. Плоскость спирали должна быть строго
перпендикулярна к оси подвижной системы реле.
Выправлять положение витков пружины нужно легким
изгибом поводка, к которому крепится внешний конец
пружины. В некоторых случаях можно перепаять
пружину, при этом ее необходимо полностью ослабить. Только
в крайних случаях допускается изгибать пружину в
месте пайки к поводку.
Особенности регулировки контактов реле
мощности.
Неподвижные контакты репе встречаются двух видов:
одиночные и спаренные.
Контактная колодка устанавливается так, чтобы угол
встречи подвижных и неподвижных контактов составлял
30-40 град. Углом встречи контактов здесь называется
124
угол между плоскостью неподвижного контакта и
траекторией движения подвижного контакта. В некоторых
источниках под углом встречи контактов подразумевается
дополняющий его до 90° угол между поверхностью
неподвижного контакта и радиусом траектории движения
подвижного контакта.
Касание контактов должно происходить на переднем
крае контактной поверхности неподвижных контактов, и
ход подвижных контактов по этой поверхности должен
быть ограничен передним упором, чтобы не происходило
заскакивание подвижного контакта за задний край
неподвижного. Штифт подвижного контакта не должен
подходить к заднему краю неподвижных контактов ближе чем
на 2 мм. Расстояние между подвижным и неподвижными
контактами должно быть 1-1,5 мм.
Регулировка спаренных контактов. Нижняя "жесткая"
контактная пластина своим хвостовиком должна
касаться заднего ограничителя и перемещаться по нему.
Передний упор нижней контактной пластины
устанавливается так, чтобы он не касался пластины (зазор 0,2-0,3 мм).
Угол между задним ограничителем и направлением
контактной пластины а должен быть 100-110 град.
Верхняя "мягкая" контактная пластина своим
хвостовиком не должна касаться заднего ограничителя (зазор
0,2-0,3 мм) и должна быть расположена впереди нижней
контактной пластины на 0,2-0,3 мм так, чтобы при
замыкании контактов штифт подвижного контакта сначала
коснулся верхней контактной ("мягкой") пластины.
Верхняя контактная пластина должна также касаться
переднего упора, но без давления. Угол между задним
ограничителем и направлением контактной пластины а должен
быть 120-130 град.
Для "мягкого" контакта передний упор
устанавливается так, что при совместном ходе подвижного и
неподвижного контактов прогиб жесткой неподвижной контактной
пластины составляет 1,5-2 мм. Для "жесткого" контакта
указанный выше прогиб жесткой контактной пружины
составляет около 0,5 мм. Задний упор подвижной системы
устанавливается так, чтобы зазор между подвижными и
неподвижными контактами был примерно 1-1,5 мм.
Регулировка одиночных контактов в основном
выполняется так же, как и спаренных Отпичие в регулировке
состоит в том, что угол между задним ограничителем и
направлением контактной пластины а должен быть в
пределах 100-120 град.
125
Ш, Ш Проверка отсутствия самохода по току и
самохода по напряжению.
Самоходом называется ход подвижной системы,
вызываемый только током ипи только напряжением.
В соответствии с требованиями [12] самоход по току
устраняется дпя репе, используемых в схемах:
• защиты от междуфазных КЗ до максимального
тока КЗ «за спиной»;
• направленных защит от замыканий на «земпю» до
тока наибопее чувствительной ступени защиты;
• поперечных дифференциальных защит параллельных
пиний от междуфазных КЗ до максимального тока
нагрузки одной из пиний;
• поперечных дифференциальных защит
параллельных пиний от замыканий на «земпю» до расчетного
тока небаланса;
• защит от повышения напряжения (контроль
активной ипи реактивной мощности) до двукратного
номинального тока.
Диапазон устранения самохода в схемах защит от
замыканий на «земпю» до тока наибопее чувствительной
ступени защиты вызывает некоторые сомнения. По
нашему мнению, более разумно было бы устранять
самоход до тока срабатывания наибопее чувствительной
ненаправленной ступени защиты, так как при срабатывании
последней с некоторой выдержкой времени защита
срабатывает независимо от направления мощности. Если же
отстраивать самоход от наибопее чувствительной
ступени защиты, которая является направпенной, возможно
излишнее срабатывание защиты ипи отказ в её
срабатывании при потере цепей напряжения.
Самоход по напряжению устраняется в диапазоне
напряжений от нуля до 110 В.
Реле типа РБМ-178 термически
неустойчиво по цепям напряжения. Номинальное
напряжение можно подавать не более 1 минуты.
При проверке необходимо следить за
температурой реле и не допускать перегрева
обмоток, а также добавочного резистора в цепи
обмотки напряжения.
При проверке самохода как по току, так и по
напряжению, нужно помнить, что самоход может изменять
характер и направление в зависимости от зепичины тока
и напряжения, поэтому проверку спедует выпопнять во
всём заданном диапазоне входных параметров.
9
125
Проверка и устранение производятся при полностью
ослабленной возвратной пружине и снятой контактной
плате. Самоход по току устраняется при закороченной
обмотке напряжения, по напряжению - при разомкнутой
обмотке тока.
Устранение вращающего момента самохода
производится поворотом стапьного сердечника вокруг оси. Дпя
этого нужно ослабить фиксирующую гайку накидным
диамагнитным ключом и повернуть сердечник с помощью
второго ключа.
При достижении безмоментного положения следует
тщательно закрепить сердечник большой гайкой и еще раз
убедиться в отсутствии самоходов, а также в отсутствии
затирания барабанчика и в нормальном люфте оси.
Самоход от тока в сторону замыкания контактов
должен полностью устраняться затяжкой возвратной пружины
на угол не более 30 град. Самоход от напряжения
независимо от направления может быть оставлен, если он
полностью устраняется при затяжке возвратной пружины на угоп
не более 30 град. Затяжка пружины и самоход в сторону
«клина» приводят к снижению чувствительности репе.
Если не удается устранить самоход вращением
сердечника, можно зашунтировать одну ипи две секции обмотки
напряжения резистором МЛТ-2 ипи меньшей мощности,
если это проверено расчетом. Сопротивление
резистора может находиться в пределах 10-50 кОм и
подбирается опытным путем. В крайнем спучае можно устранить
самоход незначительным сдвигом вправо ипи влево
полюсов магнитопровода, но этим методом можно
пользоваться только в крайнем спучае, при наличии шаблонов
и навыков аналогичной работы.
После устранения самоходов нужно вернуть пружину
к заводской затяжке. Если заводская затяжка не
зафиксирована, пружина затягивается на 90-120 градусов
(реле РБМ-171, РБМ-177, РБМ-178) ипи 60 градусов каждая
пружина (РБМ-271, РБМ-277). Расстояние между
выступами на копыде крепления пружины 3,5 градуса.
\н\, JKl], [в] Определение зоны действия реле и
угла максимальной чувствительности.
При номинальных величинах тока и напряжения на
входе репе регулируется угоп сдвига между током и
напряжением от 0 до 360 град, в прямом и обратном
направлении. Измеряется величина углов, соответствующих
замыканию и размыканию контактов репе. Угоп пинии
127
максимальных моментов определяется из выражения:
4>mm=T^YL , (4-8)
где (рмм - угол линии максимальных моментов;
Ф, - угол срабатывания при вращении рукоятки
фазорегулятора по часовой стрелке;
Ф2 - угол срабатывания при вращении рукоятки
фазорегулятора против часовой стрелки.
Если найденный угол находится в зоне срабатывания
реле, он соответствует углу максимальной
чувствительности фмч, если вне зоны - для получения <рмч его
нужно повернуть на 180°.
Допустимое отклонение фмч от заводских данных ±5%.
Зона работы, находящаяся между углами tp, и фг - 175-
180 град. Зона работы реле и угол максимальной
чувствительности приведены на рисунке 4-27.
Н|, |В| Проверка мощности срабатывания реле
выполняется при номинальном токе и заданном угле
максимальной чувствительности подъемом напряжения,
подведенного к реле, до его срабатывания. При отсутствии
вольтметра со шкалой на малые пределы измерений
допустимо измерять мощность срабатывания при токе,
равном 20-40% номинального.
Мощность срабатывания РСР определяется из
выражения:
PCP=IxUCP, Вт (4-9)
где / - ток в реле, А;
UCP - напряжение срабатывания реле, В.
Она должна быть не более заданной и регулируется
углом затяжки пружины.
Аналогично определяется мощность возврата.
Коэффициент возврата должен быть не менее 0,6.
Проверка выполняется при токе, как правило, равном
номинальному.
Для реле двустороннего действия проверка
выполняется в обе стороны.
[Щ [кТ], [в] Проверка поведения реле при сбросе
обратной мощности выполняется в диапазоне от
десятикратной мощности срабатывания до максимальной
мощности при КЗ на шинах подстанции.
Для репе двустороннего действия (РБМ-271, РБМ-277)
проверка выполняется в обе стороны.
128
При угле фмч + "180 град., номинальном напряжении
и максимальном токе КЗ «за спиной» проверяется
отсутствие «клевков» на замыкание контактов при снятии
мощности.
Э> [ЕВ- ШО Проверка надежности работы
контактов выполняется при подведении к реле мощности от 1,2
мощности срабатывания до максимальной мощности,
возможной при КЗ, и угле максимальной чувствительности.
Реле проверяется в полной схеме при поданном
оперативном токе. Если проверка репе ведется отдельно от
схемы, через его контакты нужно включить эквивалент
нагрузки. При заданном фмч на реле подается мощность
от 1,2РСР до максимальной мощности (номинальное
напряжение и максимальный ток КЗ). Контролируется
четкость работы контактов РМ и четкость работы
реле-повторителей. Контакты РМ должны работать без отброса в
обратную сторону и без заметного искрения.
Более подробные сведения об устройстве,
методике проверки, схемах включения электромагнитных реле
мощности приведены в [63], по техническому
обслуживанию — [12], проверке под нагрузкой — [13].
4.8 Статические реле мощности
4.8.1 Реле РМ-11, РМ-12. Основные
технические данные
Индукционные реле мощности обладают
рядом недостатков. К ним относятся сложность
регулировки механической части и электрических
характеристик, низкая надежность контактной
системы, наличие самохода и т. п. В связи с этим
одной из первых разработок реле на полупроводниковой
элементной базе являются статические реле мощности.
Статические реле направления мощности
выполнены с характеристиками, близкими к характеристикам
аналогичных индукционных реле. Сравнительные
характеристики некоторых статических и индукционных
реле приведены в таблице 4-11.
5 Заказ 151
129
Таблица 4-И
Индукционное
реле
РБМ-171
РБМ-177
РБМ-178
РБМ-171
РБМ-177
РБМ-178
РБМ-171
РБМ-177
РБМ-178
РБМ-171
(30")
РБМ-
171 (45"),
РБМ-177
РБМ-178
РБМ-17!
РБМ-177
РБМ-178
РБМ-171
РБМ-177
РБМ-178
-30
-45
70
не
нор-
мир.
3-4
1
не
нор-
мир
не
иор-
мир
10
40
35
90
0,6
да
нет
Основные характеристики
Угол максимальной
чувствительности
Ф„ч, зл град
Область
срабатывания реле по
углу сдвига фаз при
номинальном токе
и напряжении, эл
град
Мощность
срабатывания (1Н=5А)
при номинальном
токе, ВА
Ток срабатывания
реле в
диапазоне входного
напряжения от 3 UCT до
1,15 U„
Напряжение
срабатывания роле, В, в
диапазоне
входного тока
-30+5
-45±5
70±5
165-
180
не нор-
мир
<0,051„
0,15IH -
30IH
0.2IH -
30IH
Потребляемая мощность по
цепи тока, ВА
Потребляемая мощность по
цепи напряжения, ВА
Коэффициент возврата, по
менее
Статическое реле
РМ11
РМ12
РМ11
РМ12
РМИ
РМ12
20,25
(1,0±0,1)
(2,0±0,2)
(3,0+0,3)
<0,5
<3
>0,5
>0.8
да
РМ11
РМ12
РМИ
РМ!1
РМ12
i
РМП
РМ12
РМИ
РМ12
i
Если термины «угол максимальной
чувствительности» и «характеристический угол» для
электромагнитных реле практически равнозначны, то для статических
130
реле первый из них приемлем условно, так как для них
реле мощность срабатывания мало зависит от угла
между током и напряжением. В литературе, в том числе
нормативной, все же чаще применяется термин «угол
максимальной чувствительности».
Условное обозначение реле имеет следующую
структуру:
РМ ХХ-ХХ X
12 3 4 5 6 7
Первая группа знаков (1, 2) — РМ (реле мощности).
Вторая группа (3, 4) обозначает серию реле (11 или 12
в зависимости от угла максимальной чувствительности).
Третья группа (5, 6) — номинальный ток (11 — 1А, 18 —
5А).
7 — вид питания (1 — постоянный, 2 — переменный ток).
Обозначение замыкает климатическое исполнение и
категорию размещения.
Реле на постоянном оперативном токе выпускаются
для напряжения 110 или 220 В, допустимый диапазон
напряжения от 0,8 до 1,1 UH. Реле на переменном
оперативном токе питаются от напряжения 100 В (допустимое
изменение напряжения от 0,5 до 1,15 UH) и тока 1 или 5 А
(допустимое изменение тока от 0,5 до 30 1н).
Схемы внешних подключений реле приведены на
рисунке 4-29
4i
ит
Ubx
1 -
11
13
15
17
-21-
- 4
гЕЭ-fh
1KL1
-2KL1
J
2KL2
2 г*
10
12
14
16
Ibx Ци,-
а) питание от сети
постоянного тока
б) питание от сети
переменного тока
Рис 4-29. Схемы внешних подключений реле РМ-11, РМ-12
5*
Ш
Структурная схема реле серий РМ-11, РМ-12
приведена на рисунке 4-30, принципиальные схемы отдельных
узлов — 4-31 — 4-34.
U TU
_LTA1
2|[
,П
PIP
ч>
ч>
л
¥
5 7
I
6 8
ФСС
1
_9_
Z
10 11
и
12
41
Рис 4-30 Структурная схема реле РМ-11, РМ-12
й йв9 mii "5
Рис 4-31 Схема фазосравнивающих цепей реле РМ-11, РМ-12
Напряжение на вход реле подается через
разделительный трансформатор TU, ток — через ТА1. Фазопово-
ротные блоки 1, 2 обеспечивают заданный
характеристический угол реле. Поворот векторов тока и напряжения
выполняется при помощи RC — цепочек (рисунки 4-32,
4-33). Реле РМ-11 позволяет получить два
характеристических угла (30° и 45°), выбор выполняется
переключателем SB1, РМ-12 — три уставки по напряжению
срабатывания (1±0,1, 2±0,2, 3±0,3 В), выбор — переключателями
SB1 - SB3.
132
D1 3 R4 В
Г^ГП оьТ 11 -Л ^T
u т т i^'UTT Фт [;
а) цепи напряжения б) цепи тела
Рис. 4-32. Схема фазоповоротных цепей реле РМ-11
а) цепи напряжения б) цепи тока
Рис. 4-33. Схема фазоповоротных цепей реле РМ-12
Узел ФСС (фазосравнивающая схема) включает в себя
схему совпадения положительных знаков сравниваемых
величин 3, схему совпадения отрицательных знаков 4,
интеграторы 5, б, совмещенные с двусторонними
ограничителями 7, 8, сумматор 9 и триггер Шмитта 10.
Схемы совпадения 3, 4 (рисунок 4-30) выполнены на
резисторах R5 — R9, диодах VD5 — VD8, транзисторах
VTl, VT2. В схему входят также резисторы
отрицательного смещения RIO, R11 и защитные диоды VD9, VD10
(рисунок 4-31).
Интеграторы 5, б выполнены на резисторах R12, R14
(R13, R15), диодах VD11 (VD12) и конденсаторах С5 (Сб).
Верхний и нижний ограничители 7, 8 выполнены на
выпрямительном мосту VS1 и резисторе R19.
Аналоговый сумматор 9 состоит из резисторов R16 и R17.
Триггер Шмитта 10 включает в себя операционный
усилитель А1, диоды VD17 и VD18, резисторы R18, R21, R22.
Выходные реле и узлы питания для исполнения ПО,
220 В постоянного напряжения и для переменного
напряжения приведены на рисунках 4-34 а, б, в.
Реле имеют два выходных органа — с повышенным
быстродействием 1KL1 и с повышенной коммутационной
способностью 2KL1, 2KL2. На рисунке 4-30 им соответствуют
133
R24 R25
гС=Н-СЭ
VD262^ 4= С9
4—• 1 —О
Св*
15 R29 _
— S-CU-®
а) для питания от сети постоянного тока 220 В
R24 R25 ТО/С*(
г=эгаг-Ю
4027]
\т Ч<3~* Г
R23
10
R26
VD26^ фс9
R28 в
i—qna)
ф 13
1К1 |
VD28
Св *
14 VD41
15 R29 _
— 0~СЗ-<|)
б) дня питания от сети постоянного тока 110 В
t1ciicu u
в) дпя питания от сети переменного тока
Рис 4-34 Схемы блока питания и выходного каскада реле РМ-11, РМ-12
134
«at
Un
cot
элементы 11 и 12. Одновременно может быгь подключен
один элемент, на заводе-изготовителе подключается реле
с повышенным быстродействием (установлена
перемычка 6-8, снята 8-10).
Временная диаграмма работы реле приведена на
рисунке 4-35.
При совпадении
знаков входных сигналов
в положительной
полуволне (интервалы
времени 0-1 и 4-5) диоды
VD5, VD6 и транзистор
VT1 заперты, на выходе
транзистора VT1
(контрольная точка ХРЗ)
имеется положительное
напряжение. Конденсатор
С5 заряжается.
При несовпадении
знаков входных сигналов
в положительной
полуволне (интервалы
времени 1-4 и 4-5) диоды VD5,
VD6 и транзистор VT1
открыты, на выходе
транзистора VT1 напряжение
отрицательное.
Конденсатор С5 разряжается. На
нем образуется
пилообразное напряжение.
Аналогично работает
схема совпадения
отрицательных знаков
сравниваемых величин.
Раздельное
сравнение интервалов совпадения и несовпадения мгновенных
значений положительного и отрицательного знаков
входных сигналов улучшает отстройку реле от
апериодической составляющей токов и напряжений.
Пилообразные напряжения с выходов двух
интеграторов поступают на вход сумматора, на выходе которого,
в свою очередь, появляется пилообразное напряжение с
Удвоенной частотой.
Напряжение с выхода сумматора поступает на вход
триггера Шмитта.
Рис.
4-35. Диаграмма работы реле
РМ-11 (РМ-12)
135
Отсутствие одного из входных сигналов (ток или
напряжение) приводит к тому, что диоды VD5, VD6 и
транзистор VT1 (VD7, VD8 и VT2) открыты постоянно.
Пилообразного напряжения нет, нет условий для срабатывания
реле, что обеспечивает отсутствие самохода по
принципу действия статических реле мощности.
4.8.2 Проверка и настройка реле
Ш lEH) HE! Внешний, внутренний осмотр
реле и поверка изоляции выполняются
аналогично стшичёрким реле тока и напряжения.
_Hj, [кТ], [В] Проверка отсутствия самоходов
выполняется по методике, приведенной в
разделе «Электромагнитные реле мощности».
Самоход по току проверяется:
• для реле, используемых в схемах защит от
междуфазных замыканий, - до максимального тока короткого
замыкания, но не более 30 1ном;
• для реле, используемых в схемах защит от
замыканий на землю, - до величины тока срабатывания
наиболее чувствительной ненаправленной ступени защиты (при
малых токах уставки защиты - до номинального тока).
Самоход по напряжению проверяется до напряжения
1,15 UH0M.
В отличие от электромагнитных реле мощности, у
которых самоход является неотъемлемой характеристикой
и одним из главных недостатков, статические реле
мощности по принципу действия самоходом не обладают, и
его наличие свидетельствует о неисправности
элементов схемьц
|Н|, |К1|, |В| Проверка угла максимальной
чувствительности (характеристического угла) и зоны работы
реле выполняется при номинальном токе и напряжении.
Углы срабатывания реле ф,, ф2 определяются
аналогично реле серии РБМ. Характеристический угол
определяется по формуле (4-8). Характеристический угол и
зоны работы реле должны соответствовать приведенным в
таблице 4-11.
Основная регулировка характеристического угла
выполняется резистором R4. Ширина зоны срабатывания и
углы возврата дополнительно регулируются резисторами
R21.R22, R19.
Н| Проверка вольт-амперной характеристики.
Используемый в [4] термин «вольт-амперная
характеристика» не совсем соответствует смыслу проверки. В за-
135
воцской технической документации нормируются ток
срабатывания в заданном диапазоне входных напряжений и
напряжение срабатывания в заданном диапазоне токов
(таблица 4-11), что можно назвать вольт-амперной
характеристикой с некоторой натяжкой.
Проверка выполняется при заданном характеристическом
угле, а для реле РМ-12 дополнительно - на заданной
уставке по напряжению. Напряжение срабатывания проверяется
при крайних значениях тока, ток срабатывания - при
крайних значениях напряжения. Ток и напряжение срабатывания
не должны выходить за пределы, указанные в таблице.
Ш lEH ОН Проверка надежности работы контактов
выходных реле при подведении к реле входных значении
тока до максимального тока КЗ и напряжения до 1,15 UH0M
при угле максимальной чувствительности и номинальной
нагрузке. Вибрации и искрения контактов быть не должно.
Проверка поведения реле при подаче и сбросе
обратной мощности не предусмотрена требованиями [4].
Тем не менее это одна из важнейших проверок, так как
случаи кратковременного срабатывания реле при
сбросе обратной мощности замечались неоднократно.
Проверка выполняется при максимальном токе короткого
замыкания за спиной. Регулировка производится при помощи
резистора R19.
Если реле не работает или не обеспечивает
требуемых характеристик, неисправность можно определить по
уровню напряжения в контрольных точках.
Приблизительные значения напряжения при отсутствии входных
сигналов приведены в таблице 4-12.
Таблица 4-12
Точки измерения
ХР7 - ХР1
ХР7 - ХР2
ХР7 - ХРЗ
ХР7 - ХР4
ХР7 - ХР5
ХР7 - ХР5
ХР7 - ХР8
ХР7 - ХР9
Уровень напряжения, В
0,55
0,55
0
0
27
10
28
-5
Более подробные сведения об устройстве и работе
статических реле мощности приведены в [76], некоторые
дополнительные сведения — в [69].
137
5 Фильтровые защиты
5.1 Метод симметричных
составляющих
5.1.1 Симметричные трехфазные системы
Фазные токи, одинаковые по модулю и
смещенные по фазе один от другого на 120°,
образуют симметричную трехфазную систему, причем
все токи смещены относительно напряжений
соответствующих фаз на одинаковый угол 9-
На рисунке 5-1 приведена
векторная диаграмма
симметричной системы напряжений и
токов. Падения напряжений на
сопротивлениях проводов
также образуют симметричную
трехфазную систему.
В этом режиме
справедливы отношения (ПЗ-32) - (ПЗ-Зб),
приведенные в приложении 3.
Мгновенные значения ЭДС
определяются по формулам:
(5-1)
(5-2)
Рис. 5-1. Симметричная
система токов и
напряжений
Ел sin Ш
гн = ЕА sin(utf -120е)
СГ — LL ,
^sin(atf + l20') , (5-3)
где ЕА — модуль ЭДС фазы А;
ел> ев> ес — мгновенные значения ЭДС фаз А, В, С.
Векторы напряжений фаз В и С повернуты в
комплексной плоскости относительно вектора фазы А на 120°
соответственно, по и против часовой стрелки, что
определяется формулами, основанными на формуле Эйлера
(ПЗ-40):
'.ле
ЕАе
-./240
-у 120
Ел е
j 120'
(5-4)
(5-5)
138
где ЕА — модуль ЭДС фазы А;
Ев — модуль ЭДС фазы В;
Ес — модуль ЭДС фазы С;
j — условная величина, обозначающая поворот
вектора в комплексной плоскости на 90" против часовой
стрелки.
Для более компактной записи вводится понятие
оператора фазы или фазного множителя а, который в
дальнейшем будем называть оператором фазы.
Оператор фазы — это такой вектор, скалярная
величина которого равна 1 и который в комплексной
плоскости образует с положительной осью вещественных
количеств угол 120". Значение его в соответствии с формулой
Эйлера определяется из выражения:
« = e"20°=e-'240°=cosl2Q" + isinl2Q" = --+7 —. (5-6)
Умножить вектор на оператор фазы — значит
повернуть его на 120" против часовой стрелки, не изменив
величины. Повторное умножение на оператор — поворот
вектора на тот же угол по часовой стрелке или на 240"
против часовой стрелки:
= е
/24и°= cos 120° - у sin ] 20° = —!- - у ^-. (5-7)
2 2
Еще одно умножение на оператор фазы возвращает
вектор в исходное положение:
а3=1 (5-8)
На рисунке 5-2 показаны
положения векторов а, а2, а3.
При использовании оператора
фазы выражения (5-4) и (5-5)
примут вид:
Е*=сгЕ, (5-9)
Ее =а k< (5-10)
Обозначение мгновенного
значения ЭДС е является
общепринятым в электротехнике. Общепри- Рис 5-г Положение век-
нятой в математике и некоторых Т0Р0В опеРатоРа Фазы
частях электротехники является
и величина е в применении к выражению е>",
характеризующему поворот вектора. В дальнейшем, во
избежание путаницы, обозначение е во втором значении
применять не будем.
139
5.1.2 Несимметричные режимы трехфазных
цепей и симметричные составляющие
При однофазных и двухфазных КЗ, а также при
обрывах линии система становится несимметричной. Расчеты
по формулам (ПЗ-32) — (ПЗ-Зб) в этих случаях вести
нельзя. Существует несколько способов решения таких
систем, но наиболее простым методом является метод
симметричных составляющих.
Сущность этого метода состоит в том, что любую
трехфазную систему векторов А, В, С можно заменить
суммой трех симметричных систем:
А = Ах+Аг + Ап
(5-11)
(5-12)
(5-13)
С = Ci+Сг + Со ,
где А, В, С — полные векторы трех фаз;
А„ В„ С, — составляющие прямой
последовательности векторов;
А2, В2, С2 — составляющие обратной
последовательности;
А0, ВQ, Сд — составляющие нулевой
последовательности.
На рисунке 5-3 приведены векторные диаграммы
систем симметричных составляющих.
Ai
и
Аг
Ао=Во=Со
а) прямая
последовательность
б) обратная
последовательность
в) нулевая
последовательность
Рис. 5-3 Системы симметричных составляющих
В системе прямой последовательности (рисунок 5-За)
векторы, вращающиеся против часовой стрелки,
следуют друг за другом в чередовании А, В, С.
В системе обратной последовательности (рисунок 5-36)
векторы следуют друг за другом в чередовании А, С, В.
140
В системе нулевой последовательности (рисунок 5-Зв)
векторы трех фаз совпадают по направлению.
Первые две системы являются уравновешенными, то
есть сумма векторов трех фаз равна нулю. Третья систе-
ма — неуравновешенная, сумма векторов равна
утроенному значению одного вектора.
Векторы симметричных составляющих могут быть
получены преобразованием полных векторов:
Ао=Х-(А+В+С) (5-14)
А1=-(А+аВ+а2С) (5-15)
Аг = -(Л + а2й+аС). (5-16)
В нормальном режиме или при симметричном
трехфазном КЗ полные токи и напряжения равны,
соответственно, току и напряжению прямой последовательности.
Составляющие обратной и нулевой последовательности
в этих случаях равны нулю.
Составляющие обратной последовательности
возникают при появлении в сети любой несимметрии (одно-
или двухфазное КЗ, обрыв фазы, несимметрия нагрузки).
При симметричных трехфазных КЗ обратной
последовательности нет,
Составляющие нулевой последовательности
появляются при одно- и двухфазных КЗ на землю или при
обрыве одной или двух фаз. При междуфазных КЗ без земли
и симметричных трехфазных КЗ нулевая
последовательность отсутствует.
Расчет трех симметричных систем выполняется
упрощенными способами (для одной фазы).
Рассмотрим применение симметричных составляющих
для различных видов КЗ. Во всех случаях пренебрегаем
током нагрузки и рассматриваем токи и напряжения
непосредственно в точке КЗ.
Однофазное КЗ на землю в сети с заземленной
нейтралью
Сети напряжением до 1000 В и выше 35 кВ
выполняются с заземлением нейтрали источника питания, что
снижает напряжение на неповрежденных фазах при
замыкании на землю и повышает чувствительность защиты к
таким режимам. На рисунках 5-4, 5-5 приведены схема
замыкания на землю и векторная диаграмма токов и
напряжений в этом режиме.
141
Ел к
Ia
Ub = Eb
^~ JDjf Ь°-У^.
Рис. 5-4. Замыкание на землю в сети с заземленной нейтралью
/ло
1/а
If л #
* •
Im = /со
Uca
Рис 5-5. Симметричные составляющие токов и напряжений при
однофазном замыкании на землю в сети с заземленной нейтралью
Напряжение поврежденной фазы в точке
короткого замыкания снижается, ток увеличивается. Величина
и угол остаточного напряжения и тока КЗ определяются
сопротивлением источника питания, линии и заземлите-
ля от источника питания до места замыкания на землю.
Если пренебречь сопротивлением заземлителя,
напряжение снижается до нуля.
Токи и напряжения в месте КЗ определяются из
выражений:
Ja=Ik (5-17а)
}в=/с=0 (5-176)
Ua=0 (5-17b)
Ьв=а2Е (5-17г)
Uc=aE. (5-17Д)
142
Ток короткого замыкания 1 к определяется величиной
ЭДС фазы А Ел и полным сопротивлением цепи, по
которой протекает ток КЗ.
Если воспользоваться выражениями (5-14) — (5-16),
получим выражения для симметричных составляющих:
(5-18а)
(5-186)
(5-18в)
(5-18г)
(5-18д)
(5-18е)
/л,
.
1А2
,
I А!)
Va
•
Ua2
.
иАП
= -1к
3
3
1 •
= -1к
3
-Ле
3
1 •
= —Е
3
1 •
= ~-Е
3
Однофазное замыкание на землю в сети
с изолированной нейтралью
Сети напряжением 3—35 кВ выполняются с
изолированной или компенсированной (заземленной через дуго-
гасящий реактор) нейтралью. При замыкании на землю
в сети с изолированной нейтралью (рисунок 5-6)
напряжение на поврежденной фазе относительно земли
снижается до нуля, фазное напряжение здоровых фаз воз-
Рис 5-6. Замыкание на землю в сети с изолированной нейтралью
растает в 1,73 раза и становится равным линейному. Ток
4- замыкается через емкости неповрежденных фаз,
величина его незначительна. Значения полных токов и на-
143
пряжении в точке замыкания при этом определяются из
выражений:
,h = 'lK (5-19a)
/*=/г=о (5-196)
Ua=o (5-19b)
U,=t4-hc = 'k(\-a!) (5-19r)
У<-= £,-£, Л(1-о). (5-19д)
Ток короткого замыкания 1к определяется величиной
ЭДС фазы А£(и емкостью сети.
Токи и напряжения симметричных составляющих
(рисунок 5-7) определяются как:
UA
UAO
1/со и®1
UA2=UB2=UC2=0
=1/,
3
1м = --/*
3
1 •
I AJ =—I К
3
Uai=--E
£Ло = — E.
(5-20a)
(5-206)
(5-20в)
(5-20r)
(5-20д)
(5-20e)
Рис. 5-7.
Симметричные составляющие
напряжений при
однофазном
замыкании на землю в сети
с изолированной
нейтралью
Двухфазное короткое замыкание
При двухфазном КЗ (рисунок 5-8)
токи поврежденных фаз равны
между собой и направлены в
противоположные стороны, угол между током
короткого замыкания и ЭДС
соответствующих фаз определяется
характером сопротивления источника и линии. Напряжение между
поврежденными фазами в месте рассматриваемого
события снижается до нуля.
1л = 0
1В = -/с =1К
U вс = 0
Ua=E
(5-21а)
(5-216)
(5-21в)
(5-21г)
144
Vb=Uc
2
Ua+Ub+Uc= 0
(5-21д)
(5-21e)
Ic к Ua=Ea
Рис. 5-8. Двухфазное короткое замыкание
UA7
\
Iл WIai
Ic2 Icila Im
* • *
Iao=Ibo=:Ico=0
Uao=Ubo=Uco=0
Рис. 5-9. Симметричные составляющие токов и напряжений при
двухфазном коротком замыкании
Токи и напряжения симметричных составляющих
(рисунок 5-9) определяются из выражений:
'M=J
1лг =-j
/ло =0
V AX =Ua2=~
U 40 = 0
(5-22a)
(5-226)
(5-22b)
(5-22r)
(5-22д)
145
Двойное замыкание на землю
В сети с изолированной или компенсированной
нейтралью этот вид замыкания мало отличается от
обычного двухфазного КЗ.
В сети с заземленной нейтралью такие замыкания
более опасны, чем обычные двухфазные КЗ.
Трехфазное короткое замыкание
Токи и напряжения трех фаз равны по значению как
в месте КЗ, так и в любой точке сети. В этом случае
токи и напряжения содержат только составляющие
прямой последовательности. Система симметрична, ток в
каждой фазе отстает от соответствующего напряжения
на одинаковый угол (рк, определяемый отношением
активного и реактивного сопротивлений цепи короткого
замыкания. Если пренебречь сопротивлением
короткого замыкания, в точке КЗ напряжения снижаются до
нуля. Расчеты режима сети выполняются по формулам
(ПЗ-32) - (ПЗ-36).
5.1.3 Практический расчет симметричных
составляющих
XI На практике иногда приходится определять
содержание симметричных составляющих по
реально измеренным токам и напряжениям. Чаще
штшшшт_ применяется графический метод. Векторная
диаграмма токов и напряжений строится на
бумаге. Симметричные составляющие строятся по
выражениям (5-14) - (5-16) при помощи транспортира, циркуля и
пинейки. Пример построения векторов симметричных
составляющих приведен на рисунке 5-10. Для получения
действительных значений симметричных составляющих
модуль каждого из полученных векторов (i^0, £ , £л>)
нужно разделить на 3.
Аналитический метод используется в различных
устройствах, использующих симметричные составляющие в
своей работе, и при некоторых расчетах. Но этот метод
довольно громоздкий и редко применяется персоналом,
занимающимся техническим обслуживанием устройств
релейной защиты.
Еспи у Вас под рукой есть компьютер, можно
использовать несложную программу расчета симметричных
составляющих, а также активных и реактивных состав-
146
Рис. 5-10. Графическое построение векторов симметричных составляющих
А, В, С — измеренные векторы фазных величин;
S^o — вектор фазы А нулевой последовательности;
~LAl — аектор фазы А прямой последовательности;
'А2
вектор фазы А обратной последовательности.
ляющих с
применением электронных
таблиц Excel. Вид
окна приведен на
рисунке 5-11, в
ячейки нужно ввести
следующие формулы:
А4 =
=А2'СО5(В2'ПИ()/180)
(5-23а)
С4: =
= C2'COS(D2-nH()/180)
(5-236)
Е4: =
= E2*COS(F2*nH()/180)
(5-23в)
А6: =
=A2*SIN(B2-nM()/180)
(5-23Г)
С6:=
= C2'SIN(D2*nH()/180)
(5-23д)
Е6: =E2-SIN(F2'nH()/180) (5-23e)
АЗ: = (((А4-С4/2+(С6*3~0,5)/2-Е4/2-(Е6'3~0,5)/2)"2+(А6-(С4*3"0,5)/2-С6/2
+ (E4'3~0,5)/2-E6/2f2f0,5)/3 (5-23ж)
*У £айл Правка В_ид Вставка Формат Сервис Даннь
ArialCyr "10 - Ж * Н ЕЯЯ
А8 л) = =(((А4-С4/2+(С6*3»0,5)/2
А | В
1 Ua pa
2 58 0
3 Uaa
4 58,00
5 Uap
6 0,00
7 Ua1
в ЩЩ
9 Ua2
10 4,56
11 UaO
12 8,74
С D
Ub j»b
45 105
Uba
-11^5
Ubp
43,47
UM
46,69
Ub2
4,58
иьо
8,74
E F
Uc (DC
38 230
Uca
-24,43
Ucp
-29,11
Uc1
46,69
Uc2
4,58
UcO
6,74
13
14
G
Рис. 5-11. Расчет симметричных
составляющих при помощи таблицы Excel
А10: =(((А4-С4/2-(С6"3"0,5)/2-Е4/2+(Е6*3"0,5)/2)"2+(А6 + (С4-3"0,5)/2-
С6/2-(Е4*3"0,5)/2-Е6/2)~2)"0,5)/ 3 (5-23з)
А12: =(((А4+С4+Е4)"2+(А6+С6+Е6)"2)"0,5)/3 (5-23и)
147
Примерно такой же расчет можно выполнить с
применением любой элементарной системы
программирования (Basic, Pascal и т.п.)
5.2 Фильтры симметричных
составляющих
В схемах релейной защиты широко
применяются реле, реагирующие на отдельные
симметричные составляющие или на их комбинации.
Использование составляющих тока и
напряжения обратной и нулевой последовательности
позволяет выполнить устройства релейной защиты более
чувствительными, так как не требуется отстройка
защиты от нагрузочного режима.
Для выделения симметричных составляющих из полных
токов и напряжений применяются специальные
устройства — фильтры. Фильтром тока или напряжения
симметричных составляющих называется электрическая схема,
состоящая из различных элементов (трансформаторов,
активных и реактивных сопротивлений), параметры
которых подобраны таким образом, чтобы пропускать в
подключенный на выходе реагирующий орган только
составляющие определенной последовательности, а в некоторых
случаях — их комбинацию. Так, например, напряжение на
выходе фильтра напряжения обратной последовательности
(ФНОП) будет равно нулю при подаче на его вход
напряжения прямой или нулевой последовательности. При подаче на
вход этого фильтра напряжения обратной
последовательности на его выходе появится напряжение определенной
величины, зависящей от параметров фильтра и подключенной
нагрузки. Рассмотрим схемы некоторых фильтров,
применяемых в схемах релейной защиты и автоматики.
5.2.1 Фильтры напряжения нулевой
последовательности (ФННП)
Для выполнения ФННП чаще всего используются
вторичные обмотки трансформаторов напряжения, которые
соединяются на сумму напряжения трех фаз или, как
упоминалось в разделе "Трансформаторы напряжения",
148
в схему разомкнутого треугольника. Схема соединения
обмоток ТН приведена на рисунке 5-12.
Напряжение на выходе такого фильтра равно
утроенному напряжению нулевой последовательности:
• • • • •
U выхо =U ло + U во + Uco =3t/o. (5-24)
Напряжения двух других последовательностей на
выходе фильтра не образуются, так как системы прямой и
обратной последовательности являются
уравновешенными:
= Um + Ub\ + Uc\=0
(5-25)
Ut
■Ua2+Ub2+U(-2 =0
В
(5-26)
В качестве фильтра
напряжения нулевой
последовательности непригодны
трехстержневые
трехфазные трансформаторы, так
как их магнитопроводы не
имеют пути, по которому
замыкался бы магнитный
поток, соответствующий
напряжению нулевой
последовательности. В
качестве ФННП используются или
группы однофазных
трансформаторов (ТН
напряжением 35 кВ и выше), или
трехфазные трансформаторы
напряжения с пятистержне-
вым магнитопроводом типа
НТМИ, НАМИ
(напряжением до 35 кВ).
Другой вариант ФННП
применяется в том случае,
если приходится использовать трансформатор
напряжения со вторичной обмоткой, соединенной в звезду, или ТН
в схеме не используется. В этом случае создается вторая
искусственная нулевая точка, объединяемая с основным
"нулем" через реагирующий орган (см. рисунок 5-13).
Вместо резисторов могут быть использованы
конденсаторы. Схемы, подобные приведенной, использу-
Рис. 5-12 Фипьтр напряжения
нулевой последовательности
(вторичная обмотка ТН соединена в
разомкнутый треугольник)
149
Рис 5-13 Фильтр напряжения
нулевой последовательности (вторичная
обмотка ТН соединена в звезду)
ются в устройствах
блокировки при неисправности
цепей напряжения типа
КРБ-11 или КРБ-12. Более
подробно устройство,
работа и методика проверки
такого фильтра
рассмотрены в разделе 3.
5.2.2 Фильтры тока
нулевой
последовательности (ФТНП)
Нулевой провод
источников тока, соединенных
в звезду (обычно это
вторичные обмотки
трансформаторов тока),
является фильтром тока нулевой
последовательности. Токи
прямой и обратной
последовательности (уравновешенные системы)
замыкаются в фазных проводах и в нулевой провод не проходят.
Токи нулевой последовательности образуют
неуравновешенную систему, и в нулевом проводе проходит
утроенное значение тока нулевой последовательности
(рисунок 5-14). По этой же схеме включено реле РТ-0 на
рисунке 3-3.
Этот фильтр
применяется чаще в сетях
с большими токами
замыкания на землю
(ПОкВ и выше). В сетях
напряжением до 10 кВ
в качестве ФТНП
более распространены
кабельные
трансформаторы тока. Силовой
кабель образует
первичную обмотку ТТ.
В нормальном режи-
ТТа
Рис 5-14 Фильтр тока нулевой
последовательности
ме сумма токов в трех фазах равна нулю. Ток нулевой
последовательности при КЗ на землю трансформирует-
150
ся во вторичную обмотку, и на выходе фильтра
появляется вторичный ток.
5.2.3 Фильтр напряжения обратной
последовательности (ФНОП)
Наиболее распространенная схема ФНОП состоит из
активных сопротивлений и конденсаторов, соединенных
в разомкнутую мостовую схему (рисунок 5-15).
А
9
в
о
С1
ч
R1
С
о
С2
R2
РО
m
п
ф
Рис 5-15. Фильтр напряжения обратной последовательности
При изменении подключения двух фаз фильтр
преобразуется в фильтр напряжения прямой последовательности.
Рассмотрим работу фильтра при отключенной нагрузке.
При подключении нагрузки изменяется только абсолютная
величина выходного напряжения, основные соотношения,
характеризующие его работу, остаются неизменными.
Напряжение нулевой последовательности во всех трех
фазах имеет одинаковое значение, поэтому входные
зажимы под действием составляющей нулевой
последовательности находятся под одним потенциалом. Напряжение
на выходе ФНОП, определяемое разностью потенциалов
на входных зажимах, будет равно нулю. Под действием
системы напряжений прямой и обратной
последовательности по элементам фильтра протекает ток.
Сопротивления плеч фильтра выбираются таким
образом, чтобы при подведении к нему напряжений
прямой последовательности напряжение между точками m
и п было равно нулю. Для выполнения этого условия
напряжение на резисторе R1 должно компенсировать
напряжение на конденсаторе С2:
Urn =Uci.
(5-27)
151
Это обеспечивается подбором элементов фильтра.
Напряжения на активных и емкостных сопротивлениях
связаны отношениями:
и,, и„
-S
(5-28)
При выполнении отношений (5-28) векторы
напряжений образуют два прямоугольных треугольника с
углами 30° и 60°.
Диаграммы напряжений на элементах фильтра при
подаче напряжений прямой и обратной
последовательности приведены на
рисунках 5-16, 5-17.
При подаче напряжения
прямой последовательности
частотой 50 Гц потенциалы
точек тип равны,
напряжение на выходе фильтра
равно нулю. Если частота
отличается от нормальной, на
выходе фильтра появляется
напряжение небаланса.
При подаче
напряжения обратной
последовательности между
зажимами тип появляется прямо
пропорциональное ему
напряжение:
Um„z = \,5Ucai = 1.5V3 иФ2 ет"
I
(5-29)
где Um„i — напряжение на
Рис 5-16. Диаграмма
напряжений на элементах ФНОП при
подаче напряжения прямой
последовательности
Рис. 5-17 Диаграмма
напряжений на выходе ФНОП при
подаче напряжения обратной
последовательности
выходе фильтра при подаче
напряжения обратной
последовательности;
Uф2 — составляющая
обратной последовательности
фазного напряжения.
Сопротивление
нагрузки фильтра подбирается
таким образом, чтобы
отдаваемая фильтром мощность
была максимальной. Условие
отдачи максимальной
мощности — равные по величи-
152
не и противоположные по знаку реактивные
сопротивления фильтра и нагрузки.
ТА1
5.2.4 Фильтры тока обратной
последовательности (ФТОП)
Эти фильтры
более разнообразны, чем
ФНОП. Один из
возможных фильтров
приведен на рисунке 5-18.
Фильтр состоит из
трехобмоточного
трансформатора с воздушным
зазором ТА1,
регулируемого активного
сопротивления R и двухобмоточ-
ного вспомогательного
трансформатора ТА2.
Трансформатор ТА1
имеет две первичные и
одну вторичную
обмотку. Первичные обмотки
включены в токовые
цепи фаз А и В с
противоположной полярностью.
и;
•LfJ
ЛЛ
ТА2
3!„
<^-П1
РО
Рис. 5-18 Трансформаторный фипьтр
тока обратной последовательности
Создаваемый ими магнитный поток пропорционален
разности токов 1А и 1в. Этот поток индуктирует во вторичной
обмотке ТА1 ЭДС, отстающую от индуирующего ее
потока и тока Iа-1в на 90°:
Ет = jxT(Ia- Iв) , (5-30)
где хт = а>М — реактивное сопротивление,
обусловленное взаимоиндукцией обмоток трансреактора.
Наличие воздушного зазора в магнитопроводе
трансреактора обеспечивает линейную зависимость величины
ЭДС от тока /а-1л. Величина сопротивления
самоиндукции и активного сопротивления R связаны отношением:
_ R
хт ~ jj (5-31)
153
что является необходимым условием для исключения
влияния токов прямой последовательности на выходное
напряжение фильтра.
Ток 1с протекает через резистор R. В результате
этого на его зажимах появляется напряжение,
определяемое выражением:
UR=IC*R. (5-32)
Выходной контур фильтра mn образуется вторичной
обмоткой трансреактора и сопротивлением R.
Напряжение на разомкнутых зажимах mn равно сумме ЭДС
взаимоиндукции и напряжения UR:
иая=йк-Е/ =I( R-j(lA-In)xr. (5-33)
При подаче токов нулевой последовательности
магнитные потоки, образуемые в трансреакторе ТА1 токами
фаз А и В, взаимно уничтожаются благодаря принятой
схеме включения трансреактора на разность токов. Ток
фазы С, проходящий через активное сопротивление,
компенсируется с помощью трансформатора ТА2,
включенного в нулевой провод на ток 310. Коэффициент
трансформации ТА2 равен 1/3, поэтому вторичный ток его равен
току 10. Следовательно, токи нулевой
последовательности взаимно компенсируются.
Токи прямой последовательности 1А1,1В1, протекающие
через трансреактор ТА1, создают ЭДС:
• • •
Et\=-jxt(Im-Ib\). (5-34)
Так как ЭДС на выходе ТА1 отстает от разности токов
на 90°, ЭДС и напряжение на сопротивлении при
выполнении условия (5-8) взаимно компенсируются:
• • • • • •
U ml =UrI~ El] = I LI R - j(I л\-I Bl)X n =
= IciR-S'ln-r = 0 ■ (5-35)
При подаче тока обратной последовательности
векторы ЭДС и напряжения совпадают по фазе, и их
суммарная величина составляет:
• • * • • •
U„„г —Uri-Eti = /гг R- j(14t~Iв\)хГ1 =
= 'h2R + j3'h2-^ = 2'lc2R ■ (5-36)
Таким образом, рассматриваемая схема является
фильтром токов обратной последовательности.
154
Если к выходным зажимам в качестве нагрузки
подключить токовое реле, ток в нем составит:
U™ 2'lciR
Ir=-
z„+z„
2ф+2Р
■=1С2
(5-37)
где 2Ф — сопротивление фильтра, измеренное со
стороны выходных зажимов rrm при разомкнутой цепи на
входе фильтра;
ZP— сопротивление реле.
Ток небаланса возникает из-за неточного подбора
элементов фильтра или отклонения частоты в сети от
номинальной.
Векторные диаграммы фильтра при подаче токов
прямой и обратной последовательности приведены на
рисунке 5-19 а,б.
1а
RIci
lA2
■]{1Аг-1в2)
1вг
а) -J(?Ai-Ibi)
1л - 1т.
б) 1а2-1в2
Рис. 5-19. Векторные диаграммы фильтра токов обратной
последовательности
Другие схемы ФТОП приведены при рассмотрении
отдельных реле и комплектов защит.
Если поменять местами две фазы токов, получим
фильтр токов прямой последовательности (ФТПП). В
чистом виде такие фильтры практически не
используются.
В некоторых случаях применяются фильтры, в
которых отношение (5-31) искусственно нарушено на
дозированную величину. Это позволяет получить
комбинированный фильтр, напряжение на выходе которого
пропорционально некоторому отношению токов
прямой и обратной последовательности. Пример такого
фильтра — орган манипуляции дифференциально-фазной
защиты, описание которого приведено в соответствующем
разделе настоящего пособия.
155
5.3 Реле симметричных составляющих
К реле симметричных составляющих относятся
реле, в состав которых входят фильтры прямой или
обратной последовательности (фильтровые реле), а также реле,
включаемые на ток или напряжение нулевой
последовательности, полученные от внешних фильтров. В последнем
случае это могут быть как обычные реле тока или
напряжения, так и специально разработанные для этой цели.
5.3.1 Реле напряжения нулевой
последовательности РНН-57
Реле РНН-57 реагирует на появление
напряжения нулевой последовательности при
возникновении несимметричных режимов в защищаемой
сети. Имеет пониженную чувствительность к
напряжению третьей гармоники. Фильтром
напряжения нулевой последовательности для этого реле является
вторичная обмотка трансформатора напряжения,
соединенная в разомкнутый треугольник (рисунок 5-12).
Необходимость подавления напряжения третьей
гармоники вызвана тем, что эта составляющая, вызванная
насыщением стали или другими причинами, выделяется в
разомкнутом треугольнике и может восприниматься как
составляющая нулевой
последовательности.
Схема соединений
реле приведена на рисунке
5-20. В состав реле
входят
индуктивно-емкостной фильтр третьей
гармоники, выпрямительный
мост и исполнительный
орган. Исполнительный
орган выполнен на базе
реле РН-50 с одним
замыкающим и одним
размыкающим контактом,
пружина имеет пониженную
жесткость.
Фильтр третьей
гармоники выполнен в виде
Рис 5-20. Схема реле РНН-57
156
параллельного колебательного контура, настроенного на
частоту 150 Гц и включающего в себя дроссель Др и
конденсатор С. Отношение между индуктивностью
дросселя и емкостью конденсатора определяем по формуле
резонансной частоты фильтра:
» = ^. (5-38)
При частоте 150 Гц £ * 1,13хСх1(Г*
Основные технические данные реле:
• на частоте 50 Гц диапазон регулирования уставок
4-8 В;
• отклонение напряжения срабатывания от уставки
не превышает ±5%;
• разброс напряжения срабатывания не превышает
±5% на любой уставке;
• коэффициент возврата реле не более 0,8;
• при повышении частоты относительно
номинальной в 3 раза напряжение срабатывания реле
увеличивается не менее чем в 8 раз;
• реле выдерживает напряжение 190 В в течение 6 с;
• мощность, потребляемая реле при напряжении 100 В,
не превышает 30 ВА.
Проверка и настройка реле
_ | Внешний и внутренний осмотр, провер-
^^/ ка квчества монтажа, регулирование меха-
у€ нической части аппаратуры выполняются так
г \ же, как у обычных электромагнитных реле
тока или напряжения.
Проверка и испытание изоляции выполняются, как
правило, в полной схеме. При этом необходимо принять
меры, препятствующие повреждению конденсатора и
диодов..
|Н| Проверка частотной характеристики и
коэффициента загрубления выполняется подачей напряжения от
генератора звуковой частоты. Коэффициент загрубления
определяется по формуле:
кзагр - ,, , (5-ЗУ)
^ CPU)
где UCPS0 — напряжение срабатывания репе при
частоте 50 Гц;
157
иСР15о— напряжение срабатывания при частоте 150 Гц.
Проверка выполняется на крайних уставках.
Напряжение срабатывания на частоте 150 Гц должно быть не
менее чем в 8 раз выше, чем при номинальном
значении частоты.
Для проверки нужен достаточно мощный генератор
звуковой частоты. Даже на минимальной уставке
напряжение срабатывания реле при частоте 150 Гц
превышает 32 В.
Еспи коэффициент загрубления не входит в норму,
нужно проверить синусоидальность питающего
напряжения. Если напряжение синусоидально, необходимо
выполнить настройку фильтра третьей гармоники.
Методика проверки фильтров высших гармоник
приведена в разделе «Защита ЭПЗ-1636». Проверка
ведется на напряжении 30-50 В. Частота настройки находится
в диапазоне 150±4 Гц. Регулировка фильтра выполняется
изменением ширины зазора сердечника, в котором
находится^ немагнитная прокладка.
[кТ|, [В] Проверка напряжения срабатывания и
возврата на рабочей уставке выполняется подачей
синусоидального напряжения частотой 50 Гц. Регулировка
выполняется исполнительным органом так же, как и
репе РН-50.
Я], [К1~1, [в] Проверка на отсутствие вибрации
выполняется подачей напряжения частотой 50 Гц в
диапазоне от 1,1 иСРАБ до 190 В.
5.3.2 Электромагнитные реле напряжения
обратной последовательности РНФ-1М,
РНФ-2
Реле РНФ-1М предназначено для
использования в схемах защиты электроустановок
переменного тока при несимметричных коротких
замыканиях в качестве органа, реагирующего на
повышение напряжения обратной
последовательности. Номинальное напряжение реле — 100 В.
Реле обеспечивает:
• плавное регулирование уставок линейного напряжения
срабатывания обратной последовательности от 6 до 12 В при
отклонении от обозначенного на шкале значения не
более ±8% и разбросе не выше 5%;
158
• время срабатывания при 2-кратном напряжении
срабатывания не более 0,04 с;
• коэффициент возврата не менее 0,75.
При изменении частоты от 47 до 53 Гц отклонение
напряжения срабатывания не превышает 7%.
Потребляемая мощность реле — не более 15 ВА на
фазу при номинальном напряжении прямой
последовательности.
Реле длительно выдерживает режим работы при
обрыве одной фазы.
Реле РНФ-2 предназначено для использования в
качестве органа, реагирующего на понижение напряжения
прямой последовательности. Номинальное напряжение
реле — 100 В или 200 В. Реле РНФ-2 обеспечивает:
• плавное регулирование уставок срабатывания в
пределах от 40 до 80 В при номинальном напряжении 100 В
и в пределах от 80 до 160 В при номинальном
напряжении 200 В с отклонением от обозначенного на шкале
значения не более 10%;
• коэффициент возврата реле не более 1,25;
• время срабатывания реле при снижении
напряжения до 0,8 напряжения уставки не более 0,1 с.
Мощность, потребляемая реле при номинальном
напряжении, — не более 8 ВА на фазу.
Схема реле незначительно отличается от РНФ-1М
Схема внутренних соединений РНФ-1М приведена на
рисунке 5-21.
Чь^тЪ-^ньЬ^
(£Кг©
Рис. 5-21 Схема внутренних соединений реле РНФ-1М.
159
Схема реле РНФ-2 отличается подключением
элементов фильтра и наличием добавочных сопротивлений в
цепи выходного реле.
Основной элемент реле — фильтр напряжения
обратной последовательности, подобный рассмотренному
выше. Нагрузкой ФНОП является обмотка исполнительного
органа РН, подключенная к фильтру через
выпрямительный мост. Выпрямитель позволяет снизить вибрацию
исполнительного органа и уменьшить мощность,
потребляемую реле в целом В качестве исполнительного органа
применено реле — аналог РН-50 с одним замыкающим и
одним размыкающим контактом.
Проверка и настройка реле
Щ ЕЙ ОН Ш\ Внешний и внутренний
осмотр, проверка качества монтажа,
регулирование механической части аппаратуры
выполняются так же, как у обычных электромагнитных
реле тока или напряжения.
Н|, |К11, |В[, |К| Проверка и испытание изоляции
выполняются, как правило, в полной схеме. При этом
необходимо принять меры, препятствующие повреждению
конденсаторов и диодов.
ТГ] Настройка фильтра напряжения обратной
последовательности.
Настройка может выполняться двумя методами:
• устранение небаланса фильтра при подаче на вход
симметричного трехфазного напряжения;
• настройка фильтра регулировкой плеч при подаче
однофазного напряжения.
Для проверки по первому способу на вход реле
подается симметричное трехфазное напряжение. Для этого
желательно использовать напряжение от вторичных
цепей ТН. Если для этого применять фазорегулятор стенда
У5053 или другой источник, питающийся от
трансформатора собственных нужд, на симметрию напряжения может
дополнительно влиять неравномерность нагрузки
трансформатора собственных нужд. Настройка фильтра
выполняется по минимальному напряжению небаланса на его
выходе (выводы 9-11 реле) регулировкой резисторов.
Величина небаланса не нормируется, но при номинальной
частоте в сети, отсутствии высших гармоник и
симметричном напряжении может быть приведена практически
160
к нулю. Этот метод более удобен для окончательной
проверки настроенного реле, когда не требуется
существенная регулировка.
При отклонении частоты от нормальной
регулировка фильтра может быть выполнена неправильно, поэтому
проверку нужно повторить при восстановлении
нормального режима. Отстроиться от высших гармоник можно,
если применить селективный вольтметр или
электроннолучевой осциллограф. Настройка ведется по
исчезновению огибающей частоты 50 Гц на фоне гармоники.
Если питающее напряжение несимметрично, на выходе
фильтра будет оставаться напряжение небаланса,
вызванное составляющей обратной последовательности в
питающем напряжении. Величина небаланса определяется из
выражения (5-29). При э.том напряжение небаланса
соответствует напряжению ит„, определяется по
составляющей напряжения обратной последовательности,
полученной из выражений (5-23).
Второй способ может быть применен в тех случаях,
когда требуется существенная регулировка реле или
после замены элементов фильтра. Для проверки не
требуется трехфазный источник напряжения. Выполняется
имитацией двухфазного КЗ.
Нагрузка фильтра отключается снятием перемычки
между выводами 11-12 реле, номинальное напряжение
(100 В) подается между фазой В и объединенными
фазами А и С. Измеряется напряжение на элементах
фильтра. Напряжения должны соответствовать полученным из
выражения (5-5). Если на вход правильно настроенного
фильтра подано напряжение 100 В, напряжения на его
элементах составляют:
UR1=UC2=86,5 В
UR2=Uct=50 В.
Отношения справедливы при частоте в сети 50 Гц.
Если частота отличается от нормальной, будут справедливы
следующие отношения:
' с\ Jo
U - t (5-40)
^£2. = S^-, (5-41)
Е/« /
где f — номинальная частота в сети (50 Гц);
f0— частота, при которой выполняются измерения.
6 Заказ 151
161
Измерения необходимо проводить вольтметром с
высоким внутренним сопротивлением, контролировать
синусоидальность питающего напряжения. Этот метод менее
точен и не гарантирует требуемого значения напряжения
небаланса, неприменим при наличии в питающем
напряжении высших гармоник
Н], JKl], jjj] Проверка напряжений срабатывания и
возврата на рабочей уставке.
Выполняется в полной схеме подачей напряжения,
регулировка - исполнительным органом аналогично
репе РН-50.
Регулируемый источник трехфазного симметричного
напряжения з обычных условиях не всегда можно найти.
Проще выполнить проверку при имитации двухфазного КЗ
подачей напряжения между одной из фаз и
объединенными другими. Подача напряжения выполняется поочередно
в следующих сочетаниях:
* вывод 2 - объединенные выводы 4 и 6 (A-BCV
* вывоз А - объединенные выводы 3 и 2 (В-СА);
* вывод 6 - объединенные выводы 2 и 4 ;С-АВ)
В этом случае напряжение обратной
последовательности, соответствующее срабатыванию реле,
определяется из выражения-
^<=^f, (5-42)
где иХР — напряжение обратной последовательности,
соответствующее срабатыванию реле;
иА8СР — напряжение срабатывания репе при имитации
двухфазного КЗ АВ.
Одновременно может быть проверена правильность
настройки фильтра подачей трех сочетаний фаз (А-ВС,
В-СА, С-АВ).
Система РЕТОМ-41 и установка УРАН-2 позволяют
получить регулируемое трехфазное напряжение. При
использовании источника с цифровым формированием
сигнала высшие гармоники не оказывают заметного влияния
на результат, так как подавляются полезным сигналом на
рабочей частоте.
Возможна проверка реле с применением двух
лабораторных автотрансформаторов ЛАТР, включенных на два
линейных напряжения (рисунок 5-22). Эта же схема
позволяет проверить и качество настройки фильтра. Но при
ее использовании возможны погрешности, связанные как
162
с несимметрией
питающего напряжения, так
и со сложностью
синхронного регулирования
двухнагщяжений.
EL Ш Ш
Проверка надежности работы
контактов репе
выполняется подачей на вход
фильтра напряжения 110 В
при имитации
двухфазного КЗ фаз А и С.
Более подробные
сведения о технических
реле приведены в [27].
Рис 5-22 Регулирование
трехфазного напряжения при помощи двух
ЛАТР
данных и методике проверки
23
10
12
"в
"с
14
16
18
J
К1.1
5.3.3 Статические реле напряжения обратной
последовательности РСН-13
Реле РСН-13 предназначены для
использования в схемах релейной защиты в качестве
органов, реагирующих на напряжение прямой
(РСН-13-2) или обратной последовательности
(РСН-13-1). Схема и конструкция реле
одинаковы. Различаются они шкалой уставок и схемой подвода
измеряемых напряжений.
Схема подключения реле к
внешним цепям приведена на
рисунке 5-23
Реле РСН-13 отличается от
РНФ-1М большей
устойчивостью к механическим
воздействиям, более широким
диапазоном уставок, более высоким
коэффициентом возврата, более
низким потреблением мощности
по цепи измерения. Недостаток
его — необходимость внешнего
источника питания
оперативным током.
Реле включает в себя
следующие узлы:
К1.2
ИУ
УП
измерительный узел (ИУ);
Рис 5-23 Схемы внешних
подключений репе РСН-13
6*
163
— узел питания (УП);
— узел выхода.
Основные технические данные реле:
• номинальное трехфазное линейное напряжение —
100 В;
• номинальное постоянное напряжение питания —
220 В;
• допустимо изменение напряжения питания от 176 до
242 В и наличие пульсаций в питающем напряжении
частотой 100 Гц с амплитудой до 6% среднего значения;
• диапазон регулирования уставок от 6 до 24,6 В
(линейных по обратной последовательности) с минимальной
ступенью регулирования 0,6 В;
• коэффициент возврата не менее 0,95;
• основная погрешность реле на уставках не более
7,5%;
• дополнительная погрешность по температуре в
диапазоне от минус 20°С до плюс 55°С не превышает 10%
значения уставки при температуре (20±5)°С и номинальном
напряжении питания;
• дополнительная погрешность по частоте в пределах
±3 Гц не превышает ±7%;
• дополнительная погрешность по напряжению
питания в диапазоне от 0,8 до 1,1 UH не превышает ±7,5% от
значения уставки при нормальной температуре и
номинальном напряжении питания;
• время срабатывания реле при мгновенном
появлении сигнала, вдвое превышающего уставку, не более
0,04 с;
• потребляемая мощность по цепи измерения не
более 0,8 ВА на фазу;
• потребляемая мощность по цепи питания в
нормальном режиме не более 6 Вт;
• длительно допустимое напряжение по цепям
измерения до 110 В в режимах прямой, обратной
последовательности или при обрыве одной из фаз цепи
напряжения
Реле имеет один замыкающий и один размыкающий
выходные контакты.
Сопротивление изоляции — не ниже 50 МОм.
Полная принципиальная схема реле приведена на
рисунке 5-24.
Измерительный узел включает в себя фильтр
напряжения обратной последовательности и реагирующий орган.
164
Рис. 5-24. Принципиальная схема реле РСН-13
Фильтр напряжения обратной последовательности
реле РСН-13 построен так же, как и фильтр РНФ-iM.
Включает в себя два конденсатора и две пары резисторов R1,
R2 и R3, R4. Резисторы R1 и R3 предназначены для
регулировки фильтра.
На выходе ФНОП включен трансформатор
напряжения TV1, нагруженный на резистор R5, напряжение с
которого подается на вход РО. Если реле настроено
правильно и напряжение на входе симметрично, на выходе ФНОП
напряжение небаланса не превышает 1 В.
Реагирующий орган содержит два операционных
усилителя DAI, DA2, включенных по схемам двухвходовых
компараторов, делители напряжения R8 — R16 и R19 — R21, а
также времязадающую цепь R17, R18, VD3, VD2, С5.
Узел питания преобразует напряжение =220 В в
стабилизированное напряжение ±15 В для питания РО и неста-
билизированное напряжение для питания
исполнительного органа. Включает в себя балластные резис горы R24,
R25, R26, стабилитроны V6, V7, конденсаторы С7, С8, С9,
диод VD8, предупреждающий подачу напряжения с
обратной полярностью в схему, и варистор RV1,
ограничивающий перенапряжения.
Узел выхода состоит из делителя напряжения R22,
R23, ключа VT1, демпфирующего диода VD4, подпорного
диода VD5 и электромеханического реле К1 с двумя
контактами: замыкающий К1.1 и размыкающий К.1,2. В
качестве выходного используется реле типа РП-13, которое
аналогично применяемым в статических реле тока и
напряжения.
165
Проверка и настройка реле
XI Внешний осмотр и проверка исправности
монтажа выполняются в соответствии с
требованиями к проверке механической части полу-
т I проводниковых реле.
Проверка и испытание сопротивления
изоляции выполняются в соответствии с общими
требованиями к проверке изоляции устройств, содержащих
полупроводниковые элементы.
[Н], [кТ], [в] Проверка напряжения срабатывания и
коэффициента возврата реле на максимальной и
минимальной уставке.
Рабочая уставка реле выставляется установкой
шлицов переключателей в горизонтальное положение
(головки переключателей выступают). Напряжение уставки
обратной последовательности определяется из выражения,
аналогичного (4-5):
и = Ш+ишн, (5-43)
где U — рабочая уставка, В;
IN— сумма чисел на шкале уставок у выступающих
головок переключатепей;
UmH — минимальная уставка реле, В.
Минимальная уставка реле — 6 В.
Проверка выполняется аналогично РНФ-1.
Регулируемое входное напряжение подается на зажимы 12-14,
зажимы 14-16 объединяются (имитация короткого
замыкания ВС). Регулируемое напряжение питания (постоянный
ток) подается на зажимы 20-22. Напряжение
срабатывания при имитации двухфазного КЗ определяется из
выражения (5-42).
Уставка регулируется с помощью резистора R15.
Допустимые отклонения — ±3% (защита с согласуемыми
уставками) или ±5% (уставки без согласования).
Замеры повторяются при имитации КЗ АВ и СА
Разброс в напряжении срабатывания не должен превышать
±5%.
При имитации одного вида КЗ замеры повторяются
при напряжении питания постоянного тока 176 и 240 В.
Напряжение срабатывания реле должно оставаться в
пределах ±7,5%.
При перестановке переключателей уставок в другие
положения отклонение напряжения срабатывания от
набранного долхно отличаться не более че**: ча 3-7,5% При
166
повторной установке рабочей уставки отклонения
напряжения срабатывания от ранее измеренного быть не
должно. Самым ненадежным элементом при этом являются
переключатели уставки, при необходимости можно
шунтировать их на рабочей уставке пайкой.
Проверка фильтра напряжения обратной
последовательности.
Проверка выпопняется в тех случаях, когда
напряжение срабатывания реле при подаче разных сочетаний
напряжений не совпадает. В соответствии с
требованиями [30] выполняется по схеме, приведенной на рисуно-
ке 5-22 (выводы 2, 4, 6 реле РНФ соответствуют
выводам 12, 14, 16 РСН-13) или с применением трехфазного
генератора технической частоты. Применимы и другие
методы, приведенные для реле РНФ-1. Частота во
время настройки не допжна отклоняться от номинальной
более чем на 0,1 Гц. На репе подается симметричная
трехфазная система напряжений прямой
последовательности, пинейное напряжение — 100 В. Совместным
регулированием резисторов R1 и R3 сводится к
минимуму напряжение небаланса между точками ХР1 и ХР5.
Напряжение небаланса не нормируется, но должно быть
минимальным.
Регулировка фипьтра, проверка рабочим
напряжением, отстройка от высших гармоник в напряжении во
время проверки могут быть выполнены аналогично
реле РНФ-1 М.
Проверка реагирующего органа выпопняется поспе
настройки ФНОП ппавным подъемом напряжения на
входе реле до срабатывания. При необходимости
подрегулировать уставку репе при помощи резистора R15.
Проверка исполнительного органа
Механическая регулировка аналогична приведенной в
разделе "Статические репе тока и напряжения".
Напряжение срабатывания реле измеряется между
входными точками 4 и 7 печатной платы или на
зажимах 20—22 реле. Напряжение срабатывания не должно
превышать 60 В.
Напряжения в контрольных точках, измеренные
относительно точки ХР4, должны соответствовать
приведенным в таблице 5-1.
167
Таблица 5-1
Контрольные точки
ХР2
ХРЗ
ХР5
7 (выходное реле)
Сигнал на входе
нет
28-32
0,5-3
14-16
90-150
есть
28-32
28-32
14-16
0,5-2,5
Более подробные сведения о технических данных и
методике проверки реле приведены в [30].
5.3.4 Электромагнитное реле мощности
обратной последовательности РМОП-2
Реле мощности обратной последовательности
РМОП-2 предназначено для защиты
многообмоточных трансформаторов, автотрансформаторов
и линий электропередачи при несимметричных
коротких замыканиях. При всех видах
несимметричных КЗ возникают составляющие тока и
напряжения обратной последовательности, которые вызывают
срабатывание реле.
Схема внутренних соединений реле приведена на
рисунке 5-25.
Реле состоит из следующих основных элементов:
— органа направления мощности (OHM);
— пускового (токового) органа обратной
последовательности (ПО);
— фильтра тока обратной последовательности;
— фильтра напряжения обратной последовательности
Орган направления мощности представляет собой
индукционное реле, конструкция которого аналогична
РБМ-170.
Пусковой орган обратной последовательности —
аналог реле РТ-40.
Фильтр тока обратной последовательности (ФТОП)
и фильтр напряжения обратной последовательности
(ФНОП) представляют собой активно-емкостные
фильтры. ФНОП полностью аналогичен фильтру, схема
которого приведена на рисунке 5-15.
Векторная диаграмма ФТОП приведена на рисунке
5-26.
168
При подаче тока
прямой
последовательности токи в
конденсаторе С1 и
резисторе R2 взаимно
компенсируются, ток
в пусковом органе и
токовой обмотке
органа направления
мощности равен нулю.
При подаче токов
обратной
последовательности в обмотках
возникает ток 1ф:
W1
©-Чау
©■
1 W1 Ь»
3 W2 4 з *2 4
ТТ2
/•
Iia e
j(&
■ l,5k7
(5-44)
где /ф — ток на
выходе фильтра;
кт —
коэффициент трансформации
трансформатора тока;
/,,
фазное зна-
ен-ч») ®<г®
Рис. 5-25. Схема внутренних
соединений РМОП-2
чение тока обратной
последовательности.
На выходе ФТОП
включены последовательно соединенные обмотки
пускового органа (токового реле) WPT и токовая обмотка органа
направления мощности Wn, расположенная на полюсах
магнитопровода. Токи на ФТОП подаются через
трансформаторы Т1 и Т2. Каждый трансформатор имеет три
обмотки — две первичные и одну вторичную. На одну из
первичных обмоток с числом витков, равным W',,
подается фазный ток, на вторую с числом витков 1/3 W',— ток
нулевого провода.
Это обеспечивает
компенсацию токов
нулевой
последовательности.
Обмотка
напряжения органа
направления МОЩНО- „ _ „ „ лтлп
сти W Рис 5"26- Векторные диаграммы ФТОП
и \\я, расположен- ПрИ подаче токов прямой и обратной
ная на ярме магни- последовательности
169
топровода, включена на выходе фильтра напряжения
обратной последовательности.
Технические данные реле:
номинальное линейное напряжение — 100 В;
номинальный ток — 5 А или 1 А;
частота — 50 или 60 Гц;
потребляемая мощность в цепи тока — 6 ВА на фазу;
потребляемая мощность в цепи напряжения — 15 ВА
на фазу.
Чувствительность пускового органа по току при
изменении числа витков промежуточных
трансформаторов тока (ПТТ) и угла закручивания
противодействующей пружины в пределах шкалы может регулироваться
в пределах (0,2 - 0,8) 1ном.
При этом токи срабатывания обратной
последовательности при номинальном токе реле 5 А соответствуют
данным таблицы 5-2.
Таблица 5-2
Отпайки
ПТТ
5-8
5-7
5-6
Уставки
1
2,25
1,58
1,0
2
2,5
1,8
1,16
3
2,75
1,97
1,24
4
3
2,15
1,35
5
3,25
2,34
1,45
6
3,55
2,5
1,57
7
3,75
2,68
1,68
8
4
2,84
1,74
При номинальном токе реле 1 А токи срабатывания
уменьшаются в 5 раз.
Чувствительность органа направления мощности по
мощности обратной последовательности при двухфазном
КЗ и угле максимальной чувствительности
соответствует данным таблицы 5-3.
Таблица 5-3
Отпайки ПТТ
5-6
5-7
5-8
Мощность срабатывания
ности, В А на с
1ном= 5 А, 1кз = 1,73 А
3
5,5
8
обратной последователь-
>азу, не более
1ном=1 А, 1КЗ = 0,346А
0,6
1,1
1,6
Угол максимальной чувствительности органа
направления мощности между фазным напряжением обратной
последовательности и2ф и фазным током обратной по-
170
следовательности 12ф фмч = — ПО ± 10ъ (вектор тока
опережает вектор напряжения)
Напряжение небаланса ФНОП при номинальной
частоте и симметричном номинальном напряжении не
превышает 2,6 В.
Ток небаланса ФТОП при номинальной частоте и
симметричном токе 3 IiiOM не превышает 1,7 мА при
полностью включенных отпайках ПТТ.
Реле термически устойчиво в симметричном
режиме при напряжении прямой последовательности 1,1 UiiOVI
и фазном токе прямой последовательности 2 11ЮМ, a
также при обрыве провода в любой из фаз цепей
напряжения и симметричном трехфазном токе прямой
последовательности 1,1 IiiOM.
Реле допускает длительную работу при симметричном
трехфазном токе обратной последовательности 0,9 IiiOM и
симметричном трехфазном напряжении прямой
последовательности 1,1 UliOM
Реле динамически устойчиво в симметричном
трехфазном режиме при токе 30 1ц0м-
Проверка и настройка реле
Проверка механического состояния
элементов репе.
Пусковое токовое реле регулируется
аналогично РТ-40. Зазор между полкой якоря и
полюсами магнитопровода уменьшен до 0,4-0,6 мм.
Регулировка механической части реле направления
мощности аналогична РБМ-170.
Проверка сопротивления изоляции и ее
испытания выполняются в соответствии с общими
требованиями к проверке изоляции вторичных цепей (раздел
"Вторичные цепи").
Регулировка чувствительности органа направления
мощности и пускового органа выполняется изменением
отпаек промежуточных трансформаторов тока в
соответствии с данными, приведенными в таблице 5-2. Плавная
регулировка пускового органа может быть выполнена
затяжкой противодействующей пружины. Коэффициент
возврата не нормируется, но для обеспечения четкости ра-
ботыконтактов регулируется аналогично РТ-40.
[Hi] Проверка ФНОП на холостом ходу
производится при снятой перемычке 7-9, вольтметр с внутренним
сопротивлением не менее 5 кОм/В подключается к выво-
X
171
дам 5-7 реле. Поверка и регулировка выполняются
прямым или косвенным методом аналогично РНФ-1М.
Напряжение небаланса при подаче симметричного трехфазного
напряжения прямой последовательности не должно
превышать 2,6 В. Как правипо, его величина не превышает
1,5 В. Если небаланс не удается привести к требуемой
величине, нужно проверить симметрию питающего
напряжения и влияние высших гармоник.
[И] Проверка ФТОП на холостом ходу может быть
выполнена прямым или косвенным способом.
Проверка прямым способом производится при
подаче симметричного трехфазного тока на вход реле на
рабочих отпайках ТТ1 и ТТ2. В рассечку перемычки 10-12
включается миллиамперметр с внутренним
сопротивлением не более 400 Ом. При подаче на вход реле (зажимы
19, 21, 23, 17) симметричного трехфазного тока 3 lH
измеренный ток на выходе фильтра должен быть не
более 1,7 мА. Устранение небаланса выполняется
регулировкой резисторов R3, R4.
Проверка прямым способом может быть выполнена
только при наличии источника регулируемого
трехфазного тока. Из достаточно известных установок для
проверки РЗА таковым является только система РЕТОМ-
41, при ее отсутствии приходится собирать довольно
громоздкую схему. Проще выполнить проверку
косвенным способом.
Для этого поочередно подаются токи в различных
сочетаниях (АВ, ВС, СА, АО, ВО, СО), измеряется ток
между зажимами 10-12. Расхождение между однотипными
замерами (линейные и фазные токи) не должно
превышать 3% по отношению к среднему значению. Отношение
между линейными и фазными токами, при равных токах
в перемычке 10-12 различаются в 7з раз. Если
расхождение превышает эту величину, нужно выполнить
поэлементную регулировку.
Поэлементная регулировка включает в себя
настройку фильтра и проверку промежуточных
трансформаторов тока.
Настройка фильтра выполняется при отключенной
нагрузке. Разбирается перемычка 10-12, разбираются
переключатели отпаек Т1 и Т2. На зажимы 12-16 подается
напряжение 100 В, при этом оба ппеча фильтра включаются
параллельно. Измеряется и регулируется напряжение на
элементах фильтра аналогично РНФ-1М.
172
Проверка промежуточных трансформаторов тока Т1 и
Т2 выполняется в том случае, если настройка фильтра не
приводит к ожидаемому результату.
Миллиамперметр включается в рассечку провода,
объединяющего общую точку перемычек вторичных цепей
трансформаторов и фильтр совместно с его нагрузкой. В
первичные обмотки трансформаторов тока (на вход реле)
подается ток в различных сочетаниях одно- и
двухфазного питания. Величина тока при всех сочетаниях должна
быть одинаковой и равной 1-2 lH0M. Относительные
значения вторичных токов, измеренных при разных
сочетаниях первичных токов, должны соответствовать
приведенным в таблице 5-4.
Таблица 5-4
Сочетание фаз
Относительное
значение вторичного тока
А-0
Wop/^
В-0
*ВТОР'^
С-0
z/o Ацтор
А-В
0
В-С
*ВТОР
С-А
Автор
1ВТ0Р - значение вторичного тока одного
трансформатора при подаче первичного тока.
Отклонение измеренных значений от расчетных может
быть связано с неправильной полярностью или
коэффициентом трансформации, что может быть после ремонта
реле, или возникновением виткового замыкания, что
возможно и в процессе эксплуатации. Для выявления вит-
ковых замыканий нужно снять вольт-амперную
характеристику (см. раздел "Трансформаторы тока") со стороны
вторичной обмотки при разомкнутой первичной обмотке.
Если трансформатор исправен, при подаче напряжения
200 В будет протекать ток около 3 А, при витковом
замыкании этот ток будет при существенно меньшем
напряжении. Уточнить характеристику трансформатора
можно сопоставлением со вторым трансформатором, который
считаем исправным.
Tfji (КЗ» \Ш Проверка и регулировка пускового
токового органа производится на рабочей уставке при
подаче тока на фазы АВ аналогично реле тока РТ-40. Ток
срабатывания обратной последовательности
определяется из выражения:
*гсг =
' A [Sep
(5-45)
173
где 1ХР— ток обратной последовательности,
соответствующий срабатыванию реле;
1АВср— ток срабатывания реле при подаче тока на
фазы АВ.
Ток срабатывания должен соответствовать данным,
приведенным в таблице 5-2, с допуском ± 5%. Коэффициент
возврата должен быть в пределах 0,8-0,87.
При подключенной действительной нагрузке и
изменении тока от тока срабатывания до максимального
тока КЗ (но не более 30 1Н0М) проверяется четкость работы
контактов реле и отсутствие вибрации якоря. Повышенная
вибрация может быть вызвана как неудовлетворительной
регулировкой механической части, так и возникновением
феррорезонанса. Феррорезонанс можно выявить по
нелинейности изменения напряжения на конденсаторах при
увеличении входного тока.
Проверка органа направления мощности
Н| Проверка и устранение самоходов по току и
напряжению
Самоход по току и напряжению устраняются
аналогично репе РБМ-170. Допускается самоход, который
можно скомпенсировать затяжкой пружины на 10°.
Проверка самохода по току выполняется подачей тока
0+0,8 А непосредственно в обмотку реле мощности
(снята перемычка 10-12, ток подается через зажимы 10-16)
ипи на вход реле (1АВ до максимального тока КЗ "за
спиной", но не более 30 1Н0М).
Проверка самохода по напряжению производится при
закороченных зажимах 20-22 подачей напряжения до 120 В
на зажимы 18-20 (UAB) для двух случаев внешнего КЗ:
— имитация повреждения с закорачиванием токовых
цепей на первичных обмотках ТТ1 и ТТ2;
— имитация отсутствия тока при рассроченных
первичных обмотках ТТ1 и ТТ2.
[нГ|, [кТ1, [в] Определение зоны работы реле и угла
максимальной чувствительности фмч
Проверка выполняется имитацией металлического
двухфазного КЗ между фазами В и С (рисунок 5-27).
Полученное значение фмч должно находиться в
пределах 160+10° (ток 1ВС отстает от напряжения UBC). Это
соответствует углу между током и напряжением обратной
последовательности -110+10° (ток l2a опережает
напряжение U2a).
174
Рис 5-27. Определение зоны работы реле
Значение угла максимальной чувствительности
определяется параметрами элементов реле и не
регулируется. При необходимости можно проверить реле мощности
отдельно от фильтров (внутренний угол реле). Зтог угол
составляет 67°
Проверка мощности срабатывания выполняется по
этой же схеме при токе 0.346 lHOW и угле между током и
напряжением равном фмч. Мощность срабатывания
определяется при плавном повышении напряжения:
Р2Сраб=0,193 UpIP, (5-46)
где иР — напряжение, подаваемое на реле;
/р
ток, подаваемый на реле.
Мощность срабатывания реле не должна превышать
величин, приведенных в таблице 5-3. Регулировка
мощности срабатывания реле производится изменением затяжки
противодействующей пружины. Нормальный угол
закручивания пружины - около 90°. Снижение угла
закручивания ниже этой величины нежелательно, так как при этом
ухудшаются четкость работы и разрывная мощность
контактов, а также увеличивается влияние самоходов.
Одновременно проверяется коэффициент возврата.
Если реле отрегулировано правильно, коэффициент
возврата - не ниже 0,95.
Н], [В] Проверка работы контактов репе при угпе
максимальной чувствительности и подведении к
реле мощности от 1,2 мощности срабатывания до
максимальной мощности, возможной при КЗ
175
Проверка выполняется по этой же схеме
аналогично реле РБМ-170. Одновременно проверяется отсутствие
срабатывания («клевков») реле при сбросе максимальной
мощности «за спиной».
Проверка рабочим током и напряжением
- УШ« Ш1 UU> ЦП Проверка правильности
подключения к реле цепей тока и напряжения
Проверка токовых цепей выполняется в соответствии
с рекомендациями раздела «Трансформаторы тока», цепей
напряжения - раздела «Трансформаторы напряжения».
- OS. 1"КТ] Проверка правильности работы реле при
имитации КЗ
Используются два метода проверки репе: имитацией
однофазного КЗ на фазе А и двухфазного КЗ между фазами
В и С. Первый способ более нагляден, но для проверки
необходима подача на панель с проверяемым репе «нуля»
цепей напряжения. Второй способ рекомендован [4]. При
использовании этого способа мощность, приложенная к репе,
получается более высокой. Это существенно при малых
токах нагрузки. Рассмотрим коротко оба способа.
При имитации однофазного КЗ токи и напряжения на
реле подаются по схеме, приведенной на рисунке 5-28.
К проверяемому реле
i
i
i
Щц^ЩЩ^ЩЩ
i
i
ф
4i Ц. Uc U, lA «в lc !„ IA Ц lc \ U Ib lc l
a) 6) в) r)
Рис. 5-28. Проверка налравпенности репе РМОП-2
имитацией однофазного КЗ
На клемме панели или испытательном блоке
отсоединяется провод, подающий на репе фазу А. Вместо него
подается нулевой провод этого же ТН. В цепь тока фазы А
реле поочередно подаются токи фаз А, В, С. Векторная
диаграмма токов сопоставляется с ожидаемой зоной
работы реле (рисунок 5-29).
176
Имитация двухфазного КЗ
выполняется закорачиванием цепей
напряжения фаз В и С на входе
реле и поочередной подачей
токов фаз А, В, С в цепь тока
фазы В репе (рисунок 5-30).
Диаграмма работы реле приведена
на рисунке 5-31.
Н], |"в] Проверка небалан-
Линня
максимальных
моментов
са ФНОП и ФТОП
Небаланс ФТОП проверяется
измерением тока в рассечке
перемычки между выводами 10 и 12
реле. При нормальном
чередовании фаз небаланс не должен превышать величины, опре
депяемой из выражения:
Рис. 5-29. Диаграмма
проверки РМОП при имитации
однофазного КЗ
/,«.=1.7
К
3/,
(5-47)
ГДе 'НАГР
1н
'ном'
- ток нагрузки;
номинальный ток реле.
К проверяемому реле
i
П
Ч* Ч, Ц. iA iB t (, и iB ic i„ 1Д ie ic i0
а) 6) в) г)
Рис. 5-30. Проверка направленности реле РМОП-2 имитацией
двухфазного КЗ
Возможно измерение небаланса и по напряжению.
Напряжение небаланса, измеренное между выводами 10-14
репе при номинальном токе, не должно превышать 0,2-0,4 В.
При подаче тока обратной последовательности
(перекрещены токовые цепи фаз А и С на входе реле) ток в
обмотках определяется по формуле, вытекающей из
выражения (5-44).
Напряжение небаланса ФНОП измеряется между
выводами 5-7 реле. Если ток линии и напряжение сети не
177
максимальных
моментов
содержат составляющей
обратной последовательности,
высших гармоник и частота
равна номинальной,
небаланс может быть приведен
практически к нулю.
Допустимая величина - не более
1,5 В. Регулировка
выполняется резисторами R3, R4.
В некоторых случаях ток
или напряжение сети
содержат составляющие обратной
последовательности. При
этом фильтры полностью
сбалансировать не
удается. Определение
содержания симметричных составпяющих приведено в разделе
«Практическое определение симметричных
составляющих" При их наличии неустранимый небаланс ФТОП или
ФНОП определяется по методике, приведенной в
разделе "Электромагнитные реле напряжения обратной
последовательности РНФ-1М, РНФ-2"
5,3.5 Статические реле мощности
обратной последовательности РМОП-2-1
Рис
5-31. Диаграмма проверки
РМОП при имитации
двухфазного КЗ
Статическое реле мощности обратной
последовательности РМОП-2-1 по принципу
действия и техническим характеристикам
является ближайшим аналогом рассмотренного выше
реле РМОП-2.
Основные технические данные реле:
номинальное напряжение — 100 В;
номинальный ток — 5 А.
Фазный ток срабатывания обратной
последовательности OHM при угле максимальной чувствительности и
фазном напряжении обратной последовательности в
диапазоне (3-33) В не превышает 0,15 1и.
Фазное напряжение срабатывания обратной
последовательности OHM при угле максимальной
чувствительности и фазном токе обратной последовательности в
диапазоне (0,2 — 15) I,, не превышает 3 В.
Диапазон регулирования уставок по току срабатыва-
178
ния обратной последовательности ПО составляет (0,15 —
0,8) I], с минимальной ступенью регулирования 0,025 I,,.
Область срабатывания органа направления
мощности по углу сдвига фаз между током и напряжением
обратной последовательности не менее 165°.
Угол максимальной чувствительности органа
направления мощности между фазным напряжением и фазным
током обратной последовательности составляет -110±10°
(вектор тока опережает вектор напряжения).
Коэффициент возврата пускового органа не менее 0,8,
органа направления мощности— не менее 0,6.
ФНОП
2
1
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
U
Рис. 5-32. Схема внешних связей статического реле РМОП-2-1
KL1— орган направления мощности
KL2 — пусковой орган
C-ti
иьгД
ФНОП1
тн
\ -».
\°Л
ТА1,
ТА2
-*■
ФНОП2
'
г
му
-*
1
ПФ :
ФСС
t
УП -
I
И02
-*■
Г*
г
И01
/
,
*
В01
1
1
?хм
JT
,
В02
Рис. 5-33. Структурная схема статического реле РМОП-2-1
Схема внешних связей реле приведена на рисунке 5-32,
структурная — 5-33. Схема реле включает в себя:
— канал напряжения, включающий фильтр
напряжения обратной последовательности ФНОП1 и
трансформатор напряжения ТН;
— канал тока, включающий трансреакторы ТА1,
179
ТА2, фильтр напряжения обратной последовательности
ФНОП2, масштабный усилитель МУ и полосовой фильтр
ПФ;
— фазосравнивающую схему ФСС;
— измерительные органы И01, И02;
— выходные органы BOl, B02;
— узел питания УП.
Канал тока совместно с измерительным органом И02
и выходным органом В02 образуют пусковой орган ПО.
Канал тока, канал напряжения, фазосравнивающая
схема ФСС, измерительный орган И01 и выходной орган
BOl образуют орган направления мощности OHM.
Проверка и настройка релел
Проверка характеристик реле выполняется по
методике и в объеме аналогичным
электромагнитному реле РМОП-2 с учетом особенностей
проверки статических реле.
Проверка механического состояния
элементов репе и проверка изоляции выполняются в
соответствии с требованиями к проверке статических реле.
Н[ Проверка фильтра напряжения обратной
последовательности выполняется подачей симметричного
трехфазного напряжения на вход реле. К контрольным точкам
ХР1, ХР2 подключается вольтметр с входным
сопротивлением не менее 20 кОм/В. Измеренное напряжение
небаланса не должно превышать 0,5 В. Регулировка небаланса
выполняется резисторами R1, R3. Методика настройки
реле имитацией двухфазного КЗ аналогична методике,
приведенной в разделе «Электромагнитные реле напряжения
обратной последовательности РНФ-1М, РНФ-2».
Н] Проверка фильтра тока обратной
последовательности
Клеммы 4, 8, 12 реле закорочены или собирается
звезда токов в полной схеме, на реле подается номинальное
напряжение оперативного тока. На вход реле подается
номинальный ток фазы С (клемма 10 и собранная
звезда). Вольтметром с входным сопротивлением не менее
20 кОм/В измеряется напряжение между контрольными
точками ХР2 и ХР6. Затем на вход реле подается
номинальный ток фаз А (клемма 2) и В (клемма 6). Регупи-
1 Объемы проверок приведены на основании заводской
технической документации
180
ровкой потенциометров R5 и R12 нужно добиться такого
же показания вольтметра.
Hj, [Klj, |_BJ Проверка и регулировка пускового
токового органа производится на рабочей уставке при подаче
тока на фазы АВ. Ток срабатывания обратной
последовательности определяется из выражения (5-45). Ток
срабатывания должен соответствовать выставленной уставке, с
допуском ±8%. Срабатывание ПО контролируется при
помощи светодиода «ПО» или контактов выходного реле К2.
Подстройка уставки выполняется резистором R14.
Проверка органа направления мощности
Самоход по току и напряжению для статических
реле не характерен. Может быть проверен аналогично
электромагнитному реле РМОП-2. Наличие его указывает на
неисправность какого-пибо элемента схемы.
[Н|, [КТ1, [в] Определение зоны работы реле и угла
максимальной чувствительности фмч
Проверка выполняется имитацией металлического
двухфазного КЗ между фазами В и С по схеме, аналогичной
приведенной на рисунке 5-27.
Полученное значение фмч должно находиться в
пределах 160+10° (ток lBC отстает от напряжения UBC). Это
соответствует углу между током и напряжением обратной
последовательности -110+10° (ток l2a опережает
напряжение U2a).
Фиксация срабатывания OHM выполняется с
помощью светодиода «РМ» или контактов реле К1.
Подстройка угла максимальной чувствительности выполняется
резистором R13.
Проверка напряжения срабатывания реле в
заданном диапазоне токов и тока срабатывания в заданном
диапазоне напряжений выполняется по этой же схеме.
Измеренные значения должны соответствовать
техническим данным реле.
Проверка рабочим током и напряжением
выполняется аналогично электромагнитным реле РМОП-2.
6 Дифференциальные защиты
6.1 Принцип действия и схемы
исполнения
! 1
'наг'
ГУЛ
30
! 1
'наг'
■_ »
ТТ2
ГУЛ
Ни максимальные токовые, ни фильтровые
защиты не обладают абсолютной
селективностью и быстродействием, то есть способностью
мгновенно отключать защищаемый объект при
повреждении в любой точке. Этого недостатка
лишены дифференциальные защиты.
Дифференциальные защиты (или дифзащиты) отличают
короткое замыкание в защищаемой зоне от нагрузочного
режима сравнением токов с разных сторон защищаемого
объекта. Пример измерительной части защиты приведен
на рисунке 6-1.
Защищаемым
объектом (ЗО) в этой схеме
может быть э \ектродви-
гатель, двухобмоточ-
ный трансформатор,
генератор, линия
небольшой
протяженности. В качестве
реагирующего органа (РО)
используются токовые tf нагрузочный режим
реле различных типов
в зависимости от типа защищаемого объекта (в
простейших случаях — реле
10 РТ-40) Кроме того, в схе-
му входят
трансформаторы гока ТТ1 и ТТ2.
При нагрузочном
режиме (рис б-ia)
первичный ток IriAI-l входит в
защищаемый объект через
трансформатор тока TTi,
выходит через ТТ2.
Полярность их подключения
выбрана таким образом,
что вторичные токи 14л;2
| РО
(о"
тгГ
гул
1
-ч
зо
ТТ2
U21
эФо
б) КЗ в защищаемой зоне
Рис. 6-1 Дифференциальная
защита элемента сети
182
от двух трансформаторов тока протекают через
реагирующий орган в противоположных направлениях, взаимно
компенсируясь. Суммарный ток в РО близок к нулю.
При коротком замыкании в защищаемой зоне (рис.
6-16) первичные токи короткого замыкания 1КЗП и 1кз12
входят в защищаемый объект с двух сторон. В этом
случае вторичные токи 1кз21 и 1К322 протекают через
реагирующий орган в одном направлении и при этом
суммируются, что вызывает срабатывание защиты.
В рассмотренном случае защита выполнена в
однофазном исполнении. Если в защищаемом элементе не
ПРОИСХОДИТ ПОВО- стопой, вн.
рот вектора тока,
выполняется
независимая защита
для каждой фазы.
Если в
защищаемом участке сети
поворот вектора
тока выполняется,
применяются
особые схемы. Пример
такой схемы для
трансформатора со
схемой соединения
Y/A-11 приведен на
рисунке 6-2.
Трансформаторы тока со
стороны звезды
силового трансформатора
соединяются в
треугольник, со
стороны треугольника —
в звезду. Этим выполняется обратный поворот вектора
вторичного тока. Этот же метод применяется и при
других схемах соединения защищаемых трансформаторов:
схема вторичных соединений одной стороны повторяет
схему первичных соединений второй стороны.
Современные микропроцессорные защиты не требуют
особой схемы соединения вторичных цепей. Они
обеспечивают поворот вектора тока программным путем.
Дифференциальная защита трансформаторов имеет
ряд отличий от дифзащит других элементов:
Сторона НК
Рис. 6-2. Схема дифференциальной
защиты трансформатора Y/д-И
183
— необходимость отстройки от бросков тока
намагничивания при включении трансформатора под
напряжение или после отключения внешнего КЗ;
— две или три (иногда и больше) обмотки разного
напряжения, выравнивание вторичных токов которых
связано с дополнительными сложностями;
— невозможность точной компенсации
коэффициента трансформации защищаемого трансформатора
коэффициентом трансформации ТТ:
— регулировка коэффициента трансформации
защищаемого трансформатора.
Эти факторы требуют применения токовых реле
особого исполнения. Наиболее распространены среди них
реле серий РНТ с насыщающимися трансформаторами тока
(НТТ) и короткозамкнутыми обмотками и серии ДЗТ-10
с магнитным торможением сквозным током. Наиболее
мощные трансформаторы защищаются более сложными
защитами типа ДЗТ-21, ДЗТ-23.
Принцип действия реле серий РНТ и ДЗТ-10 основан
на сравнении магнитных потоков в магнитопроводе,
образуемых токами в разных плечах защиты.
Схема защиты трехобмоточного трансформатора в
однофазном исполнении с применением реле типа РНТ
приведена на рисунке 6-3.
Рис. 6-3. Схема дифференциальной защиты трехобмоточного
трансформатора с применением реле РНТ
На магнитопровод реле намотаны несколько обмоток.
К рабочей обмотке WP подводится геометрическая
сумма токов в трех обмотках защищаемого трансформатора.
Для выравнивания вторичных токов обмоток
используются две уравнительные обмотки WIyP и WIIyp. Коротко-
замкнутая обмотка W'K3. W"K3 с резистором RK3
обеспечивают подавление апериодической составляющей тока.
184
Исполнительный орган РТ, выполненный на базе реле
РТ-40, подключен ко вторичной обмотке WBT и зашунти-
рован резистором Rm.
Схема защиты трехобмоточного трансформатора в
однофазном исполнении с применением реле типа ДЗТ-10
приведена на рисунке 6-4.
rirnm
Рис. 6-4. Схема дифференциальной защиты трехобмоточного
трансформатора с применением реле ДЗТ
В отличие от РНТ у реле этой серии предусмотрено
дополнительное торможение током одной стороны
трансформатора, что позволяет загрубить реле током
нагрузки или внешнего КЗ.
Одна из основных характеристик реле с
насыщающимися трансформаторами тока — коэффициент
надежности. Коэффициентом надежности называется отношение
тока в обмотке исполнительного реле при
определенной кратности тока в рабочих обмотках промежуточных
трансформаторов к величине тока срабатывания реле.
Степень насыщения стали характеризует
нормируемый коэффициент надежности. Чем быстрее происходит
насыщение стали промежуточных трансформаторов с
ростом тока в рабочих обмотках и чем выше напряжение
срабатывания исполнительного реле, тем меньше
коэффициент надежности. Слишком высокий коэффициент
надежности ухудшает отстройку реле от действия
апериодической составляющей тока намагничивания.
В настоящее время выпускаются статические
дифференциальные реле серий РСТ-15, РСТ-16 и РСТ-23.
Дифференциальные защиты могут ложно сработать
при нормальной нагрузке или при внешнем КЗ, если по
какой-то причине будет оборвана токовая цепь одного
из плеч защиты. Для исключения этого типовыми проек-
185
тными решениями в ряде случаев предусмотрен контроль
исправности токовых цепей. Наиболее распространен
контроль исправности токовых цепей
дифференциальной защиты шин (ДЗШ) или ошиновки
трансформаторов (ДЗО), основанный на контроле тока в нулевом
проводе с использованием реле РТ-40/Р и миллиамперметра
электромагнитной системы. Реле действует на сигнал,
миллиамперметр используется для периодического
контроля тока оперативным персоналом. Для повышения
чувствительности обмотки реле могут соединяться
последовательно.
Реле РТ-40/Р с последовательным соединением
обмоток должно применяться в схеме контроля только при
условии проверки нагрузки токовых цепей, так как в этом
случае вносится существенное дополнительное
сопротивление.
Если в схеме ДЗШ или ДЗО используются
трансформаторы тока с различными коэффициентами
трансформации, приведенная схема неприемлема. В [48]
приведен пример ложного срабатывания ДЗО, использующей
трансформаторы тока с различными коэффициентами
трансформации, при неполнофазном режиме работы
отходящей линии. Для исключения подобного
рекомендуется применять схему с выравниванием коэффициента
трансформации ТТ.
В тех случаях, когда отношение коэффициентов
трансформации равно 2, 3 или 4, возможно включение
токового реле контроля исправности токовых цепей типа РТ-40/Р по
дифференциальной схеме. Для выравнивания
коэффициентов трансформации, различающихся в 2 раза
(например, 1000/1 и 2000/1), обмотки 7-5, 2-4 и 6-8 включаются
последовательно. В цепь трансформаторов тока с
коэффициентом трансформации 1000/1 включаются
последовательно соединенные обмотки 2-4 и 6-8 с меньшим
количеством витков, а ток от ТТ с коэффициентом 2000/1
дополнительно обтекает обмотку 7-5 с большим
(двойным) количеством витков. Схемы для других отношений
выполняются аналогично.
Другое средство выравнивания коэффициента
трансформации — применение многообмоточных реле серии
РНТ или их аналогов (рисунок 6-5). Набор витков у них
выбирается такой же, как и у чувствительного органа
защиты.
186
РТ
1000/5 _ Wlyp
600/5
ш-
^Lojccxxm
Wl|yp
{mAJ-
Рис 6-5 Выравнивание коэффициента трансформации в схеме
контроля токовых цепей при помощи реле РНТ
В тех случаях, когда не удается выровнять
коэффициенты трансформации указанными способами,
выравнивание вторичных токов можно выполнить с помощью
промежуточных трансформаторов тока (рисунок 6.6). Во
многих случаях для этого подходят автотрансформаторы,
входящие в комплект защиты ДФЗ-201.
Измерение тока
небаланса с помощью
электромагнитного
миллиамперметра может оказаться
неэффективным из-за
недостаточной
чувствительности последнего. Кроме
того, измерение тока
небаланса в нулевом проводе
дает информацию о
неисправности, связанной с на-
1000/5
600/5
—О ПАТ Л О-
ХааллллалаД
Рис 6-6. Выравнивание К-п- в
схеме контроля токовых цепей
с помощью промежуточного
трансформатора тока
рушением контакта в одной или двух фазах вторичных
цепей трансформатора тока, но не информирует о
симметричных нарушениях цепи (не
установлена рабочая крышка
испытательного блока токовых цепей одного из
присоединений). Для повышения
информативности и точности контроля
миллиамперметр может быть заменен
магнитоэлектрическим вольтметром
со шкалой 3-5 В, включаемым
параллельно обмотке исполнительного
органа реле РТ-40/Р через кнопку (рисунок
6-7). Сопротивление вольтметра
достаточно велико и не оказывает
заметного влияния на работу реле. Эта схема давно
используется на ряде объектов Кубаньэнерго.
Устройство, технические данные и методика провер-
6-7 Контроль
небаланса токовых
цепей
187
ки реле РНТ, ДЗТ подробно описаны в [24] и [63] и в
настоящем пособии рассматриваются в минимальном
объеме. Приведем объем проверок реле при различных видах
технического обслуживания и общие требования к
проверке дифференциальных защит. Более подробно
остановимся на защитах ДЗТ-21, ДЗТ-23.
6.2 Проверка и настройка
дифференциальных реле
Xi Ток, подаваемый в обмотки реле при его
проверке, должен быть синусоидальным. Для
снижения содержания высших гармоник в токе реко-
I мендуется применять следующие средства:
— для проверки реле лучше использовать
междуфазное напряжение;
— при использовании установки У5053 или
аналогичной необходимо вводить предвключенный резистор в
блоке К513;
— в случае применения реостатной схемы
регулирования без применения нагрузочных трансформаторов
параметры схемы подбираются таким образом, чтобы
напряжение на первичной обмотке НТТ при полном числе
витков и пятикратном напряжении срабатывания не
превышало 10% напряжения срабатывания;
— при использовании нагрузочного трансформатора
или регулировочного автотрансформатора
последовательно с первичной обмоткой НТТ нужно включать
добавочный реостат, минимальное значение сопротивления
которого в 7+10 раз больше полного сопротивления обмотки
при токе уставки. Ориентировочно сопротивление
реостата, измеренное в омах, должно составлять 0,25 - 0,3 от
количества витков обмотки.
6.2.1 Реле серии РНТ
Механическая регулировка исполнительного органа
аналогична реле РТ-40, отличие - меньший зазор между
полкой якоря в положении срабатывания и магнитопро-
водом реле (0,3-0,4 мм).
Проверка изоляции выполняется, как правило, в
полной схеме зашиты.
Гн], [К1~], [в] Проверка токов и напряжений сраба-
188
тывания и возврата исполнительного органа
выполняется подачей синусоидального тока непосредственно
в обмотку исполнительного органа при разомкнутой
перемычке 11-12 (быстронасыщающийся трансформатор
отключен). Указатель находится на риске шкалы.
Напряжение срабатывания репе находится в пределах 3,5-3,6 В,
ток срабатывания - 0,16-0,17 А. Коэффициент возврата
должен быть в пределах 0,8-0,9, но не имеет такого
существенного значения, как для реле максимальных
токовых защит. Регулировка напряжения срабатывания и
коэффициента возврата выпопняется аналогично реле РТ-40
(раздел «Максимальные токовые защиты»). Выравнивание
отношения между напряжением и током срабатывания
выполняется регулировкой зазора между якорем и магнито-
проводом при несработанном реле.
|Н|, |К1|, [В] Проверка правильности выполнения ко-
роткозамкнутых обмоток
Предварительно проверяется заданное значение RK3
мостом постоянного тока. Производится измерение МДС
срабатывания при замкнутой и разомкнутой (на колке 9
реле) короткозамкнутой цепи. При размыкании цепи
магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания уменьшается на
20-30%. Одновременно измеряется ток в
короткозамкнутой обмотке. Нормальная величина тока определяется из
выражения:
w
i,=i, , ' ., (6-1)
где /к — ток в короткозамкнутой обмотке;
/, — ток в первичной обмотке;
W, — число витков в первичной обмотке;
W'K, W"K — число витков в секциях
короткозамкнутой обмотки.
Если секции обмотки включены с обратной
полярностью, ток в короткозамкнутой цепи становится близким к
нулю и МДС срабатывания заметно уменьшается.
[~н], [Rlj, [в] Проверка токов срабатывания и
возврата реле выполняется на максимальном количестве
витков и на рабочей уставке при подаче тока в каждое
плечо защиты поочередно.
Регулировка выполняется при максимальном числе
витков на обмотке при заданном сопротивлении в цепи
короткозамкнутого контура.
Проверка выполняется при установке количества
витков, соответствующего рабочей уставке.
189
Ток должен быть синусоидальным. МДС, определенная
из выражения (6-2), должна быть равна (100±5) ампервит-
ка. Для реле РНТ-562, РНТ-563 эта величина составляет
(60±2) ампервитка.
Fcp=IcpW,, (6-2)
где 1СР - ток срабатывания при подаче тока в обмотку;
I/V, - число витков соответствующей обмотки.
Регулировка выполняется шунтирующим резистором Яш,
подключенным ко вторичной обмотке. Если МДС не
соответствует заданной на всех обмотках, нужно проверить
исправность цепи вторичной обмотки и шунтирующего
резистора, если на одной - правильность выполнения витков
соответствующей обмотки. Кроме того, на величину МДС
срабатывания влияет несинусоидальность тока.
Н| Проверка коэффициента надежности реле
Коэффициент надежности определяется двумя
способами.
При первом способе в одну из рабочих обмоток
подается ток определенной кратности по отношению к
току срабатывания реле (2 или 5). Затяжка пружины
увеличивается до такой степени, чтобы при подаче тока реле
находилось на границе срабатывания. Затем
исполнительное реле отсоединяется от промежуточного ТТ, и
измеряется его ток срабатывания (1'СР2 или 1'СР5), как
рекомендовано выше.
Коэффициент надежности определяется из выражений:
к»2
V 2
w- т (6-За)
ки5 = ^, (6-36)
1СР
где кн2 — коэффициент надежности при двукратном
токе срабатывания;
кч5— коэффициент надежности при пятикратном
токе срабатывания;
1'ср — ток срабатывания исполнительного органа при
дополнительной затяжке пружины;
1Ср — ток срабатывания исполнительного органа при
нормальной затяжке пружины.
Норма кн2 = 1,2-1,3; кн5 =. 1,35-1,5.
После проверки затяжка пружины возвращается в
исходное состояние и повторно проверяется срабатывание
исполнительного реле.
190
Второй способ определения коэффициента надежности -
измерение тока в обмотке исполнительного органа при
подаче на вход реле тока, соответствующего
срабатыванию реле, двукратного и пятикратного тока срабатывания
Якорь реле заклинивается в отпавшем положении.
Коэффициент надежности в этом случае
определяется из выражений:
" /Р1 (6-4а)
*,5 = т7- (б"46'
Ip 1
где 1Р1 — ток в обмотке исполнительного органа,
соответствующий срабатыванию реле;
1р2 — ток в обмотке исполнительного органа,
соответствующий двукратному току срабатывания на вхопе реле-
1Р5 — ток в обмотке исполнительного органа,
соответствующий пятикратному току срабатывания ча вхопе реле
|Н], |КТ], Гб] Проверка надежности работы
контактов реле выполняется в диапазоне токов от 1,05 до
пятикратного тока срабатывания.
Через контакты реле включеча номинальная чагрузка.
Проверяется отсутствие вибрации и искрения коч^актов при
подаче токов в указачном пиапазоне как при плавном измечечии
тока, так и при попаче нескольких значений толчком
6.2.2 Реле серии ДЗТ-10
Механическая регулировка исполнительного органа
аналогична реле РНТ.
[Я], [кТ], [в] Проверка токов и напряжений
срабатывания и возврата исполнительного органа
выполняется при отключенном быстронасыщающемся
трансформаторе (БНТ) аналогично РНТ.
IJHJ Проверка отсутствия напряжения на вторичной
обмотке БНТ при подаче тока в тормозную обмотку или
проверка отсутствия взаимоиндукции между тормозной и
вторичной обмоткой выполняется при полном числе
витков тормозной обмотки, отключенном от схемы реле
исполнительном органе подачей максимального расчетного
тока КЗ в соответствующее плечо защиты. Напряжение во
вторичной обмотке не должно превышать 4% от
напряжения срабатывания исполнительного органа.
lH]> iEH llj Проверка токов срабатывания и воз-
191
врата реле на максимальном числе витков и рабочей
уставке при подаче тока в каждое плечо защиты
выполняется аналогично реле РНТ при отсутствии тока в
тормозной обмотке.
[Щ [К1], Щ Проверка тормозной характеристики
Тормозная характеристика - это зависимость тока в
рабочей обмотке, соответствующего срабатыванию реле,
от тока в тормозной обмотке. Изготовитель гарантирует
область, в которой должна находиться характеристика
независимо от условий ее получения. Оценка правильности
характеристики выполняется сопоставлением с типовой.
Пример характеристики для реле ДЗТ-11 приведен на
рисунке 6-8. Тормозные характеристики реле ДЗТ-13, ДЗТ-14
несколько отличаются, но мы их не приводим по
изложенным выше причинам. Влияние
тока в тормозной обмотке на
ток срабатывания реле
зависит от угла между токами в
рабочей и тормозной
обмотках. Если угол находится в
диапазоне (0±30)°,
торможение наиболее эффективно. В
этом случае зона
срабатывания находится выше линии А
(сектор 1). Если угол
находится в диапазоне (90±30)°, зона
работы находится выше линии
Б (секторы 1 и 2). В секторе
3 реле не срабатывает ни при
каком угле между токами.
Проверка выполняется при
раздельной подаче тока в
рабочую и тормозную обмотки.
Поворот вектора тока на 90°
можно выполнить двумя
методами: использование напряжений с перпендикулярными
векторами от трехфазной сети (в одну обмотку подается
ток, полученный из напряжения АВ, в другую - СО) или
с использованием фазорегулятора и нагрузочного
трансформатора. При этом нужно контролировать фазу тока с
помощью ВАФ-85 или аналогичного прибора, так как
вектор тока из-за индуктивного характера нагрузки не
совпадает с вектором напряжения.
Снятые характеристики строятся в масштабе намаг-
AW
Р. А
г
L
S
j
г
<1
s
J
fl
s
s
/
/
A
у
AW
г. А
100 200 300 400 500 000 700 800 000
Рис. 6-8 Тормозная
характеристика реле серии ДЗТ-10
192
ничивающих сил. Намагничивающие силы рабочих
обмоток реле, соответствующие току срабатывания реле при
торможении от разных обмоток, но с одинаковой
намагничивающей силой, не должны отличаться между собой
более чем на 5-10%.
[Я] Проверка коэффициента надежности реле
выполняется аналогично реле РНТ.
Коэффициент надежности реле ДЗТ-10 зависит от
коэффициента торможения и снижается с его
увеличением. Проверка выполняется при последовательном
соединении рабочей и тормозной обмоток, значениях витков
рабочей и тормозной обмотки, соответствующих /ст=0,35.
Коэффициент торможения кт приближенно определяется
из выражения:
w
кт=-^— , (6-5)
где WT - число витков тормозной обмотки;
WP - число витков рабочей обмотки.
Н|, |К1|, В| Проверка надежности работы
контактов реле выполняется аналогично реле РНТ при токах
от 1,05 до пятикратного тока срабатывания.
6.2.3 Реле серии РСТ-15, РСТ-16
Н]. [кТ1, [в] Проверка токов срабатывания и
возврата реле на максимальной и минимальной уставке
выполняется со стороны каждого плеча защиты при
изменении напряжения питания от 0,8 до 1,1
номинального значения. При числе витков обмотки W1, равном 20,
коэффициенте кратности К=1 и номинальном напряжении
оперативного тока относительный ток срабатывания
равен уставке (0,4; 0,5; 0,65; 0,9; 1,2) в долях от номинала.
Допустимое отклонение - ±7,5%.
При коэффициенте К=2 уставка срабатывания
увеличивается в 2 раза, допустимая погрешность по току
срабатывания ±10%.
Коэффициент возврата реле не менее 0,75.
Ступенчатая регулировка тока срабатывания реле
выполняется при помощи перемычки ХВ1 ("l*CP"),
дополнительное увеличение в 2 раза - переключателя SB1. Плавная
регулировка может быть выполнена резистором R4.
-100 YV
1<.ггм.ч —jfXK'i,-. (6-6)
7 Заказ 151
193
[FT], [Klj, Гв], [~К1 Проверка токов срабатывания и
возврата реле на рабочей уставке выполняется со
стороны каждого плеча защиты при номинальном
напряжении питания.
6.2.4 Проверка дифференциальных защит
первичным током
Проверка дифференциальной защиты током нагрузки
является заключительным этапом проверки защиты. Она
включает в себя проверку правильности сборки токовых
цепей и проверку небаланса тока или напряжения в
исполнительном органе.
Методика проверки правильности сборки токовых цепей,
в том числе дифференциальных защит, приведена в разделе
"Трансформаторы тока". Проверка может выполняться в два
этапа: подачей тока от постороннего источника с
пониженным напряжением и проверка рабочим током нагрузки.
Подача тока от постороннего источника должна
выполняться таким образом, чтобы одновременно обтекались
током все плечи защиты. Если это по какой-либо
причине выполнить сложно, проверка может быть выполнена
поочередной подачей тока в каждую пару плеч защиты.
Дифференциальная защита шин от постороннего
источника в связи с некоторыми технологическими трудностями,
как правило, в полной схеме не проверяется. Проверка
дифзащиты трансформаторов от постороннего источника
обязательна в тех случаях, если какое-либо плечо
защиты при проверке рабочим током нагрузки не может быть
нагружено рабочим током до необходимой величины.
Проверка токовых цепей дифференциальной защиты
трансформатора от постороннего источника приведена в
разделе «Трансформаторы тока».
Проверка рабочим током нагрузки является
заключительной проверкой при вводе защиты в работу. Она
позволяет оценить правильность сборки не только токовых
цепей, но и внутренних соединений реле. Сборка
токовых цепей проверяется построением и сравнением
векторных диаграмм токов в плечах защиты, приведенных к
одной стороне трансформатора.
Рассмотрим пример построения векторных диаграмм для
трансформатора, расчет проверки токовых цепей которого
от постороннего источника приведен в таблице 3-4.
194
Предположим, через обмотки трансформатора
протекает следующая нагрузка:
сторона 110 кВ Р = 12 МВт Q = 5 МВАР (прием)
сторона 35 кВ Р = 7 МВт Q = 2 МВАР (выдача)
сторона 6 кВ Р = 5 МВт Q = 3 МВАР (выдача).
При использовании прибора ВАФ-85 получаем значения
векторов вторичных токов, приведенные в таблице 6-1.
Таблица 6-1
Сторона
ПОкВ
35 кВ
6кВ
Ток
в фазе
А
В
С
А
В
С
А
В
С
Величина,
А
1,7
1,7
1,7
1,5
1,5
1,5
1,4
1,4
1,4
Угол, град.
52
172
67
134
14
106
119
1
121
Направление
И (индуктивный)
И
Е (емкостной)
Е
Е
И
Е
И
И
Очевидно, что вектор тока питающей стороны и
суммарный вектор токов потребляющих сторон
направлены в противоположные стороны. Следовательно,
полярность подключения трансформаторов тока выбрана
правильно.
Правильность выбора отпаек трансформаторов тока и
обмоток дифференциального реле по этим данным
определить нельзя. Для окончательной проверки правильности
сборки схемы применяется измерение небаланса тока или
напряжения в исполнительном органе реле. Ток
измеряется в рассечке цепи исполнительного органа (для реле
РНТ-565 - 11-12), напряжение - на его обмотке (10-12).
Если правильно выбраны коэффициенты трансформации
трансформаторов тока и отпайки обмоток реле, небаланс
будет близок к нулю. Величина небаланса определяется
следующими факторами:
— неточностью выравнивания коэффициентов
трансформации ТТ отпайками обмоток реле;
— наличием регулирования коэффициента
трансформации трансформатора под нагрузкой (РПН);
7*
195
— погрешностью трансформаторов тока;
— собственной погрешностью реле.
Небаланс при номинальном токе нагрузки не должен
превышать половины тока возврата реле во всех
положениях РПН.
Далее нужно проверить появление небаланса в
исполнительном органе при поочередном исключении плеч
защиты поочередным снятием испытательных блоков, а при
их отсутствии - закорачиванием цепей на клеммнике.
Ток в исполнительном органе при этом определяется
из выражения:
Лк> = ^сио ~ , (6-7)
где \т — измеренный ток в исполнительном органе;
1СИ0 — ток срабатывания исполнительного органа (0,16-
0.17А);
1НАГ — ток нагрузки в соответствующем плече защиты;
/СР — ток срабатывания реле при подаче тока в это
плечо.
Напряжение на исполнительном органе
определяется аналогично.
Проверка дифференциальной защиты шин имеет
некоторые особенности. Как было сказано в разделе
«Трансформаторы тока», в связи с рядом технологических
трудностей проверка токовых цепей ДЗШ первичным током
от постороннего источника не производится. Если
коэффициенты трансформации ТТ всех присоединений
одинаковы, можно просуммировать векторные диаграммы
токовых цепей во всех плечах защиты, что реально можно
выполнить при количестве присоединений не более 5-6.
Если же и коэффициенты трансформации
трансформаторов тока различны, суммирование векторов становится
слишком сложной задачей. Основным методом
проверки правильности сборки схемы остается проверка
небаланса в исполнительном органе дифференциального репе
при подаче рабочей нагрузки.
При точном подборе коэффициентов трансформации
и отпаек реле заметного небаланса вообще не должно
быть. При поочередном исключении токов отдельных
присоединений ток небаланса определяется также из
выражения (6-7).
196
6.3 Защита ДЗТ-21
Дифференциальная защита с торможением
ДЗТ-21, ДЗТ-23 предназначена для защиты
силовых трансформаторов, автотрансформаторов и
блоков генератор — трансформатор от
внутренних повреждений.
Исполнение защиты трехфазное с общим выходом
трех фаз у ДЗТ-21 и пофазным выходом у ре\е ДЗТ-23.
ДЗТ-23 может быть использовано в качестве основной
защиты группы однофазных силовых автотрансформаторов
или трансформаторов.
Далее, если отдельно не указана защита ДЗТ-23, обе
эти защиты будем называть ДЗТ-21.
Защита типа ДЗТ-21 имеет ряд преимуществ по
сравнению с защитой, выполненной на реле РНТ и ДЗТ;
— повышенные чувствительность и быстродействие;
— меньшая потребляемая мощность по цепям
переменного тока;
— наличие отстройки от «трансформированных»
токов;
— наличие отстройки от периодических токов
включения;
— более низкие требования к точности
трансформаторов тока.
К недостаткам защиты следует отнести большие
габариты, необходимость питания оперативным током,
сложность технического обслуживания.
Защиты типов ДЗТ-21, ДЗТ-23 обеспечивают
торможение от арифметической полусуммы фазных токов двух
групп трансформаторов тока. Если нужно иметь
торможение от трех или четырех групп трансформаторов
тока, применяется приставка дополнительного торможения
ПТ-1. Каждая приставка обеспечивает торможение от
одной группы трансформаторов тока. В комплект поставки
могут входить автотрансформаторы тока АТ-31 и AT-32,
предназначенные для расширения диапазона выраьнива-
ния токов и для подключения защиты к
трансформаторам тока с номинальным вторичным током 1А.
6.3.1 Основные технические данные
Пределы регулирования минимального тока
срабатывания защиты (при отсутствии торможения) 0.3-0,7
номинального тока ответвления.
197
Коэффициент торможения регулируется в пределах
0,3-1.
Коэффициент возврата защиты (чувствительного
органа) — не менее 0,6.
Защита обеспечивает на минимальной уставке по
току срабатывания отстройку от бросков
намагничивающего тока с апериодической составляющей и амплитудой,
превышающей амплитуду номинального тока
ответвления не более чем в шесть раз.
Защита обеспечивает на минимальной уставке по току
срабатывания отстройку от периодических токов
включения с амплитудой, превышающей амплитуду
номинального тока ответвления не более чем в два раза.
Время срабатывания при двукратном токе
срабатывания и отсутствии торможения не более 0,033 с без
выходного реле и не более 0,45 с с выходным реле.
Номинальные данные защиты, приставки
дополнительного торможения и автотрансформаторов
приведены в таблице 6-2.
Таблица 6-2
Параметр
Диапазон
выравнивания токов, А
Номинальный
первичный 7 ОК, А
Напряжение питания, В
Номинальная
частоте:, Гц
Номинальные данные
ДЗТ-21
2,5-5
5
220/110
ДЗТ-23
2,5-5
5
220
ПТ-31
2,5-5
5
-
АТ-31
0,34-2,5
2,5
-
АТ-32
5-33
5
-
50
Номинальные токи ответвлений от обмотки
трансреактора Тр приведены в таблице 6-3.
Таблица 6-3
Номер ответв\ения
Число витков
Номинальный ток ответвления, А
1
12
5
2
13
4,6
3
14
4,25
4
16
3,63
5
19
3
6
23
2,5
Номинальные токи ответвлений от обмоток
промежуточных трансформаторов тока и трансреакторов
приставки приведены в таблице 6-4.
198
Таблица 6-4
Номер ответвления
Число витков
Номинальный ток ответвления, А
1
6
5
2
8
3,75
3
10
3,0
4
12
2,5
Дифференциальные и тормозные цепи защиты, а
также приставка выдерживают длительное протекание тока
10 А на всех ответвлениях.
Односекундная термическая устойчивость защиты,
приставки и автотрансформаторов не менее 40 А
номинального тока ответвления, но не менее 20 А и не более
200 А.
Принцип действия защиты аналогичен принципу
действия обычной дифзащиты, рассмотренному выше, то есть
сравнение токов в плечах.
В защите ДЗТ-21, ДЗТ-23 для отстройки от бросков
намагничивающего тока силовых трансформаторов и
переходных токов небаланса используется
время-импульсный принцип отстройки в сочетании с торможением от
второй гармонической составляющей
дифференциального тока.
Конструктивно комплект защиты выполнен в виде че-
тырехмодульной кассеты. Принципиальная схема защиты
ДЗТ-21 приведена на рисунке 6-9, ДЗТ-23 - 6-10.
Три модуля (1МРЗД, 2МРЗД, ЗМРЗД) составляют
дифференциальные реле для защиты трех фаз
защищаемого объекта. Четвертый модуль (МПУ) предназначен для
питания полупроводниковых цепей комплекта и
выходных реле и осуществления управления работой
выходных реле.
Приставки дополнительного торможения и
выравнивающие автотрансформаторы АТ-31, АТ-32 состоят из
отдельных кассет, устанавливаемых на панели.
Схема МРЗД (рисунок 6-11) содержит следующие
основные узлы:
— рабочую цепь;
— дифференциальную отсечку;
— упрощенную цепь торможения от второй
гармонической составляющей;
— цепь процентного торможения;
— реагирующий орган.
199
Рис. 6-9. Схема защиты ДЗТ-21
200
Рис. 6-10. Схема защиты ДЗТ-23
201
Рис 6-11 Схема модуля МРЗД
Рабочая цепь состоит из трансреактора Тр,
выпрямительного моста на диодах Д1 — Д4, резисторов R8, R9 и
конденсатора С5. Трансреактор Тр является согласующим
и изолирующим элементом. Совместно с реагирующим
органом рабочая цепь образует чувствительный орган.
В режиме насыщения трансформаторов тока защиты
корректирующее звено способствует уменьшению
длительности пауз во вторичном токе трансформаторов
тока, благодаря чему обеспечивается работа РО при
погрешности ТТ до 40%.
Конденсатор С5 служит для защиты рабочей цепи от
ВЧ помех.
Дифференциальная отсечка включена на выходе моста
Д1— Д4 рабочей цепи. Состоит из диода Д5, резисторов R2,
R4, R5, конденсаторов CI, C6 и реле с магнитоуправляемым
контактом РТ. Диод Д5 препятствует разряду конденсаторов
О и Сб на рабочую цепь во время пауз в токе. С помощью
переключателя Н2 может быть получена уставка отсечки
б Ihomots или 9 Ihomots (Ihomots - номинальный ток
ответвления трансреактора Тр). Реле РТ воздействует на
промежуточное реле, расположенное в модуле МПУ
Цепь торможения от второй гармонической
составляющей состоит из резистора R3, фильтра второй
гармонической составляющей Др—С2, выпрямительного
моста Д10—Д13, согласующего конденсатора С4 и ре-
202
зистора R10. В первых образцах защиты Д10 и Д11 были
обычными диодами, перед выпрямительным мостом
размещалась пара включенных встречно стабилитронов Д15,
Д16. В дальнейшем стабилитроны Д15, Д16 были
исключены, а диоды Д10 и Д11 заменены стабилитронами.
Цепь процентного торможения состоит из
промежуточных трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2,
выпрямительных мостов Дб и Д7, стабилитронов Д8 и Д9,
сглаживающего конденсатора СЗ и резисторов Rl, R6, Rll, R12.
Процентное торможение осуществляется от полусуммы
модулей токов плеч защиты. Токи плеч после
трансформации и выпрямления суммируются на сопротивлении R1.
Дифференциальная отсечка работает независимо от
торможения. Сигнал от рабочего органа подается на вход
реагирующего органа Э1 с прямой полярностью, от
цепей торможения — с обратной, что обеспечивает
противодействие торможения рабочему сигналу.
Тормозные характеристики защиты состоят из
горизонтального и наклонного прямолинейных участков,
между которыми имеется плавный переход (рисунок 6-12).
Для создания горизонтального участка служат
стабилитроны Д8 и Д9. Они
обеспечивают работу защиты без
торможения при токах,
недостаточных для их
открытия. Длина горизонтального
участка выбирается
переключателем НЗ из двух зна-
1р.ср.'
чений: L
и 0,6 1¥
0
Рис
1
6-12 Тормозная
характеристика защиты ДЗТ-21
(1ном отз — номинальный ток
ответвления ТТ1 или ТТ2).
Регулирование
коэффициента торможения производится
с помощью переменного
резистора R12.
Реагирующий орган Э1
(рисунок 6-13) состоит из:
— релейного формирователя прямоугольных
импульсов, выполненного на транзисторе Т1;
— элемента выдержки времени на возврат ВВ,
выполненного по мостовой схеме, включающего зарядную цепь
R5, С1 и пороговый орган на транзисторах Т2, ТЗ и
делителе напряжения R6, R7;
— элемента выдержки времени на срабатывание ВСР,
203
R2
R1
д Рфл15 Вв+7
П Пяз мП С1{гаП Пгао П
Рис. 6-13. Схема реагирующего органа Э1
включающего зарядную цепь R12—С2 и пороговый орган,
выполненный на транзисторах Т4, Т5 и делителе
напряжения R16, R17.
Выход реагирующего органа действует через
усилитель, расположенный в МПУ на то же промежуточное
реле, что и дифференциальная отсечка.
Схема модуля питания и управления (МПУ) защиты
ДЗТ-21 (рисунок 6-9) содержит следующие основные узлы;
— стабилизатор питания;
— усилитель;
— выходные реле.
Стабилизатор питания выполнен на стабилитронах
Д1—Д5, диоде Д6 и резисторах Rl—R4.
Усилитель выполнен на транзисторах Т1 и Т2. На вход
усилителя подключены выходы реагирующих органов трех
модулей МРЗД через диоды Д1 —ДЗ по схеме ИЛИ.
Промежуточное реле РП-1 срабатывает от дифференциальной
отсечки или через усилитель — от чувствительного органа.
Контакты этого реле задействованы в цепи выходного
промежуточного реле KL2 типа РП-220. Для улучшения
условий коммутации этих контактов выполнен искрогаситель-
ный контур С2—R6 и подключены диоды Д7-1, Д7-2.
Особенности МПУ защиты ДЗТ-23 (рисунок 6-10}
связаны с тем, что она предназначена для использования в
качестве защиты группы однофазных трансформаторов.
Усилитель выполнен на транзисторах Т1— ТЗ. На вхо-
204
ды этих транзисторов через диоды
Д1— ДЗ подключены выходы
соответствующих модулей МРЗД
каждой фазы.
Вместо одного
промежуточного реле РП-1 включены реле РП1 —
РПЗ, по одному для каждой фазы.
Схема приставки
дополнительного торможения приведена на
рисунке 6-14.
Число витков обмоток
автотрансформаторов приведено в таблице
6-5.
1TT
О 1
1
1
.1
1 1
!> А А А б-1
» 3 4 5 6
1 10 9 8 7
U.T.I.I.
Рис 6-15 Схема
автотрансформатора тока
Рис 6-14 Схема
приставки дополнительного
торможения
Таблица 6-5
Обмотки
АТ-31
АТ-32
W1
66
16
W2
6
4
W3
6
5
W4
6
7
W5
30
9
W6
36
11
W7
54
14
W8
72
19
W9
96
7
W10
114
8
Автотрансформаторы тока допускают длительное
протекание тока, равного 3 номинальным токам ответвления,
но не менее 1,2 А и не более 10 А.
Принципиальная схема автотрансформаторов тока
АТ-31 и АТ-32 приведена на рисунке 6-15.
6.3.2 Проверка защиты
Проверка модуля питания и управления (МПУ)
Щ [ЕП. !ЖЗ Проверка стабилизаторов
питания
Проверка уровня напряжения в
контрольных точках.
Модули МРЗД установлены в кассету. Модуль питания
205
и управления (МПУ) соединен с кассетой испытательным
удлинительным шнуром.
Напряжения в контрольных точках измеряются
вольтметром постоянного тока класса точности 0,5-1 при
изменении напряжения питания в диапазоне (0,8-И ,1)UH.
Измеренные величины должны соответствовать данным
таблицы 6-6.
Таблица 6-6
Место измерения
Диод Д6-2
Ш2/2а - Ш2/1а
" Ш2/За - Ш2/2а
Напряжение, В
17,2-20
- (12,4-13,5)
4,8-6,5
Регулировка напряжения выполняется изменением
положения перемычек на стабилитронах Д1-Д5 и
диоде Д6.
Проверка исправности защитного диода Д6-2
Модули МРЗД извлекаются из кассеты. Подается
регулируемое напряжение с обратной полярностью в цепи
питания реле. Напряжение на диоде Д6-2 не должно
превышать 1 В.
Проверка выходных цепей
Условия проверки: модуль МПУ отсоединен от
кассеты.
|"н] Проверка исправности диодов Д7-1, Д7-2
Омметром измеряются сопротивления диодов в
прямом и обратном направлении при разомкнутом
переключателе Н;
Дополнительно может быть проверено измерение
падения напряжения на исключенном из схемы диоде (при
токе 500 мА в прямом направлении падение напряжения
не должно превышать 1 В). Обратное сопротивление
диода можно проверить мегаомметром на 500 В. Оно
должно быть не менее 5 МОм.
Н| Проверка исправности искрогасительных
контуров
Проверка выполняется при разомкнутом
переключателе Н.
Постоянное напряжение величиной 100-120 В
подается на контакты реле с подключенными искрогасительными
контурами (для ДЗТ-21 гнезда разъема Ш1/9а-Ш1/0а, для
реле ДЗТ-23 гнезда разъема Ш1/9а-Ш1/0а; Ш1/9а-Ш1/4в;
206
Ш1/9а-Ш1/5в). Через 5-10 секунд после снятия
напряжения проверяется наличие остаточного заряда
конденсатора искрогасительного контура вольтметром с внутренним
сопротивлением не менее 1кОм/В.
Tj], [К1~1, Гв] Измерение и регулирование
электрических параметров выходного реле защиты
Напряжение от регулируемого источника постоянного
тока подается на обмотки промежуточных реле (для ДЗТ-21
гнезда разъема Ш1/2а-Ш1/4а, для ДЗТ-23 гнезда разъема
ШШа-Ш1/1а; Ш1/1в-Ш1/1а; Ш1/2в-Ш1/1а). Ток
срабатывания реле должен находиться в диапазоне 1-2,6 мА, время
срабатывания не более 8 мс при напряжении 13 В.
Измерение и регулировка параметров выходных
реле защиты РП2 (ДЗТ-21) или РП4 (ДЗТ-21) производится
при подаче регулируемого напряжения на гнезда
разъема Ш1/0а-Ш1/9с. Напряжение срабатывания должно
находиться в пределах 132-143 В. Время срабатывания
измеряется при номинальном напряжении, точки контроля
- гнезда разъема Ш1/2с-Ш1/1с. Время срабатывания -
не более 12 мс.
ТГ]> [К1~|, Гв] Проверка усилителей
Условия проверки:
— из разъемов МРЗД вынуты реагирующие органы Э1;
— МРЗД установлены в кассете;
— МПУ вынут из кассеты и соединен с ней
испытательным удлинительным шнуром;
— между зажимами П1/9 и П2/11 установлена
временная перемычка;
— на реле подано напряжение оперативного тока.
Контроль напряжений производится вольтметром с
внутренним сопротивлением не менее 10 кОм/В.
Проверка производится путем контроля
срабатывания выходных реле защиты (РП2 для ДЗТ-21 или РП4 для
ДЗТ-23) при переводе усилителей в режим срабатывания
Имитируется режим срабатывания МРЗД. Для этого
поочередно замыкаются гнезда разъема МПУ Ш4/1а-Ш4/5а,
Ш4/1а~Ш4/6а, Ш4/1а-Ш4/7а на лицевой панели модуля
через резистор 10 кОм
Если выходные реле не срабатывают, нужно измерить
напряжение в контрольных точках в нормальном режиме
и в режиме срабатывания. Данные замеров должны
соответствовать таблице 6-7.
207
Таблица 6-7
Режим работы
Нормальный
Срабатывание
Точки подключения
вольтметра к плате
усилителя ДЗТ-21 (ДЗТ23)
4-20 (1-9)
4-19 1-7)
4-16 (1-6)
4-1 (1-2)
11-4 (8-1)
4-8 (5-2, 4-2, 3-2)
4-20 (1-9)
4-19 1-7
4-16 (1-6)
4-1 (1-2)
11-4 (8-1)
4-8 (5-2, 4-2; 3-2)
Напряжение, В
-(0-0,2)*
-(12,4-13,5)*
4,8-6,5
-(0-0,005)для ДЗТ-21
-(0-0,1) для ДЗТ-23
- (3,7-5,5)*
-(12,4-13,5)*
4,8-6,5
-(11-12)'
Указанные в скобках точки подключения вольтметра и
значения напряжений приведены дпя реле ДЗТ-23.
Исключения помечены символом «*» и являются нормой как
для реле типа ДЗТ-21, так и для реле типа ДЗТ-23.
Проверка автотрансформаторов тока
j-jj Проверка коэффициента трансформации на всех
ответвлениях обмоток
На зажимы 1-11 (АТ-31) или 1-2 (АТ-32) подключен
амперметр класса точности 0,5-1 со шкалой 2,5-5 А.
На зажимы, указанные в таблице 3, поочередно
подается ток такой величины, чтобы показания амперметра на
зажимах 1-11 (АТ-31) или 1-2 (АТ-32) были соответственно
равны 2,5 ипи 5 А. При этом значения подводимых токов
должны с точностью 2% соответствовать номинальным
токам ответвлений, приведенным в таблице 6-8.
Таблица 6-8
Зажимы
AT
Номинальный
ток
ответвлений
АТ-31
Номинальный
ток
ответвлений
АТ-32
1-2
0,34
5,0
1-3
0,45
5,41
1-4
0,60
5,88
1-5
0,81
7,58
1-6
1,1
9,62
1-7
1,45
12,2
1-8
1,97
15,6
1-9
2,12
20
1-10
2,29
25
1-11
2,5
31,3
208
El. (EH lMj Проверка коэффициента
трансформации на рабочих ответвлениях обмоток при
максимальном токе КЗ
Проверка производится при полностью собранной
схеме (цепи защиты подключены).
Коэффициент трансформации, измеренный при
максимальном токе КЗ, не должен отличаться от
измеренного при номинальном токе используемого отвода более
чем на 5%.
Время подачи токов выше 10 А не должно превышать
5 с При этом необходимо следить за тем, чтобы не
происходил перегрев токовых цепей защиты.
Проверка МРЗД
МРЗД проверяется вне кассеты с использованием
испытательных удлинительных шнуров с разъемами, во
время проверки одного модуля все остальные модули
должны быть вставлены в кассету, ток настройки должен быть
синусоидальным.
HJ Проверка трансреактора Тр
На вход трансреактора подается синусоидальный ток от
регулируемого источника. Вольтметром с внутренним
сопротивлением не менее 1 кОм/В (класс точности 0,5-1,5)
измеряются напряжения на вторичных обмотках W2 и W3.
При подаче номинального тока (5 А) на ответвление 1
напряжение на обмотке W2 должно быть в пределах 6,8-
7,6 В, на W3 - 16,7-18 В. При подведении номинальных
токов к другим ответвлениям измеренные напряжения на
обмотках W2 и W3 должны быть соответственно равны (с
точностью 2%) значениям напряжений, измеренным при
подведении тока к ответвлению 1. Отношения
напряжений на этих обмотках должны с точностью 10%
соответствовать выражению:
trv- ,6-8)
Регулировка напряжений выполняется изменением
воздушного зазора трансреактора.
[н| Проверка промежуточных трансформаторов
ТТ1, ТТ2
Вольтметром с внутренним сопротивлением не менее
1 кОм/В измеряются напряжения на резисторах R1
тока к ответвлениям промежуточных трансформаторов ТА1
и ТА2, равного номинальным токам ответвлений (5; 3,75;
3; 2,5 А).
209
Величина напряжения на резисторе R1 должна быть
2,9-3,3 В.
Величины напряжений, измеренные при подведении
токов к различным ответвлениям, должны быть
соответственно равны (с точностью 2%) значениям напряжений,
измеренным при подведении тока к ответвлению 1.
При несоответствии производится проверка
исправности отдельных элементов схемы (выпрямительных
мостов резистора R1, трансформаторов).
Приставки дополнительного торможения проверяются
аналогично. Проверка может быть выполнена как в
полной схеме, так и отдельно от нее.
Гн] Проверка настройки фильтра второй
гармонической составляющей выполняется при снятой плате
реагирующего органа Э1 и разомкнутом переключателе
Н1 при помощи фигур Лиссажу по схеме, приведенной
на рисунке 6-16.
НЗ С2 Д10 ♦ 19
Рис 6-16 Схема проверки фильтра второй гармоники
На вход фильтра от генератора низкой частоты
подается сигнал величиной 1=3 мА.
Фиксируется частота, при которой эллипс на экране
осциллографа превращается в наклонную прямую. При
отклонении резонансной частоты от 100 Гц более чем
на 3% следует произвести настройку фильтра. Для этого
нужно установить на выходе генератора частоту 100 Гц
и изменением зазора магнитопровода или подбором
отпаек дросселя добиться, чтобы на экране осциллографа
получилась наклонная прямая. Если резонансная частота
меньше 100 Гц, зазор магнитопровода следует увеличить,
если больше - уменьшить. Ток выхода настроенного
фильтра на частоте 100 Гц при подключенных стабилитронах
Д15, Д16 должен находится в пределах 3,9 - 6,1 мА.
Производить проверку фильтра напряжением
промышленной частоты путем измерения напряжений на
элементах фильтра по методике, приведенной в разделе, посвя-
210
щенном проверкам защиты ЭПЗ-1636 не рекомендуется.
Это связано с тем, что исключить фильтр из схемы
довольно спожно, а подключенные дополнительные
элементы повышают погрешность измерения.
[Я] Проверка стабилитронов Д15, Д16
После настройки фильтра схема не разбирается. При
поданном на вход фильтра токе 3 мА частотой 100 Гц с
помощью электронного осциллографа контролируется
форма кривой на стабилитронах. При исправных
стабилитронах форма кривой напряжения на них является
симметричной и имеет характерное двустороннее ограничение
по амплитуде. Эта амплитуда, измеренная
осциллографом, должна быть 3,1 В с точностью 10%. В последних
модификациях репе изменена схема цепи торможения по
второй гармонической составляющей: стабилитроны Д15,
Д16 установлены в плечах выпрямительного моста
вместо диодов Д10 и Д11. Для такой модификации репе
осциллограф подключается за выпрямительным мостом. На
экране осциллографа должно быть видно одностороннее
ограничение напряжения по амплитуде.
[Я], [кТ|, [в] Проверка реагирующего органа
включает проверку элемента выдержки времени на
срабатывание ВСР и элемента выдержки времени на возврат Вв.
Проверки выполняются в полной схеме защиты с
поданным оперативным током.
Проверка элемента Вв.
Реагирующий орган Э1 устанавливается в МРЗД,
осциллограф подключается к контрольной точке 15 на
плате Э1 и к гнезду разъема Ш4/2а. Входной зажим
осциллографа, соединенный с корпусом прибора, подключается
к гнезду разъема Ш4/2а.
Осциллограф переводится в режим измерения
времени (ручка плавного регулирования длительности
развертки находится в правом крайнем положении).
Производится замер времени импульса tM и времени паузы tn в
момент срабатывания реле.
Осциллограмма выходного сигнала
приведена на рисунке 6-17.
Срабатывание репе контролируется
по замыканию контактов
выходного реле (РП2 для ДЗТ-21, РП4
для ДЗТ-23) при подаче
синусоидального тока на вход реле. В момент срабатывания
фиксируется длительность импульсов и пауз на экране осцил-
Рис 6-17 Осциллограмма
выходного сигнала РО
211
лографа на уровне характерной ступеньки, появляющейся
на переднем фронте импупьса (момент переключения
диодов Д5 и Д6). Длительность паузы не должна превышать
длительность импульса. Выдержка времени Вв равна
длительности паузы, соответствующей срабатыванию реле, и
должна находиться в диапазоне 4,5-5 мс. Регулировка
может быть выполнена резистором R5.
Соотношение между длительностью паузы и импульса
должно быть в пределах 0,82-И.
Выдержка времени элемента ВСР определяется как
разность выдержек времени срабатывания элемента
совместно с промежуточными и выходными реле и времени
срабатывания промежуточных и выходных реле:
h ~h ~ty , (6-9)
где tB — выдержка времени элемента ВСР;
tP — время от подачи сигнала на вход
реагирующего органа до срабатывания выходного реле;
ty — время от появления сигнала на выходе РО до
срабатывания выходного реле.
Для проверки времени ty элемент Э1 нужно вынуть из
разъема, к останавливающему входу миллисекундомера
подключить выходные контакты реле (зажимы 1 и 2
колодки П2), лодать на реле оперативный ток и подключить
через резистор 10 кОм к гнездам разъема Ш4/1а - Ш4/4а
проверяемого МРЗД выводы переключателя «Пуск»
миллисекундомера. Измерение времени выполняется при
включении переключателя «Пуск». Измеренное время должно
быть в пределах 12-15 мс. Регулировка осуществляется
подбором резистора R5 в пределах 39-47 кОм.
Для проверки времени tP элемент Э1 нужно
установить в разъем, выходные контакты реле остаются
подключенными к останавливающему входу
миллисекундомера, на реле подан оперативный ток. Переключатель
«Пуск» миллисекундомера подключается к гнездам
разъема Ш4/За-Ш4/2в проверяемого МРЗД. Измеренное время
должно быть в пределах 21-23,5 мс. Регулировка
производится подбором резистора R12 в пределах 24-30 кОм
Поиск неисправности реагирующего органа
производится измерением напряжений в контрольных точках.
Величины измеренных напряжений должны соответствовать
данным таблицы 6-9.
212
Таблица 6-9
Режим работы
Нормальный
Срабатывания
Контрольные точки
Ш4/2а - Ш4/1а
Ш4/За - Ш4/2а
Ш4/2а - 15, Ш4/2а-7
Ш4/2а - Ш4/4а
Ш4/2а - Ш4/1а
Ш4/За - Ш4/2а
Ш4/2а - 15
Ш4/2а-7
Ш4/2а - Ш4/4а
Напряжение, В
-(12,4-13,5)
4,8-6,5
-(0-0,2)
-(0-0,2)
-(12,4-13,5)
4,8-6,5
-(8,5-13,5)
-(10,5-13,5)
-(3,7-5,5)
Н. К1. Н
Проверка чувствительного органа
Элемент Э1 установлен в разъем. Переключатель НЗ
проверяемого МРЗД разомкнут. Выставлены рабочие
ответвления автотрансформаторов тока и трансреакторов.
Подано напряжение оперативного тока. Срабатывание
чувствительного органа контролируется по срабатыванию
выходного реле.
Для определения диапазона регулирования тока
срабатывания на рабочее ответвление трансреактора
подается синусоидальный ток до срабатывания выходного реле.
Замеры выполняются при минимальной и максимальной
чувствительности органа (движок потенциометра R13 «Icp*»
в левом и правом крайних положениях). Величина
минимального тока срабатывания должна быть не более
0.3 1Номотв. максимального не менее 0,7 1НОмотв-
Дополнительное изменение чувствительности может быть
выполнено подбором сопротивления резистора R2.
Токи срабатывания защиты определяются для каждого
плеча защиты совместно с выравнивающими
автотрансформаторами, если они предусмотрены уставками.
Проверка реле производится по схеме, приведенной
на рисунке 6-18. Регулировка выполняется с помощью
регулятора «Icp*». При поочередном подведении
регулируемого синусоидального тока к зажимам
автотрансформаторов настраивается ток срабатывания
чувствительного органа. Ток срабатывания измеряется на входе МРЗД
и входе схемы. По измеренным токам ведется пересчет
213
относительных токов и настройка относительного тока на
заданную уставку:
—, (6-10)
j *
1 рсрх ~'
где /,
П
РСР
РСР
'AT
- величина тока срабатывания
чувствительного органа на входных зажимах МРЗД;
Ihomotb - номинальный ток ответвления первичной
обмотки выравнивающего автотрансформатора.
ГРСР=1сзКсх1пА1- величина тока срабатывания на
входных зажимах схемы
1СЗ - первичный ток срабатывания защиты;
КСх - коэффициент схемы, учитывающий схему
соединения трансформаторов тока защиты;
пАТ - коэффициент трансформации автотрансформатора.
' РСР 'РСР
к
РСР
(6-11)
где 1Н - номинальный вторичный ток защищаемого
присоединения (трансформатора, автотрансформатора,
генератора).
Рис 6-18. Проверка токов срабатывания МРЗД
214
На одном из рабочих ответвлений трансреактора
следует определить все параметры срабатывания
чувствительного органа: ток срабатывания, ток возврата,
коэффициент возврата, напряжение срабатывания.
Для измерения напряжения срабатывания используют
вольтметр с внутренним сопротивлением не менее 10 кОм
(класс точности 0,5-1,5), подключенный к гнездам Ш4/1в -
Ш4/2в. В зависимости от уставки напряжение
срабатывания должно находится в пределах 1,5-6,5 В.
Коэффициент возврата должен быть 0,6-0,92.
EL [ЕЯ- !ЖЗ Проверка отсечки
Элемент Э1 установлен в разъем, переключатель Н2
проверяемого МРЗД установлен в требуемое положение
(«а-б» - при заданном токе срабатывания отсечки менее
6 Ihomotb или «б-в» - при заданном токе срабатывания
отсечки равном 9 1Номотв); чувствительный орган выведен из
работы установленной временной перемычкой между
гнездами Ш4/2а - Ш4/4а. На реле подан оперативный ток.
Проверка производится в полной схеме для одного
плеча защиты. Контроль срабатывания - по
срабатыванию выходного реле.
Методика проверки тока срабатывания, расчетные
формулы и схема проверки аналогичны приведенным для
проверки чувствительного органа с разницей в величине
подаваемых токов.
Измеренный ток срабатывания отсечки должен
соответствовать заданному с точностью 10%. Регулировка
производится подбором сопротивлений резисторов R5 и R4.
Во избежание повреждения элементов токовых
цепей время подачи входных токов не должно превышать
5 с. Подбор номинала резисторов удобно выполнять,
отпаяв резистор R5 от схемы и подключив вместо
него магазин сопротивлений с номиналами
сопротивлений до 30 кОм. Подав ток, равный заданной величине
тока срабатывания отсечки, уменьшением
сопротивления добиваются срабатывания реле. Затем
подбирается и запаивается в схему резистор R5 с близкой к
выбранному величиной сопротивления. Перепроверяется
ток срабатывания отсечки. Проверяется коэффициент
возврата (норма не менее 0,3). При подаче тока,
равного удвоенному току срабатывания отсечки,
измеряется время срабатывания отсечки на контактах
выходного реле (норма не более 35 мс).
При необходимости проверки исправности герконово-
215
го реле КА, проверочное напряжение постоянного тока
подается на его выводы 3 и 4 («+» на вывод 4). По
замыканию контактов КА (выводы 1 и 2) фиксируется
напряжение срабатывания. Напряжение срабатывания КА
должно быть в пределах 3,5-7 В.
Ш |К1) Регулирование коэффициента торможения
Условия проверки:
— элемент Э1 установлен в разъем;
— напряжение оперативного тока подано на зажимы
9 и 10 колодки П1;
— на лицевой плате проверяемого МРЗД
переключатель XS3 установлен в требуемое положение «а-б» -
при заданной величине тока начала торможения равной
1, или «б-в» - при заданной величине тока начала
торможения равной 0,6;
— соединения трансформаторов тока с обмоткой
трансреактора разомкнуты. На обмотках
трансформаторов (для проверки выбирают трансформаторы,
используемые в схеме защиты) и трансреактора установлены
рабочие отводы.
Проверка
выполняется при помощи схемы,
приведенной на
рисунке 6-19.
От регулируемых
источников переменного
тока подаются
синусоидальные токи на рабочую и
тормозную цепи.
Вначале определяется диапазон
регулирования
коэффициента торможения путем
определения
коэффициента торможения при
поочередной установке
регулятора «Кт» (резистор
R12) в крайние
положения. Для нахождения
коэффициента торможения следует при поочередной подаче
в тормозную цепь тормозных токов, соответствующих от-
Рис. 6-19. Проверка тормозных
характеристик МРЗД
носительным тормозным токам /
Г(5)
5 и /.
Г(4)
4, оп-
216
ределить по замыканию контактов выходных реле токи
срабатывания реле. Относительные тормозные токи
определяются по формуле:
'т =0,5(r^~ + —L— + rJl—)t (eM2)
' ном отв ТА\ hov ошв FA2
где /г* - ток, подаваемый в тормозную цепь;
LmotbTAV I номотгТАг, 1ншотвПТ1 ~ НОМИНЭЛЬНЫв ТОКИ 0Т-
ветвлений первичных обмоток соответствующих
трансформаторов.
Задаваясь величиной относительного тормозного
тока, из этой формулы находят величину тока для подачи
в тормозную цепь. Например, для /Г(5)* = 5:
/ * / l I l
/, = "5> У 0,5(—- + -—^ + - ). (6-13)
' нам oma TW пои mm TA2 w«iu опт 111 I
По полученным результатам вычисляются
коэффициенты торможения для обоих положений резистора R12:
Кг=-'-^-, (6-14)
где шрсР -'гсрО) 'рсРч> ,
1рср(5* и 1рср(4* — относительные токи срабатывания
реле, соответствующие 1Т(5*=5 и 1Т(4)*=4;
А/- * _ / *_/ *
Минимальное значение коэффициента торможения
должно быть не более 0,3, а максимальное - не менее
0,9. В случае необходимости регулирование (смещение)
диапазона изменения Кт производится подбором
сопротивления резистора R11.
Далее следует отрегулировать коэффициент
торможения в соответствии с заданными уставками.
Регулировка коэффициента торможения производится на одном
из рабочих ответвлений трансреактора, к которому в
реальной схеме подключается один из
трансформаторов цепи процентного торможения. Регулятор Кт
следует установить в крайнее правое положение. В
тормозную цепь реле подать ток соответствующий /Г(4)* = 4, а
в рабочую цепь - ток, значение которого определяется в
соответствии с заданной уставкой Кт по формулам:
pep -"pep *паматв \^ '^1
IPcP'=IPo'+Kt(I/-Ito') - (6-16)
где lp* — относительный ток срабатывания реле при
отсутствии торможения;
1т* — горизонтальный участок тормозной
характеристики.
Вращением резистора R12 добиваются срабатывания
реле. Затем проверяют срабатывание репе при
выставленном тормозном токе, соответствующем ГТ(5) = 5, и
определяется коэффициент торможения по
вышеприведенным формулам.
С помощью автотрансформаторов гока может быть
изменен диапазон регулирования коэффициента
торможения.
При заданных различных коэффициентах торможения
проверка должна быть выполнена при раздельном
питании тормозных обмоток через соответствующий
автотрансформатор тока.
[Я], ficTj, Гв] Проверка тормозной характеристики
Для построения тормозной характеристики
используются данные, полученные при регулировании заданного
Кт (две точки: при ГТ(4)= 4 и при 1*Т(5)= 5).
Дополнительно определяют параметры характеристики при l*m = 2 и
ПРИ 1*т(3)= 3. По полученным данным строится тормозная
характеристика: Грср - f(l*T).
По построенной характеристике определяется длина
горизонтального участка характеристики (1т0*) как
расстояние до точки пересечения горизонтального и наклонного
прямолинейных участков характеристики при их
продолжении. При отключенных трансформаторах AT длина
горизонтального участка характеристики должна быть равна:
/70* = (0,75+1,15)lm*ycml (6-17)
где /ро* — относительный ток срабатывания репе при
отсутствии торможения;
/го* — горизонтальный участок тормозной
характеристики;
1ю*-уст - уставка по длине горизонтального участка
тормозной характеристики.
С помощью автотрансформаторов может быть
изменен диапазон регулирования уставок по току
срабатывания и коэффициенту торможения реле.
Для этого к ответвлениям трансреактора ипи
тормозного трансформатора следует подвести ток,
превышающий ток ответвпения (путем включения в соответствующую
цепь автотрансформатора AT). Такое подключение ведет
218
к изменению тормозных характеристик. Тормозные
характеристики могут быть проверены в полной схеме защиты
с использованием автотрансформаторов тока.
При увеличении тока тормозной цепи с помощью AT,
длина горизонтального участка тормозной характеристики
реле пропорционально уменьшается, а коэффициент
торможения увеличивается.
Величина тока начала торможения должна
соответствовать величине определенной по формуле:
/ * / п
,, Л ' ТО уст ' натвТТ " А1
'то* = : , (6-18)
где 1Юус* — уставка по току начала торможения;
1гн — номинальный вторичный ток данной стороны
присоединения;
пАГ — коэффициент трансформации
автотрансформатора AT;
1н отвтт — номинальный ток ответвления тормозного
трансформатора тока репе.
Действительная величина коэффициента торможения
в этом случае должна соответствовать величине,
определенной по формуле:
Кг=-Г^Г< (6-19)
' iiutmTT " 4Т
где Кт - коэффициент торможения, заданный уставками.
В этом случае тормозная характеристика
определяется при подаче в тормозную цепь токов,
значение которых увеличено в соответствии с требованием
обеспечения действительного значения коэффициента
торможения.
Однако относительные значения тормозных токов
следует принимать такими же, как и до их увеличения.
При увеличении тока рабочей цепи реле с помощью AT
ток срабатывания и коэффициент возврата уменьшаются.
Значение приведенного тока срабатывания
определяется по формуле:
/ *п I
,1 % _ pep AT ноте mlo (f\-0()\
'in
где /н огеГр — номинальный ток ответвления
трансреактора реле;
1Рср* — относительный ток срабатывания реле.
219
Действительное значение коэффициента торможения:
где Кт — уставка коэффициента торможения
При использовании ответвлений обмоток с
номинальным током 2,5 А можно максимально снизить ток
срабатывания реле в четыре раза, а коэффициент торможения
соответственно увеличить в четыре раза. Большее
увеличение недопустимо, так как термическая стойкость
обмоток трансформаторов реле 10 А.
При значительном отклонении 1Т0* от заданной
величины следует проверить исправность стабилитронов Д8 и
Д9 путем измерения напряжения на них при lT(S)* = 2.
Измерение следует производить вольтметром с внутренним
сопротивлением не менее 10 кОм/В и класса точности
0,5-1,5. Измеренные величины должны находится в
пределах 5,04-6,16 В и 2,97-3,63 В соответственно.
Комплексная проверка защиты
Проверка выполняется при полностью собранных
токовых цепях и поданном оперативном токе.
При поочередной подаче синусоидальных токов от
регулируемого источника в каждое плечо измеряется ток
срабатывания защиты.
При наличии в плече защиты тормозной обмотки
проверка правильности сборки трансформаторной цепи
осуществляется подачей в это плечо тока, равного
номинальному току ответвления тормозного трансформатора.
)21] рекомендует для проверки модуль МРЗД вынуть из
кассеты, соединить с ней удлинительным шнуром и
измерять ток на заданном ответвлении тормозного
трансформатора при помощи прибора ВАФ-85. Этот метод
проверки довольно неудобен. Кроме того, комплексная проверка
предполагает завершение полной сборки цепей защиты,
что важно с учетом невысокой надежности входных
разъемов токовых цепей.
Более удобен другой метод, позволяющий обойтись без
извлечения МРЗД из кассеты. В плечо защиты подается
ток, соответствующий номинальному току ответвления
тормозного трансформатора, и измеряется напряжение
на резисторе R1 (точки подключения вольтметра
зажимы 1-2; 4-3; 6-5 колодки П1 соответственно для 1МРЗД,
2МРЗД, ЗМРЗД). Данные замера должны соответствовать
2?0
результатам, полученным при проверке промежуточных
трансформаторов.
При подаче в плечо защиты тока, равного
двукратному току срабатывания защиты, измеряется время
действия чувствительного органа.
Опробование защиты
При номинальном напряжении оперативного тока
производится опробование взаимодействия защиты с другими
устройствами РЗА защищаемого присоединения и
срабатывания сигнализации.
Проверка защиты рабочим током
Проверка токовых цепей защиты выполняется по
методике, приведенной в разделах «Трансформаторы тока» и
«Проверка дифференциальных защит первичным током».
Проверка выравнивания ампер-витков
трансформаторов реле
Проверка производится измерением напряжения на
обмотках W2 трансреакторов при подключении к реле всех
плеч защиты и при поочередном исключении каждого из
них. Измерения следует производить вольтметром с
внутренним сопротивлением не менее 10 кОм Точки
подключения вольтметра в МРЗД - Ш4/1в - Ш4/2в. При
подключении к реле всех плеч защиты измеренное напряжение
является напряжением небаланса и не должно превышать
(0,02-0,04)UCP при токе нагрузки, приведенном к
номинальному току присоединения. При малых токах нагрузки
присоединения небаланс может оказаться завышенным из-за
влияния погрешностей трансформаторов тока и тока
намагничивания силового трансформатооа. При
несоответствии напряжения небаланса приведенным нормам следует
убедиться в достаточности тока нагрузки и, при
необходимости, произвести корректировку ампер-витков
трансреакторов реле. При исключении одного из плеч защиты
напряжение на обмотке W2 должно значительно
увеличиться. Величина этого напряжения определяется по
методике, приведенной в разделе «Проверка
дифференциальных защит первичным током».
После восстановления токовых цепей защиты следует
повторно произвести измерение напряжения небаланса.
7 Комплектные ступенчатые
защиты линий
В ряде случаев максимальные токовые
защиты, даже с применением блокировки по
напряжению, не обеспечивают быстрого селективного
отключения при междуфазных КЗ в
защищаемой зоне. Это связано с тем, что предельные
токи нагрузки некоторых присоединений могут оказаться
сопоставимыми с токами короткого замыкания. Часто это
встречается на магистральных линиях электропередачи.
Токи и напряжения на шинах подстанций, удаленных от
источника питания, могут существенно различаться в
зависимости от режима нагрузки. Еще более сложное
положение, если линии работают в кольце. В таком случае
и токи короткого замыкания могут существенно
различаться в зависимости от конфигурации сети.
Во всех этих режимах практически неизменным
остается величина сопротивления участка линии до места
КЗ, которое и используется в дистанционных защитах
для определения места повреждения линии.
Дистанционная защита отличает короткие замыкания
от нагрузочного режима по величине сопротивления
нагрузки как функции тока, напряжения и угла между
ними в месте установки защиты. В качестве
измерительного органа дистанционной защиты используются реле
сопротивления.
Довольно сложным является построение в этих
условиях и защит от замыкания на землю. Задача, с одной
стороны, упрощается тем, что в нормальном нагрузочном
режиме тока нулевой последовательности нет. С другой
стороны, обеспечение селективности работы защиты
усложняется тем, что каждый трансформатор с
заземленной нейтралью в защищаемой сети является источником
тока нулевой последовательности.
Для защиты линий электропередачи напряжением
110—220 кВ сегодня чаще всего используются
комбинированные панели защит типа ЭПЗ-1636 на
электромеханической элементной базе. Эти защиты включают в
себя как комплект дистанционной защиты от междуфазных
замыканий, так и комплект токовой направленной
защиты от замыканий на землю. Для защиты линий более
222
высокого напряжения чаще применяются отдельные
панели дистанционной защиты ДЗ-503 на
электромеханической элементной базе или полупроводниковые защиты
ПДЭ-2003 в комплекте с токовыми защитами от
замыканий на землю.
В 80-х годах появились полупроводниковые
комплектные защиты ШДЭ-2801, 2802, имеющие лучшие
характеристики по сравнению с защитами ЭПЗ-1636. Но в силу
ряда причин (более высокая стоимость, сложность
ремонта) распространены меньше.
На границе XX—XXI веков на российском рынке
начали активно продвигаться микропроцессорные защиты
одновременно нескольких производителей. Эти защиты
заметно дороже традиционных, но при этом обладают
рядом существенных преимуществ:
— более высокая надежность;
— сокращение времени на техническое
обслуживание;
— возможность оперативного изменения уставок;
— программное изменение набора защит без
монтажа дополнительной аппаратуры;
— наличие непрерывной самодиагностики;
— ряд дополнительных функций.
Так, например, шкафы микропроцессорных защит
серии ШЭ2607 011, ШЭ2607 016, производства НПП ЭКРА,
совмещающие функции автоматики управления
выключателем, АГТВ с элементами контроля и УРОВ,
дополнительно обеспечивают:
— контроль исправности и защиту соленоидов;
— встроенный аварийный осциллограф и
регистратор событий нормального режима;
— средства отыскания мест повреждения линии;
— возможность связи с системой управления
верхнего уровня.
По техническим условиям Кубанского РДУ в
конфигурацию этих защит включены две дополнительные
ступени токовой направленной защиты от замыканий на
землю, одна ступень дистанционной защиты от замыканий на
землю, возможность автоматического изменения уставок
защиты от команд противоаварийной автоматики.
Дистанционные защиты от замыканий на землю пока
в России широкого распространения не получили, что
связано со сложностью обеспечения селективной работы
защиты в тех сетях, где традиционно использовались токовые
направленные защиты нулевой последовательности.
223
Объем настоящего издания не позволяет подробно
описать все указанные устройства, поэтому ограничимся
наиболее распространенной на сегодня защитой ЭПЗ-1636.
7.1 Защита ЭПЗ-1636. Принцип действия,
элементы и узлы
Комбинированные панели защиты типов ЭПЗ-1636-
67/1 и ЭПЗ-1636-67/2, именуемые в настоящем
разделе термином «защита», предназначены для применения
либо в качестве единственной защиты от всех видов
коротких замыканий линий электропередачи
напряжением 110—220 кВ, осуществляющей одновременно и дальнее
резервирование, либо в качестве резервной,
осуществляющей ближнее и дальнее резервирование.
Кроме трехступенчатой дистанционной защиты от
междуфазных замыканий защита ЭПЗ-1636 включает в
себя токовую отсечку и четырехступенчатую
направленную максимальную токовую защиту от замыканий на
землю (или токовую направленную защиту нулевой
последовательности). В состав защиты, кроме того, входят
устройство блокировки при качаниях или пусковой орган,
реагирующий на появление напряжения (КРБ-125) либо
тока (КРБ-126) обратной последовательности, а также
орган блокировки при неисправности цепей напряжения,
реле ускорения и токовые реле УРОВ.
Различие между защитами ЭПЗ-1636-67/1 и ЭПЗ-1636-
67/2 — тип блокирующего устройства. Первая включает
устройство КРБ-125, вторая — КРБ-126.
В настоящее время в эксплуатации находятся защиты
типов ЭПЗ-1636 двух основных модификаций:
— с магнитоэлектрическими реле в качестве
реагирующего органа реле сопротивления;
— с полупроводниковыми нуль-индикаторами.
В связи с тем, что завод-изготовитель не делает
различий в обозначении этих модификации, будем в
дальнейшем именовать защиты с магнитоэлектрическими реле
защитами первого поколения, а защиты с
нуль-индикаторами — защитами второго поколения. В
дальнейшем методика проверки, нумерация клемм,
испытательных блоков и т. п. даны для защит второго поколения выпуска
1992 г. и позже в соответствии со схемой, приведенной на
224
рисунках 7-16, 7-17, а в некоторых случаях приводится
методика проверки раздельно для защит первого и второго
поколений. В этом случае абзац или примечания
помечаются символами соответственно [Г] и Щ].
Защиты второго поколения разделены на два
независимых комплекса. Первый комплекс включает
двухступенчатую (первая и вторая зоны) дистанционную
защиту на базе комплекта ДЗ-2, четвертую ступень защиты
от замыканий на землю, комплект блокировки при
качаниях и орган блокировки при неисправности цепей
напряжения. Второй комплекс состоит из токовой отсечки,
трехступенчатой токовой направленной защиты от
замыканий на землю и третьей зоны дистанционной защиты
на базе комплекта КРС-1.
Реле сопротивления
Реле сопротивления (PC) — основной элемент
дистанционной защиты, который измеряет сопротивление
участка линии до места КЗ.
•
Сопротивление Z — комплексная величина. Ее
вектор может быть изображен в комплексной плоскости в
осях г, х. По оси вещественных величин откладываются
активные сопротивления, по оси мнимых — реактивные.
В этом случае полное сопротивление изображается как:
•
Z = r + jx . (7-1)
Модуль, или абсолютная величина сопротивления,
определяется из выражения:
\Z\ = 4г2 + х2 . (7-2)
Направление вектора (угол с осью вещественных
величин) равен:
(p = arctg- . (7-3)
Если вектор тока расположить вдоль оси
вещественных величин, векторы сопротивлений и
соответствующих им напряжений образуют подобные треугольники
(рисунок 7-1).
В тех случаях, когда сопротивления всех участков
линии имеют одинаковый угол, их геометрическое место точек
изображается на комплексной плоскости отрезком
прямой, повернутой относительно оси г на угол ф. На ри-
сунке 7-2 этот отрезок совпадает с вектором ZK. Начало
8 Заказ 151
225
Рис 7-1 Векторы сопротивлений и
напряжений в комплексной плоскости
A+JX
отрезка находится в
начале координат, сам
OIрезок размещается в
I квадранте комплексной
плоскости, координаты
г и х положительные. С
точки зрения защиты в
III квадранте
(отрицательные координаты)
могут размещаться шины
подстанции или
прилегающая линия.
Если бы параметры короткого замыкания схрого
соответствовали сопротивлению линии, идеальной защитой
была бы такая, характеристика которой также имела бы
форму прямой линии В реальных условиях существенное
влияние на ток короткого замыкания оказывает
переходное сопротивление в месте КЗ, в первую очередь —
сопротивление дуги. На рисунке
7-2 приведена реальная
характеристика сопротивления
короткого замыкания.
Сопротивление до места КЗ с
учетом максимального
переходного сопротивления
определяется вектором ZP.
Сопротивление дуги
может принимать различные
значения от нуля до
некоторой предельной величины.
Общее сопротивление
короткого замыкания может
находиться в
заштрихованной области.
Характеристика
защиты при этом должна иметь
форму параллелограмма или
трапеции. Но это довольно
сложное техническое
решение. Оно реализовано в
полупроводниковых и микропроцессорных защитах,
которые появились сравнительно недавно и распространены
меньше, чем защиты традиционного исполнения.
В защитах ЭПЗ-1636 применена характеристика
дистанционных органов в форме окружности или эллип-
Рис 7-2. Сопротивления корот-
. кого замыкания
Zk — сопротивление линии
от места установки защиты
до места КЗ,
. Rfl — сопротивление дуги
Zp — реапьное сопротивление
короткого замыкания
226
са, которые достаточно просты и хорошо согласуются с
приведенной характеристикой. Основными параметрами
этой характеристики являются сопротивление уставки и
угол максимальной чувствительности. Угол максимальной
чувствительности — это угол между током и
напряжением, подведенными к реле, при котором сопротивление
срабатывания его максимально. Эта максимальная
величина сопротивления
срабатывания и
является
сопротивлением уставки.
Круговая
характеристика в
комплексной плоскости
изображена на
рисунке 7-3.
Рассмотрим
треугольник векторов с
вершинами в
начале координат, в
центре круга и в
произвольной точке на
окружности.
Диаметр, проходящий
через начало
координат, пересекает
окружность в точках Zi
и Ъг. Каждому из отрезков соответствует вектор.
Обозначим их следующим образом:
OZi — Zi
0Z2 — Z2
OOi — 6
в
OiC — R (радиус окружности)
ОС — Zee (величина, соответствующая срабатыванию
реле).
Величина Zi соответствует уставке реле, а угол
между вектором Zi и осью абсцисс (г) — углу максимальной
чувствительности.
При этом получаем отношения:
Zi-Z2
Рис. 7-3 Круговая характеристика в
комплексной плоскости
R-
(7-4)
8*
227
Из этого следует:
^ = Zi + Z2
■ 0+R
Z1 + Z2 Zi — Z2
2 2
Если равны векторы, равны и их модули:
Zx + Zi
2
=
Zx-Zi
2
{7-5)
(7-6)
(7-7)
(7-8)
Частные случаи размещения окружности —
окружность с центром в начале координат [Zi = Z\) и окруж-
ность, проходящая через начало координат (Zi =0)
описываются выражениями:
(7-9)
(7-Ю)
Рассмотрим получение характеристики, реализующей
выражение (7-9).
Если величину Z\ выразить как Zi = 2х-—, a Zcp —
К н
• U _
как 2с = -- после некоторых преооразовании получаем
/
выражение, которое реализуется схемой, приведенной
на рисунке 7-4 а:
7
Zw
?,
2
Z
1
1
2
С/Ь
= /Аг
(7-11)
где / — первичный ток, подведенный к реле
сопротивления;
V — первичное напряжение, подводимое к реле
сопротивления;
к-, — отношение ЭДС на вторичной обмотке
трансреактора к его первичному току;
228
к и — коэффициент трансформации трансформатора
напряжения реле сопротивления;
к — коэффициент пропорциональности,
определяемый параметрами схемы.
Реле сопротивления выполняется на основе схемы
сравнения абсолютных значений двух величин на
равновесие напряжений.
Напряжение кт I вводится в рабочий контур реле
сопротивления и после выпрямления создает в
реагирующем органе ток, действующий в сторону срабатывания
(рабочий ток). Напряжение кн U вводится в тормозной
контур и после выпрямления создает в реагирующем
органе ток, действующий в сторону возврата (тормозной ток).
Характеристика в виде окружности с центром в
начале координат используется сравнительно редко и
применяется в схемах защит линий 35 кВ и шиносоединитель-
ных выключателей 110—220 кВ.
Аналогичным преобразованием выражения (7-10) для
характеристики, проходящей через начало координат,
получаем:
\икн-1кт\= ПА . (7-12)
III
Эта характеристика реализуется схемой, приведенной
на рисунке 7-4 б. В тормозной контур вводится
напряжение кн U-kT I ■
В большинстве источников это выражение
приводится в следующем виде:
1,=к{
kTl\-\kliU~k1 1
) , (7-13)
где 1Р — ток в реагирующем органе.
Реле сопротивления, выполненные в соответствии
с выражением (7-12), не имеют четкой напрпвленности
действия. Из-за неполного равенства токов в рабочем и
тормозном контурах при напряжениях, близких к нулю,
характеристика или охватывает начало координат
(смещена в III квадрант), или имеет «мертвую» зону (смещена
в I квадрант). Оба случая недопустимы, так как а первом
отсутствует направленность реле сопротивления при КЗ
за спиной, а во втором возможен отказ защиты при
близких КЗ в защищаемой зоне Для исключения ^того
явления реле сопротивления комплект а ДЗ-2 дополнено под-
229
а) круговая характеристика с центром в начале координат
б) круговая характеристика, проходящая через начало координат
(схема без контура подпитки)
в) круговая характеристика, проходящая через начало координат
(схема с контуром подпитки)
Рис. 7-4. Схемы, реализующие различные варианты »:;,!е оопротивпения
230
питкой от цепей напряжения от третьей неповрежденной
фазы (рисунок 7-4 в). Напряжение подпитки повернуто
на 90" относительно родного фазного напряжения и век-
хор его параллелен вектору напряжения основных фаз,
подведенных к реле (рисунок 7-5).
При этом уравнение реле сопротивления
принимает вид:
/,=*{
кт I + AUn
кни-krl + AU,.
(7-14)
где ДСл — напряжение
подпитки.
При достаточно больших
значениях напряжения на
основных фазах
характеристика, соответствующая
выражению (7-14), практически не
отличается от окружности,
так как напряжение
подпитки вносится в оба контура
реле сопротивления и совпада-
ет с напряжением кн U. При
близких коротких
замыканиях, когда напряжение
подпитки существенно превышает
основное напряжение,
выражение (7-14) принимает вид:
Рис. 7-5. Векторная диаграмма
реле сопротивления с подпиткой
krl + AUn
= \AUn-
i
I
kTI
(7-15)
Выражение (7-15) является характеристикой реле
направления мощности, линия максимальных моментов
которого совпадает с углом максимальной чувствительности
рассматриваемого реле сопротивления. Это
обеспечивает гарантированную направленность защиты в
различных режимах повреждения линии.
При близких трехфазных коротких замыканиях
реле сопротивления работает «по памяти» за счет
резонанса в контуре подпитки.
Выражение (7-15) реализуется схемой реле
сопротивления комплекта защиты ДЗ-2, входящего в состав
защиты ЭПЗ-1636.
Схема реле сопротивления комплекта ДЗ-2 приведе-
231
«umiy
ewmi>
о;
s
X
ш
с
о
!
со
а
2
О
X
ш
с
ш
S
о
о.
ш
с
ф
о.
л
2
ш
X
о
ар
1^-
s
О.
232
на на рисунке 7-6. Рабочий контур реле образован одной
из вторичных обмоток трансреактора 1Тр, нагруженной на
резистор 11R или 12R, регулируемым резистором 13R,
выпрямительным мостом IBM и вторичной обмоткой
трансформатора подпитки 2Тр. Нагрузкой контура является
резистор 14R. Тормозной контур образован второй вторичной
обмоткой 1Тр, которая нагружена на резистор 9R или 10R,
вторичной обмоткой трансформатора напряжения 1Тн,
вторичной обмоткой трансформатора 2Тр и выпрямительным
мостом 2ВМ. Нагрузка контура — резистор 15R. Реле
сопротивления используется для двух зон защиты. Это
обеспечивается двумя наборами отпаек вторичной обмотки 1Тн,
переключение между которыми выполняется контактами
реле 1РП, подключаемыми через контакты разъема 1Ш/2а,
1Ш/За, 1Ш/4а. К исполнительному органу, которым
является магнитоэлектрическое реле в защитах первого поколения
или полупроводниковый нуль-индикатор в защитах
второго поколения, подводится разность напряжений на
резисторах 14R и 15R, которые, в свою очередь, равны:
UHR - кжт I
} , (7-16)
UKR=k{
кн11-кт1
} • (7-17)
Трансреактор 1Тр совместно с резисторами 9R — 12R
поворачивает вектор тока на входе защиты для
получения необходимого угла максимальной чувствительности.
Резисторы с меньшим сопротивлением (9R, 11R)
обеспечивают угол максимальной чувствительности 65°, с
большим сопротивлением (10R, 12R) — 80°.
Напряжение подпитки от третьей фазы подается через
трансформатор 2Тр. Первичная обмотка этого
трансформатора совместно с конденсатором 6С образует
резонансный контур, выполняющий поворот вектора напряжения
на 90" и обеспечивающий работу защиты «по памяти».
Реле сопротивления комплекта КРС-1 выполнено на
этих же принципах, но имеет некоторые отличия. Так как
оно не предназначено для работы при близких КЗ, в его
схеме не предусмотрен контур подпитки. Уставка его
срабатывания может быть близка к сопротивлению нагрузки,
что требует принятия дополнительных мер,
препятствующих ложному срабатыванию в нагрузочном режиме. Это
может быть выполнено применением эллиптической
характеристики вместо круговой (рисунок 7-7). Сопротив-
233
ление нагрузки Zh, как
правило, имеет преимущественно
активный характер в отличие
от сопротивления линии 7л,
которое большей частью
является индуктивным. Если линия
сильно нагружена, ее нагрузка
может попасть в зону
срабатывания реле с круговой
характеристикой. Если же
характеристику реле выполнить в виде
эллипса, нагрузка линии в зо-
Рис 7-7. Характеристика реле ну срабатывания защиты не
сопротивления КРС-1 попадает.
Реле, позволяющие
получить эллиптическую характеристику, отличаются от
обычных следующими особенностями:
• использование переменной составляющей
выпрямленного тока;
• применение нуль-индикатора с замедлением.
Схема такого реле приведена на рисунке 7-8.
Для получения эллиптичности используется цепочка с
диодом 8Д, включенная параллельно цепи фильтр —
реагирующий орган, с полярностью, обеспечивающей его
открытие от рабочей величины. Это приводит к срезанию уровня
положительной полуволны второй гармоники и
уменьшению рабочего сигнала, что, в свою очередь, обеспечивает
сжатие характеристики реле в направлении
перпендикулярном к линии максимальной чувствительности. Изменение
соотношений осей эллипса достигается включением
последовательно с диодом 8Д резисторов 25R—27R. Для
уменьшения вибрации реагирующего органа параллельно
нуль-индикатору включается конденсатор 5С.
Более подробное описание работы реле КРС-1
приведено в [55] и [69].
Для сравнения напряжений или токов в рабочем и
тормозном контурах дистанционных реле
используются чувствительные элементы с током срабатывания
несколько микроампер — магнитоэлектрические реле или
полупроводниковые нуль-индикаторы.
Магнитоэлектрические реле типа М237/054 и М237/055
используются в качестве реагирующих элементов
органов схем сравнения направленных реле сопротивления
и в других устройствах РЗА. В панелях защиты ЭПЗ-
1636 первого поколения применяются реле М237/054.
234
реле М237/055 отличаются от М237/054 током
срабатывания: у реле М237/054 он составляет 6-^10 мкА, у реле
М237/055 — 7СН-100 мкА. Это нужно учитывать при
заказе запасных реле.
lY rYi
Рис. 7-8. Схема реле сопротивления комплекта КРС-1 (защита П
поколения)
235
Другие технические данные М237/054:
• ток, при котором замыкается размыкающий
контакт после снижения тока в обмотке без изменения
полярности, составляет 0,5-5-4 мкА;
• сопротивление обмотки рамки реле 1400—2000 Ом;
• зазор между подвижным и неподвижным
контактами 0,5—7 мм;
• ток термической устойчивости 2 мА;
• допустимое напряжение на контактах 70—125 В;
• коммутационная способность контактов при
напряжении от 70 до 125 В при индуктивной нагрузке 5*10"3 с
составляет 2 Вт;
• сопротивление изоляции между корпусом и
изолированными от корпуса электрическими цепями не
менее 100 МОм.
Конструктивно подвижная часть
магнитоэлектрического реле напоминает магнитоэлектрический
измерительный прибор, у которого вместо стрелки
установлены два контакта, контактная система размещена внутри
герметического корпуса.
Схема внутренних
соединений реле приведена
на рисунке 7-9.
Для гашения колебаний
подвижной системы
обмотка должна быть постоянно
зашунтирована резистором
с сопротивлением в 7—10
Рис. 7-9. Схема внутренних со- раз выше, чем сопротивле-
единений реле М237 ние обмотки реле. В схемах
РЗА применяется резистор
МЛТ-2 сопротивлением 15 кОм. При транспортировке или
хранении вне комплекта защиты обмотка реле должна
быть дополнительно закорочена.
Для защиты реле от больших кратностей тока в
схеме защиты предусматриваются диоды, включенные
параллельно обмотке с противоположной направленностью.
При этом напряжение на обмотке не превышает падения
напряжения на открытом диоде.
Полупроводниковые нуль-индикаторы отличаются от
магнитоэлектрических реле существенно меньшим
потреблением и коэффициентом возврата, близким к
единице. Схема нуль-индикатора, применяемого в защитах
ЭПЗ-1636, совместно с прилегающими цепями защиты
приведена на рисунке 7-10.
236
Рис 7-10. Схема полупроводникового нупь-индикатора
Схема нуль-индикатора выполнена на операционных
усилителях ЮУ, 20У и напоминает схему узла сравне-
Ния реле РСТ и РСН, приведенную на рисунке 4-14. Вы-
237
ходной узел (транзистор Т и реле Р) — общий на три
реле сопротивления.
Устройства блокировки при качаниях
При возникновении качаний в системе происходит
периодическое снижение напряжения и повышение тока
в элементах системы. При этом изменяется и
сопротивление, определяемое как отношение напряжения и тока.
Это может привести к срабатыванию PC.
Устройства блокировки при качаниях
предназначены для предотвращения ложной работы защиты в этих
случаях. Как правило, такие устройства реагируют на
кратковременное появление составляющих обратной
последовательности в токе или напряжении при КЗ
Эти составляющие возникают длительно при
несимметричных КЗ или кратковременно в начале
симметричного. Несимметричный режим, продолжающийся
несколько миллисекунд, обеспечивает запуск защиты
на время, достаточное для срабатывания защиты. При
качаниях составляющая обратной последовательности
отсутствует или, по крайней мере, значительно ниже,
чем при КЗ. Ее величина определяется только
характером нагрузки, которая в некоторых случаях может
быть заметно несимметричной. Защита ЭПЗ-1636
выполнена на простых устройствах блокировки, которые
реагируют только на наличие обратной
последовательности. Отстройка от этой составляющей при больших
токах нагрузки и при качаниях обеспечивается
дополнительным торможением током одной из фаз. Более
современные защиты дополнительно реагируют на
скорость ее изменения.
Как упоминалось выше, в состав защиты ЭПЗ-1636
в зависимости от режима работы защищаемой
сети входит комплект блокировки типа КРБ-125
(защита ЭПЗ-1636-67/1), который реагирует на напряжение
обратной последовательности, и\и КРБ-126 (защита
ЭПЗ-1636-67/2), реагирующий на ток обратной
последовательности Схемы этих устройств приведены на
рисунках 7-11а,б, 7-12. Устройство фильтров тока и
напряжения обратной последовательности приведены в
разделе "Фильтровые защиты", логика работы
достаточно подробно описана в заводской технической
документации.
238
2РП r-,2PH
б) КРБ-126
Рис. 7-11 Схема цепей переменного тока и напряжения устройства
блокировки при качаниях
239
1РН
Рис 7-12. Схема оперативных цепей устройства блокировки при
качаниях КРБ-125 (КРБ-126)
35R
Устройство блокировки при неисправности цепей
напряжения
Реле сопротивления может неправильно сработать от
тока нагрузки или тока внешнего КЗ при отключении
автомата или другом обрыве цепей напряжения в схеме ТН. Для
исключения этого в схемах дистанционных защит
предусматривается блокировка при неисправности цепей
напряжения. Принцип
Uc иь Ua Uo ии Uh Uk действия его осно-
(4б) (44) (42) (48) (75) (зв) (So) ван на сравнении
векторной суммы
напряжений
звезды и векторной
суммы
напряжений
разомкнутого треугольника.
Схема такого
устройства
приведена на рисунке 7-13.
Если происходит
обрыв в цепях
напряжения (самый
распространенный
случай —
отключение автомата цепей
напряжения
звезды), нарушается
баланс магнитных
34R
33R
2ТН m^KJ^J
»LAw*J •
^KJU
•"W>
1PH
5BM
Рис. 7-13 Схема устройства блокировки при
неисправности цепей напряжения
240
потоков в сердечнике трансформатора 2ТН, и во вторичной
обмотке его появляется напряжение, что вызывает
срабатывание реле 1РН. Реле 1РН, в свою очередь, может
блокировать работу дистанционного органа или выдавать
сигнализацию неисправности цепей напряжения в зависимости
от заданного режима работы.
Кроме описанных устройств в состав панели защиты
ЭПЗ-1636 входят максимальная токовая отсечка (МТО) и
токовая направленная защита нулевой
последовательности (ТНЗНП), именуемая часто «земляная защита».
Максимальная токовая отсечка — одна из простейших
защит, применяется для защиты от близких КЗ,
сопровождающихся большим увеличением тока. Краткое описание
ее приведено в разделе «Максимально токовые защиты».
В некоторых случаях используется в режиме МТЗ.
Токовая направленная защита нулевой
последовательности применяется для защиты от однофазных замыканий
на землю. В основном комплекте защиты выполняется
четырехступенчатой, в некоторых случаях могут
добавляться еще 1—2 ступени. Защита, как правило, выполняется
направленной даже в случае одностороннего питания
линии. Это связано с тем, что каждый трансформатор с
заземленной нейтралью, питающийся от линии, является
источником тока нулевой последовательности.
Схемы цепей переменного тока и напряжения защиты
ЭПЗ-1636 приведены на рисунке 7-14 (защита I поколения)
и рисунке 7-16 (защита II поколения).
Схемы оперативных цепей приведены на рисунке 7-15
(защита I поколения) и рисунке 7-17 (защита II поколения).
Устройство защиты и ее работа более подробно
рассмотрены в {69].
7.2 Проверка и настройка защиты
Изменения в схеме защиты и набор
режимных перемычек
Защита ЭПЗ-1636 является достаточно
универсальной и динамичной защитой. Набором
режимных перемычек, предусмотренных при
разработке защиты, возможен подбор различных
вариантов включения в зависимости от схемы
подстанции и заданных уставок. Кроме того, при наладке
X
241
;[©©©]:
'©©©
©©
®©
Я4
Рис. 7-14. Схема цепей переменного тока и напряжения защиты
ЭПЗ-1636 ! покопения
242
Рис 7-15 Схема оперативных цепей защиты ЭПЗ-1636 I поколения
а) дистанционная защита
243
I
ffl
s
I
2
5
Hfe
Гоковая
отсечка
Ист. 33
Выходные
реле
PBIct.33
или
ускор.
Ill ст. 33
IV ст. 33
III ст. 33
II ст. 33
1 ст. 33
Повторители реле
мощности
Реле
ускорения
в) выходные цепи и резервные контакты
и техническом обслуживании приходится выполнять
переделки в схеме защиты, связанные с накоплением
опыта эксплуатации.
Изменения в схеме защиты определяются рядом
нормативных документов ([43], [44], [45], [47]). Панели защиты,
выпущенные после издания этих документов,
изготавливались с учетом их требований, в более старую
аппаратуру изменения должны быть внесены эксплуатирующей
организацией.
Кроме того, энергосистемы используют решения, не
предусмотренные разработчиками защиты. К ним можно
отнести установку дополнительных ступеней защиты от
замыканий на землю, перевод междуфазной токовой отсечки
245
РТ2
151-4 <5)(Г 17
£ Ш £
la a a
= --© КРЫ25®--
249 251 253 255 259 257 261
БМ5 St Sj> ft$ Sjf Я
Э00<Э
©©0®
1 2PC 2b !>> .
2 3b » -L
Ц<3 3 4ti gC :
5"»
— S~|iPn
ЗаПа
■g' Ф Ф
)13PC2CJ>>--.
3lo-*
3^00—
0©
©0
Рис. 7-16. Схема цепей переменного тока и напряжения защиты
ЭПЗ-1636 II поколения
246
s
I.
I!
S g,
31
Is
fa.
a ж
13
IV cr.
33
Ускор.
Щ.ДЗ
Pans
ускор.
I!
Рис. 7-17. Схема оперативных цепей защиты ЭПЗ-1636 II поколения
а) I комплекс
247
to
00
о
2
ф
■i
Токовая
отсечка
•Г
Выходные
реле
о хН
Illcr 33
III ст 33
II ст. 33
!ст 33
Лепторители реле
мещности
Реле
ускерения
111 ДЗ 4РП„
>т
^-®->-
—ggt—т
РП1
'—@ '
Н12
2 1
К32 рто
К31 -. рп
108 л ."^,109 110
" ;Ц—:—И
-о-о^>
РТ2_ 114
Ен^—®-ri
в) выходные цепи и резервные контакты
в режим МТЗ с выдержкой времени, выполнение
дополнительных блокировок и т. д. Некоторые из нетиповых
решений приведены в [92] и [93].
Режимные перемычки набираются в соответствии с
заводской документацией.
Я], Щ, [в], [к] Внешний и внутренний осмотр,
проверка качества монтажа, регулирование
механической части аппаратуры
Перед началом основных работ съемные блоки с
диодами и нуль-индикаторами реле сопротивления должны
быть промаркированы, чтобы блок с диодами и
нуль-индикаторами всегда подключался к одному и тому же
дистанционному органу.
Внешний и внутренний осмотр аппаратуры
выполняется в объеме, приведенном в разделе "Вторичные цепи".
249
Предварительное регулирование релейной
аппаратуры производится для оценки ее состояния. Окончательное
регулирование выполняется в процессе проверки
электрических характеристик. Существенное изменение
заводской регулировки может нарушить временные параметры
реле, установленные на заводе-изготовителе.
210
209
ДЗ^ 7РП
8РП
■П m НУ1
К32 РП5
211 г_ф_2ън5Ъ~^ 226
РУ2 ■ 227*
да вру
L-®r£?r®
К32 РУ1
РУЗ
РУ4
PW.
РУВ
РУ4
1213 Щ ьну
А—•—<ф—Ъ—ф
К32 РУ1
да" еру
К31 РУ
РУ2
-^>
РУЗ
РУ4
РУ5
РУВ
РУ5
-®-"-<н§>-
238
2404
РУ4
-®—Ъ-©-
РУ5
Неиспр
цепей
напр
Неиспр
БП
V
О
Is
я Р
I и
II
из |
Я X
i
а
8
г) цепи сигнапизации
250
Кодовые реле КДР-1, КДР-3, КДР-ЗМ
Регулировка зазоров и люфтов реле производится в
соответствии с рисунками 7-18 - 7-21. Величины зазоров
и люфтов приведены в таблице 7-1.
Таблица 7-1
Параметр
Ход якоря, мм
Воздушный зазор между притянутым
сердечником и якорем, мм
Раствор контактов, мм
Горизонтальный люфт, мм
Люфт в вертикальном
направлении, мм
Перемещение якоря вдоль оси
сердечника, мм
Контактное нажатие, Н
Позиция
рис. 1-4
А
В
С
D
Е
К
КДР-1
2,4±0,2
>0,3
1-1,2
0,3-0,7
0,3-0,5
0,05-
0,15
0,25-0,3
КДР-3
2,4±0,2
>0,05
1-1,2
0,3-0,7
0,3-0,5
0,05-
0,15
0,25-0,3
При наличии давления со стороны подвижных
контактов на неподвижные расстояние отхода контактных
пластин неподвижных контактов от ограничительных
пластинок должно быть не менее 0,2-0,4 мм.
При отсутствии давления на неподвижные контакты
их контактные пластины должны касаться
ограничительных пластинок.
При отсутствии тока в катушке реле не должно быть
зазора между изоляционными толкателями подвижных
Рис. 7-18. Схема измерения нажатия контактов, зазоров и пюфтов
реле КДР-1 при подтянутом якоре
251
=jp=^
I-
Рис. 7-19. Схема
измерения зазора между
якорем и магнитопро-
водом реле КДР-3
контактов и якорем реле. Якорь
реле КДР-ЗМ при срабатывании реле
должен упираться в скобу магнито-
провода и не касаться сердечника. В
противном случае реле будет иметь
очень низкий коэффициент возврата,
а в некоторых случаях возможно за-
липание якоря. У реле КДР-1
указанное явление отсутствует, так как на
якоре реле име-
Рис 7-20 Схема
измерения люфта якоря
реле КДР-1 в
горизонтальном направлении
ется специальная
заклепка из
диамагнитного
материала, препятствующая
соприкосновению якоря с сердечником.
Регулировка контактов реле 1РП
комплекта ДЗ-2 аналогична
вышеуказанному за исключением контактных
групп, переключающих цепи
напряжения реле сопротивления (1РП/3, 1РП/4,
1РП/5) (рисунок 7-22). Эти контактные
группы регулируются для
переключения без разрыва цепи. Разрыв цепи
напряжения при наличии тока на
линии может привести к ложному
срабатыванию PC. Расстояние отхода
пластин неподвижных контактов от ограничительных пластинок
увеличивается до 0,5-0,8 мм. Соответственно уменьшается
раствор
контактов. При
регулировке остальных
контактов реле
1РП, не
связанных с цепями
напряжения,
подобная
"мостящая" регулировка
не
допускается. Размыкание
контакта 1РП/1
должно
происходить раньше,
чем размыкание
контактов, переключающих цепи напряжения.
Контакты реле не должны иметь заметных дефектов
Рис. 7-21 Взаимное положение элементов реле
при отпущенном якоре
252
2СТ
I ET^-i
10-*-
12 Q
14СЭ
16**
о?
/К3
\g?
ss9
S«
Рис. 7-22 Расположение
контактов 1РП (вид спереди)
I - контакты с нетиповой
регулировкой
(смятия, заусенцы, выгорания,
царапины). Подвижные контакты
в замкнутом состоянии должны
находиться по центру
неподвижных контактов. Контакты
должны замыкаться
одновременно (с учетом
вышеприведенных особенностей
регулировки контактов 1РП ДЗ-2).
Контактное нажатие из-за
отсутствия в службах РЗА
соответствующих приспособлений,
как правило, не измеряется.
Нажатие проверяется
ориентировочно и считается приемлемым
при получении
удовлетворительных электрических
характеристик.
Поляризованные реле
типа РП-7
Зазор между хвостовиком якоря и правой полюсной
надставкой должен просматриваться на свет (правым
полюсом считаем тот, что находится справа, если смотреть
на реле спереди со стороны контактов).
Зазор между контактами должен быть не менее 0,4 мм,
ход контакта должен быть легким.
Чистота зазора между крылышками якоря и
постоянным магнитом проверяется мегаомметром на
напряжение 500 В при различных положениях якоря, при этом не
должна образовываться электрическая цепь.
Удаление опилок из воздушного зазора следует
производить либо с помощью стальной иглы, либо, если это не
удается, снятием колодки и протиранием полюса магнита
и крылышек якоря чистой салфеткой. Разборка и сборка
реле - сложная операция, и без особой необходимости
выполнять ее не рекомендуется.
Выходное быстродействующее реле комплекта ДЗ-2
В качестве выходного быстродействующего реле
комплекта ДЗ-2 используется реле на основе реле РП-220.
Осевой люфт якоря в горизонтальном направлении
должен быть около 0.5 мм; вершины неподвижных
контактов не должны сползать с плоскости поцвижных
контактов, контакты должны касаться центрами. Концы
подвижных контактных пружин должны выступав за рамку
253
толкателя примерно на 2 мм; зазор между якорем и
немагнитной прокладкой переднего попюса около 1 мм.
Регулировку производить упорным винтом, нижний
конец которого должен касаться якоря; межконтактный
зазор при притянутом и отпущенном якоре должен быть
не менее 1 мм; провал замыкающих контактов должен
быть 0,2-0,3 мм.
Регулировка контактов производится подгибанием
контактных пружин у места выхода их из изоляционных
пластин. Регулировка должна быть мягкой, без резких
изгибов в одной точке.
Проверка промежуточных реле - аналогов РП-13
приведена в разделе "Статические реле тока и
напряжения".
Выходное реле типа РП-250
Зазор между каждым подвижным и неподвижным
контактом должен быть не менее 2,5 мм, провап контактных
мостиков не менее 0,5 мм.
Регулировка межконтактного зазора производится
перемещением и подгибанием контактных угольников. В
положении срабатывания реле траверса должна иметь
запас хода 0,5-1,5 мм.
Указательные реле типа РУ-21
Барабан с контактными мостиками должен вращаться
без заметного трения и иметь люфт вдоль оси вращения
в пределах 0,2-0,5 мм;
при разомкнутых контактах между неподвижными
контактами и поверхностью барабана должен быть видимый
зазор около 0,1 мм;
прогиб неподвижных контактных пластин при повороте
барабанчика с контактным мостиком должен быть 1-2 мм;
в начальном положении зуб защелки барабана должен
заходить за выступ на якоре на 1-1,5 мм.
После регулировки нужно проверить свободное
вращение барабанчика при подтянутом якоре.
Указательные реле типа ЭС-41
Зазор между немагнитной заклепкой якоря и
сердечником должен быть 1-1,2 мм. Регулировка зазора
производится изменением положения скобы относительно маг-
нитопровода. После регулировки винты, крепящие скобу,
необходимо надежно затянуть.
Репе должно надежно срабатывать при нажатии на
якорь через окошко реле. Якорь под действием
возвратной пружины должен надежно возвращаться.
Проверка реле времени, реле тока, напряжения,
254
мощности приведена в соответствующих разделах
настоящего пособия.
Щ [EH GEL Ш Проверка и испытание
изоляции
Проверка и испытание изоляции выполняются в
соответствии с требованиями, приведенными в разделе
"Вторичные цепи".
Перед началом проверки нужно вынуть все блоки
диодов, нупь-индикаторы (или магнитоэлектрические реле) и
поляризованные репе в комплектах защиты. Проверка
сопротивления изоляции выполняется по схемам - рисунок 2-4,
при этом цепи панели, выполненной в соответствии с
рисунками 7-15, 7-17, объединяются в следующие группы:
а) цепи переменного напряжения от кп.248 до
кл.261;
б) цепи переменного тока 1 и 2 комплекса
соединяются последовательно и закорачиваются кл.2-3-4-148-149-
150-151;
в) цепи постоянного оперативного тока - кп.96-97-35-
57-130-131;
г) цепи сигнализации - кл. 209-210-211-212-213-214-222-
223-224-225-226-227-228-234-235-236-238-240-246;
д) выходные цепи защиты - кл.97-98-121-122-123;
е) цепи пуска УРОВ - кп. 108-109-111-112-113-114-115-
116-117-118-119;
ж) цепи блоков питания 1 комплекса (15 В ) - кп.73-
77-79 комплекта ДЗ-2;
з) цепи блоков питания 2 комплекса - кл.47-49-51
комплекта КЗ-10.
Перемычки уточняются в соответствии с заводской
документацией для соответствующей панепи.
Изопяция групп "а" - "е" проверяется мегаомметром
1000 В v. испытывается, сопротивление изоляции - не
ниже 1 МОм. Дополнительно проверяется изопяция
между токовыми цепями различных фаз. Отсутствие
замыкания на земпю для групп цепей "ж" и "з" проверяется
омметром.
Проверяется изоляция между обмотками и контактами
поляризованных реле мегаомметром на 1000 В.
Сопротивление изоляции между всеми токоведущими частями и
магнитопроводом должна быть не менее 100 МОм.
Проверяется изопяция между первичными и вторичны-
255
ми обмотками промежуточных трансформаторов
напряжения и трансреакторов мегаомметром 1000 В.
Проверка изоляции МЭР Q0 приведена ниже.
Автономная проверка сопротивления изоляции
полупроводникового нуль-индикатора не производится Щ.
Сопротивление изоляции между элементами
рабочего и тормозного контуров схемы сравнения
проверяется мегаомметром 1000 В при вынутых блоках диодов и
нуль-индикаторов. Сопротивпение изоляции допжно быть
не менее 5 МОм.
Изоляция вторичных цепей КРБ-126(КРБ-125)
проверяется мегаомметром 1000 В. Сопротивпение изоляции
должно быть не менее 5 МОм JT] или не менее 1 МОм Щ.
Блоки диодов, нуль-индикаторы или
магнитоэлектрические реле, поляризованные реле устанавливаются в
комплекты. Кожухи комплектов закрываются, устанавливаются
рабочие крышки испытательных блоков. Изоляция цепей в
сборе проверяется и испытывается в соответствии с
рекомендациями раздела "Вторичные цепи".
Магнитоэлектрические реле (МЭР)
[н], [RT], [в] Осмотр и проверка механического
состояния
Так как вскрытие реле не рекомендуется, выполняется
только внешний осмотр: проверка отсутствия
механических повреждений корпуса и монтажа, качество
уплотнений, состояние выводов реле. Проверяется затяжка
стяжных шпилек, крепежных соединений, надежность паек.
рв! Проверка изоляции
Проверка уровня изоляции между обмоткой и
контактами реле
Гарантируемый изготовителем уровень изоляции
составляет 200 В. Так как мегаомметры на такое
напряжение встречаются редко, проверку можно выполнить
двумя методами:
а) проверка по схеме-рисунку 7-23а выполняется
плавным подъемом напряжения постоянного тока до 200 В с
контролем тока утечки. При исправной изоляции ток
утечки не превышает 40 мкА;
б) проверка по схеме-рисунку 7-236 выполняется
мегаомметром 500 В с делителем напряжения. При исправной
изоляции показания мегаомметра составляют 4,5-5 МОм,
при пробое - 3 МОм.
256
о—©—С=Ь-®- -®
200 В
а) проверка изоляции
МЭР напряжением 200 В
б) проверка изоляции МЭР
мегаомметром 500 В
Рис. 7-23. Проверка уровня изоляции между
обмоткой и контактами МЭР
А — микроамперметр 50-100 мкА
R1, R3 — резисторы 2 МОм 0,25 Вт
R2 — резистор 3 МОм 0,25 Вт
М — мегаомметр 500 В
В обоих случаях обмотки и контакты реле
закорачиваются внешними перемычками 1-2, 3-4-5.
Проверка изоляции между подвижным и неподвижным
элементами
замыкающего контакта
выполняется
мегаомметром 500 В с
подачей тормозного
тока в обмотку реле
75±5 мкА (рисунок 7-
24). Ток в обмотку
подается с
обязательным
соблюдением полярности.
Необходимости
в проверке
изоляции относительно
корпуса реле нет,
R1
+ о—0—CZZr-KjH |-0--|
9В L
- О
R2
—NT®
Рис. 7-24.
Проверка изоляции контактов
МЭР
9 Заказ 151
257
так как реле устанавливаются на изолирующих
колодках.
[К1~1, [в] Проверка электрических характеристик
Проверка тока срабатывания и возврата МЭР
выполняется, как правило, в полной схеме подачей тока и
напряжения на вход панели с контролем тока в рассечке
накладки ЗН. Проверка реле отдельно от защиты может
быть выполнена по схеме-рисунку 7-25.
В качестве индикатора срабатывания можно
использовать устройства, не нагружающие контакты выше пределов
коммутационной способности. Кроме схемы, приведенной
на рисунке, можно использовать омметр или индикатор
замыкания контактов, встроенный в стенд У5053.
Проверка надежности работы реле
Надежность работы МЭР определяется в полной
схеме с номинальной нагрузкой при поданном оперативном
токе. На вход защиты подается сигнал такого значения,
чтобы ток в обмотке реле превышал в 1,3-1,5 раза
максимальный гарантированный ток срабатывания с
отключением тормозного тока при номинальном значении
электрической величины, формирующей тормозной ток.
Ремонт реле
Магнитоэлектрические реле считаются
неремонтопригодными. Это связано с тем, что у служб РЗА нет ни
П1
9В
-О-
ф^
RA1
®~ -<zh
Rill
П2
9В
RA2
■о-
Рис. 7-25. Проверка тока срабатывания МЭР
А1 — микроамперметр 50 мкА, А2 — миллиамперметр 200 мА, П1, П2 —
резисторы СПО-0.5 470 Ом. Ra, — резистор 0,25 Вт 68 кОм, Яш — резистор
0,5 Вт 15 кОм (в комплекте реле); Rfl2 — резистор 0,5 Вт 100 Ом
258
условий, ни персонала, подготовленного для выполнения
таких работ. Вскрывать корпус реле в обычных условиях
нельзя, так как это может привести к загрязнению
контактной системы. Более приспособлены к таким работам
метрологические службы, но о практическом опыте
работы сведений мы не имеем.
Довольно распространен дефект МЭР, связанный с
образованием токонепроводящей пленки на контактах.
В некоторых случаях их возможно очистить так
называемым электроискровым методом, рекомендованным
заводом-изготовителем.
Между подвижным и объединенными неподвижными
контактами включается источник питания 9-30 В и
последовательно включенная индуктивность. В качестве последней
может быть использована обмотка реле сопротивлением,
обеспечивающим ток в цепи 50-200 мА. Для очистки
контактов реле нужно при подключенной нагрузке покачать из
стороны в сторону в разных положениях несколько раз.
Во время проверки надежности работы реле,
приведенной выше, также происходит электроискровая
очистка контактов.
Проверка элементов постоянного тока
HJ, |К1[, |Bj Проверка блоков питания
нуль-индикаторов ДЗ-2 и КРС-1 Щ
Проверка стабилитронов блока питания
Нуль-индикаторы установлены на свои рабочие места.
При подаче на вход защиты изменяемого оперативного
тока от 0,8 UH0M до 1,1 Uh0M измерить напряжения:
— на стабилитронах 9Д и ЮД для 1 комплекса
(норма 16,2-19,8 В на 1 стабилитроне);
— на стабилитронах 5Д и 6Д дпя 2 комплекса (норма
16,2-19,8 В на 1 стабилитроне);
— на резисторах R3 и R3' для 1 комплекса;
— на резисторах R4 и R4' для 2 комплекса.
Сумма напряжений на резисторах и стабилитронах
каждого комплекса должна соответствовать напряжению
питания.
При номинальном напряжении измерить напряжения
на выходах блоков питания (норма ±15 В), а при
необходимости и на обмотках трансформатора ЗТН
(переменное напряжение).
Величины этих напряжений должны соответствовать
9*
259
паспортным данным и дпя различных модификаций
составляют:
а) Uw1=66-76 В,
UW2=10-H2 В,
UW3 (Uwa)=13+19,5 В;
б) UW1=58+78 В,
UW2=10,4-H4,3 В,
UW3(UW4)=14,5*19 В;
в) Ит.^Ию_1=29+39 В,
UH2 2=4,9-6,5 В,
Uh33= UK1_3=14,5+19 В
_HJ, |R1], (BJ Проверка реле контроля напряжения
БП1
В панелях защиты, выпущенных в разное время,
устанавливались различные репе контроля напряжения блока
питания. Сначала это были поляризованные реле типа РП-7,
позже - электромагнитные реле - аналоги РП-13.
Предварительная проверка поляризованных репе
выполняется отдельно от схемы. Обмотки реле соединяются
последовательно, на вход реле подается ток. Ток срабатывания
репе должен быть 1,7-1,9 мА, коэффициент возврата - не
менее 0,45, зазор между разомкнутыми контактами - не
менее 0,4 мм. Регулировка реле - аналогов РП-13 приведена
выше. Герконовые реле не регулируются.
В соответствии с требованиями [44] должны быть
выполнены переделки для снижения коэффициента
возврата реле до 1,25. Измененная схема для комплекта ДЗ-2
приведена на рисунке 7-26.
Последовательно
с обмотками реле
8РП ДЗ-2
включаются два
стабилитрона Д814Г или Д814В
и заменяется
резистор в этой цепи на
резистор МЛТ-0,5 с
предварительно
подобранным
сопротивлением 1-1,5 кОм. Срабатывание репе должно происходить
при напряжении на выходе БП 21-22 В, а возврат - 26-
27 В. В защитах, выпущенных поспе апреля 1986 г., эти
переделки выполнены заводом-изготовителем.
ELS
8РП
30R
фч:
1VD
"й-
2VD
-й-
-@
Рис. 7-26 Схема контроля напряжения
блока питания с пониженным
коэффициентом возврата
К
Проверка стабилизирующего действия
стабилитронов Щ
Стабилизированное напряжение измеряется между
зажимом 39 и проводом 104 комплекта ДЗ-2.
При номинальном напряжении питания стабилизиро-
260
ванное напряжение должно быть в пределах 85-120 В и
не должно заметно изменяться при изменении
напряжения питания в пределах 0,8-1,1 ином- Дополнительно
измеряется стабилизированное напряжение при 0,2; 0,5; 0,7
Uhom- Определяется порог стабилизации, т. е. минимальное
значение входного напряжения, при котором
стабилизированное напряжение достигает максимального значения.
При напряжении 0,8 UH производится проверка
распределения напряжения между стабилитронами 1СТ-ЗСТ.
Напряжение на каждом стабилитроне должно быть в
пределах 28-37 В.
Ш |КТ"1 \Щ Проверка кодовых реле
Репе проверяются в полной схеме с соблюдением
полярности, с учетом добавочных резисторов и последовательно
включенных обмоток промежуточных и указательных репе.
Все МЭР должны быть вынуты из своих гнезд. В
необходимых случаях замыкание контактов МЭР имитируется
закорачиванием гнезд, предназначенных для
контактов МЭР Ш-
Блоки питания отключаются от общей схемы Щ.
Перед проверкой реле необходимо проверить
исправность и правильность включения искрогасительных
диодов, подключенных параллельно обмоткам репе.
Время срабатывания и возврата наиболее
ответственных реле при номинальном напряжении в полной схеме,
а также условия проверки приведены в таблице 7-2.
Напряжение срабатывания в полной схеме - не более 0,65
иНОм. напряжение возврата - не менее 10 В. Реле 4РП
отдельно от схемы имеет напряжение срабатывания 20-
24 В, напряжение возврата - 3,4 В.
Время срабатывания и возврата, а также
напряжение срабатывания и возврата кодовых реле можно
регулировать нажатием контактных пластин. Время
срабатывания и напряжение срабатывания регулируется
углом загиба якоря, а время и напряжение возврата -
воздушным зазором между сердечником и притянутым
якорем. В связи с тем, что влияние этих факторов на
напряжения и времена различно, возможна
независимая их регулировка.
Время замыкания и размыкания контактов,
измеренное с учетом вибрации (время до полного замыкания
контактов) и без ее учета (до первого касания), должно быть
близким. Существенное различие указывает на
недостаточную чистоту или некачественную регулировку контактов.
261
Таблица 7-2
Комплект
ДЗ-2
КРБ-126
КЗ-1
КЗ-2
Выносное
Реле
1РП
2РП
ЗРП
4РП
5РП
6РП
1РП
ЗРП
РП
РП-3
РП-4
РПУ-1
Время
срабатывания
-
45 мс
50 мс
25 мс
45 мс
60 мс
-
<40 мс
>65мс
<40 мс
>65мс
•
Время
возврата
0,1-0,14 с
-
-
-
-
0,3-0,45 с
£8мс
0,32-0,4 с
0,48-0,6 с
al,5c"
Условия проверки
Перемычка
25-27 снята
Перемычка
25-27 установлена
Демпферная обмотка
разомкнута
Демпферная обмотка
замкнута
Демпферная обмотка
разомкнута
Демпферная обмотка
замкнута
При подключенной
RC-цепочке
* Время срабатывания реле РП-4 комплекта КЗ-2 должно быть
примерно на 10 мс меньше времени срабатывания реле РП-3 для
обеспечения надежного срабатывания указательных реле, обмотки которых
шунтируются контактами РП-4
** Величина задается уставками.
Сталь магнитной системы и контакты со временем
стареют. Это, а также загрязнение магнитной системы,
приводит к увеличению времени возврата. У реле с большим
временем возврата это может привести к залипанию. При
первичной наладке этот фактор нужно учитывать.
Для проверки временных характеристик используются
«сухие» контакты (за исключением проверок реле с
применением системы РЕТОМ-41), то есть такие, на которые
не попадает напряжение, подаваемое на обмотки. Если нет
возможности выделить такие контакты коммутацией других
реле, проверяемое реле выносится на удлинитель.
Исполнительное реле Р (аналог РП-13), устанавливав-
262
шееся в реле сопротивления ранее, регулируется так,
чтобы оно срабатывало при напряжении не более 14,4 В,
поданном непосредственно на обмотку отключенного репе
толчком. Срабатывание должно быть надежно, без
остановок в промежуточном положении. Регулировку
осуществлять винтом. Репе типа РПГ, устанавливаемые в панелях
защиты последних лет выпуска, не регулируются.
Уставки реле времени выставляются окончательно в
полной схеме при комплексном опробовании.
Указательные реле 1РУ-4РУ комплекта ДЗ-2
срабатывают (отдельно от схемы) при токе 11-15 мА, в полной
схеме должны срабатывать при напряжении, меньшем
напряжения срабатывания 4РП, измеренного в полной
схеме. Ток срабатывания 5РУ - 4 мА, а совместно с
резистором 43R оно должно работать при напряжении 70 В.
Проверка времени ввода защиты блокировкой при
качаниях
Миллисекундомер включается для замера времени
замкнутого состояния контакта реле К1/4 комплекта КРБ-126
(клеммы 5-7), внешние цепи от клемм отключаются.
Запуск схемы осуществляется кратковременным
замыканием 1РТ от руки. Измеренное время равно сумме времени
возврата реле ЗРП и времени срабатывания реле 1РП.
HJ, |К1|, |В| Проверка полярности обмоток и
напряжения удержания реле 1РП комплекта ДЗ-2
+220
Рис. 7-27. Проверка полярности и тока удержания 1РП
263
Проверка выполняется по схеме-рисунку 7-27. На рисунке
не указаны элементы, которые не участвуют в проверке.
На выводах 65-67 комплекта ДЗ устанавливается
временная перемычка, репе 4РП фиксируется в состоянии
срабатывания. На рабочую обмотку толчком подается
номинальное напряжение, затем - полное напряжение на
удерживающую обмотку реле. Напряжение на рабочей
обмотке плавно снижается до нуля. При правильной
полярности якорь репе остается в притянутом состоянии.
Затем при снижении напряжения на удерживающей обмотке
определяется ток удержания реле.
Особенности проверки характеристик реле
при помощи системы РЕТОМ-41
Проверку параметров срабатывания промежуточных и
указательных репе в полном объеме можно выполнить в
программе «ЭПЗ-1636». Отдельные проверки параметров этих
реле могут быть выполнены в программах «О» и «МО.
При работе в программе «О» необходимо
соблюдать осторожность. Непроизвольный
щелчок «мышью» в поле диаграммы изменяет
напряжение на выходе РЕТОМ, если он
включен. Указатель «мыши» оставлять в поле
диаграммы опасно.
В программе «О» могут быть выполнены все
основные проверки электрических характеристик репе за
исключением времени возврата, которое оказывается
завышенным. Это связано с тем, что выходные цепи РЕТОМ
управляются транзисторным каскадом, в котором
транзисторы шунтируются защитными диодами. При снятии
постоянного напряжения с силовых клемм через диоды
продолжает протекать ток, обусловленный накопленной МДС
реле. Это приводит к задержке отпадания реле.
Изготовитель системы РЕТОМ рекомендует для достоверного
измерения времени возврата реле постоянного тока замеры
производить с применением физического разрыва цепи
в программах «ЭПЗ-1636» и «МС». Способы выполнения
физического разрыва описаны в приложении 2.
Проверка настройки частотных фильтров
Перед проверкой частотных фильтров необходимо
проверить затяжку стяжных винтов магнитопровода
дросселя. От генератора звуковой частоты подать напряжение
9
264
на выделенный из схемы фильтр. Изменением частоты
генератора определить резонансную частоту проверяемого
фипьтра по максимуму тока для фильтр-шунта и по
минимуму тока для фильтра-пробки. Допустимое отклонение
от заданной частоты ±5%. Настройка производится
изменением воздушного зазора магнитопровода дросселя.
В таблице 7-3 приведены данные, необходимые для
настройки фильтров Напряжения на входе фильтра
необходимо поддерживать постоянными.
Таблица 7-3
Место
установки
КРБ-126
ДЗ-2
КРС-1
Тип и обозначение фильтра
по схеме
Фильтр-шунт 250 Гц (1Др, 4С)
Фильтр-шунт 100 Гц (2Др, 6С)
IPC
2РС
ЗРС
IPC
2РС
ЗРС
Фильтр-пробка 100 Гц
ПАР. 4С)
Фильтр-пробка 100 Гц (1Др, 4Q
Фильтр-шунт 100 Гц (2Дф, 5С)
Напряжение, при
котором
производятся измерения
4-8 В
4-8 В
ЗОВ
30 В
1,5-2 В
Следует иметь в виду, что завод настраивает фильтры
довопьно точно. Без твердой уверенности в правильности
замеров перестраивать фильтры не следует.
Возможна проверка частотных фильтров для
невысоких частот по соотношению напряжений
на элементах фильтра при подаче напряжения
частотой 50 Гц. Для этого напряжение 5 В
подается на исключенный из схемы фильтр-шунт
и вольтметром с высоким входным сопротивлением
измеряются напряжения на емкости и индуктивности.
Резонансная частота определяется по формуле:
f-50W ' (7-18)
для 100 Гц^~4; для 250 Гц ^ = 25.
и, и i
Фильтр-пробку при такой проверке необходимо
распаять и переделать в фильтр-шунт.
265
Проверка частотных фильтров при помощи
системы РЕТОМ-41 выполняется в программе «О». Система
используется в качестве генератора низких частот.
Проверка устройства блокировки при качаниях
КРБ-126
■ Подача тока в трансформаторы ТА1—ТА4
f при раскороченных вторичных обмотках не-
f допустима. Это может привести к повреж-
ш дению обмоток.
Ш Ш\, QU Проверка фильтра токов
обратной последовательности
На шкале уставок \г выставляется рабочая уставка.
Исключается торможение и подпитка по 310
перестановкой перемычек 6-8 в положение 4-6 и 36-38 в положение
38-40 на комплекте КРБ-126. Реле ЗРП заклинено в
положении срабатывания. В рассечку накпадки Н4
включается миллиамперметр. Оперативный ток снят.
На вход защиты от регулируемого источника
поочередно подаются токи 1АВ, 1ВС, 1СА такой величины, чтобы ток в
реле 1РТ был равен 2,5 мА. Максимальное расхождение
величин токов по отношению к среднему значению
должно быть не более 3,5%.
Аналогично производится проверка при подаче токов
Uo< 1во> 'со- Фазные токи на входе защиты при токе в
реле 1РТ, равном 2,5 мА, должны превышать
междуфазные в л/з раз.
Возможна проверка настройки фильтра по срабатыванию
пускового реле 1РТ вместо измерения тока в его обмотке.
При этом индикатор срабатывания нужно подключить на
зажим 24 и провод, отсоединенный от зажима 23.
Если погрешность превышает допустимые пределы,
необходимо произвести настройку фильтра. Настройка
подобна настройке ФНОП реле РНФ-1М на однофазном
напряжении. Снимаются перемычки 29-31, 33-35 и
разбирается накладка \2. На зажим 35 и общий зажим
накладки 12 подается переменное напряжение 100 В.
Напряжения на отдельных элементах фильтра, измеренные
вольтметром с высоким входным сопротивлением,
должны отвечать условиям:
U* _^+Л1„_86,5±0ДВ = л/з
U„^ U1C 50±0,5Б
(7-19)
266
Настройка фильтра производится путем подгонки
сопротивлений плеч с помощью резисторов 7R и 10R.
После восстановления перемычек 29-31 и 33-35 и установки
накладки 1г в рабочее положение повторяется проверка
настройки ФТОП.
Если результаты повторной настройки ФТОП
неудовлетворительные, необходимо проверить коэффициенты
трансформации трансформаторов 2ТТ и ЗТТ и
правильность полярности включения их обмоток.
Проверка коэффициентов трансформации
Во вторичные обмотки включить миллиамперметр в
рассечку перемычек 29-31 ипи 33-35 и на вход защиты
подать номинальный ток в сочетаниях:
АС, АО, СО для 2ТТ;
ВС, ВО, СО для ЗТТ.
Вторичные токи при этом должны быть равны
соответственно 115, 76, 38 мА, что соответствует отношению
между ним 3:2:1.
Проверка полярности
Снимаются перемычки 29-31 и 33-35,
миллиамперметр включается между зажимами 29 и 33. На вход
защиты подается ток 1С0. При этом ток в миллиамперметре
должен быть равен 0.
(ТГ| Проверка настройки фильтров второй и пятой
гармонической составляющих выполняется в
соответствии с рекомендациями, приведенными выше.
[Щ [кТ1, [в] Проверка чувствительности пускового
органа по \2 на рабочей уставке
Выполняется при отключенном торможении и пуске по
току нулевой последовательности. Индикатор
срабатывания подключается на зажим 24 и отсоединенный провод
с зажима 23. В защиту подается ток 1АВ.
Миллиамперметр отключается от схемы, накладка Н4
устанавливается в положение «а»-«б». Измеряется
первичный ток срабатывания реле 1РТ при г.одаче тока 1АВ
при подтянутом якоре реле ЗРП. Значение тока обратной
последовательности на входе ФТОП в момент
срабатывания реле определяется из уравнения:
267
Величина /^ должна соответствовать уставке по току
1г. При необходимости регулируется изменением
величины тока срабатывания реле 1РТ.
Ток срабатывания реле 1РТ типа РП-7 должен быть в
пределах 2,4-2,6 мА, коэффициент возврата - не менее
0,45. Регулировка тока срабатывания производится с
помощью правого контактного винта реле, возврата - левого.
Зазор между контактами должен быть не менее 0,4 мм.
Коэффициент возврата в полной схеме должен быть
0,7-0,9. Срабатывание 1РТ проверяется при поджатом
ЗРП, возврат - при отпущенном.
При несоответствии нужно проверить регулировку
реле и сопротивление резистора R12.
Ш 1"К1~1, [в] Проверка коэффициента торможения
на заданных уставках
Тормозной ток величиной 2-4 1ном подводится к
отключенному от схемы трансформатору 1ТТ. Для выделения
1ТТ из схемы нужно снять перемычки 6-4 и 6-8. Питание
током нулевой последовательности исключено установкой
перемычки 38-40. Якорь реле ЗРП заклинен в поджатом
состоянии. На зажимы 4 и 8 подается тормозной ток от
отдельного источника, на вход комплекта подается
линейный ток lBC. Ток срабатывания устройства проверяется при
наличии и при отсутствии тормозного тока.
Коэффициент торможения определяется по формуле:
ТГ Н(<р7 НС со .пдп/ ' 2VL 1 МИН
Кг = ~~7Г77~^~ х'00% х / - (7-21)
\J 'т 'па
где 1ВСсрТ — ток срабатывания на входе защиты при
наличии торможения;
1ВСср— ток срабатывания на входе защиты без
торможения;
/т — ток торможения;
1густмин— минимальная уставка по току обратной
последовательности;
hycT— рабочая уставка по току обратной
последовательности.
Допустимое отклонение - ±10%.
Для минимальной уставки выражение упрощается:
к =/"'W"/«'7-xl000/o (7.22)
л/3*/7 1
268
Ш (ЕЙ Ш\ Проверка чувствительности по току
нулевой последовательности
Торможение выведено установкой перемычки 4-6.
Уставки по 3 10 даны для случая независимого
питания трансформатора ТА4. Для исключения влияния органа
обратной последовательности ток подводится к зажимам
36 и 40 при снятой перемычке 36-38. Реле КЗ заклинено
в сработанном состоянии. Ток срабатывания устройства
должен соответствовать заданной уставке по 3 10 с
точностью 15% 00 или 12% ЦТ]. Если для получения
необходимой уставки производится регулировка, нужно
повторно проверить уставку по 1г.
HJ, |К1|, [В Проверка чувствительности пуска по
току нулевой последовательности на рабочей уставке
Проверка производится при раздельном питании
трансформаторов по /г и по 310. Торможение выведено
перемычкой 4-6. Реле ЗРП заклинено в сработанном состоянии.
В рассечку накладки Н4 включается миллиамперметр.
Проверяется соответствие характеристики кривой,
приведенной в заводской документации для заданных уставок.
Определяется ток 1АВ, необходимый для получения
выбранного значения /2 из выражения (7-20), подается ток
расчетной величины и поддерживается неизменным.
При подаче на вход 4ТТ различных величин тока 310
фиксируется ток в накладке 1РТ и определяется кратность
тока в реле по отношению к току его срабатывания:
ккрлт - -у^- . (7-23)
где 1СРАБ — ток срабатывания реле при отсутствии
торможения;
1реле — ток срабатывания реле при поданном
торможении.
По данным замеров строится характеристика
чувствительности КРБ-126 и сравнивается с данными
заводской информации.
По окончании проверок КРБ-126 нужно восстановить
перемычку между клеммами 4-6 и конец на клемме 23.
Для оценки работы устройства при последующих
неполных проверках ([к],[0]) в качестве дополнительной можем
рекомендовать проверку тока срабатывания устройства
в полной схеме при подаче различных сочетаний
токов. Перемычка 4-6 снята, 6-8 установлена. При
подаче сочетаний токов, содержащих ток фазы А (АВ, СА,
269
АО), ток срабатывания устройства увеличивается. При
расчете коэффициента торможения по выражению (7-21)
вместо тока 1ВСсрТ и /г применяются подводимые
сочетания токов. В этом случае погрешность измерения
коэффициента торможения довольно высока, но проверка
позволяет, во-первых, проверить правильность сборки
токовых цепей после окончательной сборки схемы (с
учетом торможения), а во-вторых, снизить трудозатраты при
последующих неполных проверках. Эта методика, как
показано ниже, принята в качестве основной в
системе РЕТОМ-41.
Ль 1К1|, |В| Проверка реле напряжения К4
выполняется в соответствии с рекомендациями раздела
«Электромагнитные реле тока и напряжения».
Особенности проверки КРБ-126 при помощи
системы РЕТОМ-41
Проверка выполняется в программах «ЭПЗ» и
«КРБ-126».
Проверка чувствительности пускового органа по /.
и настройки фильтра токов обратной
последовательности могут выполняться как традиционными методами
(с поочередной имитацией различных видов КЗ,
контролем тока срабатывания и последующим вычислением 1гСР),
так и прямым методом.
Проверка прямым методом (подачей симметричного
тока обратной последовательности) позволяет проверить
уставку устройства по току обратной последовательности,
но качество настройки ФТОП не проверяет. Для
проверки качества настройки ФТОП может быть
рекомендована проверка небаланса ФТОП при подаче
симметричного тока прямой последовательности.
Проверка загрубления по 12ср от токов 5-й
гармоники может выполняться вместо традиционной настройки
фильтра 5-й гармоники. Проверка производится подачей
симметричной системы токов обратной
последовательности при частоте в 250 Гц. Официальных критериев
правильной настройки фильтра при такой проверке пока нет,
поэтому все же рекомендуем выполнять проверку
традиционными методами.
Проверка коэффициента торможения
Вместо обычной проверки загрубления
чувствительности органа обратной последовательности при подаче
тока в узел торможения предусматривается проверка
коэффициента торможения при протекании тока одновре-
270
менно по фильтру токов обратной последовательности и
трансформатору 1ТТ. При этом коэффициент торможения
определяется на начальном участке тормозной
характеристики. Как было сказано выше, такая методика
рекомендована авторами настоящего пособия в качестве
дополнительной, но использование ее в качестве основной
мы считаем неправильным.
Проверка общепринятыми методами может быть
выполнена в программе «О». При этом ток в основную цепь
и в цепь торможения подается от разных фаз токового
выхода установки РЕТОМ.
В дополнение к проверкам, предусмотренным [4] и [5],
система РЕТОМ-41 в программах "ЭПЗ" и "КРБ"
позволяет выполнить:
— проверку тока срабатывания в полной схеме;
— проверку минимального времени фиксации
пуска ТФП;
— проверку дополнительной погрешности 1гср при
отклонении частоты.
Проверка тока срабатывания при выставленных
уставках в полной схеме заключается в определении
тока срабатывания при КЗ при введенных в работу всех
трансформаторах устройства блокировки и выставленных
уставках по 12, 3 10 и 1^.
Проверка минимального времени фиксации
пуска ТФП
При изменении длительности несимметричного режима
определяется время, достаточное для срабатывания
блокировки. Позволяет оценить возможность срабатывания
блокировки при кратковременной несимметрии.
Проверка дополнительной погрешности 12ср при
отклонении частоты
Проверка производится прямым методом - подачей
симметричной системы токов обратной
последовательности.
Обмотки КРБ-126 не допускают
длительное протекание тока, превышающего 110%
номинального. Во избежание повреждения после
проверки комплекта токовые цепи его
желательно закоротить установкой перемычек
на выводах 2-32, 10-34, 12-40 с внешней стороны.
Перемычки снимаются перед комплексным опробовани-
е« защиты.
f
271
Проверка устройства блокировки при неисправности
цепей напряжения (БНН)
Перед проверкой нужно отключить шунтирующие цепи
(в комплектах ДЗ-2, КРС-1 снять разъемы цепей
напряжения реле сопротивпения, на панели отсоединить цепи
напряжения РМ).
Проверка механического состояния поляризованного
реле приведена выше.
[н] Проверка параметров срабатывания
исполнительного органа по постоянному току
Миллиамперметр включается в рассечку накладки 7Н.
В защиту подается регулируемое напряжение 0М. Ток
срабатывания и коэффициент возврата реле 1РН
должны быть равны:
1СР = 1,7-1,9 мА;
Кв г0,45.
Д| Проверка настройки ветвей звезды
сопротивлении
Выполняется поочередной подачей фазных
напряжения величиной 58 В при замкнутых на нуль двух
свободных фазах. Ток в реле 1РН при подведении напряжений
Uco и Ubo должен быть в два раза меньше, чем при
подведении напряжения UA0. Допуск ±5%.
Н] Проверка идентичности ампер-витков обмотки,
включенной в нулевой провод звезды сопротивлений
и компенсационной обмотки, включенной на
напряжение фазы «А» разомкнутого треугольника
трансформатора напряжения
Проверка выполняется по схеме-рисунку 7-28а.
При поочередной подаче на комплект ДЗ-2
напряжения UB0 = 64 В vi Uco= 64 В, а на компенсационную
обмотку (заж. 40 и 75) - U= 110 В регулировкой резистора 37R
нужно добиться отсутствия тока в обмотке 1РН.
Аналогичная регулировка выполняется при подаче
UA0 =32 В.
Ток небаланса допжен быть не менее чем в 3 раза
меньше тока возврата реле. Если ток небаланса
невозможно снизить до нужной величины, нужно проверить
номиналы резисторов 33R, 34R и 35R.
Н| Проверка идентичности ампер-витков обмоток,
включенных встречно, одна из которых включена в
нулевой провод звезды сопротивлений, а другая - на
напряжение 3 0о
Проверка выполняется по схеме-рисунку 7-286.
272
-100В
Рис 7-28. Проверка идентичности обмоток трансформатора устройства
блокировки при неисправности цепей напряжения
-100В
К параллельным
цепям звезды
(перемычки 42-44-46 и заж, 48)
подводится напряжение
14,5 В, а к
компенсационной обмотке - 100 В
в противофазе. Ток в
обмотке 1РН
снижается регулировкой
резистора 39R.
После проверки
устройства нужно
восстановить цепи напряжения.
Окончательная проверка устройства блокировки
выполняется при подаче рабочего напряжения от
вторичных обмоток ТН.
Особенности проверки БНН с использованием
системы РЕТОМ-41
Проверку можно выполнять в программах «ЭПЗ», «0»,
«1». В автоматическом режиме в программе «ЭПЗ» про-
273
верка настройки ветвей звезды сопротивлении
дополнена аналогичными проверками для цепей 3U0 и иин.
Значения напряжений срабатывания устройства при подаче
различных сочетаний напряжений должны
приблизительно соответствовать отношениям:
UM :UHt :Ua, :3£/0 :1'ин =U(, : 2U(I. :2UU, : fiu,.,, : >/Й/,,.
Проверка реле сопротивления
Перед первичной настройкой реле или перед
изменением уставок нужно выполнить расчет витков на
трансформаторах напряжения.
Вторичные уставки для каждой зоны подсчитывают-
ся по формуле:
7 -7 *~Л-
*-У(Г ВТОР ~ **УП ЛГРВ J» (7-24)
где ZycTnEPB— первичное значение сопротивления
срабатывания защиты соответствующей зоны;
Ктт — коэффициент трансформации
трансформаторов тока;
Ктн — коэффициент трансформации трансформаторов
напряжения.
Количество включенных витков трансформаторов
напряжения (в процентах от общего числа витков
трансформаторов) определяется из выражения:
N = ZvcI^x\omi {725]
Zy<r
где ZyCT — вторичные уставки дистанционных органов;
^уст мин — минимальное значение сопротивления
срабатывания реле при N=100% витков.
Величины Zycr мин и другие данные реле
сопротивления приведены в таблице 7-4.
Данные, соответствующие панели защиты с
номинальным током 1 А, приведены в скобках.
Величина ZyCT шн, если не задана уставками,
выбирается исходя из заданных диапазонов токов настройки
(реальные токи КЗ в конце зоны). Нижний предел тока
настройки должен быть в 1,3 раза выше гарантированного
тока точной работы, а верхний предел - меньше
максимального гарантированного тока точной работы, то есть
при малых уровнях токов настройки целесообразно иметь
большую уставку и, следовательно, большую
чувствительность PC по току.
274
Таблица 7-4
Зоны
1,11
III
^■УСТ МИН
Ом/фазу
0,25 (1,25)
0,5 (2,5)
1 (5)
1(5)
1,5 (7,5)
1 (5)
1,5 (7,5)
1 (5)
1,5 (7,5)
Вид характеристики
срабатывания
Окружность
Окружность без
смещения в III квадрант
Эллипс без смещения в
III квадрант
Окружность или
эллипс со смещением в
III квадрант
Ток точной работы, А
от (не
более)
5,8 (1,16)
2,9 (0,58)
1,45 (0,29)
1 6 (0,32)
1,1 (0,22)
2,2 (0,44)
1,5 (0,3)
2,75 (0,55)
1,85 (0,37)
до (не
менее)
150 (30)
100 (20)
50 (10)
50 (10)
33,5 (6,7)
50 (10)
33,5 (6 7)
42 (8,4)
28 (5,6)
При больших уровнях токов настройки
целесообразно иметь меньшую уставку и лучшее обеспечение
работы по "памяти".
Проверка вспомогательных устройств
Настройка и проверка отдельных элементов реле
сопротивления выполняется, если при основных проверках
не удается получить требуемые характеристики или
после замены (ремонта) элементов. Производится при
вынутых блоках диодов (нуль-индикаторов) и разомкнутых
накладках 1Н, 2Н, ЗН, 4Н.
Проверка трансформаторов напряжения
На всех реле сопротивления устанавливаются
требуемые углы максимальной чувствительности и
максимальное число витков на трансформаторах 1ТН (ДЗ-2) и ТН
(КРС-1), равное 95 виткам. На вход защиты поочередно
для каждого реле подается переменное напряжение 100 В
соответствующих фаз:
1РС-*ЛБ
2РС- и^
3PC-UCA.
Напряжение на каждой из отпаек соответствующего
трансформатора измеряется вольтметром с высоким
входным сопротивлением. Данные замеров с точностью 5%
должны соответствовать расчетной величине:
К,
U7=U, xNx-±-
21 100
(7-26)
275
где U1 — напряжение, подводимое к первичной обмотке
трансформатора;
К'и — коэффициент трансформации трансформатора
1ТН (ДЗ-2) или ТН (КРС-1), равный 2 и 2,5
соответственно при фмч = 65 град., фмч = 80 град.
После проверки ТН переключатели уставок в цепях
напряжения устанавливаются в положение, при котором
сумма цифр у гнезд переключатепя была равна или на
5% меньше расчетного числа.
Вторичная обмотка ТН состоит из двух
f полуобмоток и недопустимо устанавливать
^^ °^а штеккера в гнезда одной полуобмот-
ж ки (первая полуобмотка имеет маркировку у
гнезд О , 5 , 10 , 15 ). В этом положении
обмотка замыкается накоротко и трансформатор при
подаче напряжения может быть поврежден.
Проверка трансреакторов
Нуль-индикаторы вынуты из своих гнезд. Накладки 1Н
и 2Н разомкнуты, трансреакторы остаются
нагруженными только на резисторы, образующие угол максимальной
чувствительности.
На вход защиты поочередно для каждого реле
подаются соответствующие токи:
1РС-/ДВ
2РС-/ВС
ЗРС-/СД)
равные номинальному или двойному номинальному току.
Напряжения на резисторах измеряются вольтметром с
высоким входным сопротивпением. Данные замеров с
точностью ±7% должны соответствовать расчетной величине:
U = 2 I х ZycT мин при Фмч = 65 град., (7-27а)
U = 2,5 I х Zycr м„„ при фмц = 80 град., (7-276)
где / — ток, подводимый к последовательно соединенным
первичным обмоткам реле (ток на входе);
ZyCT мин— минимальная уставка по сопротивлению
срабатывания.
Разница напряжений на резисторах рабочего и
тормозного контура для каждого отдельного трансреактора
не должна превышать 0,5 В.
Величина этих напряжений может быть изменена
подбором резисторов или изменением воздушного зазора
трансреактора. Заменять резисторы типа С2-29 (ПТМН)
на МЛТ недопустимо, так как это может нарушить
стабильность угла максимальной чувствительности.
276
Н]1 Проверка настройки резонансных контуров
подпитки комплекта ДЗ-2
Платы нуль-индикаторов сняты. Накладки 1Н, 2Н и ЗН
разомкнуты. На вход защиты поочередно для каждого из
реле подается переменное напряжение контура подпитки
величиной 58 В (1РС-(УС0, 2PC-UA0, 3PC-UB0).
Напряжения на вторичных обмотках 2ТН рабочего и
тормозного контура измеряются вольтметром с высоким
внутренним сопротивлением. Ориентировочная
величина напряжения - 5,5-8,5 В. Разница напряжений на
обмотках рабочего и тормозного контура не должна
превышать 0,2 В.
Сдвиг по фазе между напряжением, подводимым к
контуру подпитки, и напряжением на вторичной обмотке
2ТР должен быть 90±5°. Угол можно измерить прибором
ВАФ-85 ипи другим устройством для измерения углов.
Замер углов можно заменить проверкой
распределения напряжения по элементам контура подпитки.
Измерения производятся вольтметром с большим
внутренним сопротивлением. При этом напряжения на
первичной обмотке трансреактора 2Тр и конденсаторе 6С
должны быть равны между собой и составлять
примерно 250-300 В. Регулировка настройки выполняется
изменением зазора раздвижного магнитопровода
трансреактора 2Тр (индуктивного сопротивления) ипи изменением
емкости конденсатора 6С. Если на конденсаторе
напряжение выше, можно добавить конденсатор 0,01-0,05 мкФ
500 В параллельно установленному или уменьшить зазор
2Тр. Если выше напряжение на обмотке 2Тр, можно
увеличить воздушный зазор 2Тр либо заменить конденсатор
на другой меньшей емкости, подобрав его того же типа.
В панелях последних выпусков устанавливаются
конденсаторы К73-17.
Проверка нуль-индикаторов
_ I В соответствии с требованиями [44] про-
г верка производится только при поиске пеис-
f правностей, так как возможно повреждение
» элементов при неосторожном обращении.
Платы с нуль-индикаторами установлены во
все реле сопротивления, накладки 1Н, 2Н, ЗН PC
установлены в положение «б»-«в».
В защиту подан оперативный ток. На точку «б»
насчитаем неоправданным отказ от этой проверки
277
кладки ЗН через резистор МЛТ-0,5 R = 2,0 кОм подается
напряжение +15 В. Напряжение +15 В снимается с
клеммы 79 блока ДЗ-2 или клеммы 7 КРС-1.
Напряжения на контрольных точках платы НИ
измеряются относительно "0" вывода блока питания.
Напряжения должны соответствовать величинам, приведенным
в таблице 7-5.
Таблица 7-5
Контролируемые точки
10У-10
20У-4
20У-10
2Ш-16
Напряжение, В при
отсутствии сигнала на
входе НИ
+ 11,5- +14,5
+ 0,2- +0,5
-13,5 - -16
-0-3
наличии сигнала на
входе НИ
-11,5- -14,5
-0,2--0,5
+ 12- +14,5
+25 - +28
Настройка реле сопротивления комплекта КРС-1
HJ Проверка ограничивающего действия диодов
6Д и 7Д
Цепи напряжения закорачиваются на входе
защиты. Здесь и в дальнейшем при проверке одного из
дистанционных реле комплектов КРС-1 и ДЗ-2 накладки ЗН
всех остальных реле должны быть установлены в
положение "б"-"в".
Щ Накладка ЗН проверяемого реле устанавливается
в положение "б"'-"в". Между точками "а" и "в" накладки ЗН
включается вольтметр. Для проверки диодов реле
сопротивления 1РС, 2РС, ЗРС на вход защиты подаются
поочередно токи /ДБ, 1ВС, /сд при плавном увеличении их до
значения 5 1Н0М и кратковременно - до 10 1Н0М.
Проверка диода 7Д производится при разомкнутой
накладке 1Н, 6Д - при разомкнутой накладке 2Н. Напряжение
на входе нуль-индикатора должно быть не более 0,7-1 В.
Ограничение напряжения должно наступить при токе на
входе защиты не более 5 1Н0М.
щ миллиамперметр подключается между выводами "а"
и "б" накладки ЗН. В остальном проверка аналогична. Ток
не нормируется, но так как ток устойчивости МЭР -
2 мА, измеренная величина тока должна быть
существенно ниже.
Проверка токов срабатывания и возврата МЭР в
полной схеме Ш
278
Вместо миллиамперметра подключается
микроамперметр. Накладка 1Н разобрана, 2Н собрана. Определяется
ток срабатывания МЭР при подъеме тока в его обмотке
от нуля (подача тока и напряжения на вход защиты). В
качестве индикатора срабатывания используется светодиод
стенда, неоновая лампа комплекта ДЗ-2 или омметр.
_ I Пользоваться для индикации срабатыва-
Jr ния МЭР пробниками с лампочками накали-
f вания или контролировать срабатывание
* I по работе реле 2РП (ЗРП, 4РП) в
комплекте ДЗ-2 недопустимо, так как это может
вызвать повреждение контактов реле. Эти же меры
предосторожности нужно соблюдать и при снятии
характеристик PC.
Ток срабатывания МЭР должен быть 8-10 мкА.
Возвращаться МЭР должен при снижении тока до нуля.
Далее нужно проверить четкость работы контактов
МЭР. При снятой накладке 1Н подачей тока на вход
панели (1РС - lAB, 2PC - lBC, 3PC - 1СА) устанавливается ток
в МЭР 15мкА. Фиксируется ток на входе защиты,
устанавливается 1Н и изменяется полярность прибора. На вход
защиты подается зафиксированный ток и регулируемое
напряжение (1PC-UAB, 2PC-UBC) 3PC-UCA). При токе через
МЭР, равном 40 мкА, контролируется четкость
срабатывания и возврата его при замыкании и размыкании
накладки 1Н по показаниям индикатора срабатывания.
HJ Выравнивание комплексных сопротивлений
рабочего и тормозного контуров на рабочих уставках
(выравнивание контуров или установка «мертвой зоны»)
Выравнивание комплексных сопротивлений контуров
позволяет обеспечить незначительное преобладание
тока в нуль-индикаторе от тормозного контура над током
от рабочего контура при подаче тока и отсутствии
напряжения. Благодаря этому образуется смещение
характеристики реле сопротивления в i квадрант.
На реле выполнена круговая характеристика.
Смещение в III квадрант (КРС-1) выведено, цепи напряжения
закорочены. На трансформаторах напряжения и
трансреакторах отпайки установлены в соответствии с расчетом
по выражению (7-25). Накладки 1Н и 2Н замкнуты.
Прибор включается в рассечку накладки ЗН («минус» к
выводу «а»).
Щ Микроамперметр с внутренним сопротивлением не
более 200-250 Ом включается последовательно с МЭР
279
между зажимами "а" и "б" накладки ЗН. При отсутствии
прибора с малым внутренним сопротивлением
возможно использование микроамперметров с сопротивлением
2000-3000 Ом с пределами 50-500 мкА. Прибор
включается вместо МЭР между выводами "а" и "в"
разомкнутой накладки ЗН. При этом он своим внутренним
сопротивлением заменяет входное сопротивление МЭР.
jTj] Накладка ЗН ставится в положение "б"-"в", прибор
сопротивлением не менее 1 кОм включается между
зажимами "а"-"б". Входное сопротивление нуль-индикатора
очень велико, и при этом измеряется ток не через сам
нуль-индикатор, а через шунтирующий резистор.
На вход защиты подается номинальный ток:
1РС-(«
2РС-/ВС
ЗРС-/о,.
Величина тока регулируется резистором 13R в
пределах 8-15 мкА. Величина этого тока определяет
смещение характеристики реле сопротивления в i квадрант на
1-2% ZyCT.
ТГ|, [к]], \в\ Настройка (проверка настройки) реле
сопротивлении на заданную уставку по сопротивлению
На реле вводятся эллиптичность (накладки 8Н и 4Н)
и смещение (1Н в положение "а"-"б"), если они заданы
уставками.
На защиту подан оперативный ток. На вход защиты
подаются ток и напряжение двухфазного КЗ
соответствующего сочетания фаз. Угол между ними равен
заданному углу линии.
Величину тока обычно выбираем:
при ZyCT мин = 1(5) Ом/ф I = W=5(1) A;
при ZyCT мин = 1,5(7,5) Ом/ф. / =-^ = 3(0,66)Л за
исключением случаев, когда величина ZyCT имеет большие
величины, и для выставления уставки при заданных токах
на реле пришлось бы подавать напряжение больше 110 В.
Ток проверки должен быть не ниже тока точной работы,
приведенного в таблице 7-4.
где ZCP - сопротивление срабатывания PC, Ом;
280
Ucp — напряжение срабатывания PC, В;
lP — ток, подаваемый в реле, А.
Следовательно, напряжение, при котором реле
должно сработать на уставке, равно:
UCP = 2 lCPx ZyCT . (7-29)
Плавная регулировка уставок реле сопротивления
выполняется резистором 24R. Если регулировкой резистора
требуемую уставку получить не удается, нужно изменить
число витков ТН. После выставления требуемой уставки
переменный резистор фиксируется контргайкой.
Для проверки коэффициента возврата реле
напряжение сначала снижается ниже напряжения срабатывания
на 10-20%, а затем повышается до размыкания
контактов реле. Коэффициент возврата определяется по
формуле, аналогичной (4-2).
Коэффициент возврата не должен превышать 1,1 для
защит первого поколения. У защит второго поколения он
очень близок к 1.
Не следует принимать плавное погасание неоновой
лампочки (светодиода)-индикатора срабатывания МЭР за
нечеткую работу контактов. Через лампочку заряжается
конденсатор искрогасительного контура, включенного
параллельно разомкнувшимся контактам. Ш
)~Н], [кТ], [в] Определение угла максимальной
чувствительности фмч
Угол максимальной чувствительности определяется
методом «засечек». Условия проверки и величина
тока - те же, что и при настройке уставки. На вход
защиты подается напряжение величиной 0,7-0,8 UCP. При
изменении угла между подведенным напряжением и
током определяется угол срабатывания при вращении
фазорегулятора по часовой стрелке и в обратную
сторону. Угол максимальной чувствительности определяется
по формуле:
_ <РХ + <Р->
V™- 2 ' <?-30>
где фмч- угол максимальной чувствительности;
Ф, - угол срабатывания при вращении рукоятки
фазорегулятора по часовой стрелке;
Ф2 - угол срабатывания при вращении рукоятки
фазорегулятора против часовой стрелки.
Допустимое отклонение от заданного - 5%.
После проверки или регулировки нужно проверить на-
281
пряжение и сопротивление срабатывания реле при
полученном фмч.
Н| Проверка смещения характеристики реле в
I квадрант (если не задано смещение в III квадрант)
Условия проверки - те же, что и при регулировке
уставки. Между током и напряжением устанавливается
действительный фмч. Проверка выполняется снижением
подводимого напряжения до нуля. Реле при этом должно
отпасть. При плавном подъеме напряжения фиксируется
его величина, соответствующая срабатыванию реле. Это
напряжение соответствует сопротивлению смещения в
первый квадрант аналогично выражению (7-28).
Отношение
^-хЮ0% {7.31)
густ
должно быть в пределах 1-2%.
Н| Проверка смещения характеристики реле
в II! квадрант (если это смещение задано)
Условия проверки те же. Угол между напряжением
и током, поданными в защиту, устанавливается равным
фмч+180 град. Плавным понижением напряжения
определяется напряжение срабатывания и соответствующее ему
сопротивление смещения. Отношение (7-31) должно
соответствовать заданной уставке. Для плавной регулировки
смещения можно использовать резистор 13R, но нужно
помнить, что при регулировке 13R изменяется и ZcP на
рабочей уставке. Кроме того, нарушается ранее
выполненное выравнивание комплексных сопротивлений контуров
(принципиально лишь при заданном смещении в I
квадрант), и при отказе от смещения в III квадрант
настройку нужно будет повторить.
И], (|К11, [В])1 Снятие характеристики зависимости
Z = Щ) (угловая характеристика) и определение
коэффициента сжатия эллипса
Проверка выполняется в тех же условиях.
Характеристика снимается при изменении угла между током и
напряжением в пределах от 0 до 360 градусов
ступенями через 30 градусов. Вблизи угла, равного фмч,
ступени можно делать меньше. При каждом значении угла
напряжение снижается до срабатывания реле.
Сопротивление срабатывания определяется из выражения (7-28).
1 Считаем неоправданным отказ от этой проверки при [ki] | В |.
282
По снятым точкам в комплексной плоскости строится
характеристика ZCP=f(y) и определяются величины малой и
большой полуосей. Эллиптичность определяется как
отношение этих осей:
а
"И-
где е — коэффициент сжатия эппипса;
а — длина малой полуоси;
b — длина большой полуоси.
Круговая и
эллиптическая
характеристики приведены на
рисунке 7-29.
Коэффициент сжатия
эллипса должен
соответствовать заданному с
точностью ±10%.
Аналитический расчет
эллиптичности довольно
громоздок и неудобен,
к тому же необходимые
замеры с применением
традиционных
испытательных устройств типа
У5053 трудно получить.
В связи с этим
традиционно применяется
графический метод расчета
(7-32)
£ =0,6
Рис. 7-29 Угловая характеристика
реле сопротивления при различных
коэффициентах сжатия эллипса
Ш (I K11, [В}1 Снятие характеристики зависимости
Z = Щ (характеристика точной работы)
Проверка выполняется в тех же условиях.
Характеристика снимается при угле между током и
напряжением, равном заданному углу настройки или при
угле фмч, если угол настройки не задан. Напряжение и
сопротивление срабатывания реле проверяются при
различных токах. Ток точной работы - это ток, при котором
сопротивление срабатывания реле отклоняется от
проверенного при номинальном токе не более чем на 10%.
В сторону повышения тока характеристика снимается до
напряжения 100 В, в сторону понижения - до получения
тока точной работы. Он должен быть не менее чем в 1,3
Считаем неоправданным отказ от этой проверки при [ki] [jf]
283
раза ниже минимального тока КЗ в конце защищаемой
линии и не выше величины, приведенной в таблице 7-4.
Пример характеристики приведен на рисунке 7-30.
1т.р. IР
Рис. 7-30. Характеристика точной работы PC.
Настройка реле сопротивления комплекта ДЗ-2
(Гнр1 Проверка ограничивающего действия диодов
6Д и 7Д выполняется аналогично комплекту КРС-1.
([И], [кТ], [в])2 Настройка (проверка настройки)
реле сопротивления на заданную уставку по
сопротивлению срабатывания при заданном ц>„
Проверка выполняется аналогично комплекту КРС-1, но
дополнительно нужно подать напряжение подпитки от
третьей фазы. Для реле 1РС напряжением подпитки является Uco,
для 2РС-0АО, для 3PC-UB0. Для выполнения этого на
испытательном стенде У5053 нужно включить тумбпер фазы С,0
(S29). Кроме того, в комплекте ДЗ-2 одно реле
сопротивления контролирует сопротивление I и II зон.
Переключение уставок с I на II зону производится с помощью реле
1РП. При подтянутом якоре 1РП реле включено на уставки
! зоны, при отпущенном - на уставки II зоны.
([И])3 Выравнивание сопротивлений рабочего и
тормозного контуров
Методика настройки при подаче тока аналогична КРС-1. В
зависимости от уставки ZmH проверка производится при
токах, приведенных в таблице 7-6.
Считаем неоправданным отказ о г этой проверки.
То же
То же.
284
Таблица 7-6
Номинальный ток, А
уставке ZiMMH
Ток проверки самохода, А
5
0,25
20
0,5
10
1,0
5
1
1,25
4
2,5
2
5,0
1
Если заданный ток трехфазного КЗ на шинах
меньше расчетного тока проверки, настройка ведется при
заданном токе.
Допустимые пределы тормозного тока 8-15 мкА.
Настройка схемы сравнения от контура подпитки
производится на уставке I зоны и уточняется на
уставке II зоны.
К контуру подпитки проверяемого реле подводится
напряжение величиной 58 В:
1РС - Uco
2РС - UA0
ЗРС - UB0,
при этом основные цепи напряжения (1РС - U№, 2PC -
UBC, ЗРС - UCA) этого реле должны быть закорочены,
токовые цепи - разомкнуты.
Тормозной ток должен быть в пределах 0-10 мкА.
Если не удается установить тормозной ток в соответствии
с требованиями обеих проверок, нужно вновь проверить
настройку 1Тр, 2Тр и 1Тн, проверить сопротивления
резисторов 14R, 15R.
После регулировки уставок необходимо повторно
проверить выравнивание контуров, затем повторно
проверяется настройка репе сопротивления на заданную уставку.
([Я], [кТ], [в])1 Определение угла максимальной
чувствительности (рич
Эта проверка выполняется аналогично КРС-1. На
реле, кроме тока и напряжения двухфазного КЗ, подается
напряжение подпитки от третьей фазы.
(ПЛ)2 Проверка смещения характеристики реле в
I квадрант выполняется аналогично КРС-1. Напряжение
подпитки от третьей фазы снято.
Определение угла максимальной
чувствительности в режиме реле направления мощности
выполняется для облегчения последующих проверок
направленности реле.
1 Считаем неоправданным отказ от этой проверки.
2 То же.
285
Цепи основного напряжения (1РС - UAB, 2PC - UBC,
ЗРС - UCA) закорачиваются, в защиту подается
номинальный ток при имитации двухфазного КЗ и соответствующее
напряжение подпитки величиной 58 В (1РС - l/co, 2РС -
UM ЗРС - UB0).
Определяются углы между током и напряжением
подпитки, при которых PC срабатывает, и строится линия
нулевых моментов в комплексной плоскости. Линия
нулевых моментов состоит из двух векторов, исходящих из
начала координат комплексной плоскости и делящих
комплексную плоскость на зону срабатывания и зону
торможения. Векторы расположены под углами,
соответствующими углам срабатывания PC. Зона срабатывания должна
составлять примерно 180 градусов.
Среднее арифметическое из двух углов срабатывания
представляет собой угол максимальной чувствительности
в режиме реле направления мощности.
Так как углы отсчитываются от напряжения
подпитки, вектор которого опережает вектор основного
напряжения на 90 градусов, в режиме реле направления
мощности должен быть:
<Рмч рм = Фт + 90 град. (7-33)
Отклонение ц>Мчрм от расчетного более чем на 10
градусов может указывать на некачественную настройку
контура подпитки, но не является нормируемой величиной.
Снятие характеристики зависимости ZCP =ffo)
Проверка выполняется аналогично КРС-1.
Характеристика снимается при поданном напряжении подпитки. При
построении характеристики для угла, равного фмч,
наносятся две точки: уставка и смещение в I квадрант при
отключенном напряжении подпитки.
Снятие характеристики зависимости ZcP =f(l)
(характеристика точной работы)
Проверка выполняется аналогично КРС-1.
Характеристика снимается для I зоны при поданном напряжении
на контур подпитки.
Особенности проверки реле сопротивления с
использованием системы РЕТОМ-41
В программе «1» - «Проверка реле тока и
напряжения в ручном режиме» могут быть выполнены
следующие проверки:
— трансформаторов напряжения;
— трансреакторов;
286
— ограничивающего действия диодов;
— выравнивания комплексных сопротивлений
рабочего и тормозного контуров на рабочих уставках.
Проверку настройки резонансных контуров подпитки
следует выполнять в программе «О».
Для контроля угла сдвига по фазе векторов
напряжения в контуре подпитки могут быть применены
стандартные приборы для измерения углов (ВАФ-85М,
ПАРМА ВАФ-А или аналогичные).
В качестве опорного напряжения для ВАФ-85 нужно
использовать РЕТОМ или синхронизировать РЕТОМ с сетью.
Порядок синхронизации с сетью приведен в приложении 2.
Основные проверки реле сопротивления
выполняются в программе «ЭПЗ» или специализированных
программах для отдельных реле. Для уточнения результатов
можно воспользоваться программой «3» - «Комплексная
проверка репе сопротивления ручная». При проверке
смещения характеристики в I квадрант в ручном режиме, а
также при проверке угла максимальной чувствительности
реле сопротивления в режиме реле направления
мощности необходимо закоротить цепи контура подпитки в
сторону панели. В программах автоматической проверки эти
операции выполняются программно и специально
закорачивать цепи напряжения нет необходимости.
Щ> [К1|> |В| Проверка токовых реле комплектов К31
и KS2 и проверка реле направления мощности
выполняются в соответствии с рекомендациями, приведенными
в соответствующих разделах настоящего пособия.
Проверка токовых реле УРОВ типа РТ-40/Р
[R] Проверка характеристики зависимости
напряжения на вторичной обмотке трансформатора реле от
тока в первичной обмотке с удвоенным числом
витков (характеристика намагничивания промежуточного
насыщающегося трансформатора).
Проверка производится при разомкнутой вторичной
обмотке и подаче тока в первичную обмотку с
удвоенным числом витков (5-7). Ток изменяется в диапазоне
от 0,02 до номинального значения. Контролируются ток
и напряжение на этой обмотке. Напряжение измеряется
вольтметром с большим внутренним сопротивлением.
H_l Проверка полярности и соотношения витков
обмоток трансформатора
287
а) Первичные обмотки собраны последовательно.
Обмотка с двойным числом витков включена встречно двум
другим обмоткам. В разомкнутую накладку вторичной
обмотки включается миллиамперметр и измеряется
небаланс при пятикратном номинальном токе на входе реле.
Тока в обмотке быть не должно.
б) Первичные обмотки собраны последовательно,
полярность одинакова. Измеряется ток срабатывания. Ток
срабатывания в 4 раза меньше, чем ток срабатывания
при включенной одной обмотке с меньшим числом
витков (2-4).
Ш> lES' IS \Ш Проверка реле на рабочей
уставке производится при подаче тока в первичную обмотку с
меньшим числом витков. Проверяется ток срабатывания
и ток возврата. Ток срабатывания должен соответствовать
паспортным данным, которые указываются на табличке
реле, коэффициент возврата должен быть не менее 0,7.
|Н|, Щ\ Проверка взаимодействия реле защиты
выполняется принудительным срабатыванием реле от руки
при напряжении оперативного постоянного тока 0,8 UH0M
В комплекте ДЗ-2, кроме срабатывания реле, необходимо
проверить удерживание реле 1РП от обмотки 1РПу при
срабатывании 4РП и ЗРП (раздельно) и удерживание
реле 4РП контактом 4РП/2.
[к] Комплексная проверка дистанци-
Ш Ш Я
оннои защиты при имитации различных видов
повреждений.
Имитация двухфазных КЗ в зоне производится
поочередно для сочетаний фаз АВ, ВС, СА. Термин "в зоне" в
данном случае не совсем точен, так как одна из
проверок (1,1 Zlii) соответствует КЗ за пределами защищаемой
линии. Точнее было бы сказать "КЗ в направлении
защищаемой линии", но оставим приведенный термин как
общепринятый.
Восстанавливаются все цепи защиты, проверяется
правильность установки всех перемычек на панели и
внутри реле. Перемычки ЗН в цепи МЭР или
нуль-индикаторов реле, соответствующих проверяемому
сочетанию фаз, устанавливаются в положение "а"-"б", на
остальных реле - "б"-"в". Производится измерение и настройка
времени действия защиты при имитации двухфазного КЗ
при заданном угле максимальной чувствительности и
поданном напряжении подпитки.
Измерения производятся при подведении на вход за-
288
щиты токов и напряжений, соответствующих
сопротивлениям, приведенным в таблице 7-7. Ток для проверки
подается того же значения, при котором регулировались уставки
реле, но не менее двукратного значения тока точной
работы проверяемой ступени. Для измерения времени
срабатывания защиты секундомер пускается при подаче в
защиту токов и напряжений аварийного режима и
останавливается замыкающими контактами выходного реле,
действующими на отключение. Контакты должны быть
отключены от остальной схемы. Если I ступень введена без
выдержки времени, время срабатывания защиты должно
быть не более 85 мс, на линиях с разрядниками (в
качестве выходного используется выносное реле ЗРП) - не
менее 100 мс. Время срабатывания последующих
ступеней, а также I ступени с выдержкой времени должны
соответствовать уставкам. Допустимые отклонения ±0,1 с.
Трехфазное КЗ в начале линии имитируется снижением
напряжения в трех фазах и одновременной подаче тока
в сочетании фаз, соответствующем проверяемому реле.
При использовании стенда У5053 выполняется переводом
тумблера S31 в положение «3-ф. КЗ». Время
срабатывания защиты должно соответствовать I зоне.
Если I зона выполнена с выдержкой времени, защита
при этой проверке не срабатывает. Как правило, это
компенсируется работой междуфазной токовой отсечки. В тех
случаях, когда необходима работа именно дистанционной
защиты, можно выполнить шунтирование резистора 13R на
одном из реле сопротивления свободным контактом реле
ЗРП. Этим обеспечивается смещение характеристики PC в
III квадрант, что вызывает срабатывание реле
сопротивления без цепей напряжения. Такое решение применяется в
течение нескольких лет на объектах ОАО "Кубаньэнерго".
Одновременно выполняется проверка времени
замкнутого состояния контактов выходного репе. Это время
должно быть 40 мс и более при токе, равном 1,5
максимального значения при КЗ в начале линии. Если время
меньше 40 мс или реле вообще не успевает срабатывать,
необходимо выполнить следующие мероприятия:
а) уменьшить величину тормозного тока в реле
сопротивления до минимально возможного;
б) уменьшить уставку в цепях тока ZyCT мин, если это
возможно по условию выполнения заданных уставок с
последующей перепроверкой реле сопротивления I
зоны защиты;
10 Заказ 151
289
в) исключить выдержку времени на выходном реле.
Проверка поведения защиты при двухфазном КЗ в
начале линии производится для определения правильности
включения контура подпитки. Тумблер «S29» «фазы СО» (стенд
У5053) устанавливается в положение «включено». Ток
устанавливается равным максимальному току КЗ на шинах.
Напряжение на поврежденных фазах снижается до нуля.
Защита должна сработать с выдержкой времени I зоны.
Проверка поведения защиты при КЗ вне зоны
действия защиты
Проверка при трехфазном КЗ на шинах
выполняется аналогично проверке трехфазного КЗ в начале линии.
Защита должна сработать с выдержкой времени III зоны,
если задано ее смещение в III квадрант, и не
срабатывать, если смещение не задано.
(КЗ за спиной)
Имитация двухфазного КЗ за спиной выполняется
поочередной подачей толчком токов на входы АВ, ВС, СА
в диапазоне от нуля до тока максимального двухфазного
КЗ при ф = фмч+180 град, и одновременным снижением
напряжения поврежденных фаз от 100 В до 0. При
подаче сопротивления больше сопротивления смещения III
зоны защита не должна работать, при меньшем значении
защита должна работать с выдержкой времени III зоны.
Если смещение ПИ зоны в III квадрант не задано,
защита срабатывать не должна.
Указанные проверки приведены в таблице 7-7.
Проверка поведения защиты при близких
трехфазных КЗ вне зоны действия защиты в тупиковом
режиме линии выполняется имитацией трехфазного КЗ при
рассроченных токовых цепях панели. Защита
срабатывать не должна.
Проверка поведения защиты при подаче и снятии
напряжения переменного тока выполняется
отключением автомата питания цепей напряжения. Защита
срабатывать не должна.
Дополнительно к проверкам, предусмотренным формой
протокола (рассмотрены выше), рекомендуем измерить
токи срабатывания реле сопротивления при разомкнутых
цепях напряжения и сравнить их с максимальными
токами нагрузки данного присоединения. Эта проверка
позволяет оценить возможность ложной работы защиты при
отключении автоматического выключателя во вторичных
цепях трансформаторов напряжения и пуске блокировки
при качаниях.
290
Таблица 7-7
Вид КЗ
Двухфазное в зоне
Трехфазное в начале
линии
Двухфазное в начале
линии
Трехфазное за спиной
Двухфазное за спиной
Z
0,5 Z,
0,9 Z,
1,1 Z,
0,9 Zu
1,1 Z„
0,9 Zm
U Zm
0
0
0
0
0,0 ^смт
*'' ZCMm
Ф
Фмч
Фмч + 180"
Срабатывает
с выдержкой
времени
I зоны
I зоны
II зоны
II зоны
III зоны
III зоны
Не срабатывает
I зоны
I зоны
III зоны*
III зоны"
III зоны*
Не срабатывает
* Если задано смещение III зоны в III квадрант.
Ш Ш1 [И- Е Комплексная проверка защиты от
замыкании на землю аналогична комплексной
проверке дистанционной защиты.
Измеряется время срабатывания при поданном
напряжении 3 Uo и токах 1,3 lycr. каждой из ступеней.
Токи больших величин должны подаваться кратковременно.
Так как реле направления мощности в общем случае
термически неустойчиво, напряжение 3 Uo подается через
замыкающие контакты К4 блока К503 во избежание
длительной подачи напряжения 100 В. Каждая ступень
проверяется с учетом направленности.
Э> Ш\> !Ж]> QiJ Проверка времени действия
токовой отсечки
При 0,9 \уст токовые реле не должны срабатывать.
Измеряется время срабатывания при 1,3 \уст при
подаче токов в фазы А и С. Токи больших величин
подаются кратковременно.
Ш (КО- [И' [К] Проверка защиты рабочим током и
напряжением выполняется после завершения всех подго-
ю*
291
товительных операций. Проверяется положение накладок
и перемычек на всех устройствах защиты. Кожухи
комплектов аппаратов надеты и надежно закреплены.
Действие защиты установлено «на сигнал». На защиту подан
оперативный ток. Вставлены все испытательные блоки.
Исправность токовых цепей проверяется измерением
вторичных токов нагрузки в фазах и токов небаланса в
нулевом проводе в соответствии с рекомендациями
раздела "Трансформаторы тока".
Правильность подведения цепей напряжения
проверяется измерением напряжения между различными фазами
вторичных цепей ТН на клеммнике панели. При
номинальном первичном напряжении они должны соответствовать
величинам, приведенным в таблице 7-8.
Вектор
и,в
АВ
100
ВС
100
СА
100
АО
58
ВО
58
СО
58
ВН
1-3
НИ
100
АН
100
СН
100
АИ
195
СИ
142
ОН
58
АФ
195
СФ
195
Таблица 7-8
0Ф
158
НФ
100
ФВ
100
Если фаза Ф в панель не заведена, можно обойтись
без измерения напряже-
Мю Цдо
Рис. 7-31. Векторная диаграмма напря
жений ТН 110-220 кВ
нии с ее участием, но
при этом повышается
вероятность ошибки.
По измеренным
данным строится
диаграмма векторов
напряжений (потенциальная
диаграмма). На
рисунке 7-31 приведена
диаграмма напряжений при
правильной сборке
цепей.
Следует обратить
особое внимание на
проверку правильной
маркировки выводов Н
и К разомкнутого
треугольника. Необходимо
ф проверить на сборке
выводов, от какой
фазы трансформатора на-
292
пряжения приходит заземленный конец цепи 3 Uo.
Ошибочная маркировка и установка заземления в цепи 3 Uo
приводят к неправильному включению направленных
защит и к ее неправильному действию при КЗ в защищаемой
сети. Напряжение вывода К относительно земли должно
быть близко к нулю, а вывода Н - напряжение
небаланса 0,3-3 В. Отсутствие напряжения небаланса
указывает на обрыв или закорачивание цепей. Если эти
напряжения соизмеримы из-за наведенных напряжений между
точкой заземления вторичных обмоток в шкафу ТН и
корпусом панели (величина напряжения наводки между
землей и заземленной жилой изменяется при переключении
пределов прибора с малым внутренним сопротивлением),
проверка производится следующим способом.
На ряду выводов панепи отсоединяется жипа
кабеля Н в сторону ТН. Между И и К включается резистор
R сопротивлением 50-100 Ом. При правильно
выполненных обозначениях на жилах кабеля на клеммнике панели
в шкафу ТН в цепях с маркировкой К и И должен
протекать ток 1-2 А, а в цепях с маркировкой Н ток должен
отсутствовать.
Более наглядный, но и более сложный метод -
исключение напряжения одной фазы непосредственно на
трансформаторе напряжения. ТН выводится из работы, фаза А
исключается из схемы и заземляется, на две другие
фазы подается рабочее напряжение. Между цепями К и Н
появляется напряжение 100 В. Этот способ довольно
опасен, сложен и может применяться только на вновь
вводимых небольших подстанциях, где нет других устройств,
на которые может повлиять ненормальная схема
включения ТН.
'■■ Не забывайте о пределах термической ус-
J тойчивости реле мощности!
~7 Направление и характер нагрузки определя-
» \ ется в соответствии с рекомендациями раздела
"Трансформаторы тока" (рисунок 3-16).
Проверка блокировки при неисправностях в цепях
напряжения
а) Проверка тока небаланса в нормальном режиме.
При вставленных рабочих крышках испытательных
блоков цепей напряжения измеряется ток в обмотке реле
1РН. Миллиамперметр включен в рассечку накладки 7Н.
Ток небаланса 1НБ в нормальном режиме не должен
превышать 0,3 мА (р и одной трети тока возврата реле (jjfj).
293
При больших значениях 1НБ выполняется регулировка тока
небаланса регулировочным резистором (R37).
б) Проверка чувствительности устройства блокировки
при обрывах в цепях напряжения.
При поочередном отключении фаз напряжения: А, В,
С, О, Н, И, ABC, НКИ - оценивается надежность
действия блокировки сравнением тока в реле 1РН
(накладка 7Н) для каждого из отключений с током
срабатывания этого реле.
Коэффициент надежности определяется из выражения:
_ h
к = г
"■НАЛ ,
(7-34)
где !Р — ток в реле;
1СР — ток срабатывания реле.
Норма КНАД > 4Р.
Проверка правильности включения устройства
блокировки имитацией однофазного КЗ выполняется
исключением одной и той же фазы в цепях звезды и
разомкнутого треугольника трансформатора напряжения.
Для проверки нужно отключить фазу А на входе
защиты и вывод фазы А защиты соединить с нулевой
точкой звезды. Вместо напряжения шинки Н на вход панели
подается напряжение шинки И на клеммнике в
соответствии с рисунком 7-32а или на испытательных блоках
(рисунок 7-326).
"+■■ Ua Ub Uc Uo ,,-и
БИ5
Uh Uh 3lo 3so
БИ2
a) 6)
Рис. 7-32. Имитация однофазного КЗ на фазе А
294
Ток небаланса в обмотке реле не должен превышать
значений, приведенных выше.
После восстановления цепей напряжения нужно
проверить ток небаланса и замкнуть накладку 7Н.
Проверка по приведенной методике справедлива только
в том случае, если цепи напряжения собраны в
соответствии с требованиями [10] и [31], то есть вектор
напряжения иВ(К).ф расположен в одном направлении с вектором
UB0, иф.и - с Uco, ии.н - с UA0. В других случаях
методика проверки изменяется. Общий принцип - исключаются
векторы напряжения, соответствующие одной и той же
фазе в цепях звезды и треугольника.
Проверка фильтра тока обратной
последовательности КРБ-126
а) При прямом чередовании фаз токов измеряется
величина тока небаланса в рабочей обмотке реле 1РТ
(КР1) (в накладе 4Н или SX1). Ток небаланса при
максимальной нагрузке не должен превышать величину тока
возврата поляризованного реле. При измерении тока
небаланса якорь реле ЗРП (КЗ) заклинен в подтянутом
состоянии. Значение тока небаланса при максимальной
нагрузке определяется расчетным путем:
г _ ' Н MAX jc г
1 нь мах ~ . ' нь , (7-35)
1 н
где 1Н — ток, подводимый к реле (ток нагрузки), А;
1НБ — измеренный ток небаланса, мА;
Ihmakc — заданный ток максимальной нагрузки, А.
Если ток небаланса больше допустимого значения,
необходимо после повторной, тщательной проверки
симметрии токов нагрузки в фазах произвести
регулировку рези-сторами R7 и R10 фильтра на минимум тока
небаланса.
Ток нагрузки может содержать заметную
составляющую обратной последовательности, при этом небаланс не
войдет в норму. В таком случае величина тока обратной
последовательности определяется в соответствии с
рекомендациями раздела «Метод симметричных
составляющих» и измеренная величина подставляется в
выражение (7-35) в качестве тока нагрузки.
б) При обратном чередовании фаз токов на входе
защиты (на испытательном блоке нужно поменять местами
фазы А и С в соответствии с рисунком 7-33) измеряет-
295
ся ток небаланса. Ток в реле должен быть равным:
Гр=-
1 УСТ 12
-L
СР
(7-36)
В панель
БИ1
где /Р — измеренный ток в реле, мА;
1Н - ток нагрузки, А;
1уст/2 — ток уставки по 12, А;
/СР — ток срабатывания КР, мА.
Проверка
правильности включения реле
направления
мощности нулевой
последовательности
При проверках, во
избежание ошибок,
заземленный вывод цепей
напряжения не должен
отсоединяться от реле.
Рис. 7-зз. Подача тока в панепь с об- Напряжение неба-
ратным чередованием фаз ланса разомкнутого
треугольника находится, как правило, в диапазоне 0,3-3 В.
При отсутствии напряжения небаланса следует
проверить целостность цепи от реле до выводов
разомкнутого треугольника и убедиться в правильности подключения
цепей к разомкнутому треугольнику, а также в
отсутствии короткого замыкания и второй заземленной точки в
этих цепях.
Фиксируется состояние контактов разрешающего и
блокирующего РМ при имитации однофазного КЗ. Для этого:
— в нулевой провод защиты подаются поочередно
токи фаз А, В, С.
— в цепи напряжения 3 U0 (фаза Н) подается фаза
И (испытательное напряжение) с помощью испытатепьных
блоков или на клеммнике.
Более удобна работа с токами на клеммнике панели,
так как при операциях одновременно двумя
испытательными блоками велика вероятность раскорочивания
токовых цепей.
Подача токов в нулевой провод на клеммнике панели
выполняется в соответствии с рисунком 7-34.
При проверке нужно контролировать неизменность
нагрузки по сравнению с моментом снятия векторных
диаграмм.
По результатам предварительной настройки РМ стро-
296
ится линия изменения знака момента и определяются
зона срабатывания и зона заклинивания для каждого реле.
На построенные рисунки наносится векторная
диаграмма токов и оценивается правильность работы реле. Если
вектор подводимого тока расположен в зоне работы
реле, реле должно сработать, вне зоны реле срабатывать
не должно. Поведение блокирующего реле
противоположно разрешающему.
Рис. 7-34. Подача токов с клвммника панепи для проверки
правильности включения реле мощности
а) КЗ на фазв А; б) КЗ на фазе В, с) КЗ на фазе С
Зона работы
Обычно разрешающее РМ расположено в комплекте,
но допустимо изменять направленность реле, если это
оговорено уставками. Разрешающее реле должно
срабатывать при направлении тока фазы имитируемого КЗ от
шин в линию.
На рисунке 7-35
приведен пример
определения зоны
работы
разрешающего реле.
Проверка
правильности
включения реле
сопротивления выполняется
для I зоны
одного PC (как
правило, 1РС комплекта
ДЗ-2). Остальные
сфазированы
между собой на
предыдущих этапах
наладки Рис- 7"3S- ДиагРамма проверки под нагруз-
п ' кой разрешающего реле направления
i фоверка про- мощности
Uas
Линия нулевых вовент< в
Зона заклинивания
1С
Линия иаксииальных
иоиентов
297
изводится путем перевода реле сопротивления в режим
реле направления мощности.
На защиту подается оперативный ток. Накладка ЗН
проверяемого реле устанавливается в положение "а-б",
между зажимами "а-в" включается микроамперметр.
Накладки ЗН других реле сопротивления устанавливаются в
положение "б-в". Проверка производится с помощью
испытательных блоков с набранными перемычками.
В токовые цепи подается ток нагрузки в нормальном
сочетании фаз. PC переводится в режим органа
направления мощности закорачиванием в сторону панели
основных цепей напряжения проверяемого реле. В контур
подпитки поочередно подаются напряжения UA0, UB0, UCo.
Две последние операции выполняются установкой блоков
с перемычками, набранными по рисунку 7-36. Угол
максимальной чувствительности для реле 1РС отсчитывается
между током 1АВ и подаваемым напряжением. Отсчет
угла ведется от тока против часовой стрелки. Фиксируется
поведение реле по току в рассечке накладки ЗН и
срабатыванию выходного реле PC.
В панель
Рис. 7-36. Набор перемычек на испытательных блоках для проверки
правильности направления 1РС ДЗ-2
На основании векторной диаграммы цепей тока и
напряжения на входе защиты строятся зоны срабатывания
реле и сравнивается предполагаемое поведение реле с
действительным.
На рисунке 7-37 приведен пример определения зоны
работы реле сопротивления.
Активная и реактивная энергия направлены от шин в
линию. Ориентировочные углы токов в фазах, замеренные
прибором ВАФ-85 (углы относительно напряжения UAB):
IA 35°L IB 155°L Ic 85°С
Реле срабатывает при подаче в контур подпитки
напряжений UB0 и Uco, не срабатывает при подаче
напряжения иА0.
298
[3] рекомендует строить диаграммы с отсчетом углов
от вектора напряжения. В этом случае отсчет нужно
вести по часовой стрелке. При этом нужно будет построить
три диаграммы (для напряжений UA0, UB0, Uco). Этот
способ более нагляден, но и более трудоемок. Результат в
обоих случаях получается одинаковым.
Уав
Зона ториожения
I/ !
Линия нулевых вовентов
1С
Линия иаксииальных /
вовентов
Зона работы
Рис. 7-37 Диаграмма проверки под нагрузкой репе сопротивления ДЗ-2
При включении I и II комплексов защиты на разные
группы трансформаторов тока следует произвести
дополнительно проверку для одного реле сопротивления КРС.
Проверка направленности в этом случае производится
переводом накладки ЮН в положение "б-в". PC переходит
в режим, близкий к органу направления мощности
(точнее, в режим реле сопротивления с уставкой, существенно
превышающей сопротивление нагрузки). Более подробно
проверка направленности реле сопротивления без
контура подпитки приведена в разделе "Защита ДФЗ-201".
После завершения работ по ориентировке реле
сопротивления нужно подать нормальное сочетание напряжений
и токов, проверить наличие тормозного тока в рассечке
накладок ЗН всех реле, после чего установить накладки
ЗН в положение "а-б".
Дополнительные сведения о проверках дистанционных
защит приведены в [16] (защита является ближайшим
аналогом защит ПЗ-2/2 и ПЗ-2/1). Классикой литературы,
посвященной как описанию, так и методике проверки защиты
ЭПЗ-1636, можно считать [69]. Некоторые дополнительные
особенности проверки защиты с применением системы
РЕТОМ-41 приведены в приложении 2.
299
8 Основные быстродействующие
защиты линий
В некоторых случаях рассмотренные выше
защиты, включая дистанционные, не могут
обеспечить селективное отключение поврежденных
линий электропередачи. Это может быть на коротких
линиях с двусторонним питанием, некоторых
параллельных линиях и т. п. Кроме того, требования
устойчивости системы не всегда позволяют выполнять защиту
линий электропередачи с выдержкой времени. В таких
случаях необходимо применение защит с абсолютной
селективностью и минимальным временем срабатывания. Этим
требованиям удовлетворяют защиты, обеспечивающие
обмен информацией между противоположными концами
линии. Обмен информацией может выполняться как по
соединительным проводам (защиты типа ДЗЛ, краткое описание
приведено ниже), так и путем обмена ВЧ сигналами
(высокочастотные защиты). В последнее время начали
внедряться продольные дифференциальные защиты линий с
применением волоконно- оптических линий связи (ВОЛС), но
пока они остаются большой редкостью.
В России в основном применяются высокочастотные
защиты двух разновидностей: направленные защиты с
высокочастотной блокировкой и
дифференциально-фазные защиты.
Первые основаны на определении направления
перетока мощности при КЗ. Информацией о перетоке мощности
защиты обмениваются между собой и срабатывают в том
случае, если собственная информация о перетоке в линию
совпадает с информацией о таком же перетоке с
противоположного конца линии. Пример таких защит —
электромеханические ЭПЗ-1643 и ее микропроцессорный
аналог ШЭ2607 032, а также полупроводниковые ПДЭ 2802
и микропроцессорные ШЭ2607 031.
Вторые сравнивают направление тока на концах
линии. Это, в первую очередь, защиты семейства ДФЗ на
электромеханической элементной базе и
микропроцессорные ШЭ2607 081. Принцип действия и описание работы
дифференциально-фазных защит приведены ниже.
300
Возможны и более сложные решения. Так, например,
защита линий 500—750 кВ ПДЭ-2003 в нормальном
режиме работы линии является направленной дистанционной
защитой с ВЧ блокировкой, а в цикле ОАПВ
(однофазного автоматического повторного включения) переходит в
режим дифференциально-фазной защиты.
8.1 Защита ДФЗ-201. Принцип действия,
элементы и узлы
Дифференциально-фазные (диффазные) защиты ДФЗ-
201 и ДФЗ-504, именуемые в настоящем разделе
термином «защита» или «ДФЗ», предназначены для работы в
качестве основных быстродействующих защит линий
электропередачи 110—500 кВ от всех видов коротких
замыканий. Обеспечивают селективное отключение линии
с двух сторон при коротких замыканиях в любой точке
защищаемого участка (линия и прилегающая ошиновка
до трансформаторов тока). Защиты по принципу
действия не срабатывают при перегрузках, качаниях,
асинхронном ходе и неполнофазных режимах линий, не
связанных с КЗ, хорошо сочетаются с устройствами ОАПВ
и ТАПВ. Могут применяться для защиты линий с
ответвлениями и без ответвлений. При КЗ за пределами
защищаемой линии ДФЗ не работает, то есть в качестве
резервной защиты использована быть не может. Поэтому
кроме ДФЗ на линии должны быть установлены
резервные защиты (наиболее распространены среди них ЭПЗ-
1636 и ее аналоги).
Защиты ДФЗ-201 и ДФЗ-504 очень близки по
устройству и характеристикам. Настоящее пособие дает
рекомендации по проверке защиты ДФЗ-201. Оно может быть
использовано и для проверки защиты ДФЗ-504 с учетом
различий в технических данных и схемах защит, но для
работы с защитой ДФЗ-504 лучше использовать [20].
В основу действия защиты положен
дифференциальный принцип или сравнение фаз токов на
противоположных концах линии. В отличие от обычных защит,
описанных в разделе «Дифференциальные защиты», диффазные
защиты могут защищать объекты значительно большей
протяженности (сотни километров).
Более простой вариант подобной защиты, предназна-
301
ченный для линий длиной до 20 километров —
продольная дифференциальная защита линии типа ДЗЛ-1 (ДЗЛ-2).
Защита состоит из двух полукомплектов, расположенных
на двух концах защищаемой линии. В качестве канала
связи этой защиты используются соединительные
провода небольшого сечения (телефонный, сигнальный или
контрольный кабель). Для сокращения количества
соединительных проводов до одной пары трехфазная система
токов в каждом полукомплекте преобразуется в
однофазную с помощью комбинированного фильтра
симметричных составляющих прямой и обратной последователь-
• •
ности fi + kh-
Упрощенная схема защиты ДЗЛ-1 (ДЗЛ-2) при работе
в различных режимах приведена на рисунке 8-1.
I.
п/ст
п/ст
т
l1+kl2
п
\
l1+kl2
!'«■
1л=1С
К1
К2
а) нагрузочный режим
Рис. 8-1 Схема продольной дифференциальной защиты линии
При нагрузочном режиме или внешнем КЗ вторичный
ток небольшой величины циркулирует в
соединительных проводах, напряжение на рабочих обмотках
исполнительных реле минимально (рис. 8-1 а). При замыкании
в защищаемой зоне вторичные токи полукомплектов
направлены навстречу При этом нет условий для
циркуляции, токи направляются через рабочие обмотки
исполнительных реле К1 и К2, что вызывает их срабатывание
(рис. 8-1 б). Исправность соединительных проводов
контролируется органом блокировки.
Защита сравнительно проста и обеспечивает
мгновенное отключение линии при всех видах КЗ в защищаемой
302
зоне. Недостатки ее — ограниченная длина линии и
необходимость прокладки соединительного кабеля, который
к тому же является ненадежным элементом.
1Л
п/ст
-Ф4
Р°ь
/
l1+kl2
К1
к
п/ст
р°)
\
!1+kl2
К2
б) КЗ в зоне действия защиты
В связи с тем, что защиты ДЗЛ встречаются довольно
редко, вопросы наладки и эксплуатации этой защиты в
настоящем пособии не рассматриваются. Достаточно
информации на эту тему приведено в [14].
Дифференциально-фазные защиты более сложны и
дороги, но лишены недостатков, свойственных защитам
типа ДЗЛ. Защита также состоит из двух полу комплектов.
Каждый из них включает в себя релейную и
высокочастотную части. Принцип действия ДФЗ основан на
сравнении фаз токов на обоих концах защищаемой линии,
причем сравниваются не фазы полных токов, а так же как и
у защиты ДЗЛ, фазы напряжения, пропорционального
некоторой комбинации симметричных составляющих. Это
напряжение получается при помощи комбинированных
• •
фильтров токов I\ + kh. Если защита ДЗЛ таким образом
позволяет сэкономить количество телефонных проводов,
дифференциально-фазная защита снижает количество
необходимых ВЧ каналов — с трех до одного.
Обмен информацией о фазе токов на
противоположных концах защищаемой линии выполняется
высокочастотным сигналом, передаваемым в линию и
принимаемым из линии посредством аппаратуры высокочастотной
(ВЧ) обработки. Осуществляется по каналам ВЧ связи,
зоз
основной частью которого является сама ЛЭП. Для
передачи этой информации применена манипуляция
высокочастотного сигнала, вырабатываемого ВЧ передатчиком и
принимаемого ВЧ приемником, входящими в состав
высокочастотной части защиты, напряжением
промышленной частоты С/мдн, снимаемым с выхода комбинированного
фильтра It+kl2. При этом сдвиг ВЧ импульса
высокочастотного сигнала по фазе определяется фазой напряжения на
выходе органа манипуляции. Структурная схема одного
полукомплекта защиты приведена на рис. 8-2.
II
\
J"*\
ft
ПО
ом
дфз
в
■о-
^р
ВР
л
ОСФ
J
ВЧП
-> Линия
-*■ ВЧ канал
Рис 8-2. Схема полукомппекта защиты ДФЗ-201
Релейная часть защиты (элементы, объединенные в
группу «ДФЗ») состоит из следующих органов:
— пускового (ПО);
— управления передатчиком или манипуляции (ОМ);
— сравнения фаз токов (ОСФ);
— выходного реле (ВР).
На панели защиты монтируется также
высокочастотный приемопередатчик (ВЧП), или ВЧ пост, включающий
в себя два основных органа.
— передатчик, вырабатывающий ВЧ сигналы и
передающий в ВЧ тракт либо сплошной ВЧ сигнал, либо
высокочастотные импульсы в зависимости от управляющих
сигналов релейной части защиты;
304
— приемник, принимающий ВЧ сигналы своего
передатчика и передатчика противоположного конца линии.
Он преобразует эти сигналы в постоянный или
пульсирующий ток. Этот ток в свою очередь поступает на вход
органа сравнения фаз.
Высокочастотные приемопередатчики довольно
часто называют высокочастотными ВЧ постами, поэтому
этот термин в настоящем пособии также будет
применяться.
Защита может работать совместно с различными
типами приемопередатчиков. Различия между ними
приведены далее.
Описание работы и методика проверок
приемопередатчика и других элементов ВЧ канала приведены в
разделе «Высокочастотная часть защиты».
Диаграмма, поясняющая работу защиты при
коротком замыкании в зоне действия и за ее пределами,
приведена на рисунке 8-3.
Наличие сигнала на выходе передатчика
определяется управляющими сигналами, поступающими либо из
релейной части защиты при возникновении ненормальных
режимов сети, либо от органов управления ВЧП.
Когда передатчики не работают (защита находится в
режиме ожидания) и приемники ничего не принимают,
на выходе приемников протекает постоянный ток
определенной величины (10 мА или 20 мА), называемый
током покоя. При этом ЭДС во вторичной обмотке
трансформатора органа сравнения фаз не наводится, так как
магнитный поток в его сердечнике не изменяется. Ток в
реле органа сравнения фаз (2-ПР4) равен нулю.
При коротком замыкании в зоне действия защиты
(для защиты линии А—Б) положительные полупериоды
условного тока 1,+К12 полукомплектов АБ (подстанция А,
линия в сторону подстанции Б) и БА совпадают
(диаграммы al, 61). Положительному (или отрицательному в
зависимости от типа ВЧ поста) полупериоду тока
соответствует появление высокочастотного импульса на выходе
ВЧ передатчика Umn (в1). Импульсы на входе
приемника UBX ПРМ от собственного передатчика и принимаемые
с противоположного конца линии совпадают или
близки по фазе (г1). При отсутствии сигнала ток выхода
приемника 1ПР равен 20 мА (в некоторых случаях — 10 мА),
а при появлении сигнала падает до нуля (д1). Прерыви-
305
А 1аб » 1бд б ^
[-О
^
ч=к|ч=>
'ВБ
е1) ' е2)
Рис. 8-3 Диаграмма работы дифференциально-фазной защиты
стый ток приема через трансформатор органа сравнения
фаз преобразуется в пульсирующий ток в обмотке реле
2-ПР4 [1ПР4 на диаграмме el).
При КЗ вне зоны действия защиты (защита линии Б —
В) положительные полупериоды условного тока
сдвинуты примерно на 180° (а2, 62). Импульсы на входе прием-
306
ника от собственного
передатчика и
принимаемые с
противоположного конца линии
находятся в противофазе (г2).
Ток приема и ток в
обмотке 2-4ПР равны
нулю (д2, е2).
Приведенная
диаграмма соответствует
приемопередатчикам,
работающим по схеме
прямой манипуляции.
Высокочастотный сигнал
на выходе
запущенного передатчика имеется
в том случае, если
отрицательная полуволна
напряжения от органа
манипуляции не
превышает некоторой
величины, которую будем
называть напряжением
чувствительности
манипуляции (U4MAH).
Некоторые посты в схеме
прямой манипуляции
выдают ВЧ сигнал,
если положительная
полуволна управляющего
напряжения не
превышает напряжение
чувствительности
манипуляции. На рис. 8-4 а,
б, в приведены
диаграммы работы такого
передатчика при
подаче различных
напряжений манипуляции.
Если напряжение
манипуляции не достигает
величины U4MAH, на
выходе запущенного пере-
Ыман.
ич.ман.
а) UMAH < Uhmah
Рис. 8-4. Зависимость ширины
импульса на выходе ВЧ передатчика от
величины напряжения манипуляции (прямая
манипуляция)
> иман
ич.ман.
б) U4MAH < UMAH < UMAKC МАН
иман.
ич.ман
В) "-"hah ^ UMAkc MAH
307
датчика имеется сплошной неманипулированный ВЧ
сигнал UB4n (рис. 8-4 а). При увеличении напряжения до
уровня чувствительности манипуляции появляются паузы
в напряжении высокой частоты, ширина которых тем
больше, чем выше напряжение манипуляции (рис. 8-4 б). Если
напряжение манипуляции достигает величины
максимальной манипуляции UMAKC MAH, ширина пауз
достигает некоторого предела и больше не увеличивается
(рис. 8-4 в). В любом случае ширина пауз не превышает
ширину импульсов.
Нормируется напряжение не максимальной, а
полной манипуляции. Напряжение полной манипуляции —
это напряжение, при котором ширина импульса на
входе приемника (соответственно ширина паузы на выходе
передатчика) меньше на 15 градусов ширины импульса,
получаемого при напряжении максимальной
манипуляции. Величина этого напряжения регулируется при
наладке ВЧП. Как правило, величина его составляет 8—12 В
из условия отстройки от возможного напряжения
помехи, присутствующего на входе манипулятора.
В некоторых случаях применение защиты с прямой
манипуляцией нецелесообразно. Если на одном конце
линии или отпайке с полукомплектом защиты имеется
слабый источник питания, возможен режим, когда ток
КЗ на этом конце линии окажется недостаточным для
обеспечения полной манипуляции, но достаточным для
пуска ВЧ передатчика. При этом защита на
противоположном конце линии будет заблокирована немани-
пулированным или слабо манипулированным
сигналом, что приведет к отказу защиты. В этих случаях в
соответствии с требованиями [34] применяется
обратная манипуляция.
Обратная манипуляция выполняется таким образом,
что при отсутствии напряжения на выходе
манипулятора ВЧ передатчик полностью остановлен. При появлении
напряжения манипуляции на выходе передатчика
появляются импульсы напряжения высокой частоты Их
ширина тем больше, чем выше напряжение манипуляции.
Ширина импульсов меньше ширины пауз. Диаграммы
работы передатчика с обратной манипуляцией приведены
на рис. 8-5 а,б,в.
Так как обратная манипуляция применяется доволь-
308
но редко, при
рассмотрении работы и
методики проверки защит
мы будем
подразумевать прямую
манипуляцию.
Принципиальная
схема релейной
части защиты приведена
на рисунках 8-6, 8-7.
В эксплуатации
находятся панели защит
ДФЗ-201 двух основных
модификаций: с
электромагнитным реле
сопротивления
(выпускались до 1980 года) и
с
полупроводниковыми (статическими)
реле сопротивления,
которые выпускаются в
настоящее время.
Кроме того, панели защит,
выпущенные в разное
время, различаются
нумерацией выводов
комплектов, количеством
испытательных блоков, а
также другими менее
существенными деталями.
В тексте данного пособия
нумерация аппаратуры
приведена для панелей
защиты с
полупроводниковыми реле
сопротивления (рис. 8-6)
выпуска 2004 г.
Основная часть
одного полукомплекта
защиты расположена в двух
комплектах аппаратов.
Комплект аппаратов 1 в
соответствии с монтаж-
и'ман
11ч.ман.
Рис. 8-5. Зависимость ширины им-
пупьса на выходе ВЧ передатчика от
величины напряжения манипупяции
(обратная манипуляция)
11ч ман.
б) U4 МАН < U Мдц < иполн МАН
Ыман.
ич.ман.
В) "иди 2 UnonH МАН
309
ной схемой панели будем обозначать К1, комплект 2 — К2.
В комплекте 1 расположены пусковые органы, в
комплекте 2 — орган управления ВЧ передатчиком и логическая
часть защиты.
Пусковой орган выявляет ненормальные (аварийные)
режимы при возникновении повреждения на защищаемой
линии или в прилегающей сети. При возникновении этих
режимов орган пускает высокочастотный передатчик,
подключает к выходу приемника реле 2-ПР4 органа сравнения
фаз и готовит цепь срабатывания выходного реле подачей
оперативного «плюса» на контакты этого реле.
Основной признак, по которому защита
распознает аварийный режим, — нарушение симметрии токов
защищаемой линии. Реагирующими органами пускового
устройства являются реле 1-ПР1 и 1-ПР2, включенные на
сумму токов обратной и нулевой последовательности.
При появлении тока обратной последовательности
пуск защиты осуществляют реле 1-ПР1, 1-ПР2 совместно
с трансформаторами 1-ТН2, 1-ТФП, 1-ТК, конденсатором
1-С9 и выпрямительным мостом 1-ВМ5.
При появ\ении тока нулевой последовательности
пуск защиты осуществляют реле 1-ПР1, 1-ПР2 совместно
с трансформатором 1-ТНО, конденсатором 1-С7 и
выпрямительным мостом 1-ВМ6.
Трансформатор с воздушным зазором 1ТФП,
трансформатор тока 1-ТК и сопротивление 1-R20 являются
элементами фильтра тока обратной последовательности
(ФТОП) Трансформатор 1-ТК с коэффициентом
трансформации между каждой парой обмоток 5/5 предназначен
для компенсации ЭДС фильтра от токов нулевой
последовательности. Вторичная обмотка этого трансформатора
включена на нагрузку, образованную 1/3 рабочей части
1-R20. На рисунке 8-16 это часть резистора между
хомутиками 2 и 4.
Величина сопротивления взаимоиндукции между
каждой из первичных обмоток 1-ТФП и вторичной обмоткой
составляет:
1 ПЕРИ _ '\
'-'ВТОР V ->
где хм — сопротивление взаимоиндукции
трансформатора 1-ТФП;
310
Is js g
<s^-n
S 5 5 я»*****»
UC&4S CJ » < о
01TT2B OUT IB
а) цепи переменного тока и напряжения
Рис. 8-6 Принципиальная схема релейной части защиты ДФЗ-201 с
полупроводниковым реле сопротивления
311
8БИ 9
-a>3>XD—«
18 «БИ
и—®нЮ v
S
Цепи
питания
б) цепи постоянного тока
312
2-ПРЗ
2-ПР4
в) орган сравнения фаз
2 РГО 2 РУ8
'о-О3
кз О
108187 ЮБИ
О—О-0-ф<3>О^)-^'-
m "4 °
§-г<£^-гчЧ>К^^
2РУ» ^. 84
"О @—о-
г) цепи отключения и сигнализации
Отключение
В1
Отключение
02
Пуск
УРОВ
Предупр
сига ал АК
Неиспр БП
Лампа
клинкер
не поднят"
Табло
"Линия"
Звуковая
предупр,
сигнал и;.
313
1ПЕРВ— ток в одной из первичных обмоток
трансформатора;
Евтор — ЭДС вторичной обмотки трансформатора;
г, — рабочая часть сопротивления 1-R20.
ЭДС на выходе фильтра (выводы 12-13 К1) можно
представить как сумму напряжений на сопротивлении Г! и
вторичной обмотке трансформатора 1-ТФП:
• • •
E = Urt + UiT<i>n. (8-2)
Симметричные составляющие ЭДС Е„ Е2, Е0 от
токов соответствующих последовательностей
определяются как:
. • 2 "*1 •" г
Е] = 1к -Г, -(/ы + /|й)-А-, +(Iw-Iu)j—j= =
3 3 д/3
2*1 г-' г
= 1к -г, +/,< -A-,+jV3yk УЧрО • (8-3)
• • "") • • 1 •• у
El =h( — Г, -(l2,1 + l2fl) — r, +{IlB-l2i)j-j= =
3 3 -n/3
• 2 '1 /—• r *
= lu -r,+Ix -r-j*J3I2( j-j= = 2l2( rx ;
3 3 V3
£o=Jo-r1-2Jo--r1+(Jo-Jo)y^ = 0. (8-5)
3 3 л/3
Векторные диаграммы фильтра при подаче
симметричных составляющих токов, соответствующие
формулам 8-3 — 8-5, приведены на рисунке 8-8.
Следовательно, на выходе фильтра появляется только
ЭДС, пропорциональная току обратной
последовательности Токи прямой и нулевой последовательностей на
выход фильтра не проходят.
Трансформатор 1-ТН0 включен в нулевой провод
токовых цепей, который, как упоминалось в разделе
«Фильтры симметричных составляющих», является фильтром
тока нулевой последовательности. Элемент нулевой
последовательности используется в тех случаях, когда
чувствительность пускового органа по току обратной
последовательности недостаточна.
Трансформаторы 1-ТН0 и 1-ТН2 насыщаются при
больших токах КЗ, что ограничивает напряжение на
диодах.
(8-4)
314
ii =
а) цепи переменного тока и напряжения
Рис. 8-7. Принципиапьная схема релейной части защиты ДФЗ-201
с электромагнитным репе сопротивления
315
№И 9
-ф&он—«
0182 12БИ
18 8БИ
J3-?-®<^®-
1?БИ «4 (
Q1B2 12БИ 1?БИ ««О
J—*©»©-1 >-©«©—|
© ©
nw Ф11БИ 11БИф ^
© © © ©
—•* 13БИ 17 -,с„ 2РУ5 I и
—©»©—я
53Х2Й-Й)
Цепи
птания
Сигнализ.
неиспр. ВЧП
Бпок
питания PC
Цепи
пуска
ВЧП
Цепи ввода
пуска защиты
от PC
Реве
переключения
ОСФ
Выходное
реле
Цепи
останова
ВЧП
Сигн. неиспр.
цепей напр.
Блокировка
пуска защиты
ет PC
Сигн. пуска
защиты
Торможение
пуск органа
Выбор угна
@——О 07
б) цепи постоянного тока
316
12 _9БИ_ _ 2-5РП
1&Ш
11 9БИ
2Т0
в) орган сравнения фаз
106107 11™
2ИЧ1 2 SPY
зн О
12БИ 109
8БИ 14
2 8РП 2РУ7
аоЛ6
4Н О
S-®»<D-®----0-Q^o-o
17
-О
г) цепи отключения и сигнапизации
■од'ов'ос
чип
-1асгх
•г 1
mJhAT3
--Наг, ,
3 1
L
^
1;
. --/МП
Т 3
Ер-О
Рис. 8-8. Векторные диаграммы фильтра токов обратной
поспедоватепьности
Сложение составляющих обратной и нулевой
последовательностей в реагирующих реле 1-ПР1 и 1-ПР2
происходит после выпрямления и мало зависит от угла
между 12 и 3 10.
При воздействии на пусковое реле напряжения сразу
двух фильтров (обратной и нулевой
последовательности) чувствительность пусковых реле будет
увеличиваться и величина тока срабатывания не будет
соответствовать значениям, указанным на переключателях. Для
оценки чувствительности пусковых органов защиты при
совместном воздействии I, и 3 10 используют эксперимен-
318
тально снятые зависимости кратности тока в реле
1-ПР2 к величине тока срабатывания этого реле -£- в за-
' ср
висимости от величин 12 и 3 10, приведенные в
техническом описании защиты.
Конденсаторы 1-С7 и 1-С9 уменьшают ток небаланса
от высших гармоник в реле 1-ПР1 и 1-ПР2. 1-С8
уменьшает пульсацию выпрямленного тока.
При возникновении симметричного повреждения (ток
превышает ток уставки) пуск ВЧ передатчика и защиты
осуществляют реле 1РТ-1 и 1РТ-2.
При возникновении симметричного повреждения и
токе, недостаточном для срабатывания 1-РТ2, пуск
защиты осуществляет реле сопротивления 1-РС. Пуск
защиты по сопротивлению происходит только в случаях, когда
симметричному режиму предшествует кратковременный
несимметричный. Реле сопротивления подобно реле
сопротивления, входящим в состав защиты ЭПЗ-1636.
Отличается от них более простым исполнением (нет контура
подпитки, реле имеет только круговую характеристику).
Реле выполнено в однофазном исполнении и
подключается к фазам С и А.
Пуск ВЧ передатчика выполняется контактами реле
1-ПР1 и i-PTl посредством промежуточных реле схемы
оперативных цепей. Для повышения быстродействия
защиты может применяться безынерционный пуск
напряжением на обмотках реле 1-ПР1 и 1-ПР2, подаваемым
непосредственно на вход ВЧ поста. Для исключения ложного
срабатывания защиты при внешних КЗ с малыми
токами уставки реле 1-ПР1 и 1-РТ1 выбираются меньше, чем
1-ПР2 и 1-РТ2 соответственно.
Орган манипуляции (или орган управления ВЧ
передатчиком) подает в схему последнего напряжение,
пропорциональное величине 1,+к12 и ограниченное до
величины, безопасной для входа приемопередатчика.
Орган состоит из комбинированного фильтра токов
прямой и обратной последовательности типа I,+kI2
(трансформатор 2-ТФМ и резисторы 2-R25', 2-R25"),
промежуточного повышающего трансформатора 2-ТМ,
нагрузочного сопротивления 2-R22 и ограничителя напряжения
2-СТ1, 2-СТ2.
Комбинированный фильтр токов представляет собой
расстроенный фильтр токов обратной
последовательности, подобный фильтру пускового органа. В связи с тем
319
что орган манипуляции находится на «хвосте» панели,
нулевая точка токовой цепи собирается на резисторе 2-R25.
Это позволяет обойтись без дополнительного
трансформатора компенсации токов нулевой последовательности.
Расстройка фильтра выполняется за счет нарушения
отношения между активным сопротивлением и
сопротивлением взаимоиндукции:
г2 > л/Зхд, г (3-6)
где хм — сопротивление взаимоиндукции 2-ТФМ;
г2 — активная часть сопротивления 2-R25.
Симметричные составляющие ЭДС на выходе
фильтра при этом составят:
• 2 ] •
Е\ = /и —г, -(Лй+ /if )-r2 +(1\> -Im)jxKI =
' 1 ' \ г' ' Г
= liA-r2+fu-r2+j*J3fujxv =/м(г2-л/Зх„); (8-7)
12 = Ьд —r2 -(hn + he )-r2 +(hc-his)jXK1 =
2*1 г' ' Г
■ liA-r2 + hA-r2- j^I2Jxsl =liA(r2+-JlxM); (8-8)
• 2 * 1 *
Eo = /o-r2-2lo-r2+(h-/o)jxu = 0. (8-9)
Результирующая ЭДС комбинированного фильтра
равна:
***** i— I—
Е = Е\ + Ег + Ео = h(r2 -^Ъхм) + /2(г, + V3xw) =
= (/| + £/2)(г,-л/Зхл/), (8.10)
где к — коэффициент фильтра:
г., +л]3хм
к = 2 г-м ■ (8-11)
^-V3xM
Коэффициент фильтра определяет, во сколько раз
орган манипуляции чувствительнее к токам обратной
последовательности, чем к токам прямой последовательности.
Векторные диаграммы фильтра при подаче
симметричных составляющих токов приведены на рис. 8-9.
Резистор 2-R22 и конденсатор 2-С13 обеспечивают
согласование выхода фильтра с нагрузкой. Если элементы
320
подобраны правильно, емкостная составляющая
сопротивления нагрузки при частоте 50 Гц компенсирует
индуктивную составляющую сопротивления
комбинированного фильтра. При этом в его выходной цепи возникает
резонанс напряжений, что обеспечивает высокую
чувствительность органа манипуляции.
Как следует из выражения (8-11), коэффициент
фильтра может регулироваться изменением сопротивления
взаимоиндукции хм или величиной активного
сопротивления т2 (2R251, 2R25"). Первый способ является основным и
выполняется переключением числа витков вторичной
обмотки 2-ТФМ. С его помощью выполняются уставки К=4,
6, 8. Второй способ применяется для получения К=10.
Для обеспечения согласования фильтра с нагрузкой
при изменении коэффициента К используется изменение
коэффициента трансформации промежуточного
трансформатора 2-ТМ.
Для ограничения напряжения на выходе органа
манипуляции при больших токах КЗ используются
стабилитроны, сопротивление которых уменьшается с увеличением
тока. Резистор 2-R22 и конденсатор 2-С13 обеспечивают
постоянство фазы напряжения при любых токах
Орган сравнения фаз токов по концам линии (ОСФ)
подключен к выходу приемника, где косвенным путем
выполняется сравнение фаз гоков по концам ЛЭП
посредством суммирования сигналов своего передатчика и
принимаемого с противоположного конца линии.
Орган состоит из сигнального и отключающего
элементов. Сигнальный элемент (трансформатор 2ТС,
выпрямительный мост 2-ВМ1 и поляризованное реле 2-ПРЗ)
служит для вызова персонала подстанции на
противоположном конце линии при ручном обмене ВЧ сигналами.
Отключающий элемент (трансформатор 2ТО,
выпрямительный мост 2-ВМ2 и поляризованное реле 2-ПР4)
собирает цепь воздействия на выходное реле, подготовленную
пусковым органом, если повреждение находится в
защищаемой зоне. Ток на вход ОСФ подается с выхода
приемника, входящего в состав ВЧ поста. В режиме покоя
защиты (пусковой орган не сработал) к выходу приемника
подключен сигнальный элемент, при пуске защиты
контактами реле 2-5РП сигнальный элемент отключается и
подключается отключающий элемент.
Величина тока на входе ОСФ зависит о г угла сдвига
фаз между высокочастотными импульсами иолукомплек-
11 Заказ 151
321
-jllBXi
u
-hAr2
-jIibxM ,
- — 1ъвг2
'CA-OB-CC
i Li Li L
2 7
-10АГ, ,
3
jhcxM
1-,
3 1
L
E„=0
J
H
f 3 2
/огл^
Рис 8-9 Векторные диаграммы комбинированного фильтра токов
тов защиты (следовательно, и угла между суммарными
векторами вторичных токов I, + kl2). Основной
характеристикой защиты является фазная
характеристика — зависимость величины тока в обмотке реле 2-ПР4
от углового сдвига между высокочастотными
импульсами собственного передатчика и передатчика на
противоположном конце линии, что соответствует углу между
векторами I, + kl2.
Выше был рассмотрен принцип действия защиты без
учета угловых погрешностей. Угловые погрешности
могут возникнуть по следующим причинам:
322
— электрический ток распространяется по ЛЭП не
мгновенно, а с какой-то конечной скоростью, равной
скорости распространения электромагнитного исключения
(скорости света) в соответствующей среде, поэтому ток
на приемном конце линии отстает от тока на передающем
конце линии примерно на 6° на 100 км длины линии,
— высокочастотный сигнал в обратном направлении
передается с такой же задержкой;
— трансформаторы тока и органы манипуляции дают
некоторую угловую погрешность.
Кроме того, необходимо учитывать емкостную
составляющую тока линии и ток нагрузки
промежуточных отпаек.
Следовательно, в общем случае угол между ВЧ
импульсами противоположных передатчиков не будет
равным 180°, что без принятия дополнительных мер может
вызвать излишнее срабатывание защиты.
Условия селективной работы защиты
обеспечиваются выполнением ее с заданным углом блокировки. Углом
блокировки называется предельное отклонение угла
сдвига по фазе между токами двух концов линии от 180°, при
котором защита еще блокируется (не срабатывает)
Более подробно фазная характеристика, углы
блокировки и требования к ним будут рассмотрены в разделе
«Проверка и настройка защиты».
Промежуточные трансформатора тока (ТТП) служат
для выравнивания коэффициентов трансформации
трансформаторов тока на концах линии. В комплект защиты
входит 3 ТТП, по одному для каждой фазы.
Логическая часть защиты
Логика защиты выполнена на электромеханических
реле КДР-1 и КДР-3, за исключением 1-РП2, которое
является аналогом РП-252. Назначение каждого реле
приведено ниже.
Реле 1-РП1 служит для контактного пуска передатчика.
Если защита работает с постами типа УПЗ-70 или ПВЗК,
пуск передатчика выполняется контактами 15-17 и 16-18
реле (выводы 27-34 и 29-36 комплекта К1), которые подают
оперативный «плюс» на усилитель мощности. Запуск
передатчиков полупроводниковых постов выполняется
«сухими» контактами реле (выводы 41-43 или 45-47
комплекта К1), этими же контактами выполняется запуск постов
УПЗ-70 по цепи «Пуск на Л1».
11*
323
Если защита находится в режиме ожидания, реле
удерживается в положении срабатывания через размыкающие
контакты 1-РТ1 и 1-ПР1, а также собственный
замыкающий контакт. Кратковременное срабатывание 1-РТ1 или 1-
ПР1 разрывает цепь удерживания 1-РП1, и реле отпадает,
чем вызывает пуск передатчика. Повторное срабатывание
реле происходит от контактов 2-РП7 или 1-РП2.
1-РП2 — вспомогательное реле в цепи пуска
передатчика, задает время запущенного состояния передатчика
при КЗ вне зоны, когда не происходит его останов при
срабатывании защиты. Нормально {в режиме ожидания)
находится в положении срабатывания через замыкающий
контакт реле 1-РП1. Время запущенного состояния
передатчика определяется временем возврата 1-РП2.
2-РП4 совместно с 2-РПЗ обеспечивает при 3-фазном
КЗ ввод цепи отключения от контакта реле
сопротивления (PC) на время 0,15 — 0,25 с. В режиме ожидания
находится в положении срабатывания через размыкающий
контакт 1-ПР2 и собственный замыкающий контакт. При
кратковременном возникновении несимметричного
режима (срабатывание 1-ПР2) кратковременно отпадает.
Кратковременный ввод цепи отключения от реле
сопротивления обеспечивает блокировку защиты при внешних
симметричных повреждениях, отключаемых с выдержкой
времени более 0,5—0,6 с, и неодновременной остановке
передатчиков по концам линии.
2-РПЗ участвует во вводе цепи отключения от реле
сопротивления, используется в схеме сигнализации
неисправности цепей напряжения и блокировке цепи
отключения от PC при неисправности цепей напряжения.
Нормально находится в положении срабатывания через
размыкающие контакты 1-РС1, 2-РП5 и замыкающие
контакты 2-РП4. Цепь удержания реле разрывается при
срабатывании 1-РС1 или при возникновении
несимметричного режима (возврат 2-РП4 или срабатывание 2-РП5).
2-РП5 служит для:
— переключения органа сравнения фаз с
сигнального органа на отключающий;
— предотвращения многократного срабатывания
2-РПЗ и 2-РП4 при внешних КЗ, отключаемых с
выдержкой времени, когда реле 1-ПР2 длительно находится в
положении срабатывания;
— сигнализации пуска защиты.
2-РП6 — выходное реле защиты. Срабатывает при
одновременном совпадении двух факторов:
324
— срабатывание пусковых реле 1-ПР2, 1-РТ2 или ре-
де сопротивления с предшествующим несимметричным
режимом (контакт 2-РП4);
— срабатывание органа сравнения фаз (2-ПР4) или
останов ВЧ передатчика (2-РП7).
В соответствии с требованиями [40] защита может
быть дополнена выносным выходным реле РП6,
имеющим небольшую выдержку времени. Оно выполняет те
же функции, что и 2-РП6 и обеспечивает отстройку
работы защиты от одиночных ВЧ импульсов.
2-РП7 — реле останова ВЧ передатчика. Срабатывает
при действии защиты на отключение, что обеспечивает
отключение противоположного конца линии, когда
собственный выключатель уже отключен. Шунтирует
контакт 2-ПР4 и участвует в удерживании выходного реле до
возврата пусковых органов. Может срабатывать как при
срабатывании ДФЗ, так и от других устройств
(резервные защиты линии, У РОВ и т. п.). Может выполнять
останов передатчика как посредством реле 1-РП1 (снятие
цепи пуска), так и замыканием контактов (выводы 17-19
комплекта К1) в цепи останова.
2-РП8 — предотвращает неправильное действие
защиты при кратковременном снятии оперативного тока,
если в момент его исчезновения есть условия для
срабатывания реле сопротивления. В режиме ожидания
срабатывания защиты находится в состоянии срабатывания,
обмотка шунтируется размыкающим контактом 2-РП4,
соединенным последовательно с собственным
размыкающим контактом.
2-РП9 — реле сигнализации при ручном опробовании
ВЧ канала. В режиме ожидания находится в положении
срабатывания через размыкающий контакт 2-ПРЗ органа
сравнения фаз. При срабатывании последнего якорь
реле отпадает с выдержкой времени, что обеспечивает
отстройку от кратковременных импульсов помехи.
Воздействует на указательное реле 2-РУЗ, которое выдает сигнал
вызова дежурного персонала.
Диаграммы работы защиты и взаимодействие
элементов в различных режимах коротких замыканий приведены
на рис. 8-10 — 8-12 (временные масштабы не соблюдены).
На диаграмме рис. 8-10 показана работа элементов защиты
при токе, недостаточном для срабатывания 1-ПР2.
При малых токах КЗ реле 1-ПР1 срабатывает в момент
времени 1. Контакты 1-ПР1 разрывают цепь удержания
325
1-ПР1 J'
1-pm 4
1-РП2 4_
-*■ • ►
4,4 i.
W *
12 3 4 5
Рис 8-10. Пуск ВЧ передатчика от органа обратной последовательности
1-РП1, и последнее отпадает в момент 2, пуская своими
размыкающими контактами передатчик. Реле 1-РП2
удерживается в состоянии срабатывания через контакт 1-ПРЗ
до его возврата в исходное состояние (3) и еще
некоторое время, определяемое собственным временем
возврата (4). После отпадания якоря 1-РП2 через его
размыкающий контакт срабатывает 1-РП1 и снимается цепь запуска
передатчика (5). Через замыкающие контакты 1-РП1
повторно срабатывает 1-РП2. При этом защита не работает,
но подается сигнал передатчика, блокирующий
срабатывание защиты на противоположном конце линии на
время ненормального режима (1-3) с запасом, определяемым
временем возврата 1-РП2.
Если ток превышает уставку срабатывания 1-ПР2
(рис. 8-11), защита пускается полностью и, при создании
условий срабатывания органа сравнения фаз, действует
на отключение линии.
Реле 1-ПР1 срабатываете момент времени 1.
Контакты 1-ПР1 разрывают цепь удержания 1-РП1, и последнее
отпадает в момент 4, пуская своими размыкающими
контактами передатчик. Так как ток достаточен для
манипуляции, передатчик пускается и выдает манипулированный
сигнал UB4. Если короткое замыкание находится в зоне
действия защиты, высокочастотные импульсы с
противоположного конца линии совпадают по фазе с собствен-
326
1-ПР1 "
1-РП1
1-РП2 t-
1-ПР2 f
1-PC
2-РПЗ t
2-РП4 4
2-РП5 +
2-ПР4 f
2-РП6 t
2-РП7 "
HHH
H'23456 7 8 9 10 11
Рис. 8-11. Работа защиты с пуском от органа обратной
последовательности
327
ными, и на выходе приемника появляется пульсирующий
ток 1П1>. Реле 1-РП2 удерживается в состоянии
срабатывания через контакт 1-ПР1 до повторного срабатывания
1-РП1, а затем — через контакт последнего.
Практически одновременно с 1-ПР1 (Г) срабатывает
реле 1-ПР2. Своим размыкающим контактом оно
разрывает цепь удержания 2-РП4, замыкающим контактом
замыкает цепь 2-РП5 и готовит цепь срабатывания 2-РП6,
2-РП7. Реле 2-РП4 в момент времени 2 разрывает цепь
реле 2-РПЗ, которое отпадает в момент 6 и своим
размыкающим контактом собирает цепь срабатывания 2-РП4.
Реле 2-РПЗ остается в отпавшем состоянии до возврата реле
2-РП5. Поведение реле 2-РПЗ и 2-РП4 в этом режиме на
работу защиты влияния не оказывают.
В момент 3 2-РП5 срабатывает и подключает к выходу
приемника отключающий элемент органа сравнения фаз.
Вторым условием срабатывания 2-ПР4 является
пульсация тока приемника, начавшаяся в момент 4.
Одновременное срабатывание 1-ПР2 и 2-ПР4
создает условия для срабатывания 2-РП6 и 2-РП7. 2-РП6
действует на отключение линии, в результате чего исчезают
условия срабатывания 1-ПР1 и 1-ПР2 (9). При возврате
1-ПР2 в исходное состояние разрывается цепь
срабатывания 2-РП5, и оно возвращается в исходное
состояние (10), замыкая цепь срабатывания 2-РПЗ. Реле 2-РП7
в момент 7 срабатывает и вызывает срабатывание 1-РП1,
что приводит к останову ВЧ передатчика (8). Это
обеспечивает завершение работы защиты на
противоположном конце линии, если при отключении выключателя на
собственном конце исчезает манипуляция ВЧ сигнала.
Так как срабатывание 2-7РП и 1-1РП происходит раньше,
чем возврат ЫПР, реле 1-РП2 остается подтянутым весь
период работы защиты.
Контактами 2-РП7 шунтируются контакты 2-ПР4, в
результате чего реле 2-РП6 и 2-РП7 остаются в
сработанном состоянии до возврата 1-ПР2.
Если используется безынерционный пуск ВЧ
передатчика, его останов может быть выполнен
непосредственно контактом 2-РП7, выведенным на клемму 17—19
комплекта К2.
Работа защиты с пуском от токовых реле выполняется
аналогично, за исключением пуска 2-РПЗ и 2-РП4.
На рисунке 8-12 приведена диаграмма работы
защиты при симметричном КЗ, которому предшествует
кратковременное несимметричное.
328
1-ПР1
1-РП1 t_
1-РП2 t_
# „
'пр *
1-ПР2
1-PC
2-РПЗ 4
2-РП4
2-РП5 *
2-ПР4 |
2-РП6
2-РП7
ГШ1Ш
-*-»
» * * >
* v ■.
*-- *-! t-
■» f ■>
» I -I-»
1 V Г 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12
Рис 8-12 Работа защиты с пуском от репе сопротивления
329
Работа защиты с пуском от реле сопротивления
при симметричных КЗ
При симметричных КЗ составляющие обратной и
нулевой последовательности в токе отсутствуют. Пуск ВЧГТ
и подготовка действия защиты на отключение в этом
случае обеспечивается путем фиксации предшествующего
несимметричного режима, при котором происходит
кратковременное срабатывание реле 1-ПР1 и 1-ПР2.
Реле 1-ПР2, 1-ПР1 и 1-РС срабатывают в моменты
времени 1, Г, 1". Контакты 1-ПР1 разрывают цепь удержания
1-РП1, и последнее отпадает в момент времени 2, пуская
передатчик. Это происходит, если время
несимметричного режима превышает время возврата 1-РП1 (0,008 с).
Контактами 1-РП1 запускается передатчик, который
выдает манипулированный ВЧ сигнал.
Реле 1-РП2 за время срабатывания защиты не
успевает отпасть.
Реле 2-РП4 разрывает цепь реле 2-РПЗ, которое
отпадает в момент 6 и собирает цепь повторного
срабатывания 2-РП4. 2-РПЗ остается в отпавшем положении до
возврата реле 2-РП5 и 1-РС1.
Кратковременное срабатывание 1-ПР2 подает импульс
на срабатывание 2-РП5. После возврата 1-ПР2 цепь
срабатывания 2-РП5 через его контакт разрывается, но к
этому времени подготовлена цепь удержания 2-РП5 по цепи
1-РС2, 2-РП8 и 2-РП4. Аналогично готовится цепь
срабатывания 2-РП6 и 2-РП7.
При срабатывании 2-ПР2 его контакт подрывает цепь
2-РП4, которое отпадает в момент 3, разбирая свою цепь
самоподхвата и разрывая цепь питания 2-РПЗ. Если до
этого времени 1-РС не успело отпасть, отпавшее реле
2-РП4 соберет цепь питания РП5. 2-РП5 сработает в
момент времени 5.
При срабатывании 2-РП5 подключает к выходу
проводника отключающий элемент ОСФ. Вторым условием
срабатывания, как и в предыдущем варианте работы
защиты, является пульсация тока приемника,
начавшаяся в момент времени 2, которая обеспечивает
срабатывание 2-ПР4.
Наличие сработавших реле 1-РС2, 2-РП8, 2-ПР4 и
отпавшего реле 2-РП4 создают условия для срабатывания
выходного реле. Цепи отключения защиты от PC
вводятся на время 0,15 — 0,25 с, определяемое временем возврата
ззо
реле 2-РПЗ (6). После отпадания 2-РПЗ подтягивается реле
2-РП4 и разбирает цепь отключения от PC. При коротком
замыкании в зоне защита успевает сработать.
При коротком замыкании вне зоны ВЧ сигналы
передатчиков противоположных концов линии сдвинуты по
фазе на 180°, ток приема равен нулю. Реле 2-ПР4 не
срабатывает. ВЧП остается пущенным на время 0,5 — 0,6 с до
возврата реле 1-РП2. При отключении внешнего
короткого замыкания другими защитами с выдержкой времени
больше 0,6 с при возникновении кратковременной
несимметрии может сработать реле 1-ПР2, но это не приведет
к срабатыванию защиты по цепям PC, так как цепь
отключения от PC остается разобранной контактами реле
2-РП4, которое, в свою очередь, находится в состоянии
срабатывания через контакты реле 2-РПЗ. Схема
вернется в исходное состояние лишь после возврата в исходное
состояние реле сопротивления.
Случайное срабатывание реле сопротивления без
предшествующего несимметричного режима
(неисправность реле, исчезновение цепей напряжения) не
приведет к срабатыванию защиты. Это же существенно
при внешних симметричных КЗ, когда останов
передатчиков с выдержкой времени, определяемой реле 1-РП2,
происходит на двух концах линии не строго
одновременно. Срабатыванию защиты в таких режимах
препятствует контакт реле 2-РП4, включенный в цепь срабатывания
2-РП5, 2-РП6 от 1-РС.
Защита может работать на линиях с ответвлениями
(отпайками). Если отпайка является источником питания
или имеет мощную нагрузку, на ней устанавливается
дополнительный полукомплект защиты. В других случаях
применяются различные меры, препятствующие работе
защиты при КЗ за трансформаторами отпайки:
— выбор уставок пусковых реле;
— дополнительное загрубление защиты;
— установка дополнительных блокирующих
элементов в цепи выходного реле;
— установка дополнительных (неполных)
полукомплектов защиты на отпайках;
— установка полных полукомплектов защиты на
отпайках.
Подключение блокирующих элементов будет
рассмотрено далее.
331
8.2 Проверка и настройка защиты
Изменения в схеме защиты
- i Заводская схема защиты ДФЗ-201 менее уни-
^ь/ версальна, чем схема защиты ЭПЗ-1636. Для
5С ввода ее в работу не требуется выполнять на-
г ^>1 бор режимных перемычек. Но некоторые
переделки при наладке выполнять приходится. К ним,
в первую очередь, относятся:
— монтаж и подключение ВЧ поста;
— подключение дополнительных блокирующих реле,
которые не позволяют ей работать при КЗ за
трансформатором отпайки;
— перемонтаж выходных цепей для исключения
работы защиты при появлении одиночных ВЧ импульсов.
Для выравнивания коэффициентов трансформации по
концам линии нужно подключать промежуточные
трансформаторы тока.
Подключение высокочастотных приемопередатчиков
В настоящее время промышленность СНГ выпускает
несколько типов ВЧ постов: ПВЗ-90М (ПВЗ-90М1, ПВЗ-
90М1Д) (Беларусь), ПВЗ (Украина), ПВЗУ нескольких
модификаций (Россия) и некоторые другие. В эксплуатации
находятся приемопередатчики УПЗ-70, АВЗК-80, ПВЗ-90,
кое-где встречаются еще более старые посты ПВЗК и
ПВЗД. В этом разделе приведем различия в их схемах
подключения, другие различия будут приведены в
разделе «Высокочастотная часть защит».
На рис. 8-6 показано подключение условного поста к
защите ДФЗ-201. В таблице 8-1 приведены
соответствующие ему номера и обозначения выводов различных
типов приемопередатчиков (первая колонка соответствует
рис. 8-6). Назначение цепей видно из обозначений
выводов постов.
При замене ВЧ постов УПЗ-70 или ПВЗК с током
приема 10 мА современными приемопередатчиками с током
приема 20 мА нужно переключить выводы первичной
обмотки трансформаторов 2-ТО, 2-ТС с максимального
количества витков (W=4000 вит.) на промежуточную
отпайку (W=2000 вит.). Невыполнение этого условия приводит к
излишнему насыщению трансформатора и, как следствие,
к искажению фазной характеристики. Это может вызвать
пожную работу защиты ([503).
332
Таблица 8-1
Выводы
ловного вч
поста
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
УПЗ-70
2
30 Останов
на Л1
29 Останов
на Л1
24 Конт
пуск Л1
25 -220/110
25 -220/110
23 Безын
Пуск Л1
27
Манипуляция
26
Манипуляция
13
Батарея +
15 Батарея -
20 Прием
19 +220/110
22 Конт
пуск УМ
21 Бпок
конт
11 Земпя
12 Линия
16 Сигнапиз
АВЗК-80
3
П8-1 +24 В
П8-4
ОСТАНОВ
П8-1 +24 В
П8-2 ПУСК
П7-4 БИ
ПУСК
П7-5 БИ
ПУСК
П7-1 -6 В
П7-2 МА-
НИП
П2-5 +АК-
КУМ
П1-5 -АК-
КУМ
П6-2 ВЫХ
ПРМ
П6-1 ВЫХ
ПРМ
-
-
П1-1 -L
П1-2
ЛИНИЯ 1
П1-4
ЛИНИЯ 2
П2-2
СИГНАЛИЗ
П5-4 (АК)
СИГНАЛИЗ
НЕИСПР
ПВЗ-90М
4
ХТЗ-1
+100В
ХТЗ-3
ОСТАНОВ
ХТЗ-1
+100В
хтз-
2 КОНТ
ПУСК
ХТЗ-4 -БИ
ПУСК
ХТЗ-5 +БИ
ПУСК
ХТЗ-6 МА-
НИП
ХТЗ-7 МА-
НИП
ХТ1-7
+БАТ
ХТ1-9 -
БАТ
ХТЗ-10
ВЫХ ПРМ
ХТЗ-9
ВЫХ ПРМ
-
-
ХТ1-4
КОРПУС
ХТ1-1
ЛИНИЯ
ХТ2-8
СИГНАЛ
НЕИСПР
ПВЗУ-Е
5
Х7-2 Общ
РЗ
Х5-2
Останов/ Запрет
пуска
Х7-2 Общ
РЗ
Х5-1 Пуск
ППЗ/РЗ
Х6-2 БИ-
Х6-1 БИ+
Х6-4 МАН-
Х6-3 МАН+
Х1-1
Х1-2 +БАТ
Х2-1
Х2-2 -БАТ
Х6-1
Х6-3 РЗ
вых 3
Х6-2
Х6-4 РЗ
ВЫХ 1
-
-
ХЗ-3
ХЗ-4
Корпус
ХЗ-1
Линия 1
Х10-5 Сигн
Неиспр
ПВЗ
6
Х2-3 ВЫХ 24 В
Х2-2 ОСТАНОВ
Х2-3 ВЫХ 24 В
Х2-1 ПУСК
Х4-1 БИ ПУСК -
Х4-2 БИ ПУСК +
Х2-4 ОБЩИЙ
Х2-5 МАНИП/АК
Х5-2 БАТ +
Х5-4 БАТ -
Х1-1 +ПРМ
Х1-2 ВЫХ ПРМ
-
-
ХЗ-2 ОБЩИЙ
Х4-3 ЛИНИЯ 1
Х4-4 ЛИНИЯ 2
Х6-3 СИГН
НЕИСПР
333
Продолжение табл
1
18
19
20
21
22
23
24
2
17 Сигнализ
'
"
3
П2-4
СИГНАЛИЗ
П5-5 (АК)
СИГНАЛИЗ
НЕИСПР
П4-1 (АК)
СИГНАЛИЗ
ПРЕДУПР
П4-2 (АК)
СИГНАЛИЗ
ПРЕДУПР
П5-4 ОС-
ЦИЛ ПРМ
П5-5 ОС-
ЦИЛ ПРМ
П5-1 ОС-
ЦИЛ ПРД
П5-5 ОС-
ЦИП ПРД
4
ХТ2-9
СИГНАЛ
НЕИСПР
ХТ2-10
СИГНАЛ
ПРЕДУПР
ХТ2-11
СИГНАЛ
ПРЕДУПР
ХТЗ-11
ОСЦ ПРМ
ХТЗ-12
ОСЦ ПРМ
ХТ1-10
ОСЦ ПРД
ХТ1-12
ОСЦ ПРД
5
Х10-6 Сигн
Неиспр
Х10-1 Сигн
Предупр
Х10-2 Сигн
Предупр
Х9-5 ПРМ
ОСЦ
Х9-6
ОПРМ
Х9-1 ПРД 1
Х9-2 0
ПРД
6
Х6-2 СИГН
НЕИСПР
Х6-1 СИГН
ПРЕДУПР
Х6-1 СИГН
ПРЕДУПР
Х1-2 ВЫХ ПРМ
Х1-4 ОСЦ ПРМ
ХЗ-1 ОСЦ ЛИН
ХЗ-2 ОБЩИЙ
В процессе эксплуатации в системе ОАО "Кубаньэнер-
го" выявлено, что разрывная мощность реле РПГ-5-2101,
РПГ-5-2110, которые являются выходными реле
сигнализации некоторых приемопередатчиков, недостаточна для
коммутации цепи обмотки реле РУ21/220, имеющей
значительную индуктивность. Это приводило к залипанию
контактов реле. Для устранения этого недостатка
рекомендуется выполнить следующие мероприятия:
— выполнить цепь срабатывания указательного реле
с «подрывом»;
— подключить параллельно обмотке указательного
реле цепочку, состоящую из последовательно соединенных
диода Д226Б (КД104Б) и резистора МЛТ-2 6,8-8,2 кОм;
— исключить подключение дополнительной нагрузки
параллельно обмотке указательного реле.
Подключение дополнительных блокирующих реле
Как было сказано выше, при использовании защиты
на линии с отпайками возникает необходимость
блокирования действия защиты при КЗ за трансформаторами
отпайки. Одно из средств, используемых для этого, -
включение в схему защиты дополнительных блокирующих реле
[34]. В зависимости от режима работы сети в качестве
блокирующих реле могут использоваться:
— группа из трех токовых реле, обмотки которых
включаются в два фазных и в нулевой провод;
334
— комплект реле сопротивления и совместно
включенные токовое реле и реле направления мощности
нулевой последовательности;
— реле мощности обратной последовательности.
Включение группы блокирующих реле (сопротивления
рСБЛ, токового РТБЛ и мощности РМБЛ) в оперативные
цепи приведено на рис. 8-13.
1-ПР2
'!£—<g^®>—@-^™
2-PY1
2-РПЗ
У2-Д13
^2-Д14
Рис 8-13. Включение блокирующих реле в оперативны© цепи защиты
Включение реле мощности обратной
последовательности или параллельно соединенных контактов токовых
реле выполняется аналогично.
Изменение выходных цепей для исключения
срабатывания от одиночных импульсов
Дифференциально-фазные защиты, пожалуй, при всех
своих достоинствах - лидер по количеству неправильных
действий. Самый распространенный дефект - излишнее
срабатывание при внешних КЗ. Анализ показал, что в ряде
случаев причиной этого являются одиночные импульсы тока
приема, вызванные неидентичностью трансформаторов
тока по концам линии и рядом других причин. Вместе с тем
защита ДФЗ-2 в таких случаях не срабатывала. Кроме того,
анализ осциллограмм, полученных при срабатывании ДФЗ,
показал ряд других источников одиночных импульсов:
— изменение направления тока в пинии в процессе
отключения;
— влияние помех при коммутации электромагнитных
реле (и не только на панели ДФЗ, но и на соседних);
— подавление сигнала передатчика с
противоположного конца линии помехами в ВЧ тракте.
Для исключения таких явлений [40] предлагает выпол-
335
нить некоторое замедление выходного реле в тех
случаях, когда это позволяет режим системы.
Участок схемы оперативных цепей защиты ДФЗ-201 с
заменой реле приведен на рис. 8-14 (выделены
дополнительно монтируемые цепи).
Если линия оснащена устройством ОАПВ, в
качестве выходного реле применяется РП-23, на линиях без
ОАПВ - РП-255.
Два контакта дополнительного выходного реле
используются в оперативных цепях защиты, для выходных цепей
остается три контакта. В некоторых случаях этого может
оказаться недостаточно. В этом случае можно в
качестве реле-повторителя применить реле 2-РП6. Возможная
схема приведена на рис. 8-15.
В тех случаях, когда снижение быстродействия
недопустимо, в цепи защиты включается блок БФВКЦ,
обеспечивающий автоматический ввод замедления при внешних
КЗ. Схема подключения блока приведена на рис. 8-16.
Подключение промежуточных трансформаторов тока
Как было сказано выше, промежуточные
трансформаторы тока включаются для выравнивания
коэффициентов трансформации трансформаторов тока на
противоположных концах линии, что облегчает согласование
уставок полукомплектов. Схемы трансформаторов
приведены на рис. 8-17, коэффициенты трансформации - в
таблице 8-2.
Таблица 8-2
Зажимы
Коэффициент трансформации
при 1Ч=5А
Коэффициент трансформации
при !„=1А
2-7
5
5
2-5
3
5
-
2-8
3,33
5
1
4,7
2-6
325
4
2-4
4
5
1
3,75
Если на одном из концов линии установлены
трансформаторы тока с коэффициентом трансформации 1000/5,
а на другом - 1000/1, на втором конце нужно включить
промежуточные трансформаторы тока с коэффициентом
трансформации 1/5. В этом случае суммарный
коэффициент трансформации на втором конце составит:
1000 1 _ 1000
7~х5~ Т
^-Г/Ъ ~ К1 ,,,сн Х ^Лдоп ~
(8-12)
336
2-РП6
1-ПР2
2-РП6г
[241
^J
2-РП7
8БИ.13БИ
Рис 8-14 Замена выходного реле
2-ПР4 2-PY1 m РП6
Рис. 8-15. Включение повторителя выходного реле
337
^ЧУ-
Рис 8-16 Схема подключения блока БФВКЦ
где К-ггосн — коэффициент
трансформации основных
трансформаторов тока;
кттдоп — коэффициент
трансформации дополнительных
(промежуточных) трансформаторов
Рис 8-17 Схемы проме- ТОКЭ.
Если на первом конце линии
трансформаторы тока имеют ко-
б) 1ч=1 А эффициент трансформации 600/5,
а на втором - 1000/5, на втором
конце нужно включить промежуточные трансформаторы
3/5. При этом суммарный коэффициент трансформации
составит 600/5
Подключение промежуточных трансформаторов
тока выполняется перестановкой перемычек на клеммни-
ке панели.
Проверка электрических характеристик промежу-
жуточных
трансформаторов тока
a) l4=5 A
338
точных трансформаторов тока включает проверку
коэффициента трансформации (рн]) и характеристики
намагничивания (Щ, [К1], [в]). Коэффициент трансформации должен
соответствовать данным, приведенным в табл. 8-2,
характеристика намагничивания сопоставляется с однотипными
трансформаторами тока. Изоляция обмотки ТТ
проверяется, как правило, в полной схеме панели защиты.
[Pfj, Щ], [Щ [к] Внешний и внутренний осмотр,
проверка качества монтажа, регулирование
механической части аппаратуры выполняются
аналогично ЭПЗ-1636.
Ш> IKIJ. LB,. |_К] Проверка и испытание изоляции
выполняется раздельно релейной части и ВЧ
приемопередатчика, так как изоляция приемопередатчиков
должна проверяться с некоторыми дополнительными мерами
предосторожности, предусмотренными для устройств с
полупроводниковыми элементами. При отключенном
приемопередатчике проверка изоляции может быть
выполнена аналогично защите ЭПЗ-1636.
[ТТ], [КТ|, [В~1 Проверка времени срабатывания реле
логической части защиты выполняется аналогично
защите ЭПЗ-1636. Проверка выполняется в полной схеме, с
учетом дополнительных сопротивлений и искрогаситель-
ных цепочек в цепях обмоток реле.
Время действия реле приведено в таблице 8-3.
Таблица 8-3
Реле
1-РП1
1-РП2
2-РПЗ
2-РП4
2-РП5
2-РП6
2-РП7
2-РП8
2-РП9
Тип
КДР-1
РП-252
КДР-3
КДР-1
КДР-1 (РП-13)
РП-223 (РП-17)
КДР-ЗМ
КДР-1
КДР-3
Время действия, с.
при срабатывании
-
-
-
-
20,013
20,01
20,015
<0,02
-
при возврате
20,008
0,5-0,6
0,15-0,25
<0,013
<0,05
-
0,1-0,2
-
0,2-0,3
Время срабатывания дополнительного реле РП6 - не
более 60 мс (РП-23) или 50 мс (РП-255).
Проверка электрических характеристик реле выполняется
с отключенным приемопередатчиком (сняты рабочие крыш-
339
ки 8БИ, 11БИ) и блоком питания нуль-индикатора
(отключены внешние цепи от выводов 26, 28 комплекта К2).
Особенности проверки каждого реле приведены в
таблице 8-4. «Минус» испытательной установки для всех
репе подключается на вывод 9 8БИ.
Таблица 8-4
Реле
1
1-РП1
1-РП2
2-РПЗ
2-РП4
2-РП5
2-РП6
2-РП7
2-РП8
2-РП9
РП6
Выносное
Особенности проверки
2
«+» - на вывод 33 К1, реле 1-ПР1 снять, для проверки напряжения
срабатывания якорь 1-РП2 закрепить в отпавшем положении, для
проверки напряжения и времени возврата - в сработанном
Срабатывание происходит без добавочного резистора, возврат - с
резистором 1-R27 в цепи обмотки через собственный контакт реле
Миплисекундомер подключить к выводам 54-56 К1 с
отключенными внешними цепями
«+» - на вывод 14 К1, реле 1-ПР1 снять Срабатывание происходит
без добавочного резистора, возврат - с резистором 1-R29 в цепи
обмотки.
Разобрать перемычку 37-39 на выводах К1, миплисекундомер
подключить к выводам 33-39
«+» - на вывод 31 К2, закрепить якорь 2-РП4 в сработанном
положении, 5-РП5 - в отпавшем
Якорь 2-РП8 закрепить в отпавшем положении, снять внешний конец с
вывода 13 К2, миплисекундомер подключить к выводам 13-43 К2
«+» - на вывод 21 К2, срабатывание - с отпавшим якорем 2-РПЗ
без добавочного резистора, возврат - при подтянутом якоре 2-РПЗ
с резистором 2-R33 через собственный контакт реле
Миллисекундомер подключить к свободным контактам реле
«+» - на вывод 39 К2, миллисекундомер подключить к свободным
контактам реле
Проверяется, если реле участвует в схеме «+» подать на вывод
39 К2, 2-РП7 зафиксировать в сработанном состоянии,
миллисекундомер подключить к свободным контактам реле или к
освобожденным контактам в выходных цепях
«+» - на вывод 27 К2 Миплисекундомер подключить к выводам
17-19 К2 Резистор зашунтировать на его выводах
«+» - на вывод 21 К2, 2-РП4 зафиксировать в сработанном
состоянии Миллисекундомер подключить к выводам 41-43 К2
«+» - на вывод 33 К2, 2-ПРЗ снять Миллисекундомер подключить к
свободным контактам реле
«+» - на вывод 11 реле, миллисекундомер подключить к контактам
реле без удерживающих обмоток в выходных цепях (рабочие крышки
БИ, через которые подключаются выходные цепи, сняты)
н
Проверка напряжения (тока) срабатывания и
возврата реле логической части защиты выполняется
в тех же условиях. Если во время повторных проверок
при измерении времени действия выполнялась
регулировка реле, эта проверка также должна выполняться.
[И] Определение полярности включения и токов
удержания реле 6РП (2-6РП) выполняется аналогично
реле 4РП защиты ЭПЗ-1636.
340
Проверка пускового органа
*« =
Проверка фильтра тока обратной
последовательности
Накладка переключения уставки по 12 снимается, на
выводы 12-13 К1 подключается вольтметр, в рассечку
перемычки 8-10 - амперметр, 1ТН0 закорочен перемычкой 9-11.
На вход панели подается ток lAB = 5 А (промежуточные
трансформаторы тока исключены из схемы), величина ЭДС
на выводах 12-13 должна быть в пределах 1,7 В±10%, что
соответствует:
F 17
—=1Г0',7Ом'
1 А 1 В 1и
Регулировка выполняется магнитным шунтом на
1-ТФП.
Одновременно проверяется правильность включения
первичных обмоток трансформатора компенсации 1-ТК по
показаниям амперметра в рассечке перемычки 8-10. Если
трансформатор включен правильно, ток равен нулю.
Проверяется коэффициент трансформации 1-ТК при
поочередной подаче на вход панели токов lBC и 1сд,
равных 5 А. Ток во вторичной обмотке не должен
отличаться от тока на входе более чем на 5%.
Затем подается ток lco такой величины, при которой ЭДС
на выходе фильтра равна измеренной при подаче тока
lAB = 5 А (Е = 1,7 В). Ток должен быть в ,/3 раз больше тока
lAB, то есть равен 8,6 А. Допустимое отклонение ±6%.
Если отношение токов различается на большую
величину, регулировка выполняется перемещением хомутов на
резисторе 1-R20 (рис. 8-18).
П1/5 ТФП/5
П2/10
П2/12 ТК/5
12 3 4 5
Рис 8-18. Размещение выводов на резисторе 1-R20
Подачей тока lco (4-5 А) устанавливается напряжение
между выводами 2-4 (рабочая часть резистора),
соответствующее полному отклонению стрелки вольтметра
(при шкале 30 делений) или 45 делениям (шкала -
50 делений). Напряжения между выводами 3-4 и 2-3 допж-
341
ны составлять одну треть и две трети от напряжения 2-4
или относиться между собой как 1/2. Сопротивление
рабочей части резистора, измеренное по падению
напряжения, должно составлять 0,295 Ом ±10%.
Регулировка сопротивления взаимоиндукции и
выравнивание этого сопротивления между двумя фазами могут
быть выполнены изменением воздушного зазора 1-ТФП
или добавлением в одну из обмоток 1-3 витков,
намотанных поверх основной обмотки.
И], [кТ], [в] Проверка токов срабатывания и
возврата реле 1-ПР1 и 1-ПР2 при имитации 2-фазного КЗ
Регулировка уставок по l2 осуществляется изменением
отпаек трансформатора 1-ТН2. Проверка выполняется при
поданном на панель оперативном токе, тормозная
обмотка реле находится под напряжением.
На вход панели подается ток 1дв. В рассечку
перемычки 58-60 К1 включается миллиамперметр, постоянный ток
с панели снят.
При плавном изменении тока на входе панели
измеряется ток в перемычке 58-60, соответствующий
срабатыванию реле 1-ПР1 и 1-ПР2.
Норма: 1Ср1пр1=1>7 мА±8%; 1СР1ПР2 =2,6 мА±8%; Кв> 0,45.
Проверяется ток срабатывания 1-ПР2 при поданном
оперативном токе (номинальное напряжение).
Норма: 1СР 1 пр2=3,6-ь4,0 мА; KBS0,6. Верхнее значение
коэффициента возврата не нормируется, но для
обеспечения четкой работы желательно его ограничить
величиной 0,75-0,8.
Якорь реле при срабатывании и возврате должен
переключаться четко, без вибрации и зависания в
промежуточном положении.
Проверяются срабатывание и возврат реле 1-ПР1 и
1-ПР2 по току на входе панели при поданном
оперативном токе.
Ток обратной последовательности, соответствующий
срабатыванию реле, определяется по формуле,
аналогичной (7-20):
^2ср =—7=~~ > (8-13)
где /2СР — ток срабатывания реле обратной
последовательности;
Wp — измеренный ток срабатывания реле.
342
Ток должен соответствовать заданной уставке.
Допустимое отклонение ±6% в нормальных условиях.
Ток срабатывания 1-ПР1 должен быть в два раза
меньше, чем 1-ПР2, с отклонением не более ±10%.
Коэффициенты возврата обоих реле по току на входе
панели несколько выше, чем по току в реле.
[Я1, [КГ1, [в] Совместная проверка фильтра тока
обратной последовательности и его нагрузки
Проверка позволяет оценить исправность всех
элементов пускового органа и правильность его работы при
всех видах несимметричных КЗ. Одновременно
косвенно выполняются две предыдущие проверки, которые
могут быть опущены при повторном техническом
обслуживании. Схема проверки та же, что и у двух предыдущих
проверок (ток подается на вход панели, в рассечку
перемычки 58-60 К1 включен миллиамперметр).
В панель подаются различные сочетания токов (lAB, lBC,
Ica. Iao> 'во. 'со) Д° срабатывания 1-ПР2. При сочетаниях
токов, соответствующих двухфазному КЗ, ток
срабатывания больше уставки по току обратной
последовательности в 7з раз, при однофазном КЗ - в 3 раза.
Допустимое отклонение при всех шести измерениях -
±7% от среднего значения.
Щ IEU> [Ц] Проверка токов срабатывания и возврата
реле 1-ПР1 и 1-ПР2 при имитации однофазного КЗ
Регулировка уставок по 3I0 осуществляется
изменением отпаек трансформатора 1-ТН0. Цепь питания реле
током обратной последовательности разобрана (снята
накладка переключателя l2 защиты ДФЗ-201 или перемычка
12-14 К1 ДФЗ-504). На вход панели подается ток lco.
Допустимые значения 310=1; 1,5; 2 А±15% в
нормальных условиях, в рабочем диапазоне температур
дополнительное отклонение - ±8%.
[Hi, [кТ], [в] Проверка четкости работы контактных
систем релё1-ПР1 и 1-ПР2
На панель подан оперативный ток. Проверка
выполняется подачей на вход панели токов 1дв и lco при нескольких
значениях тока в интервале от 1,05 lCP 1-ПР2 до 3 1НОм-
Во всем диапазоне токов на контактах не должно быть
искрения и заметной вибрации, якорь должен четко
переключаться с одного неподвижного контакта на другой.
HJ Проверка стабилизирующего действия
трансформаторов
343
Проверка стабилизирующего действия 1-ТН2 и 1-ТН0
производится снятием зависимости напряжения на
обмотках 1-ПР1 и 1-ПР2 от тока на входе панели.
Стабилизирующее действие 1-ТН2 проверяется при подаче на вход
панели тока lAB в диапазоне от 0,5 до 5 |ном. Напряжение
определяется по формуле:
Up=2000lpXl03B, (8-14)
где /Р — ток в обмотках реле (в рассечке перемычки 58-
60 К1).
При токе 51ном напряжение не должно превышать
70 В.
Стабилизирующее действие 1-ТН0 проверяется подачей
тока lco при разомкнутой цепи питания реле от l2.
При токе 51ном напряжение не должно превышать 80 В.
Напряжение может быть измерено и непосредственно
вольтметром с высоким входным сопротивлением.
[н|, [кТ|, [в] Проверка действия безынерционного
пуска ВЧ передатчика
Проверка выполняется совместно с
приемопередатчиком при поданном оперативном токе.
Для исключения влияния органа манипуляции вместо
крышки испытательного блока 11БИ устанавливается
контрольный штепсель с закороченными выводами 6-8. Для
снятия контактного пуска якорь 1-РП1 должен быть
зафиксирован в положении срабатывания.
На выход ВЧ поста, нагруженного на эквивалент ВЧ
тракта (75 или 100 Ом), подключается осциллограф.
Проверка выполняется плавным подъемом тока. По
экрану осциллографа фиксируется появление ВЧ
импульсов и появление сплошного сигнала (исчезновение
провалов между импульсами).
Напряжение выхода пускового органа в момент
появления ВЧ импульсов должно быть больше напряжения
срабатывания 1-ПР1, а в момент появления сплошного
сигнала - меньше напряжения срабатывания 1-ПР2.
Фиксируется напряжение, при котором мощность на
выходе ВЧ передатчика составляет 90% и 10% от
полной мощности.
Отношение этих напряжений должно составлять не
более 1,7.
Проверка токовых реле 1-РТ1 и 1-РТ2
И, Ш [в
выполняется в соответствии с рекомендациями раздела
«Электромагнитные реле тока и напряжения».
344
Проверка реле сопротивления
В настоящее время панели защиты выпускаются со
статическими реле сопротивления (с нуль-индикаторами).
Основное внимание в настоящем разделе будет уделено
этим репе. Электромеханические (индукционные) реле
сопротивления пока встречаются в эксплуатации, поэтому
также будут рассмотрены, но в минимальном объеме.
Расчет отпаек трансформатора напряжения реле
сопротивления
Расчет вторичных уставок реле сопротивления
выполняется по формуле (7-24).
Расчет отпаек трансформатора напряжения PC
производится по формуле (7-25).
Минимальное сопротивление срабатывания для защиты
ДФЗ-201 составляет 3,5 Ом/фазу, что соответствует 100%
витков (N=95% и резистор 1-R23 полностью введен);
максимальное сопротивление - 30 Ом/фазу.
Смещение характеристики PC в III квадрант может быть
введено установкой накладки 1-Н2 К1 в положение «б-в».
Проверка отпаек ТН
При подаче на первичную обмотку напряжения 100 В
измеряется напряжение между отпайками вторичной
обмотки трансформатора. Измерения выполняются
относительно общей точки (общего вывода перемычек грубой и
точной регулировок). Напряжение должно соответствовать
рассчитанному по формуле (7-26).
[Я] Проверка фильтра второй гармонической
составляющей
При выведенной накладке 1-НЗ и снятом блоке нуль-
индикатора генератор звуковой частоты подключается к
точке «а» накладки 1-НЗ и выводу 12 разъема Ш2
(место установки платы нуль-индикатора). Измерения
выполняются в соответствии с рекомендациями раздела
«Защита ЭПЗ-1636», регулировка - изменением воздушного
зазора дросселя 1-Др1.
Н| Проверка схемы сравнения или выравнивание
рабочего и тормозного контуров
Проверка выполняется аналогично реле
сопротивления защиты ЭПЗ-1636.
Переключатель уставки в цепях напряжения
устанавливается в положение 95% витков, потенциометр 1-R23
полностью вводится, цепи напряжения UCA на входе
панели закорачиваются.
Накладки 1-Н1 и 1-Н2 установить в положение «а-б»
(ток подан в оба плеча схемы сравнения, смещение в
345
.иг выведено). Микроамперметр с внутренним со-
огивлением не более 1 кОм включается в рассечку
накладки 1-НЗ «минусом» к точке «а».
Ток небаланса в рассечке накладки 1-НЗ при
подаче на вход панели номинального тока lCA (5а для защиты
ДФЗ-201) должен составлять 8-15 мкА. Регулируется
резистором 1-R24.
Эта проверка несущественна при смещении
характеристики в III квадрант, но выполнить ее желательно для
оценки состояния элементов схемы.
Ш [кТ1 [в] Проверка блока питания
Нуль-индикатор установлен на место. На вход панели
подается регулируемое напряжение оперативного
тока, измеряется напряжение между выводами 19-13 и
13-17 разъема 1Ш2 при изменении питающего
напряжения в диапазоне 0,8+1,1UH.
Норма - 15+1,5 В.
Репе 1-РК при поданном оперативном токе должно
быть в положении срабатывания.
Проверка нуль-индикатора (НИ)
В соответствии с требованиями [44] выполняется
только для поиска неисправности, при обычных проверках не
требуется.
Накладки 1-Н1, 1-Н2, 1-НЗ сняты, оперативный ток
подан на панель. Сигнал на входе НИ имитируется подачей
напряжения +15 В на вывод «б» накладки 1-НЗ через
резистор сопротивлением 2 кОм. Напряжения в
контрольных точках относительно вывода разъема 1-Ш2/13
приведены в таблице 8-5.
Таблица 8-5
Контролируемые
точки
1-ОУ1/10
1-ОУ2/4
1-ОУ2/10
1-Ш2/16
Напряжение, в
при отсутствии сигнала
на входе НИ
+11,5 + +14,5
+0,2 + +0,15
-13,5 - -16,0
0 + 3,0
при наличии сигнала на
входе НИ
-11,5 - -14,5
-0,2 - 0,5
+13,5 - +16,0
+25,0 - +26,0
Проверка поляризованных реле
Поляризованные реле устанавливались в статических
реле сопротивления первых лет выпуска. К ним
относятся: 1-РС1 и 1-РС2 - исполнительные реле PC, 1-РК -
контроль напряжения питания НИ.
346
В современных панелях защиты используются другие
типы реле: 1-РС1 - герконовые реле типа РПГ-5-2101,
24 В; 1-РС-2 - РПГ-5-2110, 24 В, 1-РК - РП-13.
Проверка и регулировка поляризованных реле
выполняется отдельно от схемы при соединенных
последовательно двух полуобмотках.
Ток срабатывания 1-РС1, 1-РС2 - 1,7 мА ±8%.
Герконовые реле отдельно от PC не проверяются,
проверка работоспособности выполняется в полной схеме.
Требования к реле контроля напряжения питания НИ
приведены в разделе «Дистанционные защиты ЭПЗ-1636».
[И] Определение угла максимальной
чувствительности фмч
При этой и последующих проверках индикатор
срабатывания реле удобнее подключить к размыкающему
контакту 1-РС1 (контакты 23, 30 комплекта 1 при
разобранных перемычках 23-25 и 30-32).
Проверка выполняется методом «засечек»
аналогично реле сопротивления защиты ЭПЗ-1636 при подаче
тока lCA и напряжения UCA.
Допустимый диапазон угла максимальной
чувствительности в нормальных условиях - 70±5°, при
изменении температуры дополнительные отклонения <рмч
составляют +4 - -8°.
Для ориентировки током нагрузки линии PC
переводится в режим реле направления мощности (точнее,
реле сопротивления с очень большой уставкой) установкой
1% витков (накладка 1-Н4 находится в положении «б-в», а
на панелях с электромеханическими реле сопротивления
перемычка 47-49 комплекта 1 стоит в положении 49-51).
При этом углы срабатывания реле несколько отличаются
от замеренных в обычных условиях. Для уверенности при
проверке PC рабочим током желательно повторить
проверку в режиме реле направления мощности.
Ш Ш1> Е Проверка заданной уставки по
сопротивлению срабатывания
Накладки 1-Н1, 1-НЗ, 1-Н4 установлены в положение
«а-б», 1-Н2 - в положение, соответствующее заданному
смещению («а-б» - без смещения, «б-в» - при его
наличии).
Проверка выполняется аналогично реле
сопротивления защиты ЭПЗ-1636 при подаче тока lCA и напряжения
UCA с углом между ними, равным заданному <рмч.
Коэффициент возврата реле близок к 1.
347
Снятие угловой характеристики реле Zcp = %)
Проверка выполняется аналогично реле
сопротивления защиты ЭПЗ-1636 в диапазоне углов от 0 до 360°
через 30°. По характеристике определяется сопротивление
смещения в I или III квадрант и уточняется угол
максимальной чувствительности.
Ш [ЕИ' OS Снятие характеристики срабатывания
реле от тока Zcp = f(l) (определение тока точной
работы lTP)
Проверка выполняется аналогично реле
сопротивления защиты ЭПЗ-1636 при заданном угле максимальной
чувствительности. Характеристика снимается при
изменении тока от минимального значения, при котором
начинает работать реле, до максимального тока КЗ, если
напряжение при этом не превышает 110 В.
Норма: 1ТР > 2,8 А в нормальных условиях.
Проверка срабатывания реле при закороченных
цепях напряжения
Цепи напряжения закорочены на выводах 5-7 7БИ.
Реле сопротивления должно сработать при токе на входе
панели не более 3,5 А.
Если смещение в III квадрант не задано, вместо
проверки срабатывания реле от тока проверяется его
поведение при сбросе напряжения на входе панели со 100 В
до нуля с одновременным закорачиванием цепей
напряжения и подачей тока lCA в диапазоне от 1ном ДО 7 lH0M.
Угол между током и напряжением при этом
устанавливается равным фР=фмч+180°. Реле в этих условиях
срабатывать не должно, контроль поведения реле выполняется
по срабатыванию 2-ЗРП.
JHJ, [кТ], [в] Проверка четкости работы контактной
системы реле
Выполняется при поданном оперативном токе и
заданном угле максимальной чувствительности. При
изменении сопротивления, подведенного к реле в пределах от
0,1 до 0,9 ZyCT и токах 0,7-3 |ном контакты реле должны
работать четко, без вибрации и искрения. Четкость
работы контактов герконовых реле определяется по
срабатыванию реле 2-РПЗ (2-РП4 зафиксировано в положении
срабатывания, 2-РП5 - возврата).
Особенности проверки индукционных реле
сопротивления
Механическая часть реле устроена в основном так же,
как и реле направления мощности. Регулировка их так-
348
же аналогична. Контактная система имеет один
замыкающий и один размыкающий контакты. Угол встречи
подвижного и неподвижного контактов - 45-60°.
При установке трансформаторов напряжения на линии
для повышения надежности работы размыкающего
контакта затяжку пружины нужно увеличить до 150-180°
(заводская регулировка - около 90°) до проверки
электрических характеристик.
Проверка основных электрических характеристик
ведется так же, как и PC с нуль-индикатором. Ток точной
работы определяется по отклонению от уставки на 15%.
При заводской затяжке пружины ток точной работы
обычно не превышает 2,5 А, коэффициент возврата реле - не
более 1,1. Дополнительная погрешность при изменении
температуры в рабочем диапазоне - ±7%.
Угол максимальной чувствительности в небольших
пределах регулируется изменением сопротивления 1-21R, а
если этого недостаточно - изменением емкости 10 С.
Проверка надежности работы размыкающих контактов
выполняется четырехкратной подачей и снятием с реле
напряжения 100 В.
Проверка органа управления ВЧ передатчиком
Проверка органа управления ВЧ передатчиком или
органа манипуляции выполняется после установки
заданных уставок на переключателе коэффициента К
комбинированного фильтра токов прямой и обратной
последовательности.
Нагрузка фильтра, состоящая из резистора 2-R22 и
конденсатора 2-С13, при всех проверках должна быть
подключена. Стабилитроны снимаются только для проверки
правильности их подключения и определения порога зажигания.
Выходные цепи органа при всех проверках, за исключением
проверки чувствительности, отделяются от ВЧ поста
снятием крышки 11БИ. Металлические корпуса лампового
вольтметра и электронно-лучевого осциллографа, подключаемых
на выход органа управления, должны быть разземлены и
в общем случае находятся под напряжением, что требует
принятия дополнительных мер безопасности.
ш ш
Проверка стабилизаторов напряжения
Проверка выполняется при подаче тока lBC на вход
панели. Электронный вольтметр и электронно-лучевой
осциллограф подключаются к выводам 5-7 испытательного
блока 11БИ.
349
Если в защите установлены ламповые стабилитроны
СПП, проверка выполняется в следующем порядке.
Определяется значение тока, при котором
загорается каждый из стабилитронов и правильность полярности
их включения. Для этого ток подается при поочередном
снятии стабилитронов. Искажение формы синусоиды (срез
вершины) и видимое свечение свидетельствуют об
исправности оставленного стабилитрона. По этому же признаку
определяется и ток зажигания 1ЗАЖ стабилитрона.
Норма: 1ЗАЖ = 4,5-6,5 А.
Напряжение на выходе органа управления при
зажигании стабилитрона не должно превышать 160 В.
Ограничение величины напряжения проверяется при
установке двух стабилитронов в диапазоне токов от 2IH0M
ДО 5IH0M.
Максимальное напряжение - 180 В.
Если использованы полупроводниковые стабилитроны
(КС630 А или аналогичные), проверяются ограничение
напряжения и двусторонний срез полуволн напряжения
манипуляции без исключения стабилитронов.
Проверка частотного фильтра U = f(f)
Частотный фильтр имеется только в органе
управления ВЧ передатчиком защиты ДФЗ-504. Если нагрузка
подобрана правильно, на выходе органа управления
будет подавляться напряжение всех частот, за
исключением 50 Гц.
Снять перемычку 10-12 К2, к выводам 5-7 11БИ
подключить электронный вольтметр.
На вход фильтра (выводы 10-14 К2) от генератора
звуковых частот подается напряжение 5-20В. При изменении
частоты входного напряжения от 20 до 200 Гц
производится измерение выходного напряжения фильтра и
определяется частота настройки.
Норма: 50 ± 1 Гц.
[ГГ|, [icT], [в] Проверка настройки комбинированного
фильтра токов
В рассечку перемычки 6-8 К2 включается
миллиамперметр. Прибор желательно иметь класса не ниже 1,0. На
вход панели подается ток lBC = 3 А и фиксируются
показания миллиамперметра. Затем на вход панели подается
ток lA0 такой величины, чтобы получить те же показания
миллиамперметра. Коэффициент фильтра К определяется
из выражения (8-19).
350
Метод основан на измерении значения
напряжения на выходе фильтра при подаче двух
сочетаний токов: однофазного Iao и двухфазного 1вс.
Векторные диаграммы полных токов и их
симметричных составляющих при подаче на вход этих
токов аналогичны приведенным на рисунках 5-7 и 5-9.
Комбинированный фильтр выделяет составляющие
прямой и обратной последовательности, которые равны
по величине, но расположены под разными углами.
При питании В-С токи 1,А и 12А находятся в противо-
фазе и равны:
1"' (8-15)
1гл=1хл~ £
При подстановке в (8-10) получаем:
(8-16)
где Евс— ЭДС на выходе комбинированного фильтра при
подаче тока 1ВС.
При питании А-0 токи 1,А и /24 совпадают по фазе и
равны:
У"" (8-17)
*2А — 'U —
'АО
3
При подстановке в (8-10) получаем:
£
(К + \Хг1-£хм)<
(8-18)
где ЕА0— ЭДС на выходе комбинированного фильтра при
подаче тока 1А0.
Приравнивая (8-16) и (8-18), получаем:
V3/K +/^ (8_ig)
К
л/3/„
что позволяет определить коэффициент фильтра по этим
двум замерам.
Расчетные величины 1А0 для различных К приведены
в таблице 8-6.
Таблица 8-6
К
'до, А
4
3,11
6
3,71
8
4,04
351
Для повышения точности измерения нужно
повторить замеры при токе на 10% выше и ниже, чем в
первом случае. Из трех полученных значений вычисляется
среднее.
Допустимое отклонение от заданной величины ±8%.
Если коэффициент К отклоняется больше
допустимого, нужно выполнить регулировку фильтра в соответствии
с приведенной методикой.
На вход защиты подается ток.
'„0=^^-. (8-20)
Хомутики 3 (аналогично рисунку 8-18)
резисторов 2-R25', 2-R25" перемещаются до получения
показаний миллиамперметра таких же, как и при подаче
соответствующего тока lBC.
Если перемещением хомутиков 3 требуемое значение
установить не удается, нужно перемещать хомутик 2
(провод, идущий к трансформатору 2-ТФМ).
Проверяется распределение падений напряжения на
плечах резисторов 2-R25' и 2-R25" при подаче на вход
панели тока 1АБ. Накладка переключателя К при этой
проверке разбирается. Это обеспечивает отстройку от токов
нулевой последовательности, что следует из выражения
(8-9). Величина тока подбирается такой, чтобы
отклонение стрелки вольтметра, подключенного к хомутикам 2-4,
было максимальным и количество делений было удобным
для деления на 3 (полная шкала при 30 делениях или 45
при 50 делениях полной шкапы). Напряжение между
хомутиками 2-3 при этом должно быть равным 2/3, а между
хомутиками 3-4 - 1/3 от этой величины. Регулировка
выполняется перемещением хомутика 4. После регулировки
необходимо снова проверить коэффициент К.
Эта проверка предусматривалась требованиями [11]
как обязательная, но в [20] она по непонятным причинам
упущена. Это привело к возникновению излишних
срабатываний защит, о чем неоднократно сообщалось в
информационных письмах энергосистем.
[н] Проверка стабильности коэффициента К
При токах от 3 до 25 А повторяются замеры
коэффициента.
Допустимое отклонение от значения, полученного при
настройке, - ±20%.
[И], [кТ|, [в] Проверка угла между векторами тока
352
на входе панели и напряжения на выходе органа
управления фу
Проверка выполняется при подаче на вход панели
тока IBC от 3 А до 25 А. В соответствии с требованиями
[20] проверка угла выполняется по схеме рис. 8-19.
-220BJU-
С0-
тк
■о-п
15
7БИ
13БИ
Релейная
часть
защиты
"0
-Oh
о о о
ABC
ВАФ-85
Рис. 8-19. Проверка угла между током на входе панели и
напряжением на выходе органа манипуляции
Выполняется замер двух углов: вектора тока lBC и
вектора напряжения на выходе органа манипуляции
относительно опорного напряжения с последующим сравнением
измеренных величин.
Применение этой схемы связано с некоторыми
сложностями (необходимость мощного источника тока и
реостата, ограничение максимального тока ВАф). Более
удобна схема с применением стенда У5053.
Выводы опорного напряжения (А, В, С) прибора
ВАФ-85 подключаются к выводам «Нагрузка» блока К515
или непосредственно к питающей сети 380 В, если он
рассчитан на это напряжение. Токоизмерительные клещи
подключаются к внешней закоротке, установленной на
выводах «Ibtop» блока К514. Ток в защиту подается тумблером
S8 «возврат. - срабат.» блока К513, тумблер S31
«режимы» блока К515 остается в положении «нормальный».
Проверка угла прибором ВАФ-85 не дает необходимой
точности замера в связи с недостаточной точностью
прибора. В связи с этим применение других способов
измерения вполне оправдано.
Возможно измерение с применением встроенного
фазометра комплекта У5053. В этом случае выход органа
манипуляции подключается к зажимам «U<p» блока К515
12 Заказ 151
353
через добавочное сопротивление 50-70 кОм.
Переключатель фазометра S25 «внутренний - внешний»
устанавливается в положение «Внешний 3-75В». Замер
выполняется прямым измерением. Этот способ без допопнительных
согласующих устройств неприменим в случае
использования стенда УПЗ-2, так как его фазометр имеет
значительно большее потребление.
Измерение угла современными фазоизмерителями
(РЕТОМЕТР, ВАФ-А, ВАФ-Парма) не представляет
сложности и выполняется в соответствии с рекомендациями
изготовителя прибора.
Угол сдвига между векторами тока 1вс и напряжения
на выходе органа манипуляции при начальном токе
должен составл; ть в защите ДФЗ-201 24° при К=4, 20° - при
К=6, 17° при К=8.
При изменении тока в указанных пределах угол не
должен отклоняться более чем на +3 и -10°.
При больших отклонениях нужно сверить значения угла
Фу с соответствующими значениями на противоположном
конце линии. Если во всем диапазоне токов разница не
будет превышать 10°, это можно считать допустимым.
_Н_|, [Kl], [В] Проверка чувствительности органа
управления ВЧ передатчиком к токам прямой
последовательности.
Орган управления отделяется от ВЧ поста снятием
крышки испытательного блока 11БИ. На выходе органа
управления включается электронный вольтметр.
На вход защиты поочередно подается ток lBC и lA0
величиной 2 А и измеряется напряжение на выходе органа Uy.
По полученным данным определяется напряжение Uy(3)
при симметричном трехфазном токе прямой
последовательности по формулам (8-24) и (8-25).
Система РЕТОМ-41 позволяет измерить
чувствительность к токам прямой последовательности подачей
симметричной системы токов.
При подключении цепей управления ВЧ передатчиком
чувствительность органа манипуляции снижается.
Допустимое снижение напряжения с подключенным ВЧ
постом при указанных токах на входе панели - 10%.
Снижение напряжения зависит от типа поста. У
различных постов входное сопротивление разное, что
влияет и на чувствительность органа манипуляции.
Напряжение управления с подключенным ВЧ постом
при токе прямой последовательности 2 А (К=8) для
защиты ДФЗ-201 должно быть не менее 8 В.
354
Напряжение на выходе органа
манипуляции при питании защиты током прямой
последовательности (в нормальном нагрузочном
режиме) может быть подсчитано по результатам
измерений этого напряжения при подаче на защиту
тока 1вг и 1Л0 такой же величины.
На основании выражения (8-10) при трехфазном
питании током обратной последовательности, когда 12=0,
можно написать:
Um ~ hiri ~"v3xw )( (8-21)
где Uм — напряжение на выходе органа манипуляции
при питании током прямой последовательности.
При питании защиты током 1ВГ из выражения (8-16)
получаем:
Svsc
у«< = 77Г~^ 7г— . (8-22)
При питании защиты током 1ло из выражения (8-18)
получаем:
Шло
!ао= dj4= • (8-23)
Так как напряжение подсчитываете^ при токах
одинаковой величины, то есть I,=IBC=IA0, выражения (8-21),
(8-22), (8-23) можно приравнять, из чего получим:
"?=%*-; (8-24)
^J'=ffp, (8-25)
где UBC, UA0— напряжения на выходе органа управления
при подаче токов /вс и 1А0 соответственно;
К — действительный коэффициент
комбинированного фильтра.
Проверка органа сравнения фаз токов
Основные проверки выполняются после окончания
раздельной наладки полукомплектов защиты при
двусторонней проверке ВЧ канала.
|Н], [Kij, [в], \к\ Снятие характеристики
манипуляции и определение напряжения полной манипуляции
выполняются совместно с ВЧ приемопередатчиком и при-
12*
355
ведены в разделе «Высокочастотная часть защиты». При
К проверяется одна точка характеристики.
|н] Проверка фазной характеристики и углов
блокировки приведены в разделе «Двусторонняя проверка
защиты».
Ш 1кТ1> [В] Проверка реле органа сравнения фаз
при питании переменным напряжением
Проверка тока срабатывания и возврата 2-ПРЗ
выполняется при питании органа сравнения фаз
переменным синусоидальным напряжением от постороннего
источника. Реле 2-РП5 фиксируется в отпавшем
положении, приемопередатчик отключен. Напряжение
подается на вход органа сравнения фаз (выводы 45, 47
комплекта аппаратов 2) при отключенных цепях приемника.
В цепь реле 2-ПРЗ включается миллиамперметр.
Норма: 1СР = 1,05 + 1,1 мА, KB > 0,45.
Аналогичная проверка выполняется для реле 2-ПР4
после двусторонней проверки. Это позволит при
повторных проверках в ряде случаев обойтись без снятия фазной
характеристики и проверки углов блокировки. Измерения
нужно произвести при снятом и поданном оперативном
токе (то есть при наличии и отсутствии торможения).
Примерный диапазон подаваемых напряжений - 15-30 В.
ED» ГК1~1 [В] Проверка взаимодействия реле
Условия проверки
Проверка взаимодействия реле выполняется
совместно с приемопередатчиком при напряжении оперативного
тока, пониженном до 80% от номинального. Снижение
напряжения выполняется, как правило, реостатом. При
выборе его нужно учитывать, что потребление защиты
совместно с ВЧ постом может в зависимости от его типа
достигать 1-1,5 А и изменяется в зависимости от
режима работы поста (ожидание или пуск).
Порядок проверки
Проверяется взаимодействие элементов схемы
замыканием контактов реле от руки. Пуск ВЧ передатчика
контролируется по прибору «Ток приема» поста.
При работе на линии с достаточной нагрузкой (ток
нагрузки превышает уставку срабатывания 1-ПР2 по l2)
срабатывание 1-ПР1 и 1-ПР2 может быть выполнено подачей
на вход панели тока обратной последовательности
(перекрещены токи фаз А и С на блоке 6БИ).
3.56
Срабатывание статического реле сопротивления
вызывается подачей напряжения +15 В (питание
нуль-индикатора) на накладку ЗН PC через резистор
сопротивлением около 2 кОм.
При срабатывании реле 1-РТ2 от руки (передатчик не
запущен) защита срабатывать не должна. Если это
происходит, нужно проверить выполнение мероприятий
циркуляра [40], предотвращающих действие защит при
одиночном импульсе тока приема.
Кроме проверки взаимодействия реле в самой
панели проверяется срабатывание реле 2-РП7 при замыкании
цепи останова передатчика на клеммнике панели.
Выходное реле при этом срабатывать не должно.
Комплексная проверка защиты
[Я], [RT], [в], [к] Проверка времени срабатывания
защиты при имитации различных КЗ в защищаемой
зоне производится при питании цепей тока и напряжения от
постороннего источника (стенд У5053 или его аналог).
При имитации КЗ в защищаемой зоне оперативный
ток подан на панель, ВЧ приемопередатчик включен,
рабочая крышка 11БИ установлена. Останов секундомера
выполняется контактами реле 2-РП7 (выводы 19-17 К2
с зашунтированным резистором 2-R26 и отключенными
внешними концами) или контактами выходного реле без
удерживающей обмотки. Одновременно проверяется
поведение реле 2-4ПР.
Имитация несимметричного КЗ выполняется при
подаче на вход панели тока /С„=4/СР щрг Рел6 1-РС при этом
должно быть выведено (накладка ЗН - в положении «б-в»),
токовые реле при этом сочетании токов не работают.
Имитация симметричного КЗ с большими токами
(пуск от токовых реле) выполняется подачей тока
1В0=1,21Ср1РТг при выведенной цепи питания 1-ПР1, 1-ПР2
(разобрана перемычка 58-60 К1).
Имитация симметричного КЗ с малыми токами (пуск
от реле сопротивления с предшествующим несимметричным
режимом) выполняется при подаче на реле 1-РС тока 1АС и
напряжения UAC, соответствующих ZP=0,5Zy (Zy —
сопротивление уставки реле), с углом между ними, равным
углу максимальной чувствительности. Для имитации
кратковременного несимметричного режима можно применить
вспомогательное реле типа РП-225 или РП-23. Обмотка
реле подключается параллельно обмотке 2-РП5 (выводы
357
39-22 К2), размыкающий контакт реле включается в рас
сечку перемычки 58-60 К1.
Время срабатывания защиты при всех видах КЗ при
использовании безынерционного пуска - не более 0,06 с,
а при использовании контактного пуска - не более 0,085 с.
При неблагоприятном времени подключения ОСФ к
приемнику время срабатывания защиты может увеличиться
не более чем на 0,015 с.
При выполнении мероприятий [40] (замедление
выходного реле) время срабатывания защиты
увеличивается до 0,1-0,12 с.
Проверка поведения защиты при КЗ вне
защищаемой зоны выполняется при тех же режимах, но со
снятой крышкой 11БИ. Во всех режимах выходное репе
срабатывать не должно.
Проверка защиты рабсним юком и напряжением
[И] Проверка правильности подключения цепей
напряжения
Выполняется фазировкой напряжения на зажимах
панели с напряжением в цепях ТН. Если панель ДФЗ
используется в основной комплектации, без
дополнительных блокирующих репе сопротивления, на нее подаются
цепи напряжения только фаз А и С. В случае удаления
панели от других панелей защиты и от панели вторичных
цепей трансформатора напряжения этот метод фазиров-
ки связан с некоторыми сложностями. При этом
правильность подключения цепей напряжения можно определить
при помощи прибора ВАФ-85. Клеммы опорного
напряжения прибора А и С подключаются к соответствующим
фазам цепей напряжения, клемма В подключается к
«земле». При расфиксации лимба фазорегулятора он будет
вращаться по часовой стрелке (правильное подключение
цепей напряжения) или в обратном направлении
(неправильное подключение).
Если предусмотрен перевод защиты на обходной
выключатель, дополнительно проверяется фазировка
защиты с цепями напряжения ОВ.
[Й] Проверка правильности подключения токовых
цепей
Исправность токовых цепей проверяется измерением
вторичных токов нагрузки в фазах и токов небаланса в
нулевом проводе в соответствии с рекомендациями
раздела "Трансформаторы тока". Полученный результат срав-
358
нивается с данными, полученными на противоположном
конце линии, и другими источниками информации о
нагрузке линии.
Если предусмотрен перевод защиты на обходной
выключатель, нужно повторить замеры при переводе
защиты на ОВ.
Проверка правильности включения реле сопро-
Н
тивления
Для ориентировки реле сопротивления 1-РС нужно
перевести его в режим реле направления мощности
переключением вторичной обмотки 1-ТН на 1% витков
(накладка 1-Н4 переводится в положение «б-в», 1-Н2 - «а-б»).
В связи с тем что для защиты без дополнительных реле
сопротивления не подводится напряжение фазы В,
ориентировка изменением подключения цепей напряжения связана
с некоторыми затруднениями. Основным методом проверки
остается изменение подключения токовых цепей.
На вход панели подается нормальное сочетание
цепей напряжения, рабочая крышка 7БИ вставлена. На
контрольном штепселе, устанавливаемом в 6БИ, поочередно
набираются перемычки в соответствии с рисунком 8-20.
В цепь фазы А подается ток l0, в цепь фазы С -
поочередно lA, lB, 1с-
Для проверки поведения статических PC накладка
1-НЗ устанавливается в положение «б-в», между
выводами «а-б» накладки включается миллиамперметр («+»
прибора - к выводу «а»).
После ориентировки реле накладки 1-Н2 и 1-Н4
нужно вернуть в исходное положение.
В панель
la Ib lc lo la Ie 1с {о 1а 1в 1с 1о
Рис. 8-20 Подача различных сочетаний токов в реле сопротивления
Пример ориентировки реле сопротивления приведен
на рисунке 8-21. При подаче тока lc репе
сопротивления срабатывает, при подаче lA или lB оно срабатывать
не должно.
359
Линия нулевых моментов
|7
!с
!а
Uca
Рис 8-21. Ориентировка
реле сопротивления
Щ \Ш> Ш Проверка
правильности включения фильтра
тока обратной
последовательности
Правильность включения и
одновременно настройки фильтра
проверяется измерением тока в
обмотках реле 2-ПР1 и 2-ПР2
подачей прямого и обратного
чередования фаз тока на вход панели.
Включение миллиамперметра
выполняется так же, как и во
время проверки фильтра от
постороннего источника. Чередование
фаз токов производится на
контрольном штепселе,
устанавливаемом в 6БИ (перекрещиваются
цепи тока фаз В и С).
Ток небаланса при подаче тока прямой
последовательности должен быть меньше тока возврата реле 1-ПР
при заданном максимальном токе нагрузки линии.
Расчет небаланса при максимальном токе нагрузки
приведен в разделе, посвященном защитам ЭПЗ-1636
(проверка под нагрузкой КРБ-126).
Ток в обмотках реле, приведенный к току,
соответствующему уставке пускового органа, должен быть равен
току срабатывания 2-ПР2.
В некоторых случаях ток нагрузки линии может
содержать ток обратной последовательности или высшие
гармоники. Если это явление временное, связанное с
ненормальным режимом сети, нужно повторить замеры при
восстановлении нормального режима. Если же такой
режим для линии является постоянным или длительным
(например, удаленная подстанция с преобладанием тяговой
нагрузки), данные нужно передать организации, выдавшей
уставки для их корректировки.
Расчет содержания симметричных составляющих в токе
нагрузки приведен в разделе «Практический расчет
симметричных составляющих», методика проверки фильтра при
их наличии - в разделе «Электромагнитные реле
напряжения обратной последовательности РНФ-1М, РНФ-2».
Проверка правильности включения
Н, К1, IB
комбинированного фильтра токов.
Для проверки правильности включения и настройки
360
фильтра нужно проверить напряжения на выходе органа
управления ВЧ передатчиком при прямом и обратном
чередовании фаз токов, подводимых к панели защиты.
Напряжения измеряются электронным вольтметром с высоким
внутренним сопротивлением. Корпус прибора, связанный
со схемой, должен быть разземлен.
При подведении симметричной системы токов
отношение напряжений при прямом и обратном чередовании
фаз токов должно примерно соответствовать
коэффициенту К комбинированного фильтра. Это соотношение
сохраняется до порога зажигания стабилитронов.
Если ток нагрузки содержит составляющую обратной
последовательности, отношение напряжений изменится.
Расчет в этом случае получается довольно сложным,
поэтому можно ограничиться оценкой правильности
включения фильтра, то есть при выполнении отношения:
/*<W, (8-26)
напряжение манипуляции при подаче тока прямой
последовательности должно быть меньше, чем при подаче
тока обратной последовательности.
Дальнейшие проверки выполняются в процессе
двусторонней проверки защиты после проверки характеристик
ВЧ канала (раздел «Высокочастотная часть ВЧ защит).
Щ Снятие фазной характеристики IP = Ц$)
В панель
Выполняется в процессе двусторонней проверки ВЧ
канала после проверки высокочастотных характеристик.
Характеристика снимается поочередно для каждого
полукомплекта защиты при подаче обоими
передатчиками сигналов прямоугольной формы. Типовая
характеристика приведена на рисунке 8-22.
Перед снятием
характеристики нужно установить
заданную уставку по углу блокировки
РБЛ защиты. Уставка задается
переключателем «Угол
блокировки» (или «45°, 52°, 60°») в
комплекте К2 и
определяется величиной тока в
тормозной обмотке реле,
подаваемого через резисторы 2-R39.
2-R40, 2-R41.
Снятие фазной
характеристики и проверка углов бло-
? Т Т Т
la !в !с 3!о
Рис 8-22 Подача тока
обратной последовательности
в защиту
361
кировки выполняется при стабильном номинальном
напряжении оперативного тока. Если нормально на шинках
управления поддерживается напряжение, отличное от
номинального, проверку выполнять при этом уровне
напряжения.
30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
Рис. 8-23 Фазная характеристика защиты
В рассечку цепи реле 2-4ПР (накладка 2-Н6 или в
более старых защитах - перемычка между клеммами 57-59
К2) включается миллиамперметр, на выходе передатчика
подключается электронно-пучевой осциллограф. Репе
1-РП1 и 2-РП5 фиксируется в положении срабатывания,
передатчик запускается собственным переключателем.
На обоих концах линии на вход органа манипуляции
ВЧ передатчика (выводы 6-8 11БИ) подается
синусоидальное напряжение 100 В. На конце линии, на котором
снимается фазная характеристика, напряжение подается, как
правило, от фазорегулятора установки для проверки
защит. На противоположном конце линии напряжение
может быть подано как от фазорегулятора, так и от другого
источника. При достаточном и стабильном токе нагрузки
линии это может быть орган управления ВЧ
передатчиком комплекта К2. Для увеличения напряжения
манипуляции перекрещиваются токи lA и lB на входе панели, то
362
есть имитируется ток обратной последовательности. Это
можно выполнить на испытательном блоке 6БИ в
соответствии с рисунком 8-22.
Если в качестве фазорегулятора применяется
установка РЕТОМ-41, необходимо применять приставку для
синхронизации с сетью.
Возможна подача напряжения непосредственно на вход
органа манипуляции ВЧ передатчика от цепей напряжения
через разделительный трансформатор. При этом
обеспечивается лучшая стабильность угла по сравнению с
другими методами.
При подаче напряжения должно быть исключено
объединение оперативных цепей передатчика с сетью ~ 220 -
380 В. Если нет попной уверенности в надежности
изоляции фазорегулятора, подачу напряжения нужно выполнять
также с применением разделительного трансформатора.
Взаимное расположение и форма ВЧ импульсов
контролируется с помощью осциллографа.
Начальное (нулевое) положение импульсов
определяется совмещением на экране импульсов обоих передатчиков
(рисунок 8~24а). Ток приемника и ток в цепи 2-4ПР при
этом максимален, Такое расположение импульсов
соответствует углу между ними 0° (КЗ в защищаемой зоне).
При имитации внешнего КЗ (импульсы своего и
противоположного передатчика сдвинуты на 180° - рисунок
8-246) ток приема и ток в обмотке репе 2-ПР4 равны нулю.
При изменении фазы напряжения манипуляции
определяются два значения угпов, при которых токи в обмотке
2-ПР4 равны. Средний из этих углов будет
соответствовать начальному положению отсчета, относительно
которого определяются углы блокировки. На фазной
характеристике (рисунок 8-23) ему будет соответствовать
угоп 180°. Если отсчет углов ведется по пимбу
фазорегулятора без фазометра, ручку нужно вращать в одном
направлении, чтобы исключить влияние люфтов. Угол
между ВЧ
импульсами
изменяется от 0
До 360° через
30°. По
полученным
данным строится
ф зная харак- а^ начальное положение (импульсы совмещены)
геристика. Ха- Рис. 8-24. Положение импульсов при снятии
рактеристика фазной характеристики
I
363
360°
U,
pj
i ! :]
j
б) имитация внешнего КЗ
должна иметь
несимметрию
не более 8°.
На фазную
характеристику
наносятся углы
блокировки
защиты, порядок
проверки
которых приведен ниже. Зоне блокировки соответствует
заштрихованный участок фазной характеристики,
изображенной на рисунке 8-23.
Максимальный ток в обмотке 2-ПР4 составляет
4-5 мА. Если его величина достигает 6-8 мА, нужно
проверить правильность подключения выводов
трансформаторов 210, 2ТС органа сравнения фаз (для тока
приема 10 или 20 мА, как упоминалось при рассмотрении
переделок, связанных с подключением различных типов
приемопередатчиков).
На линиях с ответвлениями, если на них имеются
управляемые передатчики, снимается фазная
характеристика и проверяются углы блокировки для каждой пары
концов.
Возможно снятие фазной характеристики и
без фазорегулятора подачей напряжения от
вторичных цепей ТН через разделительный
трансформатор. Для получения различных углов сдвига
фаз между ВЧ импульсами манипуляция
передатчика выполняется поочередно от различных фазных и
линейных напряжений, при этом угол регулируется
ступенями через 30". Передатчик полукомплекта защиты на
противоположном конце линии постоянно манипулируется
одним напряжением (UCB). Значения углов при подаче
различных сочетаний напряжений приведены в таблице 8-7.
Таблица 8-7
Напряжение
Ф'
UCB
0
и„
30
UCA
60
им
90
иВЛ
120
иш
150
ивс
180
Uoc
210
U*c
240
им
2?0
Uab
300
1/я
330
Плавная регулировка угла для определения токов
срабатывания 2-4ПР может быть выполнена по
схеме рис. 8-25. Углы блокировки в этом случае
определяются по току срабатывания реле.
364
Рис 8-25 Проверка тока
срабатывания 2-4ПР
[Н] Определение углов
блокировки и токов
срабатывания 2-4ПР
В процессе снятия фазной
характеристики определяются
токи срабатывания реле 2-4ПР,
соответствующие заданным
углам блокировки на обеих
ветвях. Отсчет углов блокировки ведется от точки,
соответствующей 180° (рисунок 8-246). При несимметричной
характеристике настройка ведется на среднее значение
тока и за угол блокировки принимается меньший из
замеренных углов. Регулировка угла блокировки
выполняется перестройкой реле 2-4ПР и изменением
сопротивления в цепи тормозной обмотки (2-R39, 2-R40, 2-R41 на
рисунке 8-66).
Коэффициент возврата должен быть не ниже 0,6. Не
следует добиваться слишком высокого коэффициента
возврата, так как это приводит к нечеткой работе реле.
Лучший диапазон кв=0,6-0,7.
Изменением сдвига фаз между ВЧ импульсами
проверяется четкость работы контактов при изменении
тока в обмотке реле от 1,1 тока срабатывания до
максимального.
Некоторые особенности построения фазных
характеристик приведены в [50].
[Щ [кТ|, [в] Проверка совпадения фаз токов между
подстанциями
Если разборка токовых цепей выполнялась только на
испытательных блоках, при [в] проверка не выполняется.
Проверка совпадения фаз токов или проверка фазировки
токовых цепей может быть выполнена при достаточном
токе нагрузки. Непосредственно перед проверкой нужно
измерить величины и углы токов на концах линии и
построить векторные диаграммы. Векторы токов на
противоположных концах должны быть противоположны. На линиях
большой длины при малой нагрузке существенное
влияние на результаты замеров может оказать емкостной ток
линии, а на линиях с отпайками - нагрузка отпаек.
Линия 220 кВ имеет емкостной ток около 20 А на 100
километров длины линии. Для уменьшения влияния этих
факторов желательно создать режим максимальной нагрузки
на линии и минимальной нагрузки на отпайках.
На одной из подстанций в цепь тока фазы А подается
365
ток фазы А. На другом конце линии в цепь тока фазы А
поочередно подаются токи фаз А, В, С (рисунок 8-26).
В панель
о о о о oi
>_| I
о о о о о|
|а !b ic lo ia !b ic io la lb Ic lo
Рис. 8-26 Подача токов на вход защиты для проверки фазировки
токовых цепей
Передатчики на обоих концах линии запускаются
собственными переключателями. В цепь обмотки 2-ПР4
включается миллиамперметр, реле 2-РП5 фиксируется в
положении срабатывания. Взаимное положение ВЧ импульсов
контролируется с помощью электронно-лучевого
осциллографа.
При подаче в защиту одноименных фаз на обоих
концах линии ток приема и ток в обмотке 2-ПР4
равны нулю или близки к нему, провалы между
импульсами ВЧ передатчиков должны отсутствовать. При подаче
разных фаз токов ток в обмотке 2-4ПР будет близок к
величине, полученной при угле сдвига фаз по фазной
характеристике около 60° от среднего угла (180°), на
экране осциллографа импульсы будут сдвинуты на
соответствующий угол. При наличии емкостного тока или
тока нагрузки отпаек картина будет изменяться.
Если линия оснащена трехконцевой защитой, фазиров-
ку нужно выполнить между каждой парой концов линии.
Проверка фазировки органа управления
В испытательные блоки 6БИ защиты на обоих концах
пинии устанавливаются рабочие крышки. На одном из
концов линии в блок 11БИ устанавливают рабочие
крышки, на другом - контрольный штепсель с перемычками 5-
8 и 6-7. Передатчики запускаются переключателем или
кнопкой «пуск». Если полукомплекты защиты сфазирова-
ны правильно, ток приема и ток в реле 2-4ПР будут
максимальными и равными максимальным величинам,
полученным при снятии фазной характеристики. При установке
в блок 11БИ рабочей крышки на обоих концах линии эти
токи должны быть равными нулю.
Обмен ВЧ сигналами между приемопередатчиками
При выполнении этой проверки линия должна работать
366
с достаточной нагрузкой (ток на входе защиты не менее
0,5 А). Передатчики на обоих концах линии запускаются
кнопкой «пуск». При запуске своего передатчика и
одновременном запуске двух передатчиков нужно
зафиксировать показания тока выхода и тока приема по приборам
поста. Если запущен один передатчик, ток приема
уменьшается примерно вдвое, при одновременном запуске двух
передатчиков ток приема должен упасть до нуля. Если
линия не нагружена, ток приема падает до меньшего
значения, а при очень малой нагрузке - до нуля и при
запуске одного передатчика. Данные проверки фиксируются
на табличке, закрепленной на приемопередатчике. В
дальнейшем они используются оперативным персоналом при
периодическом обмене ВЧ сигналами.
Дополнительные сведения об устройстве и работе
дифференциально-фазных защит и методике их проверки
можно найти в [34] и [70]. В [20] приведена методика
проверки защиты. В [11] приведено наиболее полное описание
как устройства, так и методики наладки защиты ДФЗ-2,
которая является предшественником и ближайшим
аналогом ДФЗ-201. Этот источник с поправкой на
незначительные схемные отличия можно вполне применять при
работе с защитами ДФЗ-201.
8.3 Высокочастотная часть защит
Как дифференциально-фазные, так и
направленные защиты с ВЧ блокировкой для передачи
информации по высоковольтным линиям электропередачи
используют высокочастотные каналы.
Высокочастотный канал состоит из
приемопередатчиков и соединяющего их высокочастотного
тракта.
В состав высокочастотного тракта входят
линейный тракт и устройства обработки и присоединения
к проводам ЛЭП. Передача ВЧ сигналов по проводам
ЛЭП производится одновременно с передачей по этой
же линии токов промышленной частоты. Подача ВЧ
энергии в линию и отбор с ЛЭП производится через
специальные устройства, разделяющие токи высокой и
промышленной частоты и применяемые для лучшего со-
367
гласования элементов схемы. К устройствам обработки
и присоединения относятся: заградители, конденсаторы
связи, фильтры присоединения, высокочастотные кабели,
разделительные фильтры. Совместно с ВЧ аппаратурой
к линии могут подключаться шкафы отбора напряжения
для целей АПВ. Линейный тракт начинается и
заканчивается в точках подключения устройств присоединения
к проводам ЛЭП.
В зависимости от способа использования ВЧ тракта
различают:
— простые ВЧ каналы, когда к ВЧ тракту
присоединены только приемопередатчики защиты;
— совмещенные каналы, когда к ВЧ тракту, кроме
приемопередатчиков защиты, присоединена аппаратура
другого назначения (противоаварийной автоматики,
телемеханики или связи).
Как простые, так и совмещенные каналы могут
выполняться с устройствами отбора напряжения от
конденсатора связи для целей АПВ и синхронизации или без них.
Высокочастотные тракты могут быть простыми и
сложными. Простой ВЧ тракт начинается и заканчивается по
концам одной ЛЭП, сложный ВЧ тракт может включать в
себя несколько линейных трактов. Одним из видов
сложных ВЧ трактов являются ВЧ тракты с обходами. Если
между начальным и конечным пунктами ВЧ канала
имеются промежуточные подстанции, с помощью аппаратуры
обработки и присоединения можно выполнить
высокочастотные обходы этих подстанций.
Схема простого ВЧ канала приведена на рисунке 8-27.
8.3.1 Основные характеристики и параметры
ВЧ канала
Назначение ВЧ канала — передача и прием ВЧ
сигналов в любом режиме работы сети. Передача и прием
сигнала должны быть обеспечены как в нормальных, так и
в аварийных (короткие замыкания на ЛЭП) режимах
работы ЛЭП при любых погодных условиях.
Любой элемент ВЧ канала можно представить в виде
многополюсника. Наиболее характерные из них:
— многополюсники — ЛЭП с отпайками, подстанции с
установленным на них высоковольтным оборудованием;
— четырехполюсники — фильтры присоединения, ВЧ
кабели, некоторые типы разделительных фильтров;
368
вчз
вчз
Линия
Щ—J
с^тнИн
РЧ
вчп
Рис. 8-27. Схема простого ВЧ канала ДФЗ
РЧ — релейная часть защиты, ФП -
ВЧП — высокочастотный приемо- КС —
передатчик, ВЧЗ
ВЧ каб — высокочастотный кабель,
фильтр присоединения,
конденсатор связи,
- высокочастотный заградитель
— двухполюсники — высокочастотные заградители,
разделительные контуры (разделительные фильтры), ВЧ
передатчики.
Многополюсники могут быть активными и
пассивными. Активным многополюсником называется тот, который
имеет внутренний источник ЭДС. Явно выраженными
двухполюсниками в рассматриваемом случае являются
передатчики, другие могут считаться таковыми, если в
них есть наведенные напряжения. В дальнейшем все
многополюсники, за исключением передатчиков, будем
рассматривать как пассивные.
Основными параметрами многополюсников являются:
— входное сопротивление;
— рабочее затухание.
Полное входное сопротивление определяется по
формуле, вытекающей из закона Ома (ПЗ.З):
^в=-г£--Ом, (8-27)
где UBX — напряжение входа, В;
1ВХ — ток входа, А.
Затухание определяет степень ослабления сигнала
при его передаче от передатчика к приемнику.
Затухание определяется по формуле:
369
а = 101ё(-^)(ДБ| (8.28)
где Р,, Вт — мощность, отдаваемая генератором на
согласованную нагрузку (сопротивление нагрузки равно
внутреннему сопротивлению генератора);
Р2, Вт — мощность, выделяемая на сопротивлении
нагрузки на выходе четырехполюсника при подключении к
входу четырехполюсника генератора.
Единица измерения децибел (дБ) используется также
для измерения уровней мощности:
Р = тё~,АБ, (8-29)
гч
где Рх — искомый уровень мощности, мВт;
Р0 — уровень мощности, равный 1 мВт (нулевой
уровень мощности).
Это позволяет определять затухание
четырехполюсника как разницу уровней мощности на входе и выходе
четырехполюсника:
а = Рвх~Рвых< (8-30)
где а — затухание четырехполюсника;
Рвх — уровень мощности на входе
четырехполюсника, дБ;
Рвых— уровень мощности на выходе
четырехполюсника, дБ.
Уровень мощности можно определить по напряжению,
измеренному на известном сопротивлении нагрузки:
p = 20lg-f-:AEi (8.31)
где Ux — уровень напряжения, соответствующий
искомой мощности, выделенной на сопротивлении;
U0 — уровень напряжения на том же сопротивлении,
соответствующий мощности 1 мВт (нулевой уровень
напряжения).
В технике высокочастотной части релейной
защиты чаще встречаются сопротивления нагрузки 100 или
75 Ом. Для сопротивления, равного 100 Ом, С/0=0,315 В,
для 75 Ом - [/„ = 0,274 В.
При идеальном согласовании участков цепи (выходные
сопротивления равны входным сопротивлениям следую-
370
щего участка цепи) для каждого из участков цепи можно
определять затухание как разность уровней мощности:
a = Pi-ft=201g-L , дБ, (8-32)
и2
где р, — мощность, отдаваемая генератором на
согласованную нагрузку, дБ;
р2 — мощность, выделяемая на нагрузке,
подключенной на выходе четырехполюсника, ко входу которого
подключен генератор, дБ;
U, — напряжение, соответствующее мощности р,\
U2 — напряжение, соответствующее мощности р2.
В расчетах применяются различные виды затухания:
рабочее, собственное или характеристическое,
затухания, связанные с отражением сигнала от неоднородно-
стей и т. п.
В повседневной практике за затухание ВЧ тракта
принимают измеренное затухание передачи или отношение
мощности, отдаваемой генератором в четырехполюсник
к мощности, выделяющейся на нагрузке, подключенной
к выходу четырехполюсника.
Для уменьшения величины затухания ВЧ канала
применяют согласование сопротивлений отдельных его
элементов.
К основным параметрам ВЧ канала относятся:
— рабочая частота канала;
— чувствительность ВЧ приемника;
— рабочая полоса частот приемника;
— минимально допустимый уровень принимаемого
сигнала;
— уровень мощности, отдаваемый ВЧ передатчиком;
— перекрываемое затухание канала;
— запас по перекрываемому затуханию.
Рабочая частота канала, как правило, находится в
диапазоне 36—600 кГц, определяется на стадии
проектирования. Настройка ВЧП для двухконцевых линий чаще
всего одночастотная, в некоторых случаях — двухчастотная,
с разносом частоты на 1,5 кГц. В этом случае приемник
настраивается на частоту противоположного
передатчика. Если приемопередатчики установлены на трех концах
линии, настройка ВЧП может быть выполнена трехчас-
тотной. При этом частоты передатчиков для каждого из
концов сдвинуты на 0,5 кГц, а все приемники настроены
371
на центральную частоту. Разнос частот выполняется для
исключения влияния «нулевых» биений сигнала на
входе приемника, которые могут быть восприняты как
полезный сигнал.
Чувствительность приемника — это способность
приемника реагировать на сигналы заданных частот.
Характеристикой чувствительности приемника ВЧ канала называется
зависимость выходного параметра (для ДФЗ — тока приема)
от напряжения ВЧ сигнала на входе. Порог
чувствительности — уровень полезного сигнала на входе приемника,
при котором ток на его выходе изменяется на 10% от
максимального тока. Уровень входного сигнала, при котором
ток на выходе приемника отличается на 10% от конечного
значения, при работе с диффазными защитами называется
порогом запирания. Порог чувствительности обеспечивает
отстройку от некоторых помех. Порог запирания
характеризует границу нормальной работы защиты. Он
настраивается из условия обеспечения величины нормируемого
запаса по перекрываемому затуханию в ВЧ канале.
Рабочая полоса частот приемника — диапазон частот
сигнала, на которые надежно реагирует приемник.
Определяется полосой пропускания приемника совместно
с линейным фильтром. Чем уже рабочая полоса частот,
тем лучше отстройка от помех. Но слишком узкая
полоса может привести к запаздыванию сигнала в
приемнике, ухудшить работу канала при двух- или трехчастот-
ной настройке.
Минимально допустимый уровень принимаемого ВЧ
сигнала выбирается из двух условий: обеспечения надежного
приема ВЧ сигнала при любых изменениях уровня
принимаемого сигнала и отстройки от воздействия
электрических помех, лежащих в области рабочих частот канала.
Для дифференциально-фазных защит минимально
допустимый уровень принимаемого сигнала
принимается равным порогу запирания.
Мощность, отдаваемая ВЧ передатчиком,
определяется по формуле:
"nEP=UBhlX*BhlXt "Т, (О-ОО)
где UBhlx — напряжение на выходе ВЧП, В;
hbix — ток на выходе ВЧП, А.
Уровни мощности передатчиков на обоих концах
линии должны быть близкими.
Перекрываемое затухание канала определяет
способность ВЧ передатчика преодолеть затухание ВЧ тракта и
372
обеспечить минимально допустимый уровень
принимаемого сигнала при всех возможных неблагоприятных
условиях (понижение напряжения питания, изменение
погодных условий, уход настройки отдельных элементов
ВЧ обработки от заданной частоты и т.д.).
Определяется по формуле:
аПРК = РПЕР ~ РпРтт< ДБ, (8-34)
где рПЕР — уровень мощности, отдаваемой ВЧ
передатчиком противоположного полукомплекта;
Рлрпип — минимально допустимый уровень
принимаемого сигнала.
Запас по перекрываемому затуханию необходим для
обеспечения нормальной работы ВЧ канала в
неблагоприятных условиях. Величина его определяется минимально
допустимым уровнем принимаемого сигнала при
наименее благоприятных условиях.
Запас по перекрываемому затуханию определяется
по формуле:
А-злп = апрк — атр< ДБ, (8-35)
где аПРК — перекрываемое затухание канала;
аТР — затухание ВЧ тракта в нормальных условиях.
Значения запаса для каналов защит с блокирующим
сигналом определяются по формулам:
А-зап— 13 + Дв/ги для ламповых ВЧП (8-36а)
-Амп =10 + AartM для полупроводниковых ВЧП, (8-366)
где АаГОл — прирост затухания, вызванный гололедом.
Величина атл зависит от класса напряжения линии,
частоты ВЧ канала, климатической зоны, в которой
находится линия. Максимальная величина принимается
равной 20 дБ в 1-м районе по гололеду и 25 дБ — в остальных
районах. Более подробно выбор запаса по
перекрываемому затуханию рассмотрен в [36].
8.3.2 Элементы ВЧ канала
8.3.2.1 Линия электропередачи
Линия электропередачи является основным элементом
ВЧ канала. К наиболее важным характеристикам ее
относятся входное сопротивление и километрическое
затухание. Входное сопротивление — это величина, которая
определяет характеристики аппаратуры ВЧ обработки и
373
затухание ВЧ канала. Нормальная величина входного
сопротивления для линий разного класса напряжения при
подключении фильтра присоединения по схеме «фаза —
земля» приведена в таблипе 8-8.
Таблица 8-8
Напряжение ВЛ, кВ
ZB4 rPl Ом
110-220
450
330
330
500
310
750
290
1150
260
В практической работе с достаточной степенью
точности сопротивление линии можно принять равным:
400 Ом — линии 35—330 кВ с нерасщепленным
проводом;
300 Ом — линии 330—500 кВ с расщепленным
проводом.
8.3.2.2 Высокочастотные приемопередатчики
Высокочастотные приемопередатчики (ВЧ посты, ВЧП)
входят в комплект релейной защиты и служат для
генерации и приема сигналов высокой частоты, которыми
выполняется двусторонняя связь между полукомплектами
защиты. Основные элементы его — передатчик и
приемник сигналов высокой частоты. Управление передатчиком
(пуск, останов, манипуляция) и обработку полученного от
него сигнала выполняет релейная часть защиты. ВЧП
могут работать в составе дифференциально-фазных,
направленных и дистанционных защит линий электропередачи,
выполненных как на электромеханических реле, так и на
электронной и микроэлектронной элементной базе.
Типы постов перечислены в разделе «Подключение
высокочастотных приемопередатчиков ».
Характерные особенности различных типов постов
Основные технические данные различных типов
приемопередатчиков одинаковы или близки. Различия
заключаются в выборе элементной базы, компоновке и
дополнительных сервисных функциях.
ВЧ пост УПЗ-70 выполнен на электронных лампах и
не имеет устройства автоконтроля (АК) ВЧ канала.
Остальные типы постов выполнены на полупроводниковых
элементах и имеют устройства автоконтроля различной
степени сложности.
374
АВЗК-80 выполнен тремя блоками (собственно ВЧ
пост, блок автоконтроля и блок реостатов). Простейшая
система автоконтроля: импульс запроса, пауза, импульс
ответа первого передатчика, импульс ответа второго
передатчика, если защита трехконцевая — импульс ответа
третьего передатчика. Контролируется работа
собственного и противоположного передатчиков, запас по
перекрываемому затуханию, отсутствие помехи в цикле автоконтроля.
Импульсы автоконтроля модулируются частотой 600 Гц, это
повышает помехоустойчивость АК. Синхронизация
между передатчиками на противоположном конце линии
выполняется напряжением сети, что требует для питания
устройства автоконтроля переменного напряжения.
Ненадежность системы автоконтроля привела к отказу от
вывода защиты при неуспешном автоматическом обмене
ВЧ сигналами. Дистанционный сброс блокировки АК при
неуспешном обмене ВЧ сигналами не предусмотрен, но в
системе Кубаньэнерго некоторое время успешно
эксплуатировались ВЧ каналы с постами АВЗК-80, на которых
устройство дистанционного сброса выполнено силами
МСРЗАИ. Изменение периода автоконтроля
выполняется переключателем на блоке АК, может быть выполнено
оперативным персоналом.
ПВЗ-90 выполнен моноблочным. Система кодировки
автоконтроля выполнена аналогично АВЗК-80, но без
модуляции сигналов, что снизило помехозащищенность
системы. Предусмотрен дистанционный сброс блокировки
АК. Помехоустойчивость низкая, блок питания
ненадежный, передатчик не может длительно работать в
режиме пуска из-за перегрева элементов мощного усилителя.
Изменение периода автоконтроля выполняется
переключателем на блоке АК, может быть выполнено
оперативным персоналом.
ПВЗ-90М изготовлен с учетом ошибок, допущенных
при разработке ПВЗ-90. Существенно изменена
элементная база. Повышена помехозащищенность, полностью
переделаны блок автоконтроля и блок питания, вновь
вынесены в отдельный блок реостаты. Модификации
ПВЗ-90М1 и ПВЗ-90М1Д имеют несущественные отличия,
не влияющие на порядок и методику проверки. Один из
недостатков аппаратуры — большое количество
специфических радиоэлементов. Недостаток компенсируется
хорошей комплектацией ЗИП.
375
ПВЗ — последняя оригинальная разработка ПО
«Нептун». Выпущены небольшой серией. Большие сложности
с ремонтом, так как радиоэлементы в ЗИП практически
отсутствуют. Более сложная кодировка автоконтроля, что
повышает количество информации, которую с его
помощью можно получить. Переключающих элементов для
изменения периода автоконтроля пост не имеет.
ПВЗУ-Е — последняя разработка постов семейства
ПВЗУ Принципиально новые решения, новая
элементная база. Облегчается ремонт за счет практически
полной заменяемости блоков, набор частот выполняется
перемычками на каркасе. Для ремонта отдельных блоков на
объекте приспособлен плохо, нужна организация сервиса
с комплектом подменных блоков. Дополнительные
функции автоконтроля (контроль провалов в импульсах тока
приема, отсутствия напряжения манипуляции в течение
установленного времени). Измерение и запоминание
некоторых параметров аварийного режима при
срабатывании пусковых органов защиты. Период автоконтроля
может изменяться программным путем. Возможна
модификация поста для работы с волоконно-оптическими
линиями связи.
Техническое обслуживание
У
Настоящее пособие рассчитано на персонал,
не занимающийся профессионально техническим
обслуживанием ВЧ приемопередатчиков, но
которому приходится с ними работать в процессе
обслуживания комплекса защиты.
При составлении настоящего раздела не ставилась цель
подробно описать особенности схемы и проверки
каждого типа существующих ВЧ постов. Здесь приведены
требования и методики, общие для всех или большинства из
них. Обозначения коммутационных устройств, маркировка
выводов приведены для приемопередатчиков ПВЗ-90.
Недостающие сведения можно найти в заводской
документации или в популярной технической литературе:
УПЗ-70 — [17], [86];
АВЗК-80 — [83], [86];
ПВЗ-90, ПВЗ-90М — [84].
Методика проверки приведена для ВЧП типа ПВЗ-90
и может применяться для других типов постов с учетом
их технических данных и других особенностей.
376
[нП, [RTj, \bJ Проверка механической части, внешний
и внутренний осмотры, проверка сопротивления
изоляции выполняются в соответствии с рекомендациями
раздела «Вторичные цепи» в части проверки устройств,
содержащих полупроводниковые элементы.
Hi, |К1|, |в|, [К] Проверка блока питания и блока
стабилизаторов выполняется при подаче номинального
значения оперативного тока на вход ВЧ поста.
Напряжение на гнездах 5 В, 18 В, 24 В, 24 В ИЗ,
100 В измеряется внешним вольтметром постоянного
тока с высоким внутренним сопротивлением, затем -
встроенным прибором поста. Полученные показания
сравниваются между собой, при повторных проверках достаточно
измерений встроенным вольтметром.
Дополнительно проверяется свечение светодиодов,
предназначенных для контроля напряжения в различных
цепях^(5_Д 18^В, 24 В, 24 В ИЗ, 100 В).
Н|, |К1|, |В| Проверка схемы отключения питания
при понижении напряжения аккумуляторной батареи
выполняется снижением напряжения питания поста.
Напряжение, при снижении до которого гаснут светодиоды
на блоке СТ должно быть не менее 175 В.
В Проверка схемы защиты от
перегрузки блока питания выполняется закорачиванием
контрольных гнезд 24 В ИЗ. При этом должен загореться
светодиод АВАРИЯ на блоке БП, при снятии закоротки светодиод
АВАРИЯ должен погаснуть.
JTj, [KJJ, j3j Проверка схемы защиты стабилизатора
5В блока СТ от повышения напряжения выполняется
при снятом блоке СТ подачей напряжения от
постороннего источника на гнезда 5 В блока. Контроль
напряжения выполняется вольтметром с высоким входным
сопротивлением, подключенным к точкам XN3 и "земля" блока.
Напряжение источника, при котором отклонится стрелка
контрольного прибора, должно быть в пределах от 5,3 В
до 5,5 В. Регулировка срабатывания защиты
производится резистором R11 блока СТ.
[Н[, |KjJ, |_BJ Проверка характеристик линейного
фильтра
Основной характеристикой линейного фильтра
является характеристика затухания передачи. Проверка
выполняется при снятом фильтре по схеме рис. 8-28.
Сопротивление R0 берется равным 10-50 Ом.
Напряжение на входе поста UBX поддерживается постоянным.
377
Если рабочая
частота невысокая
(до 200 кГц),
проверку можно
выполнить отдельно
от поста, на
рабочем столе. При
высоких частотах
емкость корпуса ВЧП
может оказать
влияние на
характеристику, поэтому в
таких случаях блок линейного фильтра нужно выдвинуть
до расцепления разъемов, но из рабочего гнезда не
извлекать.
Затухание передачи определяется по формуле:
R,
Рис 8-28. Схема проверки характеристик
линейного фильтра
и,,1
Re
■- ДБ.
(8-37)
Частотная характеристика проверяется на рабочей
частоте, на частотах, соответствующих краям полосы
пропускания, и на нескольких частотах, где затухание
достигает 10-15 дБ. Затухание на рабочей частоте должно быть
не более 2 дБ, в диапазоне частот 300-600 кГц может
достигать 3 дБ.
Полоса пропускания линейного фильтра Af
ограничена частотами f, и f2, на которых затухание на 3 дБ
превышает минимальное. В зависимости от рабочего
диапазона частот ширина полосы составляет от 5 ± 0,5 до
25 ± 2,5 кГц.
Минимальное затухание должно быть на рабочей
частоте, частоты ^ и f2 должны быть симметричными
относительно рабочей частоты.
Настройка ведется подбором емкости конденсаторов.
Предварительная настройка линейного фильтра может
быть выполнена по схеме-рисунку 8-29. Сопротивление
резистора R принимается равным 75 Ом.
Напряжение на выходе генератора Ц
поддерживается постоянным.
Затухание фильтра определяется по формуле:
Л = 2018^-6,ДБ.
(8-38)
Этот способ менее трудоемок, но дает нужную точ-
378
U1
© © ®
Xl.l(»l*l)
-O
Я*
75 Oil
fT5|
ЧИН
о
Рис 8-29 Схема настройки линейного фильтра
ность только в диапазоне частот, где входное
сопротивление линейного фильтра близко к 75 Ом.
Полоса пропускания линейного фильтра ограничена
частотами, на которых напряжение U2 равно 0,707 от
максимального значения.
Проверка мощности передатчика,
HI, K1
BJ, LKI
нагруженного на эквивалент линии
Для проверки выход передатчика отключается от
линии и подключается на эквивалент нагрузки 75 Ом.
Измеряется напряжение на нагрузке и ток выхода
передатчика при запущенном посте без манипуляции.
Ток выхода измеряется встроенным амперметром
поста.
Амперметры тока выхода, входящие в комплект ВЧ
постов АВЗК-80 и ПВЗ-90 выпуска 1993-1996 годов,
показывают абсолютно недостоверные значения. Это связано
с тем, что вместо приборов термопреобразовательной
системы в них были применены магнитоэлектрические
приборы с пассивной системой выпрямления (обычный диод).
При этом не были учтены характеристики применяемого
диода на начальном участке характеристики.
В таком случае измерения нужно выполнять с
применением выносного прибора, позволяющего измерять
ток радиочастоты. Наиболее доступным из них является
ВЧ тестер, входящий в комплект испытательной
системы РЕТОМ-ВЧ.
Если у вас нет подходящего штатного
прибора, можно применить амперметр тока выхода
из демонтированного поста УПЗ-70 в
комплекте с датчиком тока и дополнительным
шунтом при условии сохранения им
метрологических характеристик.
379
Мощность передатчика определяется из выражения:
"вчп==^вых^вых:='^вых "■№ (о-о9)
где Рвчп — мощность ВЧ передатчика;
Увых — напряжение выхода;
!вых — ток выхода;
RH — сопротивление нагрузки,
Мощность выхода передатчика должна соответствовать
техническим данным и находиться в нормальных
условиях в диапазоне 20-30 Вт.
Не следует добиваться максимально возможной
мощности, особенно если затухание ВЧ канала ожидается
небольшим. Если же мощность передатчика на
противоположном конце линии значительно меньше, изпишняя мощность
будет вредной. В некоторых случаях мощность при
двусторонней проверке приходится искусственно снижать.
Авторам настоящего пособия пришлось
познакомиться с приемопередатчиком ПВЗ-90 одной из первых
партий. Передатчик выдавал мощность более 40 Вт. Это
вызвало не только большой перегрев элементов усилителя
мощности, но и явление, которое до того никогда не
замечалось. При двусторонней проверке ВЧ канала биения
сигналов своего передатчика и с противоположного конца
линии оказались заметно глубже, чем ожидалось по
уровню сигналов. Как оказалось, выходной трансформатор не
был рассчитан на такую мощность и начал насыщаться,
что привело его в режим своеобразного магнитного
усилителя. После снижения мощности до 30 Вт биения
пришли к своему нормальному виду.
Проверка частоты передатчика выполняется в этих
же условиях.
Допустимое отклонение частоты от номинальной -
±0,02%.
Большинство имеющихся в нашем
распоряжении частотомеров не рассчитаны
на напряжение выхода поста, включение их
без делителя может привести к
повреждению.
Проверка остаточного напряжения или
напряжения в паузах манипуляции выполняется при запущенном
и одновременно остановленном передатчике. Запуск
выполняется кнопкой или переключателем поста, останов -
перемычкой между клеммами ХТЗ/1(100в)и ХТЗ/3(ОСТАН)
(для поста ПВЗ-90). Остаточное напряжение передатчи-
9
380
ка на нагрузке 75 Ом должно быть не более 10 мв. У
полупроводниковых постов это, как правило, не
вызывает сложности.
"Л], [К1~1, Гв] Предварительная проверка
переговорного устройства выполняется до выхода на двустороннюю
проверку с эквивалентом нагрузки 75 Ом. Модуляция ВЧ
сигнала проверяется по экрану электронно - лучевого
осциллографа. Глубина модуляции должна быть 20-30%.
Окончательная регулировка переговорного устройства
производится при двусторонней проверке ВЧ канала.
Если ВЧ пост работает со съемной переговорной
трубкой, ее необходимо закрепить за конкретным
передатчиком (или несколькими передатчиками, работа с которыми
проверена), так как при замене трубки может
потребоваться дополнительная регулировка переговорного
устройства.
HJ, [Klj, [В] Проверка входного сопротивления
приемопередатчика
Блок ЛФ
установлен в пост.
Передатчик запускается и
останавливается (для поста
ПВЗ-90 останов
выполняется установкой
перемычки между
зажимами ХТЗ/1(+100в) и ХТЗ/3
(ОСТАН)).
Проверка выполняется
по схеме рисунок 8-30.
Сопротивление резистора R0 выбирается в диапазоне
10-100 Ом. Меньшая величина сопротивления облегчает
проблемы, связанные с тем, что вывод генератора
заземляется не прямо, а через резистор (влияние емкостной
связи между корпусом генератора и ВЧ постом).
Входное сопротивление определяется по формуле:
"■•■*.
Рис. 8-30 Проверка входного
сопротивления ВЧП
Z0=-
вх
и.
(8-40)
и должно быть в пределах 75 ± 25 Ом.
В некоторых случаях входное сопротивление ВЧ
канала может заметно отличаться от расчетного (75 Ом). В
этом случае возможна регулировка ВЧП на фактическое
сопротивление ВЧ канала.
|Н|, [кТ], Гв~| Проверка характеристики безынерцион-
381
Рис. 8-31 Проверка
чувствительности приемника
ного пуска приведена в раздепе, посвященном проверке
и настройке релейной части защиты ДФЗ-201.
[н]. [кТ|, [в] Проверка чувствительности приемника
Проверка выполняется при помощи схемы,
приведенной на рисунке 8-31.
Сопротивление
резистора R должно быть
равным 75 Ом.
Для повышения
точности регулировки
напряжения между
генератором и резистором
может быть включен
магазин затуханий.
На пост подается
напряжение питания. На
генераторе устанавливается рабочая частота канала.
Напряжение генератора плавно поднимается до тех
пор, пока стрелка миллиамперметра блока ПРМ не
отклонится в сторону нуля на 10% от тока покоя (при 20 мА -
на 2 мА). Напряжение на входе ВЧ поста при этом
является порогом чувствительности приемника.
При дальнейшем подъеме напряжения определяется
точка, в которой ток приема равен 10% от тока покоя. Это
напряжение является порогом запирания приемника.
Отношение напряжения порога запирания к
напряжению порога чувствительности должно быть не бопее 1,3.
У полупроводниковых постов это значение, как правило,
существенно ниже.
Срабатывание грубого приемника контролируется по
светодиоду «ПРМ ГРУБ».
Чувствительность грубого приемника должна быть в
три раза ниже основного.
Окончательно чувствительность основного и грубого
приемника выставляется в ходе двусторонней проверки.
ЩЦ1
Проверка характеристики
избирательности приемника
Проверка выполняется по этой же схеме.
Определяется напряжение на входе поста, соответствующее
запиранию приемника при отклонении частоты от номинальной.
Полоса пропускания приемника определяется при уровне
сигнала, на 3 дБ превышающем уровень сигнала, при
котором приемник запирается на рабочей частоте.
Превышение уровня сигнала определяется по формуле, анало-
382
гичной (8-32). Ширина полосы пропускания должна быть
1,8-2,2 кГц. Для получения характеристики
избирательности сигнал, соответствующий запиранию приемника,
подается с отклонением частоты от номинальной до
предела, определяемого мощностью генератора.
Нормы избирательности:
40 дБ при отклонении частоты от номинальной на
3 кГц для частот до 100 кГц и на 3% для частот свыше
100 кГц;
50 дБ при отклонении на 4%, но не менее 6 кГц;
60 дБ при отклонении на 5%, но не менее 6 кГц
Н_], [K1J, |В| Проверка характеристики манипуляции
или проверка зависимости длительности импульсов тока
на выходе приемника от значения управляющего
напряжения у = f(Uy)
Проверка выполняется по схеме рисунок 8-32.
ХТЗ/9
о—
МДНИПУЛ
ХТЗ/10
о—
ХТЗ/7 ЛФ ЛИН
о
I
7 50м
О
@~ОСФг-
О
осц
Рис 8-32 Схема проверки характеристики манипуляции
При автономной проверке ВЧ поста, отдельно от
панели защиты, вместо органа сравнения фаз ОСФ
включают резистор сопротивлением 600-620 Ом.
Ток приема измеряется миллиамперметром в блоке
ПРМ.
Если точность встроенного прибора недостаточна,
включают внешний миллиамперметр в цепь тока приема.
В качестве источника регулируемого напряжения
может быть испопьзован орган манипуляции, входящий
в комплект релейной части. В этом случае
регулировка напряжения выполняется током на входе
панели. Вольтметр при этом должен иметь высокое
входное сопротивление.
383
Напряжение манипуляции плавно поднимается до
появления манипуляции, которая контролируется по экрану
осциллографа, включенного на выходе передатчика, и
изменению тока приема. Это - напряжение начала
манипуляции, которое не нормируется и находится, как правило,
в диапазоне 3-7 В. Характеристика снимается до
напряжения 100-120 В.
Длительность импульса тока приема в
электрических градусах тока промышленной частоты
определяется по формуле:
Г*™ =7^x360°, (8.41)
/,
' ПРПОК
где 1ПР — ток приема при данном напряжении манип^
ляции;
1прпок — ток приема при незапущенном передатчике.
Определяются две точки характеристики: точка,
соответствующая максимальному напряжению, и точка, в
которой длительность импульса тока приема на 15° меньше,
чем в первой (рисунок 8-33). Напряжение,
соответствующее второй точ-
Упрм
180
170
100
150
140
130
120
110
100
!\
11 Напряжение
/ | ПОЛНОЙ
1 , манипуляции
/ i
"—rl-—i—1—i—i—i—i—1
15°],
иман(В)
ке, называется
напряжением полной
манипуляции, оно
должно находиться
в пределах 8-12 В.
При
максимальном напряжении
манипуляции
нормальная длительность
импульсов на
выходе приемника,
нагруженного на активную
нагрузку - 140-145°,
на реальную
нагрузку органа сравнения
фаз - 130-165°. Эти значения не нормируются и являются
ориентировочными.
В некоторых случаях нужно определить длительность
ВЧ импульсов на выходе передатчика. Их длительность
дополняет длительность импульсов на выходе приемника
до 360 электрических градусов:
Un.M. 50
100 130
Рис. 8-33. Характеристика манипуляции
ВЧ поста
апрд -360° -г°ПР
(8-42)
384
Длительность импульсов на выходе передатчика
традиционно измеряется по экрану осциллографа,
включенного на выходе ВЧ поста (рисунок 8-34).
«IHIIIIHII
I покоя
1л»ил Jxiia.V3K
360°
Иипульсы
пердатчика
1=0
Ток
приема
Рис. 8-34. Формы импульсов передатчика и тока приема на экране
осциллографа
Расчет длительности импульсов ведется по формуле:
L"un -x360° , (8-43)
*.'/ДЗ
^ИМП "*■ ^flAVIbl
где Lmn — видимая на экране длительность импульса;
L-паузы — видимая длительность паузы.
Этот метод неудобен и дает значительную
погрешность. Более удобен метод с использованием
частотомера, включенного на выходе передатчика. Метод основан
на том, что многие частотомеры измеряют частоту
подсчетом количества импульсов или периодов за
определенный интервал времени. Расчет длительности
импульсов в этом случае выполняется по формуле:
360°
апгл ~ —у- ~ h , (8-44)
/о
где f0 — рабочая частота передатчика (измерено без
манипуляции);
fx — показания контрольного частотомера при данном
напряжении манипуляции.
При необходимости напряжение полной манипуляции
регулируется резистором R12 блока УПР.
Проверка выполняется в двух режимах работы:
— предварительная - при работе ВЧ поста на
эквивалент нагрузки 75 или 100 Ом;
— окончательная - при работе приемопередатчика
на ВЧ канал.
При работе на ВЧ канал длительность импульсов,
замеренная при напряжении манипупяции 100 В, не должна
13 Заказ 151
385
уменьшаться более чем на 10° по сравнению с замерами,
выполненными на эквивалент линии. Большее отклонение
может свидетельствовать о наличии отраженных ВЧ
сигналов. Для устранения этого необходимо выполнить более
тщательное согласование всех элементов ВЧ канала.
При двухчастотной настройке приемопередатчика
длительность импульсов на выходе приемника при работе
передатчиков на своем и противоположном конце линии не
должна отличаться более чем на 5-8°. Большее отклонение
может вызвать несимметрию фазной характеристики.
Проверка автоконтроля для приемопередатчиков
ПВЗ-90 выполняется в следующем порядке:
— на лицевой панели блока ЛФ устанавливается
перемычка "ЛФ-75 Ом";
— кнопка на блоке АК устанавливается в положение
НОРМ. ПРОВ.;
— при нажатии кнопки СБРОС должны погаснуть все
светодиоды неисправности на блоке АК, светодиоды
ЧАСЫ и 1 продолжают светиться;
— при нажатии кнопки ПУСК АК должны
кратковременно засветиться светодиоды ОСН. ПРМ. и ГРУБ. ПРМ.;
— при повторном нажатии кнопки ПУСК АК
должны кратковременно засветиться светодиоды ОСН. ПРМ.
и ГРУБ. ПРМ., до снятия - светодиоды ОТСУТСТВ. ОТВ.,
УВЕЛ. ЗАТУХ, других комплектов (кроме испытуемого) и
НЕИСПР. ОБЩ.;
— при нажатии кнопки СБРОС сигналы снимаются.
Проверка помехозащищенности
Простейшая проверка помехозащищенности ВЧ поста,
включенного в схему защиты ДФЗ-201, от коммутационных
помех, возникающих на релейном щите, - неоднократное
замыкание и размыкание контакта токового реле 1РТ-2
в релейной части защиты от руки. Контроль поведения
передатчика выполняется с помощью
электронно-лучевого осциллографа, включенного на выходе поста, для
проверки поведения приемника осциллограф включается на
выходе приемника. В выходном напряжении запущенного
передатчика и в напряжении на выходе приемника при
остановленном передатчике должны отсутствовать
провалы. Выходное реле защиты и реле останова ВЧ
передатчика срабатывать при этой проверке не должны.
Если параметры ВЧ поста (ток приема и ток
усилителя мощности) регистрируются при помощи цифрового
регистратора аварийных событий, нужно выполнить пуск
386
регистратора от проверяемой защиты и произвести
неоднократный запуск защиты от комплектной установки
(У5053, РЕТОМ-41 или их аналогов) с последующим
просмотром полученных осциллограмм.
Дополнительно проверяется отсутствие ложных
действий автоконтроля.
Желательно выполнить проверку поведения
приемопередатчика при операциях разъединителями на каждом
конце линии. Разъединители являются довольно мощным
источником помехи.
Более сложная проверка - с применением генератора
искусственных помех (пульсатора), рекомендуемого
изготовителями приемопередатчиков ПВЗ-90М1. Схема
пульсатора приведена на рисунке 8-35.
+220 в
гртт
V
К1.2
К1
-220 в
<
С1
С2
ПУСК
К2
СЗ
ОСТАНОВ
КОРПУС
Рис. 8-35. Схема генератора искусственных помех
К1 - реле РП-220 или РП-252
К2 - реле РВ-144 или РУ21/220
Емкость конденсатора С1 должна быть 20 - 30 мкф,
С2 и СЗ - 100 пф. Конденсаторы С2 и СЗ должны быть
рассчитаны, на напряжения не менее 400 В, чтобы
исключить попадание напряжения сети = 220 В в цепи ВЧ
поста.
Выход пульсатора подключается к корпусу и
поочередно к зажимам питания, ВЧ входа, управления
передатчиком с прямой и обратной полярностью.
Перед проверкой нужно убедиться, что рядом нет
устройств со слабой помехоустойчивостью
(полупроводниковые или микропроцессорные защиты, другие ВЧ
приемопередатчики), которые могут быть повреждены или
срабатывание которых может вызвать нежелательные
последствия под воздействием помехи.
13*
387
8.3.2.3 Высокочастотный кабель
Высокочастотный кабель служит для
соединения ВЧ приемопередатчика с фильтром
присоединения. Нагрузкой кабеля являются, с одной
стороны, входное сопротивление ФП, с другой
стороны — входное сопротивление ВЧП.
В технике ВЧ связи, устройств ВЧ автоматики и
защиты применяется, как правило, коаксиальный кабель с
внутренним проводником из медной, бронзовой или
биметаллической (сталемедной) проволоки, луженной или
посеребренной. Внешний проводник в большинстве
случаев выполняется в виде оплетки из медной проволоки,
реже — медной или алюминиевой трубки.
Последние годы приемопередатчики выпускаются с
входным сопротивлением 75 Ом. В связи с этим ВЧ
кабель желательно применять с таким же волновым
сопротивлением. Этому требованию соответствует кабель РК-75
различных модификаций. Во многих случаях приемлемые
параметры ВЧ тракта получались при включении ВЧ
поста с входным сопротивлением 75 Ом в существующий
ВЧ канал с кабелем 100 Ом.
Техническое обслуживание
[Й], [кТ], |~В~] Проверка механического
состояния включает в себя проверку разделок и
муфт, правильность подключения жипы и
экрана. Особое внимание обращается на
прокладку кабеля на подходе к фильтру
присоединения. Кабель на выходе из земли должен быть защищен
трубой или металлорукавом. Кабель не должен иметь
видимых повреждений на всей доступной для
осмотра части, вход кабеля в фильтр присоединения должен
быть уплотнен.
Конец кабеля изолируют нитками или заключают в
полихлорвиниловую трубку. Экранная оплетка может быть
также натянута или заправлена внутрь в латунную
трубку и припаяна к ней. Экранная оплетка должна быть
заземлена по концам кабеля.
Н, [К1|, [В) Проверка целости жилы кабеля
выполняется «прозвонкой». Прохождение ВЧ сигнала по
кабелю в полной схеме не всегда свидетельствует о его
исправности.
TTL |К1|, |~В] Проверка сопротивления изоляции
388
выполняется мегаомметром 1000 В; норма
10 МОм.
не менее
HJ Проверка затухания кабеля на рабочей частоте
передачи ВЧП выполняется по схеме рисунок 8-36.
WiyCCEZD ЛФ
О О
ВЫХЮПО-
ЛИН1
°^Г
ВЧкаб,
->—■<—-J-
R,
JL
Рис. 8-36. Схема проверки затухания ВЧ кабепя на рабочей частоте
Затухание кабеля определяется по формуле:
a = 10Ig
* ДБ,
(8-45)
где UBblx — напряжение выхода ВЧП;
UH — напряжение на RH;
1шх— ток выхода ВЧП;
RH — сопротивление, эквивалентное входному
сопротивлению фильтра присоединения (75 ипи 100 Ом).
Сопротивление ВЧ кабепя зависит от его типа, длины
и рабочей частоты. Затухание 1 км кабепя РК-75-9-13
изменяется от 1 дБ при частоте 40 кГц до 3,7 дБ при
частоте 500 кГц, РК-1 - от 3 до 8 дБ, ФКБ - 1,3 - 3,7 дБ.
Проверка в рабочем диапазоне частот выполняется по
аналогичной схеме с помощью ВЧ генератора.
8.3.2.4 Разделительные фильтры
Разделительные фильтры применяются для
снижения или исключения взаимного влияния ВЧ
каналов, работающих параллельно через одно
устройство присоединения. Они дополняют
приемные фильтры ВЧ аппаратуры, повышая
избирательность последней. Эти фильтры выполняют по схеме
резонансных контуров или полосовых фильтров нижних и
верхних частот.
389
На рис. 8-37 приведены возможные схемы включения
разделительных фильтров при работе в канале,
выполненном по схеме "фаза-земля".
Шунтирование аппаратуры параллельных каналов
возможно как при нормальной работе на близких частотах,
так и при выполнении проверок одного из параллельных
каналов. Даже кратковременное шунтирование каналов
РЗ и противоаварийной автоматики недопустимо.
Поэтому в цепь параллельного канала связи обязательно
должен включаться разделительный фильтр, настроенный
на частоту канала РЗ или ПА (рисунок 8-37а).
Для ответственных каналов связи также могут
устанавливаться разделительные фильтры в цепь РЗА
(рисунок 8-376). Фильтр РФ1 настроен на рабочую частоту
аппаратуры связи, РФ2 — на частоту ВЧП (защиты).
Если аппаратура РЗА работает на двух частотах
(частота приема и передачи), могут устанавливаться два
разделительных фильтра, соединенных последовательно (рисунок
8-37в). При этом один из фильтров (РФ1) настраивается на
частоту передачи, второй (РФ2) — на частоту приема.
Разделительные фильтры могут устанавливаться как
на панелях защиты, автоматики или связи, так и рядом
с фильтром присоединения на открытой части
распределительного устройства.
РФ разных устройств могут подключаться к фильтру
ВЧП
КС
" • Линия вч каб г -
Пост УО—D** <J 1
t
ПЗ ПС
-О РФ
±
ВЧкаб,
О—[>—-<—О
_ Аппаратура
связи
а) схема с одним разделительным фильтром, настроенным на
частоту ВЧП защиты
Рис. 8-37. Схемы включения разделительных фильтров
390
ВЧкаб
ПЗ ПС
-О рф1 О—>—<-0'
i
ВЧ каб.
Аппаратура
связи
ПЗ
-О РФ2
ПС
Л1иния ВЧП
&±±
б) схема с разделительными фильтрами, настроенными на частоты ВЧП
защиты и аппаратуры связи
ВЧП Линия
Пост УО1
о СУ
Аппаратура
связи
в) схема для двухчастотной настройки ВЧП защиты
присоединения через один ВЧ кабель или через
отдельные ВЧ кабели.
В схеме РЗА обычно применяют фильтры типов
РК-61, РФ или ФРМР. Фильтры типа РК-61 могут работать на
открытом воздухе и в закрытом помещении, РФ —
только в закрытом помещении.
391
Рис. 8-38. Фильтр по схеме
простого резонансного контура
.ПС
/fl\
Pic fpc f2c
Г.кГц
Из Г2з
Грз
Рис. 8-39. Характеристика
зависимости затухания разделительного
фильтра от частоты
Фильтры типов РК-61, Рф
и ФРМР выполняются по
схеме простого резонансного
контура с настройкой на
заграждаемую полосу
(рисунок 8-38).
Характеристика
разделительного фильтра,
включенного в цепь аппаратуры связи и настроенного на частоту
ВЧ передатчика защиты, приведена на рисунке 8-39.
Эта характеристика
является основной для Э) дб
канала связи и
приблизительно-оценочной для
канала защиты. Для канала
связи нормируется
затухание, вносимое
разделительным фильтром в
рабочем диапазоне частот
связи fPC и на частотах,
отстоящих на 10% от
рабочей частоты настройки РФ (flc — f2c).
В рассмотренном примере часть характеристики лежит
в области рабочих частот ВЧ канала связи (flc — f2c),
другая часть (fl3—f23) — в области рабочих частот ВЧ канала
защиты. Затухание, вносимое разделительным фильтром
в канал чужой ВЧ аппаратуры (в рассматриваемом
случае — канал связи) на частотах, отстоящих на 10% от
частоты настройки фильтра должно быть не более 0,9 дБ.
На рабочей частоте защиты затухание должно быть
максимальным. Фильтр может состоять из нескольких звеньев,
тогда их характеристика будет иметь несколько
максимумов в соответствии с количеством использованных звеньев
и соответственно иметь несколько полос заграждения.
Техническое обслуживание
Нормы приведены для разделительного
фильтра типа ФР.
[Щ [кТ], [в] Проверка механической
части заключается в проверке надежности
болтовых и паяных соединений. При установке на
открытом воздухе дополнительно проверяется
герметичность корпуса.
Ш ГкТ~1 Гв] Проверка сопротивления изоляции токо-
392
ведущих частей относительно корпуса выполняется мега-
омметром 1000 В. Сопротивление изоляции должно быть
не менее 20 МОм.
Н, |К1 [, |ВI Снятие характеристики зависимости
затухания разделительного фильтра от частоты.
Для получения наименьшего затухания в области
частот связи фильтр должен быть согласован с соседними
участками ВЧ тракта. Обычно фильтры выпускаются
согласованными на 100 Ом, но хорошо работают и с
аппаратурой с входным сопротивлением 75 Ом.
На рабочей частоте защиты затухание РФ должно быть
максимальным. Добиваются этого настройкой РФ на
резонанс напряжений.
Проверка
выполняется по
схеме, приведенной
на рисунке 8-40.
Сопротивления
резисторов
выбираются близкими
к внутреннему
сопротивлению РФ.
Методика
настройки
разделительных фильтров
аналогична настройке ВЧ заградителей. Регулировка
рабочей частоты выполняется подбором конденсаторов.
Затухание, вносимое РФ в канал связи, в цепь
которого он включен, на его рабочей частоте
определяется из выражения
Рис. 8-40. Схема проверки РФ
а = Р -Р2=20Ig^-, дБ.
, 2 Ви , А
(8-46)
Величина затухания на частоте настройки и в полосе
заграждения не нормируется. Работоспособность фильтра
на этом участке характеристики оценивается при
проверке затухания, вносимого разделительным фильтром в
тракт канала защиты.
HJ, [В] Проверка затухания, вносимого
разделительным фильтром в тракт защиты, обычно
выполняется в полной схеме ВЧ тракта совместно с ВЧ кабелем
и фильтром присоединения. Затухание определяется как
разница между затуханием ВЧ тракта при отключенном
разделительном фильтре и при подключенном РФ и
закороченным входом аппаратуры параллельного ВЧ канала.
393
8.3.2.5 Фильтры присоединения
Фильтр присоединения совместно с
конденсатором связи служит:
для отделения ВЧ аппаратуры от высокого
напряжения линии;
для обеспечения условий наилучшего
согласования волновых характеристик ВЧ кабеля и ЛЭП.
Довольно распространено подключение фильтров
присоединения к конденсаторам связи совместно со
шкафами отбора напряжения ([65]).
Фильтр присоединения совместно с конденсатором
связи представляет собой полосовой фильтр. Фильтр
может быть выполнен по трансформаторной или
автотрансформаторной схеме (рисунок 8-41). Конденсатор
вч каб
оН>—<
а) трансформаторная схема
Пиния
il <>
ВВ ТР
кд
ВЧкаб
б) автотрансформаторная схема
Рис. 8-41. Схемы включения фильтра присоединения
Скс - конденсатор связи; В - высоковольтный вывод; Р - разрядник;
ТР - трансформатор; КД - дополнительный конденсатор
394
связи подключается к линейной обмотке
трансформатора ФП через проходной изолятор, находящийся на
кожухе. Для защиты элементов фильтра присоединения и
подключаемой ВЧ аппаратуры от грозовых перенапряжений
в схеме ФП предусмотрены разрядники. Разрядники
могут устанавливаться как со стороны линейного входа, так
и на кабельном входе. Как правило, в схемах защит
разрядники на кабельном входе демонтируются.
Наиболее распространены в настоящее время
фильтры присоединения типа ФПФ, ФПМ, ФРМР.
Остаются в работе и другие типы фильтров. Это
фильтры типов ФП, ФПУ, ФП-400, ФП-500, ОФП-4.
Ранее выпускавшиеся фильтры типов УФП-66 и
УФП-75 в схемах ВЧ защит без реконструкции не
применяются ввиду конструктивной недоработки печатной платы.
Технические данные и принципиальные схемы
фильтров старых типов приведены в [61], современных типов
можно найти в заводской технической документации.
Последнее время на российском рынке
появляются фильтры присоединения типа MCD80 компании АББ.
Основные технические данные близки к перечисленным
типам фильтров, допускается работа с конденсаторами
связи различной емкости, настройка на различные
диапазоны выполняется набором перемычек.
Техническое обслуживание
[Щ |кТ], [в] Внешний и внутренний осмотр,
проверка механической части.
Фильтр присоединения устанавливается в
распределительном устройстве, как правило,
открытом, в непосредственной близости от токоведу-
щих частей, находящихся под высоким напряжением. Это
требует дополнительного внимания к качеству установки,
подключения и заземления устройства.
Особое внимание необходимо обратить
на надежность соединения корпуса ФП с
заземляющим контуром подстанции, на
исправность и надежность контактов
заземляющего ножа конденсатора связи. В первую очередь
необходимо осмотреть состояние заземляющего
ножа и ошиновки (рисунок 8-42).
На рисунке приведено совместное подключение
фильтра присоединения и шкафа отбора напряжения
X
$
395
к конденсатору связи.
Аналогично выполняется и подключение
ФП независимо от ШОН.
Подключение фильтра
присоединения с шкафом отбора и
заземляющего ножа к нижней
обкладке конденсатора связи
отдельными спусками
(вариант 1) опасно, так как при
нарушении контакта ошиновки ЗН
в месте соединения с
конденсатором напряжение на выводе
ШОН со включенным ножом не
исчезнет. Более надежно
последовательное соединение КС —
ЗН - ШОН (ФП) (вариант 2).
Особое внимание следует
обращать на качество ошиновки.
Ошиновка должна быть
выполнена так, чтобы была
исключена возможность отсоединения
шинки от шпильки губок
заземляющего ножа без полного
отвинчивания крепежных гаек.
Необходимо убедиться в надежности замыкания
губок заземляющего рубильника. Если есть сомнения
в надежности заземления, при выполнении работ
нужно установить дополнительное переносное
заземление на ошиновке фильтра присоединения.
Заземление ФП подключается к инвентарному
заземляющему болту. Второй конец заземляющего
проводника подключается к контуру заземления с
помощью сварки.
При осмотре фильтра присоединения и его элементов
необходимо проверить:
— надежность уплотнения прохода ВЧ кабеля;
— надежность уплотнения крышки ФП;
— отсутствие механических повреждений и
загрязнения;
— состояние коммутации, винтовых и паяных
соединений, надежность цепи через обмотку трансформатора,
которая является заземлением нижней обкладки
конденсатора связи.
Рис. 8-42. Подключение
фильтра присоединения
совместно с шкафом
отбора напряжения к
конденсатору связи
Н
КЦ, \в\ Проверка разрядников
Предварительная проверка исправности разрядника
396
выполняется мегаомметром 1000 В. Разрядник
пробиваться не должен.
Пробивное напряжение разрядника должно быть
в пределах 2,1-2,8 кВ. В некоторых случаях
исправность разрядника может быть проверена
мегаомметром 2500 В. Продолжительность испытания - 1 мин.
Пробой разрядника фиксируется по резкому подъему тока или
ло снижению показаний вольтметра (мегаомметра).
Регулировка пробивного напряжения выполняется изменением
количества диэлектрических прокладок в искровых
промежутках. Если разрядник был в работе, возможно
снижение его пробивного напряжения из-за образования
нагара или ожогов в искровом промежутке. В этом случае
нужно выполнить чистку промежутка. Если корпус
разрядника неразборный, разрядник при неудовлетворительных
результатах проверки должен быть забракован.
Н| Проверка исправности конденсаторов
выполняется подачей напряжения с амплитудным значением,
равным их номинальному напряжению. При высоком
номинальном напряжении достаточно испытательного
напряжения 1 кВ.
Н, К1, В Проверка и испытание электрической
прочности изоляции токоведущих частей
относительно корпуса выполняется в том случае, если корпус
металлический.
Сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром
1000 В, - не менее 10 МОм. Испытание напряжением
промышленной частоты при наладке выполняется по
нормам для цепей вторичной коммутации. Соединения
токоведущих частей с корпусом на время испытаний должны
быть отключены.
Сопротивление изоляции между обмотками
фильтра присоединения типа ФПМ должно быть не менее
100 МОм.
Н , К1, В Измерение затухания фильтра в
диапазоне рабочих частот ([в] - только на рабочей частоте)
и снятие зависимости затухания фильтра присоединения
от частоты для совмещенных каналов (|Ё - только на
рабочих частотах каналов) выполняется ло схеме,
приведенной на рисунке 8-43.
Сопротивление линии для различных классов
напряжения приведено в таблице 8-8.
С достаточной степенью точности рабочее затухание
может быть определено по формуле:
397
Сзкв
Рис. 8-43. Схема
измерения рабочего затухания и
входного сопротивления
фильтра присоединения со
стороны ВЧ кабеля
R, - сопротивление,
равное величине входного
сопротивления ВЧ тракта со
стороны кабеля (75 или 100
Ом); R2 - сопротивление,
равное сопротивлению
линии; Сэкв - конденсатор с
емкостью, равной емкости
конденсатора связи
a = 201g-^+10lg^- Е ,ал-
U2 4/?, - АБ- (8-47)
В различных источниках приводятся следующие
формулы:
a = 201g-^--6-101g-^L
(8-47а)
U
e=s20Ig-L + 201gJ-^iAB.
U
R,
4Д
(8-476)
Они являются модификацией вышеприведенной и не
противоречат друг другу.
Если Rt=100 Ом, R2=400 Ом, формула приводится к
простейшему виду:
а = 201ё-^ЧдБ.
(8-47В)
В рабочей полосе защиты собственное затухание ФП
не превышает, как правило, 0,5 дБ. Однако из-за
несогласованности фильтра с линией и ВЧ трактом со
стороны кабеля рабочее затухание может оказаться выше.
В рабочей полосе защиты затухание ФП не должно
превышать 1,3 дБ, а совместно со схемой отбора
напряжения - 2,5 дБ.
HJ Измерение входного сопротивления фильтра
присоединения со стороны ВЧ кабеля и со
стороны линии.
Измерение входного сопротивления со стороны
кабеля также может быть выполнено по схеме, приведен-
398
ной на рисунке 8-43. Величина сопротивления
определяется из формулы:
U,
(Ц-г/з)
, Ом.
(8-48)
Ri
Сэкв i
ФП
ui4
©
MrOi г
/ из ' -J-
0
Возможна проверка и другими методами:
— методом вольтметра и амперметра с
непосредственным измерением подаваемых на вход фильтра
напряжения и тока;
— методом малого сопротивления;
— методом сравнения.
Проверка методом
малого сопротивления
приведена в разделе,
посвященном
проверке заградителей.
Проверка входного
сопротивления со
стороны линии
выполняется по схеме,
приведенной на рисунке 8-44.
Затухание
фильтра присоединения со
стороны линии
может быть проверено
по аналогичной схеме,
методика проверки и
расчет аналогичны
замерам со стороны
кабеля.
Рис. 8-44. Схема измерения
рабочего затухания и входного
сопротивления фильтра присоединения со
стороны ЛЭП
R, - сопротивпение, равное сопротивлению
линии; R2 - сопротивпение, равное величине
входного сопротивления ВЧ тракта со
стороны кабеля (75 или 100 Ом, СЭ1<В -
конденсатор с емкостью, равной емкости
конденсатора связи
8.3.2.6 Высокочастотные заградители
Высокочастотные заградители (ВЧЗ)
служат для:
— предотвращения потерь ВЧ сигнала на
шинах подстанций и на соседних линиях;
— блокирования ВЧ сигналов от других
источников, работающих на соседних линиях с близкими
частотами;
— поддержания определенного значения
сопротивления линии электропередачи независимо от положения
коммутационных аппаратов.
Высокочастотные заградители обладают высоким со-
399
противлением для токов рабочей частоты канала и малым
сопротивлением для токов промышленной частоты.
Утечка токов ВЧ в сторону шин определяется
результирующим сопротивлением цепи, состоящей из
заградителя и входного сопротивления подстанции. Реактивные
составляющие сопротивления заградителя и шин
подстанции могут быть взаимно скомпенсированы. В расчетах,
как правило, учитывается только активная составляющая
сопротивления (запирающее сопротивление).
Заградитель включается в рассечку фазного провода
ВЛ между линейным разъединителем и спуском к
конденсатору связи. Состоит из силовой катушки
(реактора), рассчитанного на нормальные и аварийные токи
линии, элемента настройки, присоединенного к силовому
реактору, и разрядников (или других ограничителей
перенапряжения), защищающих детали схемы элемента
настройки.
Параметры ВЧЗ делятся на две основные группы:
1. Сильноточные (параметры на промышленной
частоте);
2. Высокочастотные (заграждающие свойства
заградителя).
К сильноточным параметрам относятся:
— электродинамическая и термическая стойкость;
— индуктивность реактора на промышленной частоте;
— номинальный рабочий ток;
— потери на промышленной частоте.
Эти параметры выбираются при проектировании,
при техническом обслуживании не проверяются и не
регулируются.
К высокочастотным параметрам относятся:
— полоса заграждения;
— индуктивность реактора на рабочей частоте;
— собственная емкость реактора;
— собственная резонансная частота;
— добротность схемы;
— вносимое затухание.
Полоса заграждения — основной параметр ВЧ
заградителя, который регулируется или проверяется при
техническом обслуживании. Другие параметры —
вспомогательные и в обычной практике технического обслуживания
не проверяются.
Полоса заграждения — это полоса частот, в пределах
которой сопротивление заградителя как двухполюсника
больше определенного значения.
400
Различают две разновидности полос заграждения:
— полоса заграждения по активной составляющей
полного сопротивления, в пределах которой активная
составляющая полного сопротивления заградителя больше
заданной величины;
— полоса заграждения по полному сопротивлению, в
пределах которой модуль полного сопротивления больше
заданной величины.
Для получения необходимой полосы заграждения
применяются следующие схемы настройки:
— резонансная одночастотная;
— притуплённая одночастотная;
— резонансная двухчастотная;
— притуплённая двухчастотная;
— широкополосная двух- или трехконтурная;
— широкополосная по схеме фильтра верхних частот.
Любая из перечисленных схем состоит из одного или
нескольких колебательных контуров, настроенных на
резонанс токов и других элементов, позволяющих получить
полосовые фильтры.
Защита элемента настройки от перенапряжений.
Элемент настройки необходимо защищать от двух
видов перенапряжений:
— падение напряжения на силовой катушке при
протекании токов короткого замыкания;
— прохождение через заградитель импульсной волны
перенапряжения с крутым фронтом (200 кВ/мкс).
В первом случае нужно обеспечить защиту и силовой
катушки, и конденсаторов элемента настройки, во
втором случае — только конденсаторов, так как импульсы с
такой крутизной фронта не проходят через катушку,
обладающую индуктивностью.
Пробивное перенапряжение разрядника по условиям
деионизации искрового промежутка должно быть в 2 раза
больше сопровождающего напряжения, т. е. падения
напряжения на силовой катушке от максимального тока КЗ.
Напряжение на заградителе при протекании тока КЗ
можно определить из выражения:
и = 1,1^л/ ном'-'ном' кз (8-49)
где fH0M — номинальное значение промышленной
частоты;
Lhom — индуктивность реактора на промышленной
частоте.
401
Номинальное напряжение защитного разрядника
должно быть больше определенного по этому
выражению. Для современных заградителей это не
существенно, так как номинальное напряжение разрядников, как
правило, намного выше.
Из-за некоторых особенностей характеристики
разрядник не защищает конденсаторы от импульса
перенапряжения с крутым фронтом. Для надежной защиты
конденсаторов устанавливаются два разрядника, между
которыми включается дополнительная катушка
индуктивности. Катушка сглаживает фронт импульса, и
второй разрядник выполняет свои функции эффективнее
первого.
В широкополосном заградителе по схеме фильтра
верхних частот роль защитной индуктивности
выполняет сопротивление.
Наиболее распространены в настоящее время
заградители серии ВЗ с элементами настройки ЭНУ-0,5.
Основные технические характеристики приведены в
таблице 8-9. Элементы настройки ЭНУ-0,5 могут также
использоваться в комплекте с заградителями ВЗ-2000-0,5
и ВЗ-4000-0,5.
Таблица 8-9
Тип заградителя
Номинальный длительный ток, А
Номинальное напряжение, кВ
Номинальная индуктивность, мГн
Номинальный ток КЗ, кА
Ударный ток КЗ, кА
Тип элемента настройки
Тип разрядника
Диапазоны частот заграждения,
кГц
I
II
III
IV
V
VI
VII
Минимальное значение активной
составляющей полного сопротивления, Ом
ВЗ-630-0.5У1
630
35 - 220
0,547
16
41
ЭНУ-0,5-40
РВО-3
36 - 42
40 - 48
47 - 60
59 - 82
74 - 118
100 - 200
160 - 1000
630
ВЗ-1250-0.5У1
1250
110 - 330
0,536
31,5
80
ЭНУ-0,5-40
РВО-6
36 - 44
43 - 57
50 - 70
60 - 95
80 - 164
145 - 1000
-
470
В качестве схемы фильтра в заградителе ВЗ-4000-0,5
используется трехконтурное звено полосового фильтра. В
402
заградителях ВЗ-2000-0,5, ВЗ-1250-0,5, ВЗ-630-0,5
используется трехконтурная схема и полузвено фильтра верхних
частот. Трехконтурная схема элемента настройки ЭНУ-
0,5-40 приведена на рисунке 8-45. Первая схема
применяется на I — VI диапазонах настройки, вторая — на VII
Рис. 8-45. Схема элемента настройки ЭНУ-0,5
диапазоне. I — VI диапазоны настройки различаются
количеством и емкостью подключаемых конденсаторов С2—
Сб. VII диапазон образован конденсатором С1, катушкой
индуктивности L2 и резисторами Rl, R2. Комплектация
элемента настройки выбирается минимальной, поэтому в
заводской поставке возможна ограниченная перестройка
только в области более высоких частот.
Конденсаторы CI—C6 применены типа К75-52
рабочим напряжением 630 В, что явно не соответствует
пробивному напряжению разрядника, поставляемого с
заградителем (18 кВ, а в первых партиях — 34—36 кВ). Кроме
того, заградители этой серии комплектуются одним
разрядником без защитной катушки. Это приводило к
повреждениям элементов настройки. Для предотвращения
повреждения конденсаторов рекомендуется привести
номинальное разрядника к допустимому значению.
Элемент настройки выполнен в литом корпусе из
термопластической пластмассы в отличие от
предшественников, выполненных в металлических корпусах.
Более современная разработка — элемент настройки
ЭН-0,5. Элемент предназначен для работы с такими же
заградителями и такими же разрядниками, обеспечивает
формирование полосы заграждения из ряда стандартных
полос, полностью соответствующих приведенным выше
диапазонам заграждения. В них использованы
специально разработанные конденсаторы, которые рассчитаны на
рабочее напряжение 6,3 кВ и имеют повышенную
устойчивость к импульсным перенапряжениям.
Последнее время на российском рынке появляются
ВЧ заградители серии DLTS производства компании АББ.
403
Отличаются более широким диапазоном номинальных
токов (400 — 4000 А). Полосы частот близки к
приведенным выше. Имеют несколько меньшие габариты и
меньший вес при тех же номинальных токах. Могут быть как
подвешены, так и установлены на опоре, в качестве
которой для заградителей малого и среднего размера можно
использовать конденсатор связи. Принципиальное
отличие — применение вместо разрядников металлооксидных
ограничителей перенапряжения (ОПН), обеспечивающих
более надежную защиту деталей элемента настройки и
более долговечных.
Техническое обслуживание
И], [В] Проверка механической части.
Проверяется надежность крепления всех
элементов заградителя, а также витков катушки,
надежность резьбовых и паяных соединений,
контактных соединений между крестовиной силовой катушки,
корпусом элемента настройки и проводом силовой
катушки. Вывод проходного изолятора элемента настройки
должен быть подсоединен к противоположной
крестовине силовой катушки медной шинкой или жестким
проводом. После внутреннего осмотра элемента настройки и
его регулировок нужно проверить надежность закрытия
крышки и качество её уплотнения.
|н| Проверка исправности конденсаторов
элемента настройки.
Исправность конденсаторов проверяется подачей
напряжения, амплитудное значение которого равно
номинальному.
Если рабочее напряжение конденсаторов, входящих
в элемент настройки, ниже пробивного напряжения
разрядников, нужно проверить их соответствие
максимальному току КЗ, проходящему через заградитель, по
формуле (8-49). В том случае, когда максимальное напряжение
на заградителе при КЗ превышает допустимое
напряжение конденсаторов, конденсаторы (или заградитель
полностью) нужно заменить.
Н| Проверка и испытание электрической прочности
изоляции выполняется между входными клеммами
элемента настройки. Сопротивление изоляции для
элемента настройки ЭНУ-0,5-40 составляет не менее 100 МОм
при нормальных климатических условиях и 1 МОм при
относительной влажности 98% и температуре 35° С. На
404
время проверки изоляции нужно разобрать цепи между
элементами схемы и корпусом элемента настройки.
Особого смысла в испытании изоляции не видим, так как
напряжение на элементах заградителя в некоторых
режимах может существенно превышать 1000 В, и речь идет
не о прочности изопяции цепей относительно корпуса, а
о стойкости элементов схемы к импульсным
перенапряжениям. Для элементов настройки в пластиковом
корпусе проверка неприменима.
[Н|, [В] Поверка разрядников выполняется
аналогично разрядникам, применяемым в фильтрах
присоединения.
Н_|, [BJ Проверка настройки заградителя на
заданную частоту канала
Выбор схемы настройки ВЧ заградителя
производится в соответствии с условиями работы ВЧ канала и
набором аппаратуры, его использующей.
Если канал предназначен для передачи сигнала
одной частоты (ВЧ защита), применяется одночастотная
настройка.
Резонансная одночастотная настройка образуется
одним простым контуром, состоящим из индуктивности
силовой катушки и ёмкости одной группы конденсаторов.
Емкость конденсаторов определяется по формуле:
I
С =
7Г7- (8-50)
(2#о)^
При такой настройке получается очень узкая полоса
заграждения и высокое сопротивление на резонансной
частоте, что нежелательно.
Для одночастотных каналов релейной защиты
применяется, как правило, притуплённая одночастотная настройка.
В этом случае последовательно с конденсатором вкпюча-
ется добавочный резистор, с помощью которого
добротность контура снижается до требуемой величины.
Величина сопротивления добавочного резистора может
быть прибпизительно определена по формуле:
Я* — , (8-51)
Z
где ZM — максимально допустимая вепичина
сопротивления заградителя с учетом притупления, может быть
принята равной 1 кОм.
Вепичина добавочного сопротивления лежит в пре-
405
делах от единиц до сотен Ом, мощность резистора - не
менее 20 Вт.
Более сложные схемы настройки — резонансная двух-
частотная, притуплённая двухчастотная, различные
широкополосные настройки. Из широкополосных настроек чаще
применяется настройка по схеме фильтра верхних частот,
которая является частным случаем одночастотной
притуплённой настройки.
Все схемы настройки, как и особенности настройки
каждой из них в связи с естественными ограничениями
объема издания, приводить не будем.
Заградители серии ВЗ с элементами настройки ЭНУ-
0,5-40 изготовителем настраиваются на фиксированный
диапазон частот, приведенный в заводской технической
документации, и соответствующий одному из диапазонов
частот, приведенных в таблице 8-9. Регулировка в
небольших пределах или подстройка выполняется с помощью под-
строечных элементов катушек индуктивности. Регулировка
диапазонов настройки ограничена набором конденсаторов,
поставляемых в комплекте элемента настройки.
Элементы настройки ЭН-0,5 полностью
настраиваются на заводе и регулировке не подлежат.
Высокочастотные заградители достаточно сложны для
проверки и требуют особого внимания при подготовке
аппаратуры и рабочего места.
Для ведения проверки заградитель должен лежать
или стоять на изолированной подставке высотой не
менее 0,6 м (для частот менее 200 кГц высота подставки
менее существенна). Место проверки должно быть
выбрано на расстоянии не менее 2 м от металлических
предметов и желательно вне зоны действия
электромагнитных полей. Измерения следует производить при закрытой
крышке элемента настройки. Для сборки схемы
используются провода минимальной длины, желательно
использовать экранированные провода, хотя в некоторых случаях
лучший результат дают провода без экрана. В качестве
измерительных резисторов, как и для проверки другой
ВЧ аппаратуры, применяются безреактивные
сопротивления. Они могут быть изготовлены бифиллярной намоткой.
Из сопротивлений промышленного исполнения можно
рекомендовать резисторы серии МЛТ. Они являются безин-
дуктивными, но на высоких частотах проявляется емкость
между выводами резистора и витками обмотки. Емкость
заметна у резисторов МЛТ-2 сопротивлением 1 кОм и
выше на частотах, превышающих 400 кГц. У резисторов
406
меньшей мощности она не так существенна. Схема
измерения должна быть заземлена в одной точке.
Дополнительно должны быть заземлены корпуса приборов, не
связанные с измерительной схемой.
Предварительная наладка элемента настройки может
быть выполнена с применением эквивалента реактора -
катушки индуктивности с соответствующими
параметрами. Окончательная проверка выполняется с реальной
катушкой индуктивности (реактором).
ГЩ [в] Снятие характеристики зависимости
сопротивления заградителя от частоты.
В различных источниках приводятся разные схемы
измерения сопротивления заградителей. Заводской
документацией рекомендовано использовать мостовую схему
с применением магазина емкостей и высокочастотного
магазина сопротивлений. В реальных условиях
подстанции эта схема неудобна по двум причинам: во-первых,
высокочастотный магазин сопротивлений - довольно
редкий прибор, во-вторых, при работе с реальной катушкой
заградителя трудно отстроиться от паразитных емкостей,
образуемых громоздкой схемой.
Более простая
схема приведена на
рисунке 8-46. Метод
измерения
характеристик заградителя
по этой схеме
называется методом
малого
сопротивления. С его
помощью можно
проверять заградители
больших габаритов
на высоких частотах.
Сопротивление RH обеспечивает лучшее согласование
генератора с нагрузкой. Чаще всего его величина
выбирается в диапазоне 500-600 Ом.
Резистор R, сопротивлением 5-10 кОм обеспечивает
стабильность тока через заградитель во всем диапазоне
частот независимо от сопротивления заградителя.
Сопротивление резистора R2 участвует в расчете и
должно быть близко к ожидаемому сопротивлению
заградителя (около 1 кОм).
Резистор R3 служит для измерения тока через
заградитель. Величина сопротивления его должна быть неболь-
Рис. 8-46. Схема для снятия зависимости
сопротивления заградителя от частоты
407
шой, чтобы уменьшить влияние емкостных связей между
испытательной схемой и заградителем, но достаточной для
достоверного замера падения напряжения на нем.
Наиболее удобная величина - 10 Ом.
Расчет полного и активного сопротивления
заградителя ведется по формулам:
_ ад
Z = -JT (8-52)
R=Y(
л, .и?-и;
"1
R
(8-53)
или при номиналах сопротивлений, приведенных выше:
и2 -и2
20U2
(8-52а)
(8-53а)
Подобная схема применяется в приспособлении для
проверки характеристик заградителей, которое позволяет
проводить измерения в трех точках поворотом
переключателя (рисунок 8-47).
, ги„
и,
В 43
R,=2,2 кОм
R,=R3=1,52 кОм
Рис 8-47. Схема приспособления для проверки характеристик
заградителя
408
При использовании этой схемы параметры
заградителя определяются по формулам:
Z = -^-xl520, Ом (8-54)
R
2
2 wl
и?-и,
к VI
-1x760, Ом. (8-55)
Эта схема удобна при небольших габаритах
заградителя и невысоких частотах (до 300 кГц). В иных случаях она
может давать погрешность, вызванную емкостными
связями между генератором и заградителем. Это связано с
тем, что в провод, связывающий заградитель с «землей»,
включается большое сопротивпение (R2=1,52 кОм).
Естественно, термин «метод малого сопротивления»
здесь неприменим.
Измерения характеристик заградителя выполняются
в диапазоне частот, где активная составляющая
сопротивления превышает 300 Ом. В рабочем диапазоне
частот измерения выполняются через 1-2 кГц при одноча-
стотной настройке (I-IV диапазоны частот в таблице 8-9)
и через 5-10 кГц при широкополосной настройке или
настройке по схеме фильтра верхних частот.
По полученной характеристике определяется ширина
полосы заграждения.
В некоторых случаях результаты измерений и
расчетов не соответствуют ожидаемым. Наиболее
распространены следующие дефекты:
— активное сопротивление заградителя больше
полного;
— на рабочей частоте получается не максимальное,
а минимальное сопротивление;
— на характеристике нет точек, где активное и
полное сопротивление достаточно близки.
В этих случаях ошибку можно искать в следующем
порядке:
— для проверки элементов измерительной схемы
выполнить проверку резистора сопротивлением 600 - 1000
Ом, заменяющего заградитель и расположенного на
рабочем столе рядом со схемой;
— для проверки влияния компоновки схемы
повторить замер, закрепив резистор на заградителе и
объединив их в одной точке.
В первом случае ошибка может быть вызвана
неправильным подбором резисторов, используемых в схеме. Ре-
409
зисторы могут иметь нормальное сопротивление на низких
частотах, но при повышении частоты, как было сказано
выше, сопротивление одного из них может изменяться.
Для проверки этого нужно зашунтировать заградитель или
эквивалент и проверить напряжения U, и U3 (схема рис.
8-46). Отношение между напряжениями должно
соответствовать отношению расчетных отношений сопротивлений
во всем рабочем диапазоне частот. Возможна и
погрешность вольтметра на разных диапазонах.
Во втором случае причина ошибки - наводка от
оборудования, находящегося под напряжением, емкостная
или иная неучтенная связь между измерительной
схемой и заградителем, которая шунтирует резистор,
включенный в провод, связанный с землей. Для устранения
влияния наводки можно вывезти проверяемый
заградитель за пределы ОРУ, заменить реактор
эквивалентной катушкой индуктивности малых габаритов,
экранировать схему или отдельные её элементы, изменить
размещение оборудования. Для устранения неучтенных
связей нужно:
— убедиться, что схема заземлена в одной точке;
— проверить изоляцию между заградителем и
испытательной схемой при отключенных проводах;
— изменить точку подключения заземления к схеме;
— поменять местами точки подключения
измерительных проводов к заградителю;
— проверить правильность выполнения экранирования
проводов, попробовать изменить место заземления
экрана или заземление экрана убрать;
— изменить компоновку применяемых приборов,
перенести вольтметр на отдельный стол;
— проверить надежность электрических контактов.
На результат измерений оказывает влияние
конструкция генератора. Очень плохо ведут себя на
частотах 400 кГц и выше генераторы ГЗ-33 и им подобные,
модифицированные для расширения рабочей частоты в
кустарных условиях.
Проверка характеристик заградителя системой РЕТОМ-
ВЧ приведенными методами из-за низкого входного
сопротивления вольтметра, входящего в комплект системы,
выполнена быть не может. В этом случае нужно
пользоваться методикой, предложенной разработчиками системы
и описанной в прилагаемой к ней документации.
Проверка затухания, вносимого заградителем, не
410
относится к обязательным. Выполняется при сомнении в
правильности работы ВЧ канала и увеличенном
затухании ВЧ тракта. Если заградитель (или элемент настройки)
снят для проверки, можно воспользоваться схемой рис.
8-48. Фильтр присоединения можно заменить
эквивалентным сопротивлением.
Сэкв
гФНЬ
U2
R2
©Y
ВЧЗ
Рис 8-48 Схема проверки затухания, вносимого заградителем
R, - эквивалент ВЧ тракта от приемопередатчика до фильтра
присоединения (75 Ом), R2 - эквивалент линии, Сэкв - эквивалент
конденсатора связи
Напряжение U, поддерживается неизменным. Вели-
нина затухания, вносимого заградителем,
рассчитывается по формуле:
a.=20,g|,
(8-56)
где
С/,
напряжение на эквиваленте линии при
разомкнутом рубильнике;
U,
напряжение на эквиваленте линии при
замкнутом рубильнике.
Проверка затухания, вносимого заградителем, в полной
схеме может быть выполнена включением заземляющих
ножей линии, расположенных за заградителями и двусторонней
проверкой ВЧ канала. Она позволяет выявить явно
выраженные повреждения элементов ВЧЗ. Но оценить
правильность его настройки с помощью этой проверки в общем
411
случае нельзя. Это связано с тем, что при включении ЗН в
заграждении участвует полное сопротивление зафадителя, а
в нормальной схеме - только активное, так как реактивное
сопротивление может быть скомпенсировано реактивным
сопротивлением шин и другого оборудования подстанции.
8.3.2.7 Раздельная проверка полукомплектов
Проверка предшествует вводу ВЧ канала в работу.
Позволяет оценить состояние полукомплекта защиты от
ВЧ поста до эквивалента линии.
HJ, |К1|, |В| Измерение затухания ВЧ кабеля
совместно с фильтром присоединения.
| Если фильтр присоединения подключен в
г действующую схему, перед началом работы нуж-
jT но включить заземляющий нож и отключить
** I ошиновку, как было сказано в разделе «Фильтры
присоединения». ВЧ передатчик на время снятия
ошиновки и сборки схемы должен быть обесточен или
переведен на эквивалент нагрузки.
Проверка выполняется аналогично проверке
затухания ВЧ кабеля по схеме рис. 8-36. Вместо эквивалента
нагрузки ВЧ кабеля RH подключается фильтр
присоединения совместно с эквивалентом конденсатора связи и
эквивалентом линии.
Затухание ВЧ кабеля совместно с фильтром
присоединения определяется по формуле:
fl = 10lg^A, , (8.57)
где ивш - напряжение выхода ВЧП;
1Вых - т°к выхода ВЧП;
Йэкв - сопротивление, эквивалентное сопротивлению
линии (400 или 300 Ом).
Ток выхода измеряется прибором поста, а если он
дает недостоверные показания (раздел «ВЧ
приемопередатчики») - выносным высокочастотным амперметром. Так
как и цепи ВЧ поста, и обмотка фильтра присоединения
заземлены, измерение тока методом малого
сопротивления не применяется.
"Щ IK11, [в] Измерение входного сопротивления
ВЧ тракта, мощности, отдаваемой передатчиком на
ВЧ тракт, и согласование выхода передатчика с ВЧ
трактом.
412
Проверки выполняются при подключении к выходу ВЧП
высокочастотного тракта в сборе, включая линию и
аппаратуру противоаварийной автоматики или связи,
использующую этот ВЧ канал. Передатчик запускается без
манипуляции собственными органами управления.
Входное сопротивление ВЧ тракта определяется по
формуле (8-27).
Величина входного сопротивления определяется
параметрами ВЧ кабеля, фипьтра присоединения и линии. Как
правило, находится в диапазоне 50-150 Ом. В том
случае, если входное сопротивление ВЧ тракта выходит из
этого диапазона, необходимо выполнить повторную
поэлементную проверку. Некоторые типы ВЧ постов могут
допускать перестройку для согласования с реальным
сопротивлением ВЧ тракта.
Мощность, отдаваемая передатчиком на ВЧ тракт,
определяется по формуле (8-33).
Если входное сопротивление ВЧ тракта равно
входному сопротивлению поста, отдаваемая мощность
максимальна.
8.3.2.8 Двусторонняя проверка защиты
Является заключительной проверкой перед вводом
защиты в работу. Перед ее началом должны быть
закончены все работы с релейной частью защиты, ВЧ постом и
аппаратурой ВЧ обработки.
Н. К1
В| Двусторонняя проверка работы
переговорного устройства выполняется в первую очередь,
так как переговорное устройство обеспечивает
двустороннюю связь, необходимую для дальнейших проверок.
Регулировка переговорного устройства выполняется до
получения необходимого качества связи. Если переговорное
устройство комплектуется съемной трубкой, последующие
проверки нужно выполнять с той же трубкой, которая
применялась при наладке, так как замена ее может
существенно снизить качество связи.
IT], [кТ], [в] \к\ Измерение напряжений на входе
приемопередатчиков при работе своего передатчика
и передатчика противоположного конца.
Оба приемопередатчика включены на ВЧ канал.
Напряжение измеряется при поочередном включении
постов на обоих концах линии. По напряжению,
полученному при пуске противоположного передатчика, можно
413
ориентировочно проверить запас по перекрываемому
затуханию:
^я=2018^,дБ, (8-58)
где UBX— напряжение на входе приемника при пуске
передатчика на противоположном конце пинии;
U4 — напряжение чувствительности приемника.
Отношение напряжений при пуске своего и
противоположного передатчиков должно быть не менее чем 3. Как
было сказано выше, это нужно для исключения «нулевых»
биений при одновременном пуске двух постов.
Если отношение сигналов меньше, чем 3 (короткая
линия с малым затуханием), для устранения биений могут
быть применены три метода:
настройка передатчиков на две разнесенные частоты
(как правило, 1,5 кГц);
внесение дополнительного затухания в ВЧ канал;
выравнивание мощности передатчиков на
противоположных концах линии.
Первый способ применяется на стадии
проектирования, так как перестройка частоты в процессе
двусторонней проверки, как правило, - слишком длительный
процесс. В этом случае передатчики настраиваются на две
разные частоты, приемник - на частоту передатчика
противоположного конца линии. При этом сопоставляются не
напряжения, а запасы по перекрываемому затуханию при
пуске своего и противоположного передатчика:
АзАП1~АзАП2 - 9|5,
где АЗАт — запас по перекрываемому затуханию при
пуске своего передатчика;
АЗАП2 — запас по перекрываемому затуханию при
пуске противоположного передатчика.
Второй способ проще и может быть применен
непосредственно при двусторонней проверке. В ВЧ канап
вводится дополнительный элемент затухания,
представляющий Т-образную схему из трех резисторов, в
плечах схемы включены два резистора ПЭВ-25
сопротивлением 25 Ом, в центральном звене - резистор той же
мощности сопротивлением 200 Ом. Номиналы резисторов
могут быть уточнены в процессе наладки.
Третий способ применяется в том случае, если
мощность двух передатчиков существенно различается.
Довольно распространенная ошибка - попытка снизить
414
мощность одного или двух передатчиков при
равенстве мощности.
При [Щ 1К1 [ [в] проверка повторяется с пониженным
напряжением питания ВЧП (0,8UHOM).
HJ, |К1|, [В] Проверка затухания ВЧ тракта
выполняется поочередно в обоих направлениях. Измерение
затухания выполняется на частоте передатчиков. Для
проверки пост на втором (приемном) конце линии отключается,
выход поста заземляется установкой перемычки «пост» -
«земля», линия подключается на эквивалент установкой
перемычки «75 Ом» - «линия». На первом (передающем)
конце запускается передатчик, фиксируются напряжение
и ток выхода. На приемном конце измеряется
напряжение на эквиваленте. Затем замер повторяется в
противоположном направлении. Затухание канала
определяется по формуле:
р
fl = l01g—!-( (8-59)
'JKB
где Р, — мощность передатчика на передающем конце.
Г-жв = -ji , (8-60)
где UgKB — напряжение на эквиваленте поста
принимающего конца;
^экв — сопротивление эквивалента (75 Ом).
Замер повторяется в противоположном
направлении. Затухание канала, измеренное в двух
направлениях, должно быть одинаковым или близким (разница
при одинаковых частотах передачи - не более 1 дБ).
Существенное различие в величине затухания
свидетельствует о плохом согласовании элементов канала.
Затухание канала должно соответствовать расчетному, но
строго ему равно не всегда.
Измерение сигнала с противоположного конца линии
желательно проводить при помощи селективного
измерителя уровня, так как напряжение помехи может быть
сопоставимо с напряжением полезного сигнала.
В том случае, когда затухание ВЧ тракта существенно
превышает расчетное, можно проверить частотную
характеристику канала (зависимость его затухания от частоты).
Чаще эта проверка используется на каналах ВЧ связи.
Характеристика в сопоставлении с характеристиками
отдельных элементов канала позволяет принять решение о
415
перестройке аппаратуры ВЧ обработки ипи смене
рабочей частоты. В некоторых случаях уход на 2-3 кГц
позволяет заметно снизить затухание.
Ш |К1|, [в], |~К] Измерение запаса по
перекрываемому затуханию выполняется поочередно в обоих на'
правлениях. Оба поста включаются на пинию. В рассечку
перемычки «пост» - «пиния» включается магазин
затуханий. Проще выполнять проверку включением магазина
затуханий на принимающем конце, но более
достоверные результаты получаются при включении его на
передающем конце. Запас по перекрываемому затуханию
определяется поочередным включением различных
ступеней затухания. Проверка выпопняется для основного
и грубого приемника. Индикатором принимаемого
сигнала у поста АВЗК-80 является миллиамперметр тока
приема (основной приемник) и светодиод, расположенный
над этим миллиамперметром (грубый приемник). У
постов ПВЗ-90, ПВЗ-90М, ПВЗ индикатором принимаемого
сигнала обоих приемников являются светодиоды «ПРМ
чувст» и «ПРМ груб». Дополнительно контролируется
напряжение на входе поста. Напряжение, соответствующее
изменению сигнала на выходе приемника, должно
соответствовать напряжению его чувствительности,
измеренному при автономной проверке.
При проверке канала с постами АВЗК-80
дополнительно проверяется запас по перекрываемому затуханию для
приемника вызова.
Необходимый запас регулируется чувствительностью
приемника.
Нормы запаса по перекрываемому затуханию
приведены в разделе «Основные характеристики и параметры
ВЧ канала» (8-36).
Ш [EU> [U Проверка формы и расположения
импульсов при пуске своего передатчика и передатчика
противоположного конца выпопняется по экрану
осциллографа при поочередной передаче обоими
передатчиками манипулированного сигнала. Импульсы должны иметь
форму, близкую к прямоугольной, без заметных искаже
ний, выбросов и провалов. Проверка может быть совме
щена со снятием фазной характеристики. При [Hj, JC1
В
проверка повторяется при напряжении 0,8UHOM.
Щ |К1|, |В|, |К| Проверка значения тока приема при
ручном обмене ВЧ сигналами выполняется в трех (для
двухконцевой линии) режимах: пуск собственного передат-
416
чика, пуск передатчика на противоположном конце пинии,
одновременный пуск двух передатчиков. При \И}, \ К11, [В|
проверка повторяется при напряжении 0,8UHOM.
Пуск выполняется кнопкой «Пуск», расположенной на
ВЧП. Контроль тока приема выполняется по прибору
поста. При пуске одного из передатчиков ток приема
падает примерно до поповины от тока покоя, при пуске
обоих - до нуля. Измеренные величины токов при
пуске своего и противоположного передатчика, а также ток
выхода поста записываются на табличке, укрепленной на
приемопередатчике, и в дальнейшем используются
оперативным персоналом при проведении периодического
двустороннего обмена.
Если ток линии в нормальном ожидаемом режиме
линии не достигает 20% от номинала, стрелка
миллиамперметра будет падать до меньшей величины. При некоторой
величине тока стрелка будет падать до нуля и при
одностороннем пуске передатчика.
После выполнения этих проверок выполняется
двусторонняя проверка релейной части защиты в соответствии
с рекомендациями, приведенными в разделе,
посвященном проверке релейной части защиты.
14 Заказ 151
Приложение 1
Некоторые аналоги
и возможные замены реле
Таблица
№
п/п
1
2
3
4
5.
6
7
8
9
10.
11
12
13.
14.
1 руп-
па
РП23
РП233
РП255
РП232
РП25
РП221
РП225
РП222
РП223
РП224
РП251
2 группа
РП16-1Х,
РП16-5Х
РП16-2Х
РП16-ЗХ
РП16-4Х
РП16-7Х
РП17-1Х
РП17-4Х
РП17-5Х
РП17-2Х
РП17-ЗХ
РП18-1Х
РП18-2Х
РП18-ЗХ
РП18-4Х
3 группа
РЭП36-11
РЭП36Н-11
РЭП38-12
РЭП36-13
РЭП36-14
РЭП36-21
РЭП37-111
РЭП37Н-111
РЭП37-112
РЭП37-113
Краткая характеристика репе
Промежуточное реле без
выдержки времени на постоянном
оперативном токе (одна
обмотка напряжения)
Промежуточное реле без
выдержки времени на постоянном
оперативном токе
(срабатывание - одна обмотка напряжения,
удержание - две обмотки тока)
То же, три обмотки тока
Промежуточное реле без
выдержки времени на постоянном
оперативном токе (срабатывание
- одна обмотка тока, удержание
- одна обмотка напряжения)
Промежуточное реле без
выдержки времени на переменном
оперативном токе (одна
обмотка напряжения)
Быстродействующее
промежуточное реле на постоянном
оперативном токе (одна обмотка
напряжения)
Быстродействующее
промежуточное реле на постоянном
оперативном токе (срабатывание - одна
обмотка напряжения, удержание - две
обмотки тока)
То же, три обмотки тока
Промежуточное реле с
выдержкой времени на срабатывание на
по-стоянном оперативном токе
Промежуточное реле с
выдержкой времени на срабатывание
на постоянном оперативном
токе (срабатывание - одна
обмотка напряжения, удержание - две
обмотки тока)
То же, три обмотки тока
Промежуточное реле с
выдержкой времени на возврат на
постоянном оперативном токе
(срабатывание - одна обмотка тока,
удержание - одна обмотка
напряжения)
418
Продолжение табл.
15
16.
17.
18
19
20
21
22.
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32.
33.
34.
35
36.
37
38.
39
40
41.
42.
43.
44.
РП252
РП256
РП11
РП12
РВ112
РВ122
РВ132
РВ142
РВ218
РВ228
РВ238
РВ248
РВ113
РВ123
РВ133
РВ143
РВ217
РВ227
РВ234
РВ247
РВ114
РВ124
РВ134
РВ144
РУ-21
РП18-5Х
РП18-6Х
РП18-7Х
РП18-8Х
РП18-9Х
РП18-0Х
РВ01
РЭУ-11
РЭП37-121
РЭП37-221
РЭП18Д-1
РЭП18Д-2
РСВ16-1
РСВ18-13
РСВ18-13Р
РСВ18-11
РСВ18-11Р
РСВ18-12
РСВ18-12Р
РЭПУ-12
Промежуточное реле с
выдержкой времени на возврат на
постоянном оперативном токе
(одна обмотка напряжения)
Промежуточное реле с
выдержкой времени на возврат на
постоянном оперативном токе
(одна обмотка напряжения)
Двухпозиционное реле на
постоянном оперативном токе
Двухпозиционное реле на
переменном оперативном токе
Реле времени с выдержкой
времени на срабатывание
Реле времени на постоянном
оперативном токе с
перемыкающим контактом мгновенного
действия, замыкающим
контактом с выдержкой времени,
временно замыкающим
(проскальзывающим) контактом с выдержкой
времени
Реле времени на переменном
оперативном токе с
перемыкающим контактом
мгновенного действия, замыкающим
контактом с выдержкой времени,
временно замыкающим
(проскальзывающим) контактом с
выдержкой времени
Реле времени на постоянном
оперативном токе с
перемыкающим контактом
мгновенного действия и одним
замыкающим контактом с выдержкой
времени
Репе времени на переменном
оперативном токе с
перемыкающим контактом
мгновенного действия и одним
замыкающим контактом с выдержкой
времени
Репе времени на постоянном
оперативном токе с одним
замыкающим контактом с
выдержкой времени
14*
419
Приложение 2
Аппаратура для проверки
устройств РЗА
2.1 Комплектные устройства для
проверки защит
2-1.1 Установка У5053
Установка (в повседневной работе
называемая стендом) У5053 предназначена для наладки
и проверки простых и сложных (с фазозависи-
мыми характеристиками) устройств релейной
защиты и электроавтоматики. Близким
аналогом его является установка ЭУ5000. В настоящее время
снята с производства, но остается в эксплуатации.
Изредка встречаются и устройства более раннего выпуска
УПЗ-2, УПС-62. Установка У5053 и ее аналоги
предназначены для проверок электрических и временных
характеристик отдельных устройств РЗА. Установка состоит из
трех блоков:
• К513 — блок регулировочный;
• К514 — блок нагрузочный;
• К515 — блок-приставка.
С помощью установки можно проводить измерение
электрических и временных параметров и имитацию
различных режимов:
— измерение времени срабатывания, возврата и
длительности замкнутого состояния контактов реле
проверяемого устройства встроенным секундомером и внешним
миллисекундомером;
— проверку однополярных выводов последовательной
и параллельной обмоток реле постоянного тока;
— регулировку и измерение угла сдвига фаз от 0 до
360° между «аварийным» напряжением и током или
между двумя напряжениями;
— снятие фазных характеристик полукомплектов
дифференциально-фазных защит линий электропередачи;
420
— имитацию двух- и трехфазных коротких
замыканий с возможностью одновременной подачи напряжения
неповрежденной фазы и измерением параметров
аварийного режима;
— подачу выпрямленного нерегулируемого
напряжения 220 В для питания оперативных цепей защиты с
одновременной проверкой характеристик или имитацией
различных режимов;
— подачу постоянного оперативного напряжения от
постороннего источника с защитой встроенными
предохранителями и световой сигнализацией подачи
напряжения на проверяемую защиту;
— измерение угла между внешним напряжением и
током, получаемым от установки.
Установка ЭУ5000 имеет дополнительные возможности:
— плавное регулирование напряжения одной фазы в
аварийном режиме (имитация однофазного КЗ) с
сохранением симметричности регулируемого напряжения к
двум другим фазам;
— подача аварийных параметров на заданное время;
— возможность управления установкой от
внешнего контакта.
Блок К515 используется только в полном комплекте
установки. Блоки К513 и К514 могут использоваться и как
отдельные устройства, и для совместной работы без
блока К515. Блок К513 может использоваться как полностью
автономное устройство для проверки простых реле с
небольшим потребляемым током. Блок К514 может
использоваться как нагрузочное устройство в качестве
трансформатора тока.
Наиболее полное описание установки У5053 (ЭУ5000)
приведено в [3] и заводской технической документации.
2-1.2 Установка УРАН-2
Установка УРАН-2 является современным аналогом
установки У5053. Основные технические данные, а
также весогабаритные параметры достаточно к ней близки.
Имеет встроенный миллисекундомер и обеспечивает ряд
дополнительных функций:
1. Возможность регулирования симметричного
трехфазного напряжения;
2. Возможность регулирования частоты
формируемого напряжения;
421
3. Измерение внешних электрических величин
(переменный ток, переменное напряжение, угол сдвига фаз,
сопротивление).
Главным достоинством этой установки в сравнении
с У5053 является питание от однофазной сети 220 В (то
есть от розетки). Это преимущество оказывается
существенным при работе в лаборатории, предоставляет
дополнительные удобства на любом объекте.
В комплект каждой установки этой серии входит
подробное техническое описание, поэтому ни на
технических данных, ни на методике работы с ней
останавливаться не будем.
Достаточно подробные сведения об установке
приведены в [67],
2-1.3 Испытательная система аппаратуры
релейной защиты ИСАРЗ
Новинка среди аналогичных устройств. Практического
опыта работы у нас пока нет, вся информация —
рекламного характера. Довольно близка по техническим
характеристикам к установкам У5053 и УРАН-2. Отличается от
них меньшими габаритами и весом (как, впрочем, и
мощностью), состоит из двух блоков: нагрузочного и
регулировочного. Имеет некоторые дополнительные функции (в
частности, источник пульсирующего тока с частотой
пульсаций 100 Гц). Шаг назад по сравнению с УРАН-2 — питание от
трехфазной сети.
2-1.4 Система для проверки устройств РЗА
РЕТОМ-41
Испытательная система РЕЛЕ-ТОМОГРАФ-41М (РЕ-
ТОМ-41М) предназначена для автоматической или
ручной проверки электрических характеристик устройств
РЗА с выдачей протокола проверки.
Наиболее современная из распространенных
сегодня в России систем для проверки устройств РЗА.
Отличается от приведенных выше установок рядом
принципиальных отличий:
1. Система может работать с минимальным участием
оператора. По заданной программе она может
провести проверку ряда распространенных устройств
422
РЗА в полуавтоматическом режиме с выдачей
протокола проверки. При необходимости можно
перейти в режим ручного регулирования параметров и
работать как с обычной установкой;
2. Есть ряд дополнительных функций, ранее
недоступных:
— моделирование процессов в системе;
— воспроизведение реальных процессов,
зафиксированных цифровыми осциллографами;
— формирование несинусоидальных сигналов с
заданным содержанием высших гармоник и
апериодической составляющей;
— регистрация срабатывания одновременно до
8 контактов;
3. Весогабаритные показатели системы существенно
отличаются от описанных выше установок. 24 кГ
РЕТОМ-41 -I- «Notebook» заметно ниже, чем 80 —
90 кГ устройств У5053 и УРАН-2 или 54 кГ
установки ИСАРЗ;
4. Да и время подошло к переходу на современную,
удобную в пользовании аппаратуру
Кроме испытательного прибора с одноименным
названием, в состав системы входит персональный компьютер и
программное обеспечение. Испытательная система РЕТОМ-
41М работает под управлением операционной системы
MS DOS 6.0 или выше. Режим эмуляции MS-DOS из Windows
недопустим. Использование операционной системы MS DOS
является одним из главных недостатков системы. Этот
недостаток устранен в последней разработке серии —
установке РЕТОМ-51, работающей в системе Windows.
В состав программного обеспечения системы входят
как комплексные специализированные программы для
проверки сложных устройств РЗА («ЭПЗ-1636», «ДФЗ-
201», «ШДЭ-2801»), так и программы — модули для
проверки простых устройств, блоков или выполнения
отдельных операций:
• «0» — ручное управление источниками тока и
напряжения;
• «1», «2» — ручная и автоматическая проверка реле
тока и напряжения;
• «3», «4», «5» — программы проверки реле
сопротивления;
• «9» — «Миллисекундомер-регистратор» («МС»);
423
• программы для проверки отдельных реле и
комплектов;
• программы для формирования сигналов,
полученных различными средствами (Comtrade — файлы от
цифровых осциллографов, формирование сигнала из
гармонических составляющих, моделирование процессов в
системе и т. п.).
Некоторое разочарование испытывают наши
коллеги после работы с демонстрационной версией программы
«ЭПЗ-1636», входящей в стандартный комплект поставки
системы. Рекомендуем применять лицензионную версию,
обновленную в 2002 году или позже. Она выполнена с
учетом ряда дополнений и замечаний пользователей системы,
в том числе авторов настоящего пособия. Если на
устройстве установлены более старые ее версии, рекомендуется
использовать упомянутые выше программы — модули.
В состав программного обеспечения включена
встроенная программа помощи. Файл помощи может быть
отредактирован для конкретной модификации защиты или
отдельного устройства.
Традиционные устройства для проверки защит (У5053
или им подобные) получают токи и напряжения на
выходе путем трансформации напряжения сети. В отличие от
них система РЕТОМ-41 самостоятельно формирует
параметры выходных величин, в том числе их частоту.
Точность поддержания заданной частоты несопоставимо
выше, чем точность поддержания частоты в реальной сети,
но в общем случае строго ей не равна. В некоторых
случаях (например, при снятии фазных характеристик
дифференциально-фазных защит) требуется одновременное
использование напряжения от сети и напряжения
промышленной частоты, получаемое от РЕТОМ. Для
получения синхронного напряжения или тока необходимо
синхронизировать систему с сетью при помощи внешнего
устройства (синхронизатора). Синхронизатор входит в
комплект поставки РЕТОМ.
Для работы РЕТОМ в режиме синхронизации с сетью
синхронизатор необходимо запитать от этой сети. При этом
следует соблюдать фазировку подключения, маркировка
«фаза» и «ноль» указана на корпусе устройства. Выход
синхронизатора к дискретному входу РЕТОМ «8» с
соблюдением полярности. У синхронизаторов более раннего выпуска
подключаемый штекер и клемма подключения должны быть
424
Рис П2-1 Проверка
временных параметров репе
с применением
контактного пуска
одинаковыми по цвету, более позднего — выходная клем
ма, подключаемая к клемме «8»
дискретного входа РЕТОМ
отмечена точкой. Далее следует
включить систему, войти в программу
«О», выбрать пункт меню «режим»,
выбрать подпункт
«синхронизация». После включения
программного выключателя поле
состояния контакта «8» при правильном
подключении синхронизатора
будет в «мигающем» состоянии,
цвет поля — красный.
Проверка временных
параметров реле выполняется в
программах «ЭПЗ-1636», «О», «МС».
Как упоминалось в
разделе «Дистанционные защиты
линий», время возврата реле
может оказаться недостоверным
из-за того, что снятие
напряжения с обмотки реле
выполняется транзисторным каскадом.
Программы «ЭПЗ-1636» и «МС»
позволяют выполнить проверку
с выполнением физического
разрыва цепи.
Физический разрыв можно
выполнить по схемам,
приведенным на рисунках П2-1 и П2-2.
В первом случае разрыв
выполняется контактом реле КЗ,
выведенным на дискретный
выход 3. Вторая схема, с внешним
переключателем (тумблером),
применяется в тех случаях,
когда коммутируемая
нагрузка превышает допустимую для
этого контакта. Система в этом
случае работает в режиме
измерения разновременности
размыкания контактов.
Технические данные и поря-
>ивО
£=£
О-
Дискретный
вход
О—
о-
Дискретный
вход
О—
РП
£П>__
Рис. П2-2 Проверка
временных параметров репе
с применением внешнего
тумблера
KL — проверяемое реле
Т — тумблер
425
док работы с системой приведены в заводской
технической документации и в [68], некоторые особенности — в
разделе, посвященном проверке защит ЭПЗ-1636.
2.2 Устройства для проверки простых
защит
Если комплексные устройства для проверки
сложных защит появились еще в 60-е годы, то для
проверки простых защит до недавнего времени устройств
промышленного изготовления не было. Ряд энергосистем
и наладочных организаций выпускали их
полукустарным способом. Сегодня на рынке существует
одновременно два вида устройств с довольно близкими
характеристиками.
Некоторые характеристики устройств приведены в
таблице П2-1.
Таблица П2-1
Характеристика
Диапазон
регулирования напряжения
постоянного тока, В
Диапазон
регулирования
напряжения переменного
тока, В
Диапазон
регулирования переменного
тока, А
Диапазон измерения
времени
срабатывания и отпускания
проверяемого
контакта, с
Масса, кг
Наименование устройства
НЕПТУН
1-35 или
10-350
1-25 или
10-250
0,1-10 или
0,4-40
0,002-
99,999
16
НЕПТУН-2
1-70 или
10-320
i-50 или
10-250
0,1-5, 1-25;
2-50; 4-100
0,002-99,999
20
РЕТОМ-11
0-300 (1А) (выход =U)
0-220 (1А) (выход -U1)
0-250 (4А) (выход -U2)
0-10; 0-200
до 0,9999 или до 99,99
25
Установки НЕПТУН и НЕПТУН-2 измерения тока,
напряжения и времени выполняют одним измерительным
прибором, РЕТОМ-11 имеет отдельный прибор для
измерения времени.
Работа с ними не представляет сложности и доста-
426
точно подробно описана в заводской технической
документации.
Более полное описание устройств и порядка работы
с ними приведено в [67] (НЕПТУН, НЕПТУН-2) и в [68]
(РЕТОМ-11)
Новинка, опыта работы с которой пока не имеем, —
прибор для испытания простых релейных защит ИСАРЗ-П.
Технические характеристики ближе к РЕТОМ-11,
дополнительно может выдавать выпрямленный ток до 50 А, но
имеет несколько большую массу (30 кг).
2.3 Аппаратура для измерения
временных интервалов
До недавнего времени в тех случаях, когда не
требовалась высокая точность измерения (менее 10 мс),
использовались электромеханические секундомеры,
наиболее распространенными среди которых были различные
модификации секундомера ПВ-53. Применение его для
простейших измерений приведено в разделе
«Электромагнитные реле времени». Для измерения времени с
более высокой точностью применялись
миллисекундомеры. Возможно, и сегодня где-то используются ламповые
миллисекундомеры ЭМС-54. В дальнейшем на смену им
пришли полупроводниковые приборы Ф738, Ф209, Ф291.
Большинство из них могут измерять интервалы
времени от 1 мс. Работа с ними не представляет сложности и
описана в [59].
Современные комплектные устройства, описанные
выше, имеют встроенный миллисекундомер.
Все перечисленные устройства хорошо
приспособлены для проверки интервалов времени между подачей
напряжения на обмотку реле или его снятием и
изменением состояния контакта, а большинство из милли-
секундомеров — и для проверки интервалов времени
между изменением состояния двух контактных пар.
Для измерения интервалов между двумя импульсами
напряжения или длительности импульсов они
непригодны.
Большинство из применяемых для проверки устройств
427
РЗА частотомеров (например, 43-54), кроме частоты
сигнала, могут измерять длительность импульса напряжения
или интервал между двумя импульсами, подаваемыми
на разные входы. В свою очередь, они не
приспособлены для измерения временных параметров
электромеханических реле.
В сложной ситуации
эти устройства всё же
могут быть
использованы для
выполнения такой задачи. Для
этого может быть
использована схема, приведенная на
рисунке П2-3 (измерение времени
срабатывания реле с замыкающим
контактом).
Режим измерения —
интервал времени между двумя
импульсами. Время срабатывания
реле с размыкающими
контактами и время возврата с
разными видами контактов может
быть измерено по схемам,
аналогичным рис. 4-20.
Рис. П2-3. Измерение
времени срабатывания реле с
помощью частотомера
РП — проверяемое реле
П — переключатель
(тумблер)
ЧМ — частотомер
П
РП
o-olfi
о-
'ВкодУ
! ох
ос
РП
Рис. П2-4. Измерение
времени срабатывания
реле с помощью свето-
лучевого осциллографа
ОС - осциллограф
R=0,1 - 10 кОм -
добавочный резистор
Еще один прибор, который
может быть использован для измерения
временных интервалов, — светолу-
чевой осциллограф с
послесвечением. Измерение времени
срабатывания реле может быть выполнено по
схеме рисунок П2-4.
Время развертки
осциллографа выбирается в соответствии с
измеряемым интервалом времени.
Время срабатывания реле
определяется по длительности видимого
на экране импульса.
В обеих схемах используется
источник постоянною напряжения до
10 В.
428
2.4 Приборы для проверки защит
под нагрузкой
2.4.1 Вольтамперфазоиндикатор ВАФ-85М
Вольтамперфазоиндикатор ВАФ-85М предназначен
для измерений:
— среднеквадратического значения силы и
напряжения переменного тока синусоидальной формы;
— угла сдвига фаз тока или напряжения
относительно трехфазной системы напряжения номинальными
значениями 110, 220, 380 В.
Без разрыва цепи прибор измеряет токи в диапазонах
0,2-1; 1-5; 2-10 А.
С разрывом цепи прибор измеряет токи в диапазонах
2-10; 10-50; 50-250 мА.
Прибор измеряет напряжение от 0,2 до 500 В с
разбивкой на 6 диапазонов.
Прибор измеряет угол сдвига фаз между опорным
напряжением и указанными токами (напряжениями) в
диапазоне 0°±180°.
Точность измерения прибора невысока (5%), поэтому
он отнесен к классу индикаторов.
Отсчет угла сдвига фазы производится по лимбу,
закрепленному на оси фазорегулятора в момент, когда при
вращении фазорегулятора стрелка прибора
устанавливается на нуль. Стрелка при этом должна следовать за
направлением вращения лимба (то есть, при вращении
лимба против часовой стрелки стрелка должна двигаться в
сторону уменьшения измеряемого значения). Отсчет
угла ведется от вектора опорного напряжения, в качестве
которого используется напряжение UAB. Вектор
напряжения UA0 в этом случае будет отставать от опорного
напряжения на 30°.
Прибор позволяет проверять правильность
чередования фаз опорного напряжения.
Подготовка прибора к работе
К выводам А, В, С подводится
предварительно проверенное симметричное напряжение от
вторичных обмоток ТН, соединенных в «звезду»
или от другого источника трехфазного
напряжения 110-380 В. Если прибор не предназначен
Для работы с опорным напряжением 380 В (старая мо-
X
429
дификация), его нужно подключить к трехфазной сети
через ограничители напряжения: три одинаковых
резистора сопротивлением 2,2-2,6 кОм, мощностью 25 Вт,
три резистора сопротивлением 5,1-5,6 кОм, мощностью
10 Вт или три конденсатора емкостью 0,05 мкФ и
напряжением 250 В.
Для проверки правильности чередования фаз опорного
напряжения нужно отжать рукоятку, расположенную рядом
с лимбом (градусной шкалой). При этом вращение
свободной оси фазорегулятора с лимбом по часовой
стрелке указывает на правильное чередование фаз.
Правильность установки «нуля» выполняется в
следующем порядке: переключатель «V,A/mA» устанавливается
в положение «V,A», «ФАЗА/ВЕЛИЧИНА» - в положение «ФАЗА»,
переключатель пределов измерения - в положение «125 В»
(если используется опорное напряжение 220 - 380 В,
предел соответственно увеличивается), зажимы «А» - «*»,
«В» - «V» соединяются перемычками. Вращением лимба
фазорегулятора стрелка измерительного прибора
устанавливается на «нуль», стрелка при этом должна следовать
в направлении вращения. При несовпадении «нуля»
лимба с риской на планке установки «нуля» нужно отпустить
прижимной винт и установить риску против нулевого
деления лимба. Если этим путем не удается установить
нужное положение или перепутана полярность (стрелка перед
установкой на «нуль» движется против направления
движения фазорегулятора), необходимо освободить
прижимной винт фазорегулятора, приподнять ручку и выставить
лимб в нужное положение.
Старые приборы позволяют проверять установку
«нуля» по току. Для этого переключатель пределов
измерения устанавливается в положение, соответствующее
минимальному пределу измерений тока, с соблюдением
полярности (стержень соединительной вилки,
обозначенный «*», входит в контактный зажим на приборе с тем
же обозначением), подключается токоизмерительная
приставка, магнитопроводом охватывается провод
опорного напряжения у зажима «С» («*» направлена в сторону
ВАФ). Далее проверка производится как и с
напряжением. Новые приборы имеют меньшее потребление по цепям
опорного напряжения и к ним эта проверка
неприменима. Если возникают сомнения в правильности
подключения токоизмерительной приставки, к выводам «А» - «В»
прибора вместе с проводами от источника опорного на-
430
пряжения подключается резистор сопротивлением около
I кОм и мощностью не менее 10 Вт (при опорном
напряжении 100 В). Токоизмерительными клещами
охватывается проводник, идущий к резистору («*» направлена в
сторону вывода «А»).
Если чувствительность ВАФ недостаточна для
достоверного замера тока, применяются усилители тока. При
отсутствии усилителя можно включить катушку из
нескольких витков изолированного провода в рассечку
разъемных клемм или испытательных блоков.
Порядок снятия векторных диаграмм
Переключатель «V,A/mA» устанавливается в положение
«V,A», «ФАЗА/ВЕЛИЧИНА» - в положение «ВЕЛИЧИНА»,
переключатель пределов измерения - в положение,
соответствующее необходимому пределу измерения токов.
Измеряется величина тока. Для этого магнитопрово-
дом токоизмерительнои приставки охватывается провод,
в котором производятся измерения, без зазора с
соблюдением полярности. К трансформатору тока направлена
сторона магнитопровода, обозначенная «*». После
этого измеряется фаза тока (угол между вектором
опорного напряжения 0АВ и вектором тока). Для этого
переключатель «ФАЗА/ВЕЛИЧИНА» устанавливается в положение
«ФАЗА», вращением лимба фазорегулятора стрелка
измерительного прибора устанавливается на «нупь»
(стрелка движется в одном направлении с фазорегулятором).
По лимбу отсчитываются угол и характер нагрузки
(емкостная или индуктивная). Если угол нагрузки индуктивный
(L), проверяемый ток отстает от вектора UAB, если
емкостной (С) - опережает его.
Снятие векторных диаграмм напряжений
производится в том же порядке. Полярный конец измеряемого
вектора напряжения подключать всегда к выводу прибора
«*», неполярный - к выводу "U".
При графическом изображении вектора напряжения
или тока полярный конец отмечается стрелкой, при
буквенном написании полярному концу соответствует
первая буква.
На практике векторные диаграммы чаще
изображаются с размещением напряжения UA0 вдоль
вертикальной оси. Отсчет углов ведется от этого вектора, причем
векторы с индуктивным характером располагаются в ( и
II квадрантах (диапазон углов от 0 до 180°), а с
емкостным - в II! и IV квадрантах (от 180° до 360°).
431
Пересчет замеров, выполненных прибором ВАФ-85, к
этой системе можно привести по формулам:
^AOL = ^ABC+30° (П2-1)
Фаос = Фавс+30° (П2-2)
4> = 4>aol= 9abl-30° (П2-3)
ip=360°- ipAOC=330°- ipABC, (П2-4)
где ipA0L — угол вектора фазы А с индуктивным
характером относительно вектора UA0;
Фаос — УгОЛ вектора с емкостным характером
относительно вектора UA0;
^abl — Уг°л вектора с индуктивным характером
относительно вектора UAB, измеренный прибором ВАФ-85;
Фавс — Угол вектора с емкостным характером
относительно вектора Ц^,, измеренный прибором ВАФ-85.
2.4.2 Вольтамперфазоиндикатор
«ПАРМА ВАФ-А»
Прибор предназначен для-.
— измерения напряжения постоянного тока;
— измерения действующего значения
напряжения и силы переменного тока
промышленной частоты;
— измерения угла сдвига фазы между напряжением
и напряжением, между током и напряжением с
одновременным вычислением полной мощности в цепи, между
током и током (при измерении прибора двумя токоизме-
рительными клещами);
— измерения частоты переменного напряжения и тока;
— определения последовательности чередования фаз в
трехфазных системах как со средней точкой, так и без неё.
Прибор может питаться от напряжения сети 220±44 В
50 Гц или от встроенного источника питания = 6 В.
Одно из главных достоинств аппаратуры —
измерение угла между двумя произвольными величинами (токи
или напряжения), что не требует подведения
трехфазного опорного напряжения.
432
2.4.3 Вольтамперфазоиндикатор РЕТОМЕР
Прибор имеет ряд принципиальных отличий от
предшественников:
— существенно меньше габариты и вес;
— высокая точность показаний, что переводит его в
разряд полноценных измерительных приборов;
— возможность фиксации на любой металлической
поверхности при помощи вшитых в чехол магнитов;
— автоматизация измерений;
— расширение набора функций по сравнению с
описанными выше приборами.
Прибор прост в эксплуатации, для работы с ним
достаточно заводской технической документации.
2.5 Устройства для проверки ВЧ
аппаратуры
Для проверки ВЧ аппаратуры и параметров ВЧ
тракта необходим следующий набор аппаратуры:
— генератор синусоидального напряжения высокой
частоты;
— генератор синусоидального напряжения низкой
частоты;
— электронный частотомер;
— электронно-лучевой осциллограф (осциллоскоп);
— электронный вольтметр;
— селективный вольтметр;
— магазин затуханий;
— магазин эквивалентов.
Генератор высокой частоты (или радиочастот)
предназначен для проверки высокочастотных элементов
приемопередатчиков и элементов ВЧ тракта. Для устройств
релейной защиты и противоаварийной автоматики
достаточен диапазон частот от 30—40 кГц до 1 — 1,5 мегагерц
при выходном напряжении на сопротивлении в
диапазоне 75 — 1000 кОм до 10 — 15 В. Указанный предел
напряжения является минимальным. Для нормальной отстройки
от помех при проверке ВЧ заградителей, проверки
входного сопротивления и характеристики избирательности
приемопередатчиков желательно иметь напряжение на
указанной нагрузке до 30 В.
Дополнительное требование — генератор должен
433
обеспечивать плавность регулировки, позволяющую
выставить частоту с точностью до 10 Гц в диапазоне частот
до 1 МГц.
Наиболее удачный из ВЧ генераторов, с которым в
свое время приходилось работать авторам настоящего
пособия — ГИВЧ-77. Из современной аппаратуры можем
рекомендовать генератор ГС-003 (диапазон частот — от
1 Гц до 1 МГц). В комплекте с широкополосным
усилителем мощности он выдает напряжение на нагрузке 75 Ом
до 25 В при мощности до 8 Вт. Хорошие характеристики
имеет генератор Г4-154.
Генератор низкой частоты предназначен для
проверки низкочастотных элементов приемопередатчиков,
а также фильтров высших гармоник, входящих в состав
различных устройств РЗА. Деление генераторов на
высокочастотные и низкочастотные довольно условно. Так,
например, один из наиболее распространенных
генераторов ГЗ-33 обеспечивает диапазон выдаваемых частот до
300, а при несложной модернизации — до 600 кГц, что
позволяет выполнять проверки ВЧ аппаратуры в рабочем
диапазоне частот до 550 кГц. Но при его использовании
возникают сложности при проверке входного
сопротивления приемопередатчиков и характеристик ВЧ
заградителей, связанные с большими габаритами и плохой
экранировкой генератора. Из современных генераторов этого
диапазона частот нам известен ГЗ-120 и упоминавшийся
выше ГС-003.
Электронный частотомер предназначен для
измерения частоты электрического сигнала. Большинство
современных частотомеров позволяют дополнительно
измерять длительность импульсов, разновременность подачи
импульсов на два входа и т. п.
Допустимое входное напряжение, как правило, не
превышает 10 В. В связи с этим входной сигнал более высокого
напряжения (напряжение на ВЧ выходе
приемопередатчика в некоторых режимах может достигать 40—70 В)
необходимо подавать через делитель напряжения, который, как
правило, входит в комплект частотомера.
Электронно-лучевой осциллограф (осциллоскоп)
предназначен для исследования формы электрического
сигнала, а также для выполнения ряда других задач (снятие
фазных характеристик при проверке дифференциально-
фазных защит, измерение амплитуды и частоты
несинусоидальных сигналов, измерение частоты сигналов и т. д.).
Для проверки ВЧ устройств РЗА желательно использо-
434
вать осциллограф с максимальным входным напряжением
100 В (с применением делителя напряжения),
длительностью развертки 10-8 — 1 с, размер экрана — 100x80 мм.
Из известных авторам осциллографов наиболее
близки к указанным требованиям Cl-49, Cl-114, Cl-93, C1-96.
Электронный вольтметр предназначен для измерения
величины сигнала промышленной и радиочастоты. Одно
из основных требований — высокое входное
сопротивление (до 1 МОм/В). Наиболее распространенный и удобный
среди них — ВЗ-38 различных модификаций. Диапазон
измерения напряжения от 10 мВ до 300 В, допустимый
диапазон частот — до МГц. По нашему мнению, более
удобна модификация со стрелочным отсчетом.
Селективный вольтметр — довольно редко
встречающийся в службах релейной защиты прибор. В службах
связи он используется намного чаще. Измеряет
напряжение в заданном диапазоне частот. Позволяет
отстроиться от помех при проверке параметров ВЧ канала,
удобен для проверки амплитудно-частотных характеристик
ВЧ аппаратуры.
Магазин затуханий предназначен для проверки запаса
по перекрываемому затуханию ВЧ каналов. До
недавнего времени полукустарным способом изготавливались
отдельными энергосистемами и наладочными
организациями. Параметры некоторых из них приведены в [85].
Магазин эквивалентов — набор активных
сопротивлений, емкостей, а в некоторых случаях — индуктивно-
стей. В эксплуатации встречаются довольно громоздкие
и неудобные устройства промышленного изготовления,
которые не приспособлены к работе на высоких
частотах. Для проверки ВЧ аппаратуры необходим
ограниченный диапазон указанных устройств (эквивалент ВЧ
тракта 75—100 Ом, эквивалент линий электропередачи ПО кВ
и выше, эквивалент конденсаторов связи и т. п.), поэтому
несложно изготовить комплект из стандартных
элементов, подобранный под конкретную аппаратуру.
Весь набор указанной аппаратуры, за исключением
осциллографа, входит в комплект системы РЕТОМ-ВЧ.
Кроме перечисленного, в него входит ВЧ мультиметр, то есть
переносной прибор для измерения тока и напряжения,
не требующий сетевого питания. Главный недостаток
системы — низкое входное сопротивление вольтметров, что
требует применения специальных методов измерения при
проверке некоторых устройств.
435
Приложение 3
Некоторые расчетные
формулы
Активное сопротивление проводника
R = P^ Ом, (ПЗ-1)
где р — удельное сопротивление проводника, Ом-м/мм2;
1 — длина проводника, м;
S — сечение проводника, мм2.
Зависимость сопротивления от температуры
R = R0[l + a(t-t0)] Ом, (ПЗ-2)
где а — температурный коэффициент сопротивления,
1/град.;
R — сопротивление проводника при температуре t;
R — сопротивление проводника при температуре t0.
Закон Ома для цепи постоянного тока
/ = |,А, (ПЗ-4)
где / — ток в цепи;
If — напряжение, В;
R — сопротивление цепи, Ом.
Сопротивление цепи из двух параллельных
проводников.
Я = _Мг_ , ом, (ПЗ-4)
где R — сопротивление цепи, Ом;
R„ R2, — сопротивление отдельных проводников.
Распределение тока в двух параллельных ветвях
/, R2
7T=v {ПЗ-5)
где /;, 12 — токи в параллельных ветвях.
436
Сопротивление цепи из п параллельных проводников
R = l j Г. Ом, (ПЗ-6)
R — сопротивление цепи, Ом;
R„ R2l ..., Rn — сопротивление отдельных проводников.
Сопротивление цепи из п последовательных
проводников
R = R,+R2+... + R„ , Ом, (ПЗ-7)
Индуктивное реактивное сопротивление
XL=o)L = InfL Ом, (ПЗ-8)
где XL — индуктивное сопротивление;
ш — угловая скорость, рад/с;
L — коэффициент самоиндукции (индуктивность), Гн;
/ — угловая частота, Гц.
Емкостное реактивное сопротивление
1 = 1
еоС ~~ 2л/С"
х- = — = —- , Ом, (ПЗ-9)
где Хс — индуктивное сопротивление;
ш — угловая скорость, рад/с;
С — емкость, Ф;
/ — угловая частота, Гц.
Емкость цепи из п последовательно соединенных
емкостей
1
1 1 1
-+ +• н
с, с2 с.
(ПЗ-10)
где С — емкость цепи, ф;
С„ С2, ..., СЛ — отдельные емкости, Ф.
Сопротивление цепи из п параллельно соединенных
емкостей
С = С1+С2+ ■■ + €„ (ПЗ-11)
Полное реактивное сопротивление
X = XL-XC , Ом. (ПЗ-12)
437
Полное сопротивление переменному току
z = yJR1 + (xL-xj2 , Ом. (ПЗ-13)
Закон Ома для переменного тока
1=У-
(ПЗ-14)
z
1-й закон Кирхгофа (для узла)
I/ = ° , (ПЗ-15)
/, — токи в отдельных ответвлениях, сходящихся в
одной точке.
2-й закон Кирхгофа (для замкнутого контура)
Ё£/ = /Ёл» , В, (ПЗ-16)
/ — ток в цепи, А;
Et — ЭДС, действующие в контуре, А;
Rk — сопротивления элементов цепи, Ом.
Закон электромагнитной индукции для
синусоидального тока
£ = 4,44/w5S'x!0", (ПЗ-17)
Е — наведенная ЭДС, В;
/ — частота Гц;
w— число витков обмотки;
В — магнитная индукция, Тл;
S — сечение магнитопровода, см2.
Зависимости между активными, реактивными и
полными величинами
1=<рГ+1\ (ПЗ-18)
Га=Гсоьср {пз.19)
lv = fsin(P (ПЗ-20)
U-filTK (ПЗ-21)
438
Ua=U cosp (ПЗ-22)
Up=Usmp (ПЗ-23)
S = Jp^Tq* (ПЗ-24)
P = Scos<p (ПЗ-25)
Q = Ssin<p (ПЗ-26)
/ — полный ток в цепи, А;
1а — активная составляющая тока, А;
1Р — реактивная составляющая тока, А;
U — напряжение, приложенное к цепи, В;
Ua — активная составляющая напряжения, В;
Up — реактивная составляющая напряжения, В;
S — полная мощность, ВД-
Р — активная мощность, Вт;
О — реактивная мощность, вар;
Ф — угол сдвига между током и напряжением, °.
Коэффициент мощности
cos? = ~г = - - = j = - = ™, (т.27)
\ р2
Мощность и энергия в цепи переменного
однофазного тока
P = lUcos(p (ПЗ-28)
Q = lUsm<p (ПЗ-29)
W„ =iut cosp (ПЗ-30)
IVp=IUts\n<p (ПЗ-31)
Wa — активная энергия, Вт-ч;
Wp — реактивная энергия, вар-ч;
t — время, ч.
Мощность и энергия в цепи переменного
трехфазного тока (симметричная система)
P = 4blUcos<p (ПЗ-32)
Q = 4blUsm9 (ПЗ-33)
S = л/3/t/ (ПЗ-34)
Wu=SiUtcos(p (ПЗ-35)
Wp=SlUts\iup (ПЗ-36)
439
Мощность в цепи переменного трехфазного тока
(несимметричная система)
P = Uill4cos(p/l+UH[Hcos<pH+UrIf cos(p( (ПЗ-37)
Q = UJ4s\nprl+UH[/,sHupll+U([( sinpf (ПЗ-38)
S = UJll4+UBrB+UcFc (ПЗ-39)
UA в,с ~~ напряжения фаз А, В, С;
1А в с — токи фаз А, В, С.
Формула Эйлера
eja =cosa + jsina. (ПЗ-40)
Список литературы
t. Правила технической эксплуатации электрических станций и
сетей Российской Федерации. РД 34.20.501-95. 15-е издание,
переработанное и дополненное - М- СПО ОРГРЭС, 1996
2. Правила устройства электроустановок. Шестое издание,
переработанное и дополненное. — М. Энергоатомиздат, 1986.
3. Типовая инструкция по организации и производству работ в
устройствах релейной защиты и электроавтоматики электростанций и
подстанций: РД 34.35.302-90 - М: СПО ОРГРЭС, 1991.
4 Правила технического обслуживания устройств релейной
защиты, электроавтоматики, дистанционного управления и сигнализации
электростанций и подстанций 110-750 кВ РД 153-34.0-35.617-2001 3-е
издание, переработанное и дополненное — М СПО ОРГРЭС, 2001
5 Единые формы протоколов проверки при новом включении
устройств релейной защиты и электроавтоматики Вып. 1-3 — М: СПО
Союзтехэнерго, 1983.
6 Единые формы протоколов проверки при новом включении
устройств релейной защиты и электроавтоматики. Вып. 4. — М.: СПО
Союзтехэнерго, 1983.
7. Единые формы протоколов проверки при новом включении
устройств релейной защиты и электроавтоматики Вып. 5. — М : СПО
Союзтехэнерго, 1983
8. Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-51 300-
97 с изменениями и дополнениями по состоянию на 01.03.2001 — М.,
Издательство НЦ ЭНАС, 2003.
9 Инструкция по проверке трансформаторов тока, используемых
в схемах релейной защиты — М.: Энергия, 1977.
10 Инструкция по проверке трансформаторов напряжения и их
вторичных цепей. — М СПО Союзтехэнерго, 1979.
11 Инструкция по наладке и проверке релейной части
дифференциально-фазной высокочастотной защиты типа ДФЗ-2. — М.1 БТИ
ОРГРЭС, 1965
12 Методические указания по техническому обслуживанию
реле направления мощности серий РБМ и ИМБ. — М • СПО
Союзтехэнерго, 1983
13 Инструкция по проверке правильности включения реле
направления мощности. - М : БТИ ОРГРЭС, 1966
14. Инструкция по наладке и проверке продольной
дифференциальной защиты линий ДЗЛ-1. — М. Энергия, 1972.
15. Инструкция по проверке и эксплуатации дифференциальных
защит серии ДЗТ - М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1975.
16. Инструкция по наладке и эксплуатации дистанционных защит
ПЗ-2/2 и ПЗ-2/1. - М : СПО ОРГРЭС, 1977.
17. Инструкция по наладке и эксплуатации приемопередатчиков
УПЗ-70 - М : СПО Союзтехэнерго, 1978.
18. Инструкция по проверке и наладке реле тока и напряжения
серий ЭТ, РТ, ЭН, РН - М : СПО Союзтехэнерго, 1979.
19 Инструкция по наладке, проверке и эксплуатации
магнитоэлектрических реле М237/054 и М237/055 - М : СПО
Союзтехэнерго, 1980.
20. Методические указания по наладке н эксплуатации
дифференциально-фазных защит ДФЗ-504 и ДФЗ-201. МУ 34-70-002-82 СПО
Союзтехэнерго М 1982.
21. Методические указания по наладке и проверке
дифференциальной защиты ДЗТ-21, ДЗТ-23 - М . СПО Союзтехэнерго, 1Р81
441
22. Методические указания по наладке и проверке
промежуточных, указательных реле и реле импульсной сигнализации — М.: СПО
Союзтехэнерго, 1981.
23. Методические указания по проверке реле времени РВ-100,
ЭВ-100, РВ-200, ЭВ-200. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1983.
24. Методические указания по техническому обслуживанию
дифференциальных защит с реле серий РНТ и ДЗТ-10: МУ 34-70-038-83. -
М.: СПО Союзтехэнерго, 1983
25. Методические указания по техническому обслуживанию
реле максимального тока РТ-80, РТ-90: МУ 34-70-036-83. - М.: СПО
Союзтехэнерго, 1983
26. Методические указания по техническому обслуживанию реле
мощности обратной последовательности РМОП-2: МУ 34-70-046-83. —
М.: СПО Союзтехэнерго, 1983.
27. Методические указания по техническому обслуживанию
фильтр-реле РНФ-1М и РНФ-2: МУ 34-70-021-82. - М.. СПО
Союзтехэнерго, 1982.
28. Методические указания по техническому обслуживанию
промежуточных реле РП8, РП9, РП11, РП12.РП16, РП17, РП18, РВ01, РВОЗ,
РСВ13, РСВ14: РД 153-34.0-35 647-99 - М.: СПО ОРГРЭС, 2000.
29. Методические указания по техническому обслуживанию
реле тока РСТП-РСТ14, реле напряжения РСН14-РСН17 и РСН11, РСН12,
РСН18: РД 34.35.644-97 - М.: СПО ОРГРЭС, 1998.
30 Методические указания по техническому обслуживанию реле
РСН-13-1: РД 153-34.0-35.646-97. - М.. СПО ОРГРЭС, 1999.
31. Сборник директивных материалов по эксплуатации
энергосистем: (Электротехническая часть) Минэнерго СССР. 2-е издание,
переработанное и дополненное. Ч. 1. — М.: Энергоиздат, 1981.
32. Сборник руководящих материалов Главтехуправления
Минэнерго СССР (Электротехническая часть) 3-е издание. М., Энерго-
атом-издат, 1985.
33. Сборник руководящих материалов Главтехуправления
Минэнерго СССР Электротехническая часть. 4-е издание, переработанное
и дополненное. 4 1 - М.: СПО ОРГРЭС, 1992
34. Руководящие материалы по релейной защите.
Дифференциально-фазная высокочастотная защита линий ПО — 220 кВ. Выпуск 9
М.. Энергия, 1972.
35. Руководящие материалы по релейной защите Дистанционная
защита линий 35-330 кВ (дополнение). Выпуск 7 М • Энергия, 1968.
36. Руководящие указания по выбору частот высокочастотных
каналов по линиям электропередач 35, ПО, 220, 330, 500 и 750 кВ 97. —
М.: СПО ОРГРЭС, 1977.
37. Противоаварийный циркуляр № Ц-05-89(Э) «О повышении
надежности работы устройств релейной защиты, автоматики и
технологических защит при замыканиях на землю в сети постоянного тока»
38. Циркуляр № Ц-04-92(Э) «О контроле зажимов ЭН-24».
39. Противоаварийный циркуляр № Ц-04087(Э) «О
предотвращении ложной работы дифференциальной защиты ДЗТ-21 пускорезерв-
ных трансформаторов собственных нужд электростанций».
40. Циркуляр № Ц-04-94(Э) «О предотвращении излишних
действий защит ДФЗ линий 110-500 кВ при внешних КЗ».
41 Эксплуатационный циркуляр № Э-14/64 «О предотвращении
повреждений обмоток напряжения реле мощности типов РБМ-178 и
РБМ-278 при неполнофазных режимах работы»
42. Эксплуатационный циркуляр № Э-7/80 «Об использовании
трехфазного токового реле в защите ЭПЗ-1636».
43 Эксплуатационный циркуляр Ц-03-96 «Об обеспечении
надежного питания цепей оперативного постоянного тока второго
комплекса панели защиты ЭПЗ-1636-67/2»
442
44 Эксплуатационный циркуляр Ц-04-89(Э) «О повышении
надежности работы защит ЭПЗ-1636-67, ДФЗ-201, ДФЗ-503, ДФЗ-504 с нуль-
индикаторами на интегральных микросхемах».
45. Информационное письмо № 75 or 07 08 92 г. «О повышении
надежности защит линий с нуль-индикаторами на интегральных
микросхемах» Служба РЗиА ЦДУ ЕЭС, 1992
46. Циркуляр № Ц-04-95(Э) «О предотвращении отказов реле
типа РВ-132»
47. Эксплуатационный циркуляр № Э-13/71 «О выполнении
сигнализации срабатывания выходных реле блокировки при качаниях,
имеющей пуск от токов обратной последовательности».
48. Информационное письмо с\ужбы РЗиА ЦДУ ЕЭС РФ № 83 от
4 июля 1994 г. «О предотвращении отказа в действии
дифференциальных защит шин (ошиновок), имеющих трансформаторы тока с
разными коэффициентами трансформации и выполненных с
использованием электромеханических реле».
49. Сообщение о применении и совершенствовании устройств
релейной защиты и автоматики распределительных электросетей 6-35
кВ. СПО ОРГРЭС.
50. Информационное письмо СРЗА ОАО «Смолэнерго» № 3/99
«Об особенностях построения фазных характеристик
дифференциально-фазных защит».
51. Информационное письмо Мосэнерго № 30-21/32 от 14.04 93г. «О
работе резервных защит линий в неполнофазном режиме»
52 Указания Мосэнерго № 30-21/92 от 12 07.89г «О повышении
надежности работы защит типа ЭПЗ-1636».
53 Информационное письмо СРЗА ОДУ Средней Волги от 23.07.99 г
«О нарушениях типовой инструкции по организации и производству
работ в устройствах РЗА»
54 Информационное письмо СРЗА ОДУ Украины № 4/89 от 17.10.89 г
«Об ошибке в монтажной схеме защит ДЗТ-21, ДЗТ-23»
55Чернобровов Н. В Релейная защита. 5 издание М.,
Энергия, 1974
56. Федосеев А. М. Релейная защита электрических систем.
М, Энергия, 1976.
57. Б е р к о в и ч М. А., С е м е н о в В. А Основы техники и
эксплуатации релейной защиты. М -Л., Госэнергоиздат, 1960.
58 Королев Е. П., Либерзон Э. М. Расчеты допустимых
нагрузок в токовых цепях релейной защиты. М , Энергия, 1981
59. Справочник по наладке вторичных цепей электростанций и
подстанций Антюшин А.А , Гомберг А.Е., Караваев В.П., Клочков А.А.,
Колесников Л.Ф., Мирумян М.М , под ред. Э.С. Мусаэльяна М., Энер-
гоатомиздат, 1989.
60. Мусаэльян ЭС Наладка и испытание
электрооборудования электростанций и подстанций. 3-е издание. М., Энергоатомиз-
дат, 1986
61. Э. У. Л у б м а н, Г. Я. Р ы ж а в с к и й, И. Н. Ц и т в е р,
И Л. Ш а г а м под редакцией Э.С. Мусаэляна. Справочник по
наладке высокочастотных устройств управления энергосистемами. М.,
Энергия, 1972
62 Техническое обслуживание релейной защиты и автоматики
электростанций и электрических сетей Часть 1.
Электромеханические реле М., Издательство НЦ ЭНАС, 2000
63. Техническое обслуживание релейной защиты и автоматики
электростанций и электрических сетей. Часть 2. Реле
дифференциальных, направленных и фильтровых защит М., Издательство
НЦ ЭНАС, 2000.
64 Техническое обслуживание релейной защиты и автоматики
электростанций и электрических сетей. Часть 3. Статические реле М.,
Издательство НЦ ЭНАС, 2000.
443
65 Схемы АПВ в электрических сетях: использование
емкостного отбора напряжения Практическое пособие. М., Издательство НЦ
ЭНАС, 2002
66. Техническое обслуживание измерительных трансформаторов
тока и трансформаторов напряжения М., Издательство НЦ ЭНАС
2002.
67. Применение и техническое обслуживание
микропроцессорных устройств на электростанциях и в электросетях. Часть 3.
Испытательные установки для проверки устройств релейной защиты и
электроавтоматики (серии "Уран", "Нептун", "Сатурн"). М , Издательство
НЦ ЭНАС, 2002.
68. Применение и техническое обслуживание микропроцессорных
устройств на электростанциях и в электросетях. Часть 4.
Испытательные установки для проверки устройств релейной защиты и
электроавтоматики (серия "РЕТОМ"). М., Издательство НЦ ЭНАС, 2002
69. А. П У д р и с. Панель релейной защиты типа ЭПЗ-1636 для
ВЛ 110-220кВ ч 1, 2. М., НТФ Энергопрогресс, Энергетик, 2000 (Б-ка
электротехника, выпуск 6 (18)).
70. Н. И. О в ч а р е н к о Дифференциально-фазная
высокочастотная защита линий электропередачи напряжением 110-220 кВ ДФЗ-
201. М., НТФ Энергопрогресс, Энергетик, 2002 (Б-ка электротехника,
выпуск 12 (48))
71. Д. М Зекцер, Э. 3 Чернявская Кодовые
электромагнитные реле. М. Энергия, 1976.
72. Р ы б а к X. А. Обслуживание релейной защиты,
электроавтоматики и вторичных цепей подстанций. М , Энергия, 1976 (Б-ка
электромонтера, выпуск 435)
73 Жданов Л С.Овчинников В. В. Электромагнитные
реле тока и напряжения РТ и PH. M , Энергоиздат, 1981 (Б-ка
электромонтера, выпуск 526).
74. Г о л у б е в М. Л Защита вторичных цепей от коротких
замыканий М., Энергоиздат, 1982 (Б-ка электромонтера, выпуск 548).
75. Т а у б е с И. Р, У д р и с А. П. Использование реле ДЗТ-21 и
ДЗТ-23 для защиты трансформаторов, автотрансформаторов и блоков.
М., НТФ Энергопрогресс, Энергетик, 2002 (Б-ка электротехника,
выпуск 3 (39))
76 Л и н т Г Э. Серийные реле защиты, выполненные на
интегральных микросхемах. М , Энергоатомиздат, 1990 (Б-ка
электромонтера, выпуск 629).
77. Голанцов Е Б., Молчанов В В Дифференциальные
защиты трансформаторов с реле типа ДЗТ-21 (ДЗТ-23). М.,
Энергоатомиздат, 1990 (Б-ка электромонтера, выпуск 631)
78 Реле защиты B.C. Алексеев и др., М., Энергия, 1976.
79 Векторные диаграммы в схемах релейной защиты и
автоматики. Практическое пособие М., Издательство НЦ ЭНАС, 2002.
80. Г. Я. Р ы ж а в с к и й, Е. П. Штемпель. Наладка ВЧ
каналов релейной защиты. М , Энергоатомиздат, 1988 (Б-ка
электромонтера, выпуск 604).
81.Будаев М. И Высокочастотные защиты линий ПО — 220 кВ
М , Энергоатомиздат, 1989 (Б-ка электромонтера, выпуск 619)
82. Ю. П. Ш к а р и н. Высокочастотные тракты каналов связи по
линиям электропередачи ч. 1,2 М., НТФ Энергопрогресс, Энергетик,
2001 (Б-ка электротехника, выпуск 7 (31)).
83 Е. П. Штемпель. Полупроводниковый передатчик
высокочастотной защиты АВЗК-80. М., Энергоатомиздат, 1987 (Б-ка
электромонтера, выпуск 598)
84. Г. Я. Р ы ж а в с к и й, В. С. Скитальцев.
Высокочастотные каналы релейной защиты с приемопередатчиком ПВЗ-90М.
444
М., НТФ Энергопрогресс, Энергетик, 1999 (Б-ка электротехника,
выпуск 8 (11)).
85. Г. Я Рыжавский Присоединение ВЧ каналов связи к
линиям высокого напряжения М., Элелектроцентрналадка, 1995.
86. Г Я. Рыжавский, Е П Штемпель Наладка ВЧ
каналов релейной защиты. М., Энергоатомиздат, 1988 (Б-ка
электромонтера, выпуск 604.)
87. Информационное письмо № 1 от 30 января 2003 г СРЗА РДУ
ОАО «Амурэнерго» Устройство блокировки при обрыве цепей
напряжения.
88. Информационное письмо № 2 от 26 ноября 2003 г СРЗиА
Амурского РДУ. О проверке коэффициентов трансформации
трансформаторов тока
89. Информационное письмо № 49 от 20 августа 2001 г. СРЗА
Инженерного центра ОАО «Амурэнерго». Об устройстве контроля
напряжения «разомкнутого треугольника» трансформаторов напряжения.
90 http://rza so-cdu ru/ Служба РЗА Системного оператора —
Центрального диспетчерского управления ЕЭС России.
91. http://ucpk.ru. Южный центр дополнительного образования,
обучающих технологий и предэкзаменационной подготовки кадров.
92. Левченко И. И., Б у д о в с к и й В. П. О работе релейной
защиты при видоизменяющемся коротком замыкании. //
Электрические станции, № 11, 1998.
93. Будовский В. П., Иванова С И.Сулименко А. О.
Повышение чувствительности первой ступени токовой защиты от
замыканий на землю панели ЭПЗ-1636 // Электрические станции,
№ 1, 2001
94. С к и т а л ь ц е в В. С. Сравнительные характеристики
приемопередатчиков для ВЧ защит линий электропередачи. //
Электрические станции, 1996. № 9.
95. Ф е д о р о в А. В. Приставка к установке У5053 для проверки
дистанционных защит ЭПЗ-1636 // Энергетик, № 6, 2001.
96 РЕЛЕ-ТОМОГРАФ-41М. Универсальная испытательная система
для релейной защиты. Техническое описание и инструкция для
пользователей 13.092.133.1 ТО Чебоксары НПО «Динамика».
97. ЭПЗ-1636. Программа автоматической проверки. Техническое
описание и инструкция для пользователей 13.092.133.2 ТО. Чебоксары
НПО «Динамика».
98. http://b-v-p.narod.ru/ORZA/ORZl.htmi В.П. Будовский.
Основы релейной защиты автоматики энергосистем (программированный
курс).
99. http://msrza.ru/ Все для релейщика!
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие....
! ВВЕДЕНИЕ
2 ВТОРИЧНЫЕ ЦЕПИ
2.1 Общие требования к вторичным цепям . . .
2.2 Проверка вторичных цепей и их элементов.
2.2.1 Внешний осмотр
2.2 2 Внутренний осмотр. .
2 2 3 Проверка схемы соединений . . .
2.2 4 Проверка изоляции
2 2 5 Проверка защитных устройств . .
3 ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ
3.1 Трансформаторы тока.
3.1.1 Общие требования к трансформаторам тока
3.1 2 Требования к вторичным цепям трансформаторов тока
3.1 3 Схемы соединений вторичных цепей ТТ
3.1.4 Проверка трансформаторов тока и их вторичных цепей
3 2 Трансформаторы напряжения и их вторичные цепи
3 2 1 Общие требования
3.2.2 Проверка трансформаторов напряжения и их вторичных
цепей ... ....
4 МАКСИМАЛЬНЫЕ ТОКОВЫЕ ЗАЩИТЫ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ .
4 1 Общие сведения ....
4 2 Промежуточные реле
4.2 1 Основные технические данные
4 2.2 Проверка и настройка реле
4.3 Электромагнитные реле тока и напряжения .
4 3.1 Реле РТ-40. Основные технические данные
4.3.2 Реле РН-50. Основные технические данные . . . .
4 3.3 Проверка и настройка реле
4.4 Статические реле тока и напряжения.
4.4 1 Схема и принцип работы реле .
4.4.2 Реле РСТ-11 — РСТ-14. Основные технические данные
4.4.3 Реле РСН-14 — РСН-17 Основные технические данные
4.4.4 Проверка и настройка реле
4.5 Электромагнитные реле времени
4.5 1 Основные технические данные
4 5.2 Проверка и настройка реле
4 6 Статические реле времени РВ-01 . .
4 6 1 Основные технические данные и схемы реле .
4 6 2 Проверка и настройка реле ....
4 7 Электромагнитные реле мощности
4 7 1 Устройство и основные технические данные. .
4 7.2 Проверка и настройка реле направления мощности
РБМ-177, РБМ 173 ....
4 8 Статические реле мощности ...
4.8 1 Реле РМ-11, РМ-12 Основные технические данные
4 8 2 Проверка и настройка реле . ...
3
5
7
7
9
. 9
. 12
13
13
. !8
. 22
. 22
. 22
26
26
31
. 48
. 48
57
66
. 66
. 71
71
. 80
83
. 83
. 85
. 87
90
. 90
96
96
97
101
101
104
109
109
115
117
117
123
129
129
136
446
5 ФИЛЬТРОВЫЕ ЗАЩИТЫ . . . . 138
5 I Метод симметричных составляющих . . . . . 138
5.1 1 Симметричные трехфазные системы . . 138
5.1.2 Несимметричные режимы трехфазных цепей и
симметричные составляющие . .... . . . !40
5.1 3 Практический расчет симметричных составляющих . 146
5 2 Фильтры симметричных составляющих . . ... 148
5 2 1 фильтры напряжения нулевой последовательности
(ФННП) . . . 148
5.2.2 фильтры тока нулевой последовательности (ФТНП) 150
5 2.3 фильтр напряжения обратной последовательности
(ФНОП) . . . 151
5 2.4 фильтры тока обратной последовательности (ФТОП) . 153
5.3 Реле симметричных составляющих ... . . .... 156
5 3 ! Реле напряжения нулевой последовательности РНН-57 156
Проверка и настройка реле . . .... 157
5.3.2 Электромагнитные реле напряжения обратной
последовательности РНФ-1М, РНФ-2 158
Проверка и настройка реле. ... 160
5.3.3 Статические реле напряжения обратной
последовательности РСН-13 . !63
Проверка и настройка реле. ... . . . 166
5 3.4 Электромагнитное реле мощности обратной
последовательности РМОП-2 . .... 168
Проверка и настройка реле . . 171
5 3.5 Статические реле мощности обратной
последовательности РМОП-2-1 . . 178
Проверка и настройка реле . 180
6 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ЗАЩИТЫ 182
61 Принцип действия и схемы исполнения . . 182
6 2 Проверка и настройка дифференциальных реле . ... 188
6 2 1 Реле серии РНТ .. ... ... 188
62 2 Реле серии ДЗТ-10 . . .191
6.2 3 Реле серии РСТ-15, РСТ-16 . !93
6.2.4 Проверка дифференциальных защит первичным током 194
6.3 Защита ДЗТ-21 197
6.3 1 Основные технические данные . . . . 197
6.3 2 Проверка защиты ... ... 205
7 КОМПЛЕКТНЫЕ СТУПЕНЧАТЫЕ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ .
7 1 Защита ЭПЗ-1636 Принцип действия, элементы и узлы
7 2 Проверка и настройка защиты
222
224
241
8 ОСНОВНЫЕ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ ЗАЩИТЫ ЛИНИЙ ... 300
8 1 Защита ДФЗ-201. Принцип действия, элементы и узлы 301
8.2 Проверка и настройка защиты ... 332
8 3 Высокочастотная часть защит 367
8 3 1 Основные характеристики и параметры ВЧ канала . . 368
8.3.2 Элементы ВЧ канала . . 373
8.3 2.1 Линия электропередачи 373
8.3 2.2 Высокочастотные приемопередатчики ... . . . 374
Характерные особенности различных типов постов 374
Техническое обслуживание ... 376
8 3.2 3 Высокочастотный кабель . 388
Техническое обслуживание. . .... . . . 388
447
8.3.2.4 Разделительные фильтры 389
Техническое обслуживание 392
8.3.2.5 Фильтры присоединения 394
Техническое обслуживание 395
8.3.2.6 Высокочастотные заградители 399
Техническое обслуживание 404
8.3.2.7 Раздельная проверка полукомплектов 412
8.3.2.8 Двусторонняя проверка защиты 413
Приложение 1. Некоторые аналоги и возможные замены
реле 418
Приложение 2. Аппаратура для проверки устройств РЗА 420
2.1 Комплектные устройства для проверки защит 420
2.1.1 Установка У5053 420
2.1.2 Установка УРАН-2 421
2.1.3 Испытательная система аппаратуры релейной защиты
ИСАРЗ 422
2.1.4 Система для проверки устройств РЗА РЕТОМ-41 422
2.2 Устройства для проверки простых защит 426
2.3 Аппаратура для измерения временных интервалов 427
2.4 Приборы для проверки защит под нагрузкой 429
2.4.1 Волътамперфазоиндикатор ВАФ-85М 429
2.4.2 Волътамперфазоиндикатор «ПАРМА ВАФ-А» 432
2.4.3 Волътамперфазоиндикатор РЕТОМЕР 433
2.5 Устройства для проверки ВЧ аппаратуры 433
Приложение 3. Некоторые расчетные формулы 436
Список литературы 441