А. Б. БАРЗАМ
Т. М. ПОЯРКОВА
ЛАБОРАТОРНЫЕ
РАБОТЫ
ПО РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЕ
И АВТОМАТИКЕ
Допущено Министерством
энергетики и электрифика-
ции СССР в качестве учеб-
ного пособия для учащих-
ся энергетических и энер-
гостроительных технику-
мов
«Э Н Е Р Г И Я»
МОСКВА 1967

Б 24
УДК 621316.925.1:371.388(075)
Барзам А. Б и Пояркова Т. М.
Лабораторные работы по релейной защите и ав-
томатике. Учебное пособие для энергетических и
энергостроительных техникумов. М., «Энергия», 1967.
320 с. с илл. 15 000 экз. 73 к. в перепл.
Излагается содержание лабораторных работ по дисциплине «Релей-
ная защита и противоаварийная автоматика», изучаемой учащимися
электротехнических специальностей энергетических техникумов; описы-
ваются методика выполнения работ, способы регулировки реле и от-
дельных элементов устройств, методы настройки на рабочие уставки,
методы определения электрических характеристик, способы проверки
исправности трансформаторов тока и комплектных реле и панелей.
3-3-13
6П2.13
66-67

ПРЕДИСЛОВИЕ
Изучение дисциплины «Релейная защита и противо-
аварийная автоматика» энергетических систем произво-
дится на теоретических занятиях ,и в учебных лабора-
ториях.
Литература, посвященная проведению лабораторных
занятий (по названным дисциплинам, весьма ограничена
[Л. 28, 30] и не охватывает ряда вопросов учебной лро-
граммы энергетических техникумов. В последние годы
издано значительное количество книг и брошюр, осве-
щающих вопросы эксплуатации устройств защиты и ав-
томатики и облегчающих работу персонала энергетиче-
ских систем. Особенно важен выпуск инструкций, обяза-
тельных для применения в СССР, по испытанию и на-
ладке устройств защиты и автоматики.
Данная .книга имеет целью пополнить учебную лите-
ратуру пособием по проведению лабораторных испыта-
ний устройств защиты и автоматики в энергетических
техникумах.
Ограниченность времени, отводимого программой, не
позволяет проводить на лабораторных занятиях прове-
рок сложных комплектных устройств в полном объеме,
оговоренном упомянутыми инструкциями (например,
проверка дифференциальной фазной высокочастотной
защиты, панели дистанционной защиты, устройства ав-
томатического регулирования возбуждения и т. п.).
Предполагается, что практические навыки регулировки
таких устройств учащиеся получат при прохождении
производственной практики, поэтому рассмотренные
в «Пособии» лабораторные работы по ряду устройств
имеют ознакомительный характер; по другим устройст-
вам, являющимся основными при прохождении курса,
характер лабораторных работ почти совпадает с объе-
мом и методикой, рекомендуемыми упомянутыми ранее
инструкциями.

4
ПРЕДИСЛОВИЕ
Материал «Пособия» может быть использован в си-
стемах как очного, так и заочного обучения. В послед-
нем случае выполнение учебных лабораторных работ,
указанных в «Пособии», учащиеся могут производить
в лабораториях местных или центральных служб защиты
и автоматики энергетических систем с последующей за-
щитой и выполнением контрольной работы в учебном
заведении.
При составлении «Пособия» был использован опыт
организации и постановки лабораторных работ в лабо-
ратории релейной защиты Московского энергетического
техникума (зав. лабораторией К. А. Шемаханова).
Авторы выражают признательность за помощь, ока-
занную при составлении «Пособия», заместителю дирек-
тора Московского энергетического техникума по учебной
части Л. В. Зосимовскому. Особо авторы с благодар-
ностью отмечают помощь и ценные указания, сделанные
начальником ЦСРЗАИТ Мосэнерго В. В. Ильинич-
ниным.

Глава первая
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
УЧЕБНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИИ
1-1. НАЗНАЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Лабораторные работы по курсу релейной защиты и
противоаварийной автоматики проводятся учащимися
при изучении данной дисциплины и составляют ее орга-
ническую часть. .Количество работ и их тематика опре-
деляются учебными программами, временем, отводимым
для 'выполнения работ, и оснащенностью лаборатории
учебного заведения релейной и -измерительной аппара-
турой.
Проведение лабораторных работ сверх указанных
в учебной программе может быть организовано в поряд-
ке дополнительных занятий кружка или при выполнении
специальной части дипломного проекта.
Учащиеся заочных отделений могут выполнять лабо-
раторные работы, оговоренные в учебной программе,
в соответствии с рекомендациями данного «Пособия» по
месту работы в лабораториях служб защиты и автома-
тики.
Учебные лабораторные работы должны закрепить
знания, полученные при изучении теоретических разде-
лов курса, дать основные сведения о конструкциях аппа-
ратуры устройств релейной защиты и противоаварий-
ной автоматики, научить методам настройки на рабочие
уставки. Кроме того, учащиеся должны обучиться са-
мостоятельно составлять испытательные схемы измере-
ния различных параметров устройств и проверять взаи-
модействие отдельных элементов в схеме в соответствии
с логикой работы.
Учебные лабораторные занятия имеют также целью
приучить учащихся к последующей практической эксплу-
атационной деятельности, где периодические проверки

6 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл. 1
устройств являются обязательным условием обеспечения
надежной работы энергетических установок.
Опыт преподавания показывает, что если испытатель-
ная схема и испытуемое оборудование релейной защиты
и противоаварийной автоматики вмонтированы наглухо
в лабораторный стенд, то проведение работ хотя и
ускоряется, но часто носит формальный характер. По-
этому такие работы должны быть ограничены и рас-
сматриваться как демонстрационные.
Ознакомление учащихся с заданием по лабораторной
работе следует производить заранее, с тем чтобы к лабо-
раторным занятиям они приходили подготовленными.
В бригаде учащихся на каждую лабораторную рабо-
ту преподавателю рекомендуется назначать «бригади-
ра». Последний должен контролировать тщательность
ведения протокола, своевременность проведения работы
и соблюдение правил техники безопасности. При прове-
дении каждой последующей работы бригадиры должны
поочередно меняться.
Качество .проведения лабораторных занятий и усвое-
ние материала должны оцениваться преподавателем ин-
дивидуально для ^каждого учащегося.
Приведенные -в «Пособии» описания и схемы лабора-
торных работ должны уточняться .по месту их выполне-
ния в зависимости от наличия и конструкции испытуемо-
го оборудования и измерительных приборов. По мере
освоения заводами нового оборудования и оснащения
им лаборатории .постановка той или иной работы, сохра-
няя одну и ту же целеустремленность, должна меняться.
Поэтому описание лабораторных работ в «Пособии»
следует рассматривать не как незыблемый эталон,
а лишь как методическое указание для постановки ра-
боты и составления ее описания, уточненного примени-
тельно к конкретным условиям и возможностям учебно-
го заведения.
1-2. ОТЧЕТЫ И ПРОТОКОЛЫ ИСПЫТАНИЙ
Испытательные схемы и результаты испытаний
должны каждым учащимся заноситься в «рабочую тет-
радь» в процессе выполнения -работы. Характеристики
по результатам замеров оформляются по ходу проведе-

§ 1-2]
ОТЧЕТЫ И ПРОТОКОЛЫ ИСПЫТАНИЙ
7
ния опыта. Только в этом случае можно произвести по-
вторное измерение с наименьшей затратой времени, если
результаты дают отклонение от выявленной закономер-
ности.
Данные «рабочей тетради» оформляются в отчете
в виде -протокола испытания.
Примерная форма протокола приведена в табл. 1-1.
Таблица 1-1
Протокол-отчет по лабораторному испытанию устройств
релейной защиты и противоаварийной автоматики
Наименование учебно-
го заведения
Дата проведения ра-
боты
Место проведения ра-
боты
Протокол испытания
(наименование ра-
боты)
Испытания проводил
учащийся
группы-
отделения-
в составе бригады:
Бригадир-
1. Цель работы-
2. Схема испытания
3. Примененная измерительная аппаратура
До ПО
схеме
Наименование
прибора
Система
Завод- Класс
ской М точности
Номиналь-
ная вели-
чина
Примечание
4. Эскизы оборудования и внутренние схемы соединений испытуемого
оборудования (если это требуется заданием или необходимо для пояс-
нения результатов испытания)
5. Результаты испытания и характеристики (по данным опыта)
6. Заключение
Подпись:
Работа принята (подпись
Оценка
преподавателя учебного заведения):
Если работа выполняется в лаборатории службы за-
щиты и автоматики предприятия, дополнительно должна
быть сделана отметка начальника лаборатории о приеме
работы и ее оценке.

8 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл. 1
Протокол-отчет должен быть составлен каждым уча-
щимся .и беседа по нему с преподавателем, как указы-
валось ранее, должна быть индивидуальной. Такой ме-
тод закрепления знаний требует от учащегося более
вдумчивого отношения и является более эффективным,
чем, например, составление всей бригадой общего про-
токола и общее собеседование по нему с преподава-
телем.
1-3. ОБЪЕМ ПРОВЕРОК В УСЛОВИЯХ
ЭКСПЛУАТАЦИИ И В ЛАБОРАТОРИИ
Назначение учебных лабораторных работ по релей-
ной защите и противоавариинои автоматике указывает
на целесообразность их проведения по схемам и про-
граммам, в наибольшей мере приближающимся к при-
меняемым в реальных условиях эксплуатации. В связи
с этим методы .испытаний, испытательные схемы и аппа-
ратура должны соответствовать рекомендациям инструк-
ций по наладке и проверке различных типов устройств
релейной защиты и противоавариинои автоматики, яв-
ляющихся обязательными для применения в энергетиче-
ских системах СССР. Такие инструкции разрабатывают-
ся ОРГРЭС и районными энергетическими управления-
ми (например, Мосэнерго), .периодически пересматрива-
ются, исправляются, обновляются и утверждаются. Же-
лательно, чтобы при выполнении лабораторной работы
учащиеся заранее ознакамливались с соответствующей
инструкцией. В «Пособии» на них даются ссылки.
Однако учебные лабораторные работы по защите и
противоавариинои автоматике ни по времени проведе-
ния, ни по своему назначению не могут и не должны
полностью повторять все виды эксплуатационных прове-
рок, а именно: полную проверку при новом включении,
полную .плановую проверку, частичную плановую про-
верку, внеплановую полную или частичную проверку
(например, послеаварийную проверку для выяснения
причины неправильной работы). Непосредственное уча-
стие в экоплуатационных проверках учащийся должен
принимать во время прохождения производственной
практики на электростанции или в сетевом районе. Учеб-
ные лабораторные работы должны дать учащимся зна-

§ 1 1]
ИЗМЕРЕНИЕ ТОКЛ II НАПРЯЖЕНИЯ
9
иия и навыки для сознательного и активного участия на
всех этапах эксплуатационных проверок, как-то: провер-
ка изоляции, проверка правильности монтажа, механи-
ческая ревизия реле, испытание трансформаторов тока,
проверка и регулировка рабочих уставок, проверка взаи-
модействия элементов схемы устройства, проверка пра-
вильности работы устройства током постороннего источ-
ника или током нагрузки, опробование действия и вклю-
чение в эксплуатацию.
1-4. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
Замеры токов и напряжений в цепях защиты и авто-
матики производятся амперметрами и вольтметрами
класса точности 0,5—,1,5 [Л. 1]. Шкала прибора должна
соответствовать ожидаемым пределам измерений, а ра-
бочие параметры — показаниям средней части. Для из-
мерения токов до 1 а рекомендуется применять ампер-
z
Рис, 1-2. Включение измери-
тельных приборов для случая,
когда сопротивление нагрузки
значительно больше сопротив-
ления амперметра.
метры с полным сопротивлением до 1 ом, а для измере-
ний напряжений до 30 в — вольтметры с сопротивлением
не менее 1 000 ом/в. В особых случаях, когда требуется
для уменьшения погрешности измерения использовать
вольтметр с большим внутренним сопротивлением, изме-
рение производится при помощи катодного вольтметра
или осциллографа.
Схема измерения должна учитывать сопротивление
как измерительного прибора, так и проверяемого аппа-
рата. На рис. 1-1 и 1-2 показаны две схемы включения
амперметра и вольтметра. Схема на рис. 1-1 применяет-
ся в тех случаях, когда сопротивление вольтметра зна-
Рис. 1-1. Включение измери-
тельных приборов для случая,
когда сопротивление вольтмет-
ра значительно больше сопро-
тивления нагрузки.

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл.
чительно больше сопротивления нагрузки, например при
измерении мощности, потребляемой токовой обмоткой
реле. Схема на рис. 1-2 применяется в тех случаях, когда
сопротивление нагрузки значительно больше сопротив-
ления амперметра, например при измерении мощности,
потребляемой обмоткой напряжения реле.
При .измерениях в цепях с искаженной формой кри-
вой тока и напряжения следует использовать приборы,
измерительная система которых принципиально схожа
с воспринимающей системой испытуемого реле. Если
проверяются электромагнитные реле, реагирующие на
действующие значения электрических величин, то прибо-
ры, контролирующие величины токов и напряжений,
должны быть электромагнитными или электродинамиче-
скими; если реле реагируют на средние значения вы-
прямленных токов, должны применяться магнитоэлек-
трические приборы.
При отсутствии необходимых типов приборов наст-
ройка испытуемого реле может производиться по шкале
вспомогательного реле, если оно предварительно тща-
тельно проградуировано и включено на те же па-
раметры.
При измерении малых значений токов и напряжений,
проводимых вблизи цепей с большими токами, следует
принимать меры для устранения влияния на замеры по-
сторонних магнитных полей. Наиболее эффективны
использование астатических приборов и скрутка прямо-
го и обратного проводов в измерительных схемах. От-
сутствие влияния магнитных полей проверяется переме-
щением прибора относительно проводов с большим то-
ком. При этом показание приборов не должно изме-
няться.
1-5. ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ МЕЖДУ ВЕКТОРАМИ
ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
Измерения могут производиться при помощи ваттмет-
ра, фазометра, вольтметра, фазовольтметра и вольтам-
перфазоиндикатора (ВАФ) [Л. 1, 2].
а) Использование ваттметра (косвенный метод изме-
рения; рис. 1-3). Активная мощность Р, замеряемая
ваттметром, равна:
P = UI cos q>.

§ 1-5]
ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ МЕЖДУ ВЕКТОРАМИ
И
Величина напряжения U указывается вольтметром,
а величина тока / — амперметром. Угол ср определяется
по показаниям приборов как
<р = arccos
w-
(l-i)
Способ не позволяет определить знак угла, т. е. не
имеется возможности определить, отстает или опережает
вектор тока вектор напряжения, так как cosq>=
= cos (—<p). При углах ф, близких к 90°, получение точ-
ных показаний затруднено.
Цепь
тока
Рис. 1-3. Измерение угла между векторами тока
и напряжения методом ваттметра.
W — ваттметр; А — амперметр; V — вольтметр.
б) Использование фазометра. Способ наиболее про-
стой. Круговой фазометр включается по схеме на
рис. 1-4,а. Значение угла <р определяется непосредствен-
но по шкале прибора.
При испытаниях реле мощности и сопротивления,
а также для построения векторных диаграмм токов и
напряжений часто применяется электродинамический
фазометр типа ЭЛФ. Этот тип фазометра с номиналь-
ными данными 5—10 а и 110—220 в конструктивно вы-
полнен так, что градуировке шкалы в электрических
градусах соответствует градуировка в угловых градусах.
Фазометр снабжен 90°-ной шкалой, но дает возможность
измерять угол в пределах 0—90—180—270—360°. Изме-
нение пределов измерений осуществляется переключате-
лем квадрантов, при изменении положения которого
меняется внутренняя схема прибора. Отсчет угла произ-

12 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл 1
водится б соответствии с указанием инструкции по
эксплуатации прибора.
В сложных электрических сетях, связывающих гене-
рирующие источники (электрические станции) между
собой или с потребительскими подстанциями, перемеще-
(Е
\f/
Ф
0 1
^ M^l^l
^
Режим
1 -~+R i
е
и -* +р
Ш — -Р
irn*6
ZF «- -Я
е
*гп*
!©
Векторная
диаграмма
\У'
'кгГ
^
У
Воэможньш
диапазон <р
От +80°
От-SO0
-90°--180°
<-90о
у /80°
Положение
переключателя
кбадрантод
Приемник
Sp инд
Приемник
емк. (^ч
инд
<Р
%>
Генератор
емк
Генератор
Способ
отсчета
угла
<f<*
*v^
4>
Рис. 1-4. Измерение угла между векторами тока и напряжения при
помощи фазометра (установка амперметра и вольтметра для опреде-
ления угла ф не обязательна).
а —схема; б — поясняющая таблица при использовании фазометра с переклю-
чением внутренних соединений.
ние электрической энергии как активной, так и реактив-
ной может иметь любое направление. При этом угол
сдвига фаз тока, проходящего по рассматриваемой ли-
нии, .и фазного напряжения на шинах данной подстан-
ции может изменяться от 0 до 360°.
Для измерения угла <р между током и напряжением
фазометр должен быть включен так, чтобы параллель-
ная обмотка его находилась под воздействием фазного

§ 1-5] ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ МЕЖДУ ВЕКТОРАМИ 13
напряжения, а по последовательной обмотке проходил
ток соответствующей фазы (например, UA и 1А). При
этом следует обращать внимание на маркировку выво-
дов прибора: начала его обмоток обозначаются звездоч-
ками (генераторные зажимы).
Для уяснения метода измерения угла с помощью од-
нофазного фазометра рассмотрим различные режимы
(рис. 1-4,6).
1. Направление активной и реактивной мощностей —
от шин в линию ( + Р, + Q). Величина угла <р в зависи-
мости от соотношения между мощностями может
изменяться в пределах от 0 до +90°. Такой режим со-
ответствует подключению к данной линии активно-ин-
дуктивной нагрузки. Для замера величины угла ф пере-
ключатель квадрантов должен быть установлен в поло-
жение «Приемник — индуктивность»; отсчет угла произ-
водится, как обычно, от 0 вправо (ток отстает от на-
пряжения).
2. Направление перемещения активной мощности
осталось тем же, а реактивной изменилось на противо-
положное ( + Р, —Q). Этот режим соответствует под-
ключению 'К данной линии активно-емкостной нагрузки.
Угол ф может изменяться от 0 до —90° (ток опережает
напряжение). Переключатель квадрантов следует уста-
новить в положение «Приемник — емкость» и отсчет по
шкале производить, как и в первом случае, но со зна-
ком —.
3. Обе мощности, активная и реактивная, направле-
ны от линии к шинам (—Я, —Q). Это возможно, когда
на противоположном конце линии подключен генератор,
подающий питание к шинам рассматриваемой подстан-
ции при наличии активно-индуктивной нагрузки на ней.
Величина угла ф при таком режиме может изменяться
от —90 до —180°. Переключатель квадрантов устанав-
ливается в положение «Генератор — индуктивность»; за-
мер угла ф производят, как указано на рис. 1-4,6
(третья колонка), справа налево, прибавляя полученное
значение к 90°. При этом результат берется со знаком —
(так как вектор тока / в этом случае является опере-
жающим).
4. Условие, аналогичное предыдущему, но на под-
станции предполагается активно-емкостная нагрузка

14 ОБЩИ!: УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл 1
(—Я, +Q). Диапазон изменений угла q> от +90 до
+ 180°. Положение тереключателя «Генератор —
емкость». Отсчет угла производится так же, как в п. 3,
но угол ф берется со знаком + (угол .положителен).
■в) Использование вольтметра. Способ использует
трехфазную систему напряжений UA, UB и Uc и пояс-
няется рис. 1-5,а и б. Обмотки реле / и 2 включены со-
Рис. 1-5. Измерение угла ф между напряжениями
Uк\ и иК2 с использованием потенциометра и
вольтметра.
а — схема включения; б — потенциальная диаграмма.
ответственно на напряжения UK\ и С/к2, сдвинутые друг
относительно друга на угол <р (вектор UK2 опережает
Uki). Напряжение UKl = UCA. Напряжение UK2=UmA
между точкой т потенциометра П и зажимом фазы Л.
Потенциометр Я включен на напряжение UBC. Переме-
щением движка .потенциометра будем изменять местопо-
ложение точки т, регулируя тем самым угол ср между
векторами UKX и UK2. Величина угла ф находится непо-
средственно из потенциальной диаграммы (рис. 1-5,6),
на которой положение точки т на векторе UBC опреде-
ляется 'соотношением
cm _UX
где U{ и 112 — показания вольтметров Vx и V2.
г) Использование фазовольтметра. Принцип работы
фазовольтметра поясняется рис. 1-6. Обмотка статора
поворотного фазорегулятора (сельсина) питается трех-
фазным напряжением. К обмотке ротора подключено

§ 1-5]
ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ МЕЖДУ ВЕКТОРАМИ
15
быстродействующее поляризованное реле, замыкающее
контакты каждый полупериод переменного тока (вибра-
тор), которое поэтому является механическим однополу-
периодным выпрямителем. При замыкании контактов
реле подключается цепь вольтметра магнитоэлектриче-
ской системы к напряжению 0Х, угол сдвига которого
по отношению к напряжению фазорегулятора £Уф.р тре-
буется измерить.
Показание магнитоэлек-
трического прибора пропор-
ционально среднему значе-
нию замеряемой синусои-
дальной электрической вели-
чины за полупериод, поэтому
максимальное показание Рис. 1-6. Принципиальная схе-
вольтметра будет в случае ма фазовольтметра системы
совпадения векторов на-П'ря- В* 3* Никитского,
жения U'x и f/ф.р по фазе;
показание вольтметра будет равно нулю, если вектор
напряжения U'x сдвинут на 90° по отношению к вектору
напряжения £/ф.р. В этом случае в полупериод времени,
пока включен вольтметр, четверть периода площадь си-
нусоиды напряжения имеет положительный знак, а чет-
верть периода — отрицательный (суммарное значение
равно нулю). Следовательно, показания вольтметра про-
порциональны косинусу угла ф.
Пусть требуется измерить угол между напряжениями
U'x и U"x. Приложим к зажимам фазовольтметра на-
пряжение U'x. Будем поворачивать ротор фазорегулято-
ра до тех пор, пока показания вольтметра станут рав-
ными нулю. На оси ротора фазорегулятора укреплена
стрелка, указывающая деления на круговой шкале ди-
ска. Диск можно вращать вокруг оси ротора фазорегу-
лятора. Повернем этот диск так, чтобы «нуль» шкалы
совпадал с направлением стрелки, когда положение ро-
тора фазорегулятора соответствует нулевому значению
замера вольтметра.
Приложим затем к зажимам фазовольтметра напря-
жение 0"х, отключив предварительно источник напряже-
ния U'x. Если U"x не совпадет с направлением &х, ну-

10 ОБЩИС УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАННО [Гл 1
левое показание вольтметра будет достигнуто при дру-
гом угле поворота ротора фазорегулятора. Стрелка,
связанная с осью ротора, займет другое положение
в .пространстве и по шкале укажет угол сдвига между
напряжениями U'x и U"x (шкала должна быть заранее
проградуирована).
(ПО-2206)
В настоящее время промышленностью выпускается
вольтамперфазоиндикатор ВАФ-85, в котором использо-
ван описанный выше метод замера углов сдвига ф
(принцип /предложен В. 3. Никитским).
д) Измерения токов, напряжений и углов между ни-
ми вольтамперфазоиндикаторами. Схема прибора
ВАФ-85, имеющего широкое применение на практике,
показана на рис. 1-7 [Л. 2].
Прибор содержит следующие основные части:
/—измерительный магнитоэлектрический прибор ти-
па М-494.

ПЗМГРПШЕ УГЛОВ МЕЖДУ ВИКТОРАМИ 17
2 — приспособление для замера малых токов. Пер-
вичная обмотка промежуточного трансформатора Т\
подключается к цепям тока и имеет ответвления 0 (©)
10, 50 и 250 ма, к которым подсоединяются контроли-
руемые цепи тока соответствующего диапазона. Вторич-
ная обмотка подключается на нагрузочное сопротивле-
ние га. Напряжение с этого сопротивления, пропорцио-
нальное измеряемому току, через германиевые
выпрямители В\ и В2 переключателем Пх может быть
подано на измерительный прибор. Заводская подре-
гулировка прибора по току производится при помощи
сопротивлений г\ и г2. Конденсаторы С8 и Сд пропу-
скают переменную составляющую тока в непроводящие
периоды работы выпрямителей, предохраняя их от
пробоя.
3 — приспособление для измерения больших токов.
Большие токи измеряются при помощи измерительных
клещей (предложены Ф. Ф. Дерюгиным), представляю-
щих собой измерительный трансформатор с раздвижным
магнитопроводом. Такая конструкция дает возможность
использовать проводник, по которому проходит измеряе-
мый ток, как первичную обмотку трансформатора. Вто-
ричная обмотка замкнута на сопротивление г\2, с кото-
рого через магазин сопротивлений и переключатели П2
и Я3 подводится на измерительный прибор выпрямлен-
ное выпрямителем Въ напряжение, пропорциональное
измеряемому току (применена схема однополупериодно-
го выпрямления). Измерительный прибор подключается
переключателем П\. Во время замера тока переключа-
тель П2 должен находиться в положении «Величина».
Величины сопротивлений п2, г14 и емкостей конденсато-
ров С$ и С7 выбираются при заводской регулировке.
4 — приспособление для измерения напряжения.
Измерение напряжения производится в следующем по-
рядке. Измеряемое напряжение Ux подается на зажимы.
Переключатель П2 устанавливается в положение «Ве-
личина».
Переключателем Я4 устанавливается нужный предел
измерений с помощью изменения добавочного сопротив-
ления, включенного последовательно с измерительным
механизмом. Определяется цена деления для данного
предела.
2— 2727

18 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл. 1
Измерительный прибор переключателем П\ подсоеди-
няется к зажимам <£/>, после чего производится от-
счет показаний.
5 — приспособление для измерения углов. Это приспо-
собление содержит фазорегулятор и быстродействующее
промежуточное реле, включенные по описанной выше
схеме фазовольтметра системы В. 3. Никитского. Для
измерения угла ф между двумя электрическими величи-
нами прибор присоединяется переключателем П\ к зажи-
мам <£/>, а переключатель П2 переводится в поло-
жение «Фаза». Одна из измеряемых величин Ux подво-
дится к зажимам. После того как шкала диска установ-
лена так, что указатель на оси ротора совпадает с «ну-
лем» шкалы, источник напряжения Ux отсоединяется,
а к устройству подводится напряжение, пропорциональ-
ное току, замеренному при помощи измерительных кле-
щей. Определение значения угла ф производится так,
как описано ранее (см. п. г).
1-6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ
Назначением приборов является указание чередова-
ния фаз — положительного, соответствующего вращению
фаз А, В к С против часовой стрелки, или отрицатель-
ного, соответствующего вращению фаз А, В и С по ча-
совой стрелке. Прибор представляет собой небольшой
асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
В фазоуказателе типа ФУ-2 (рис. 1-8), выпускаемого
промышленностью, ротором является алюминиевый диск,
статором — магнитопровод с тремя полюсами, сдвинуты-
ми по отношению друг к другу на 120°. На /полюсах
магнитопровода размещены обмотки, присоединяемые
к источнику трехфазного напряжения, чередование фаз
которого подлежит определению. При положительном
чередовании фаз вращение ротора (диска) происходит
против часовой стрелки, при отрицательном чередова-
нии—'по часовой стрелке.
1-7. ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ И АВТОМАТОВ
В практике эксплуатации релейной защиты и проти-
воаварийной автоматики для измерения времени дейст-
вия отдельных реле и всего устройства применяют элек-

1-7] ИЗМСР1£Н1П£ BPLML-НИ ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ II АВТОМАТОВ 19
трические секундомеры, электронные миллисекундомеры
и осциллографы.
а) Электрические секундомеры представляют собой
приборы, включенные в сеть переменного тока нормаль-
ной частоты три подаче напряжения на испытуемое
устройство и автоматически останавливающиеся в мо-
мент срабатывания последнего. В зависимости от вре-
мени между указанными операциями воспринимающий
Г0!0!0!
О п 1106 2206
о)
1 №1
О п 1105 2206
Ф
Рис. 1-9. Схемы включения
электрического секундомера.
а — с пусковым органом в виде
синхронного двигателя; б — то
же в виде вибратора. R=U4 ом;
С=\ мкф.
орган секундомера через
Рис. 1-8. Указатель вращения фаз систему зубчатых колес
ФУ-2. приводит во вращение
указательные стрелки, ко-
торые на шкале прибора показывают время нахождения
воспринимающей системы секундомера в возбужденном
состоянии, т. е. под напряжением.
Схема секундомера показана на рис. 1-9. Для опре-
деления времени срабатывания замыкающих контактов
реле включение секундомера производится ,по схеме на
рис. 1-10,а, для определения времени срабатывания раз-
мыкающих контактов — по схеме на рис. 1-10,6.
В качестве органа, приводящего в действие из-
мерительный механизм в секундомере типа ПВ-52,
использован электродвигатель переменного тока, под-
ключенный к напряжению последовательно с сопротив-
лением.
2*

20 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл. 1
В секундомерах типа ПВ-53-Л, выполненных по пред-
ложению ЦСРЗАИ Челябэнерго (т. Плохотникова)
(рис 1-11), якорь 2 (рис. 1-11,а) располагается между
полюсами .постоянного магнита. Обмотка 3, укрепленная
на якоре, подсоединяется к источнику переменного тока
нормальной частоты fu [Л. 12]. При прохождении тока
Рис. 1-10. Включение электрического секундо-
мера для измерения времени действия контак-
тов реле.
а — замыкающих; б — размыкающих; / — секундомер;
2 — выходное реле; 3 — аппаратура для регулирова-
ния параметров срабатывания; 4 — рубильник.
по обмотке якорь колеблется с частотой fH, вызывая
вращение колес зубчатой передачи. Числа зубьев у ше-
стеренок подобраны так, что при частоте 50 гц колесо 6
с укрепленной на оси стрелкой 11 совершает один обо-
рот за 1 сек. Эта стрелка показывает на шкале десятые
и сотые доли секунды. На одной оси с шестеренкой 8
укреплена стрелка 12; она вращается в 10 раз медлен-
нее и указывает целые секунды. Возврат стрелок

§ 1-7] ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ И АВТОМАТОВ 21
Рис. il-ll. Электрический секундометр типа
ПВ-53-Л.

22 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл 1
в исходное .положение производится путем нажатия
кнопки 14, упирающейся толкателями 15 и 16 в фигур-
ные диски 9 и 10. Последние связаны жестко с указа-
телями 11 и 12 и имеют возможность поворачиваться
вокруг осей зубчатых 'колес 6 и 8, с которыми они свя-
заны силой трения.
Внешний вид электрического секундомера показан на
рис. 1-11,6.
Если частота сети отлична от номинальной (50 гц),
то показания секундомера надо пересчитать по формуле
/ —/ 50
^фактическое — '■секундомера' Т">
где /секундомера — показание секундомера при частоте се-
ти, при которой произведен опыт (отличной от 50 гц).
б) Электронный миллисекундомер применяется для
измерения от 5 до 500 мсек. Прибор фиксирует величину
разности потенциалов на обкладках конденсатора, заря-
женного от источника постоянного тока стабильного зна-
чения, за время t с момента включения тока до момента
его отключения.
Разность потенциалов на обкладках конденсатора
равна:
*£/=£. (1-3)
где С — емкость конденсатора;
q — количество электричества:
где / — зарядный ток стабильной величины.
Замерив величину Д'[/, можно определить время, в те-
чение которого производился заряд конденсатора:
AU = kt. (1-4)
Постоянное значение зарядного тока в миллисекундо-
мере типа ЭМС-54 завода «Энергоприбор» достигается
при помощи включения электронной лампы с обратной
связью между сеткой и цепью анод — сетка — катод
(рис. 1-12).

!_7] ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ И АВТОМАТОВ 23
При включении рубильника по цепи катод — сетка —
анод — емкость начинает проходить зарядный ток, вели-
чина которого определяется характеристикой лампы (ее
сопротивлением) и величинами емкости и установочного
сопротивления. По мере заряда конденсатора на нем
увеличивается напряжение и уменьшается напряжение
на остальной части цепи; при этом величина тока, про-
ходящего по цепи, стремится умень-
шиться. Для сохранения постоянного
значения тока автоматически осущест-
вляется уменьшение сопротивления це-
пи лампы путем включения обратной
связи между сеткой лампы и сопротив-
лением, включенным последовательно
в цепь зарядного тока. В случае умень-
шения величины тока, проходящего че-
рез сопротивление, уменьшается паде-
ние напряжения на 'сопротивлении и
напряжение на сетке лампы становит-
ся «более положительным», что обу-
словливает автоматически увеличение
тока. При чрезмерном увеличении то-
ка величина падения напряжения уве-
личивается, потенциал «а сетке стано-
вится «более отрицательным» и ток
в цепи уменьшается. Таким образом,
происходит почти безынерционное ре-
гулирование величины тока на заданное значение вне за-
висимости от величины напряжения на емкости.
Измерение величины AU на конденсаторе осущест-
вляется при 'помощи катодного вольтметра с большим
входным сопротивлением (Л. 5].
Замеры следует производить в диапазоне рабочей
части шкалы прибора от 20 до 100% ее длины.
Пределы измерений прибора можно изменять либо
путем изменения величины разрядного тока, либо изме-
нением цены деления шкалы вольтметра. В миллисекун-
домере типа ЭМС-54 используется последний способ.
Электронный миллисекундомер ЭМС-54 (рис. 1-13)
содержит конденсатор, нормально разряженный и заря-
жаемый в течение отрезка времени, подлежащего опре-
делению; электронное устройство — стабилизатор заряд-
Рис. 1-12. Принци-
пиальная схема
устройства стаби-
лизатора тока с
использованием
электронной
лампы.

^jcgc-m=^j

.7] ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ И АВТОМАТОВ 25
ного тока; ламповый вольтметр; выпрямители для пита-
ния цепей миллисекундомера; пусковой ключ для одно-
временного включения цепи заряда конденсатора и об-
мотки проверяемого реле; выходные зажимы, к кото-
I
{
02
01
0 220
V127
0110
-Из <~
V
3
ч
5 0-
6 0-
7 0-
8 0
9 0-
та
п
ь
ОР
-0 0J
+ -
Рис. 1-14. Схема включения электронного миллисекундомера типа
ЭМС-54 для определения времени срабатывания реле с замыкаю-
щим (а) и размыкающим \(б) контактами и времени возврата реле
с размыкающим (в) и замыкающим (г) контактами.
Я — перемычка; К — контакт; ОР — обмотка испытуемого реле.

26 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл 1
рым «подключаются -испытательные реле и их контакты.
На рис. 1-14 приведены схемы включения миллисекундо-
мера ЭМС-54 для измерения времени срабатывания и
возврата реле с замыкающими и размыкающими кон-
тактами.
Схемы различных типов электронных миллисекундо-
меров различны; разрабатываются такие устройства на
полупроводниках, поэтому при использовании прибора
для проведения лабораторной работы необходимо пред-
варительно ознакомиться с заводской инструкцией и
схемой включения.
в) Осциллографирование применяется для точной
фиксации времени протекания исследуемого про-
цесса и характера .изменения замеряемого электрическо-
го параметра во времени. Используются либо шлейфо-
вые зеркальные осциллографы, либо электронные. Кон-
струкции этих приборов рассматриваются в курсе элек-
трических измерений [Л. 34].
1-8. АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТОКА,
НАПРЯЖЕНИЯ И УГЛА МЕЖДУ НИМИ
Для регулировки величин тока, напряжения и угла
между ними применяются реостаты, потенциометры, ав-
тотрансформаторы, нагрузочные трансформаторы, фазо-
регуляторы «и электрические контуры R, С, L.
а) Реостаты и потенциометры для целей лаборатор-
ных испытаний выполняются из проволоки с большим
удельным сопротивлением, намотанной на керамическую
пустотелую трубу. Угольные или керамические сопро-
тивления в виде сосредоточенных секций применяются
редко.
Реостаты и потенциометры характеризуются величи-
ной сопротивления и величиной тока, прохождение ко-
торого допускается длительно. Схемы включения потен-
циометров показаны на рис. 1-15,а — е.
Следует обратить внимание на то, что при включении
потенциометра по схеме на рис. 1-15,в возможен полный
разрыв цепи с появлением дуги в момент достижения
ползунком крайнего левого положения, если не сделан
механический упор. Поэтому схема в общем случае
к применению не рекомендуется.

§ 1-8] АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ 27
Для предотвращения возможности перегорания
обмотки реостата, имеющего плавную регулировку
в процессе перемещения движка, последовательно с ре-
гулировочной частью тх (рис. 1-16)
должна включаться нерегулируе-
мая часть г2. Ее сопротивление
должно ограничить ток в цепи ве-
личиной
г L/сети
'яред—"
К нагрузке
Г2
(1-5)
Этот ток должен соответствовать
длительно допустимому по условию
термической сохранности как регу-
лируемого, так и нерегулируемого
реостатов.
Для получения большего числа
ступеней регулировки тока реоста-
ты выполняют секционированными
с возможностью различных комби-
наций переключений секций. Плав-
ная регулировка достигается вклю-
чением регулируемого сопротивле-
ния г\ и нерегулируемого г2 парал-
лельно ((рис. 1-17) или последова-
тельно (рис. 1-16) с магазином со-
противлений [Л. 2, 4].
При выборе 'сопротивления по-
тенциометра надо учитывать, что
через часть сопротивления am (рис.
1-18) проходит ток, равный:
Входное
напряжение
о)
или
Нагрузка
-ф-
<9
•-tebJU
или
Нагрузка
& (7)-
^ = Лв+ ^р,
(i-6)
в)
Рис. 1-15. Схема
включения потенцио-
метра (а) и нагрузоч-
ного сопротивления
(б и в); б — рекомен-
дуемая схема; в —
нерекомендуемая.
где /п — ток через потенциометр.
/р — ток через нагрузку.
Обычно сопротивление (потенцио-
метра выбирают примерно в 10 раз
меньше сопротивления нагрузки,так
чтобы /s ^ 1,1 Дг. В этом случае, если допустимое значе-
ние тока через обмотку потенциометра по условию ее
термической устойчивости равно, например, 2 а, сопро-

28 ОЫДПС УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [ Гл 1
тивление потенциометра, включаемого на напряжение
сети 220 в, должно быть
220
А И
1.1-2"
100 ом.
Практически сопротивление потенциометра выбирают
0,5—1 ом на каждый вольт напряжения .источника пи-
тания.
Рис. 1-16. Вариант схемы включения секций на-
грузочного реостата.
Г\ — сопротивление для плавной регулировки; г2— нере-
гулируемое сопротивление.
Потенциометры и реостаты при
ровки величин тока и напряжения
ного, так и .переменного тока.
меняются для регули-
в цепях как постоян-
^Ш
0-J
«i
ut
Рис. 1-17. Вариант схемы включения
секций нагрузочного реостата.
гх — сопротивление для плавной регули-
ровки; г2 — нерегулируемое сопротивление.
сети
Рис. 1-18. Распределение
токов, проходящих по
частям потенциометра и
нагрузки,
б) Автотрансформаторы применяются для регулиро-
вания величин переменного тока и напряжения
(рис. 1-19). Тип автотрансформатора должен быть вы-
бран так, чтобы обмотка допускала длительное прохож-

{.8] АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ 29
дение тока в испытуемой цепи. Значение последнего ука-
зывается в паспорте.
Применение автотрансформаторов при проверке
устройств защиты и противоаварийной автоматики обя-
зательно в тех случаях, когда требуется обеспечить
в измерительной цепи правильную синусоидальную фор-
му тока (предполагается, что такую форму имеет пер-
вичное напряжение); при применении в этих случаях
реостатов для регулирования вели-
чины тока, проходящего через об-
мотку испытуемого реле, искажает-
ся форма тока.
в) Нагрузочные трансформато-
ры применяются в случаях, когда Рис 1.19i регулИр0в-
НаДО ПОЛуЧИТЬ -В. ИСПЫТуеМОЙ цепи ка тока в цепи испы-
переменный ток значительной вели- туемого реле при по-
чины, например до сотан и кратко- мощи автотрансфор-
1лаа о ала матора.
Временно Даже I 000-3 000 a. R -добавочное нерегу-
ПитаНИе ПерВИЧНОЙ обмОТКИ иа- лируемое сопротивление
грузочного трансформатора произ-
водится от сети переменного тока 127—220 в. Вто-
ричная обмотка трансформатора вьшолняется в виде
ряда секций, концы которых присоединяются к зажи-
мам* коммутатора. Различным сочетанием вклю-
чения секций изменяют коэффициент трансформации и
осуществляют грубую регулировку тока в испытуемой
цепи. Плавная регулировка достигается либо тем, что
питание первичной обмотки нагрузочного трансформато-
ра производят через регулировочный автотрансформа-
тор, либо тем, что последовательно с первичной обмот-
кой нагрузочного трансформатора включается реостат,
имеющий плавную регулировку.
г) Фазорегуляторы. Конструктивно фазорегулятор
часто выполняется в виде асинхронного двигателя, об-
мотка статора которого подключена к сети 127—220 в,
а обмотка ротора — к испытуемой цепи. В качестве фа-
зорегулятора может быть также использован трансфор-
матор, вторичная обмотка которого изменяет свое поло-
жение в поле, создаваемом первичной обмоткой. Этим
осуществляется сдвиг вторичного напряжения по отно-
шению к первичному на требуемый угол ф. Фазорегуля-
торы выполняются трехфазными и однофазными.

30 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл. 1
На рис. 1-20 доказаны схемы и векторные диаграм-
мы коммутаторного фазорегулятора системы В. 3. Ни-
китского. Токовая обмотка испытуемого устройства (ре-
ле мощности), для которого требуется создать угловой
сдвиг между током и напряжением, включается через
\PY~l~
£
МП,"
м
в-
с ■
X
С)
Рис. 1-20. Коммутаторный фазорегулятор.
а и в — схемы включения на фазные и междуфазные
напряжения, б и г — векторные диаграммы.
реостат на ток, совпадающий по направлению с фазным
или междуфазным напряжением. Обмотка напряжения
испытуемого устройства через потенциометр включается
на то или иное фазное или междуфазное напряжение.
Различные сочетания токов и напряжений, подводимых
к обмоткам реле, позволяют получать различные усло-
вия сдвига между током /р и напряжением Uv.
д) Электрические контуры R, С, L позволяют регули-
ровать величину и фазу напряжения, снимаемого с ак-
тивного, индуктивного и емкостного сопротивлений.
Распространение имеют контуры /?, С и /?, L. При
испытаниях следует учитывать зависимость угла пово-

КОМПЛЕКТНЫЕ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА 31
рота напряжения, снимаемого с элементов контура по
отношению к входному напряжению, от частоты пере-
менного напряжения.
1-9. КОМПЛЕКТНЫЕ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ
УСТРОЙСТВА
Для облегчения работы по испытанию устройств ре-
лейной защиты и электроавтоматики в лабораторных
условиях применяют стационарные испытательные стеы-
Рис. 1-21. Испытательный стенд Рижского опытного завода Латв-
энерго.
ды, по испытанию на месте монтажа — переносные или
передвижные комплектные испытательные устройства;
часто последние коммутируются в чемоданах для облег-
чения транспортировки.
Лабораторный испытательный стенд Рижского опыт-
ного завода Латвэнерго (рис. 1-21) представляет собой

Л электрическому
секундомеру
-Л-
Л В
ио
метр
0 0
Выход
Рис. 1-22. Схема комплектного испытательного устройства ИЗТ-3
Мосэнерго.
1—6 — переключатели и рубильники; 1К — коммутатор для переключения вто-
ричных обмоток нагрузочного трансформатора; 2К—коммутирующий переклю-
чатель на шесть положений для подключения к испытуемой защите токов, со-
ответствующих одно- или двухфазному короткому замыканию любых фаз;
НТ — нагрузочный трансформатор; Т — промежуточный трансформатор; ЗК —
коммутационное поле для присоединения электрическою секундомера; г об —
добавочные сопротивления 1, 6 и 30 ом на токи 10, 5 и 1 а; Я — сопротивление
потенциометра для плавной регулировки тока на выходе нагрузочного транс-
форматора.

I13M1 PI ПИЛЬНАЯ АППАРАТУРА 33
с гол, в который вмонтированы измерительная аппарату-
ра, нагрузочные сопротивления, фазорегулятор и комму-
тационное поле.
Переключением ключей на коммутационном поле
можно выполнять различные схемы соединения измери-
тельных цепей.
Комплектные переносные испытательные устройства
изготовляются в энергосистемах в двух видах; один —
для испытания простых защит, другой — для испытания
сложных защит (например, направленных и дистанци-
онных).
Испытательные устройства для проверки простых за-
щит содержат нагрузочные и регулировочные сопротив-
ления, а также нагрузочный трансформатор. Схема од-
ного >из вариантов выполнения устройства, изготовляе-
мого ЦЛЭМ Мосэнерго, показана на рис. 1-22.
Испытательные устройства для проверки сложных
защит содержат дополнение в виде устройства для воз-
можности регулировки угла сдвига между током и на-
пряжением в цепях испытательных устройств.
1-10. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА И
ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
Цель работы. Ознакомление со специальной измери-
тельной аппаратурой, методами измерений токов, напря-
жений и углов между ними, испытательными комплект-
ными устройствами, (применяемыми в практике эксплу-
атации устройств релейной защиты и противоаварийной
автоматики.
Задание на работу. 1. Ознакомиться с испытательны-
ми учебными стендами, имеющимися в лаборатории.
Произвести на них установку тока от 0 до 20 а и на-
пряжения от 0 до 110 в. Привести в отчете принципиаль-
ную схему лабораторного стенда.
2. Ознакомиться с переносным комплектным испы-
тательным устройством для проверок простых и сложных
защит. Привести в отчете принципиальную схему испы-
тательного устройства. Произвести настройку устройства
для замера тока в пределах от 0 до 20 а ,и напряжения
от 0 до 110 в.
3—2727

.44 ОЫЦ1П УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНППШО ИСПЫТАНИЙ [Гл 1
3. На учебном лабораторном испытательном стенде
включить в цепь тока и напряжения реле направления
мощности. Меняя при помощи фазорегулятора угол q>
между током и напряжением, произвести замер его раз-
личными способами (методом ваттметра — рис. 1-3, ме-
тодом кругового фазометра — рис. 1-4, при помощи
вольтамперфазоиндикатора — рис. 1-7). Сравнить пока-
зания замеров.
4. Ознакомиться с имеющимися в лаборатории
устройствами для замера времени действия реле. Приве-
сти схемы и описания.
Указания к выполнению работ. 1. При составлении
описания и схем различной аппаратуры, применяемой
для проверки и регулировки устройств защиты и автома-
тики, пользоваться паспортными данными и описанием
конкретных устройств, имеющихся в лаборатории.
2. При включении реле направления мощности в опы-
те замера угла между током и напряжением установить
ток Баи напряжение 50 в. Угол ф> регулировать на три
значения: q>=60° (ток отстает от напряжения); ф = (Г и
Ф = —120° (ток опережает напряжение).
Контрольные вопросы
1. Различие между схемами включений сопротивления для из-
Mei ения тока и напряжения.
2. Методы определения углов между векторами тока и на-
пряжения «ли между векторами напряжений различных источ-
ников.
3. Области применения методов регулировки величин токов
реостатами и нагрузочными трансформаторами.
4. Области 'применения методов регулировки величин напря-
жений потенциометрами и автотрансформаторами.
5. Назначения и области применения испытательных лабора-
торных 'стендов и переносных комплектных испытательных уст-
ройств.
6. Конструкции и типы фазорегуляторов, применяемых при
испытании устройств релейной защиты.
1-11. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ЛАБОРАТОРНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ
УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ
Цель работы, а) Ознакомление с устройством лабо-
раторного стенда, выпускаемого серийно отечественной
промышленностью для релейных лабораторий энергети-

ЛАБОРАТОРНЫЙ IICI ШТАПЕЛЬНЫЙ СТГИД 35
чеоких систем и предназначенного для испытаний
устройств релейной защиты и автоматики; б) изучение
схемы выполнения основных цепей стенда и способов
регулирования различных электрических величин, тре-
бующихся для проверки разнообразных реле и аппара-
тов автоматики.
Краткое описание стенда [Л. 35]. Для облегчения
ИСпытаний измерительной аппаратуры и аппаратуры
устройств релейной защиты и автоматики выпускаются
специальные лабораторные испытательные стенды. Риж-
ский опытный завод Латвэнерго освоил серийное произ-
водство лабораторного релейного стенда типа СР. Стенд
предназначен для проверки, регулировки и настройки
вторичных реле различных типов, а также для проверки
комплектных устройств релейной защиты и автоматики.
Внешний вид стенда представлен на рис. 1-21. Питание
стенда осуществляется от трехфазной сети 220/127 в
(при мощности питающего трансформатора 50 ква) и от
сети постоянного тока 220 в (при мощности источника
6 кет), В зависимости от типа проверяемого реле и про-
граммы испытания должны быть использованы те или
иные цепи стенда. Цепи стенда содержат следующие
основные элементы:
а) переключающие устройства в виде пакетных вы-
ключателей или переключателей типов КФ, ПВ-2, ПП-3,
с тюмощью которых к выходным зажимам цепи может
быть подано питание от различных фаз, а также от сети
или фазорегулятора;
б) регулирующие устройства (потенциометры, нагру-
зочные реостаты, фазорегулятор), позволяющие плавно
изменять в нужном диапазоне величины напряжения,
тока и угла между током и напряжением;
в) контрольные измерительные приборы — ампермет-
ры -и вольтметры;
г) выходные зажимы для подключения к ним обмо-
ток проверяемых реле, секундомера, вспомогательных
аппаратов и различных лабораторных измерительных
приборов.
Предусмотренная в схеме стенда аппаратура позво-
ляет создавать различные режимы по току и напряже-
нию, а также по взаимному расположению векторов то-
ков и напряжений, что необходимо при проверке слож-
3"

36 ОБЩИ!- УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПСПЫ1АНПЙ [Гл. 1
ных реле и настройке защиты. Имеется возможность
имитировать аварийные режимы путем скачкообразного
изменения напряжения (в сторону уменьшения) и тока
(в сторону увеличения).
Контрольные приборы, предусмотренные в различных
цепях, и вся коммутационная аппаратура смонтированы
на средней части вертикальной панели стенда. Около
каждого аппарата имеется табличка с надписью, пояс-
няющей его назначение. Дополнительные обозначения
указывают режим в цепи, соответствующий данному по-
ложению переключателя.
Предусмотрены сигнальные лампы, фиксирующие на-
личие напряжения на стенде и срабатывание проверяе-
мых реле. Каждый выходной зажим снабжен со-
ответствующим обозначением. Рукоятки регулирующих
устройств (потенциометров и нагрузочных реостатов)
помещены на вертикальной лицевой части стенда. Про-
веряемые реле закрепляются на специальной стойке,
установленной на столе.
Упрощенная принципиальная схема стенда приведе-
на на рис. 1-23.
Особенности выполнения некоторых основных цепей
стенда:
1. Цепь напряжения переменного тока № 1 с диапа-
зоном регулирования 0—220 в (рис. 1-23,а).
В цепи предусмотрена возможность плавного изме-
нения напряжения потенциометром № 1, выполненным
из трех взаимно связанных реостатов, а также измене-
ния напряжения скачкообразно от предаварийной вели-
чины (порядка !00 в) до желаемой послеаварийной (по-
слеаварииныи режим при скачкообразном изменении
напряжения допускается кратковременно — не более
0,5 мин).
На выходные зажимы может быть подано любое фаз-
ное и междуфазное напряжение как от сети, так и от
фазорегулятора. Данная цепь используется при про-
верке и настройке реле сопротивления, мощности
и т. п.
2. Цепь напряжения переменного тока № 2
(рис. 1-23,а). Цепь предусматривает плавную регулиров-
ку напряжения с помощью потенциометра № 2 от 0 до
220 в. На выходные зажимы подается междуфазное на-

ЛАБОРАТОРНЫЙ ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СГЕИД 37
пряжение UAb- Эта цепь может быть использована при
проверке реле напряжения, сигнальных и промежуточ-
ных реле переменного тока.
3. Цепь напряжения постоянного тока (рис. 1-23,6).
Для регулирования напряжения в пределах 0—220 в
предусмотрен потенциометр № 3. К выходным зажимам
цепи подключаются параллельные обмотки сигнальных
и промежуточных реле постоянного тока, а также поля-
ризованных, кодовых и других реле.
4. Цепь переменного тока № 1 (рис. 1-23,а). В цепи
установлен нагрузочный реостат № 1, позволяющий
плавно изменять ток от 1 до 50 а. Питание на выходные
зажимы может быть подано от сети (с любых двух фаз)
и фазорегулятора.
Предусмотрена возможность имитации предаварий-
ного нагрузочного режима. Цепь используется при про-
верке токовых, промежуточных и сигнальных реле с по-
следовательным включением обмоток.
5. Трехфазная цепь фазопотенциалрегулятора. Диа-
пазон изменений угла от 0 до ±190°. Диапазон измене-
ний напряжения 0—420 в. Фазопотенциалрегулятор
имеет дистанционное этектрическое управление со
стенда.
6. Цепь измерения времени действия испытуемых ре-
ле. Питание к электросекундомеру, подключаемому к со-
ответствующим зажимам, может быть подано от сети
220 в, от входа цепи напряжения № 2 либо от цепи рео-
стата № 2.
7. Цепь пускового контактора. Управление главны-
ми цепями тока осуществляется пусковым контактором
стенда. Кроме того, с помощью контактора скачкообраз-
но изменяется напряжение на выходе потенциомет-
ра № 1.
Задание на работу. 1. Ознакомиться с внешним ви-
дом стенда и изучить его принципиальную схему.
2. Пользуясь схемой стенда, детально разобраться
с особенностью выполнения цепи напряжения перемен-
ного тока № 1. Найти на вертикальной панели стенда
все коммутационные аппараты (№ 110, 111, 112, 113),
измерительные приборы и выходные зажимы (№ 1—9),
относящиеся к рассматриваемой цепи. Обе рукоятки

BErf~?.7C ''"0
„ , Выключателе
Переппючапель мапря I
\ жену я сети nj 8ых г ,
потенциометр^^ _,
гррр«:пючатрлю I
илегтро 1
сегупдоуера
Поте"...п
ILL
>~Дита» i
4. раб ре ,
*иеФр/>пР ^—l
' \тельФР/ПР\ро?>™\ \_£^Jlb фр
О
Зажимы
потемц иометро
-0-2206
Переключатель Sxodti I
реостата /f* I 0
^С£_тр_Ф.Я_
И'переключателю (-—|-
улектрическмо \-~-\
генундомерл
Гч! метраж
Г Перенлючапепь\
\эл секундочесг^
Зажимь' цепи
-то^а /fff
1,50а

Ввод -2706
J_L
ГлсЬпыи
Ььтлючапель
-2206
Промежул>о-л1ое\
реле управления
злептросепумдо
*iepa I
0 0 0 0
55 96 97 98
Зажимы цепей
замыкающих
контактов
промежуто чного
реле
Выключатель
потенциометра
№3
т
Потенцио-
метр Мс 3
Р
Г~1
:! з:
пс^енциомрт^и
tft'i Q-Z2C6
1)
Выключатель
цепи
тока
Реостат
М"3 г 20а
3>
Ф
й«
Jujnuribi цепи
постояпмоео
топа
i-ZQ и
Рис. 1-23 Упрощенная принципиальная схема со-
единений испытательного стенда Рижского опыт-
ного завода Латвэнерго.
а — цепи переменного тока; б — цепи постоянного тока.

40 ОБЩИН УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛПГПИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл 1
грубой (большая) и плавной (малая) регулировки по-
тенциометра № 1 установить в положение «Минимум».
3. К любым двум выходным зажимам данной цепи
(например, зажимам А и В, как указано на рис. 1-24,а)
подключить вольтметр с пределом измерений не ниже
250 е.
4. Для подготовки схемы установить переключатели
цепей в положение, указанное на том же рисунке. В слу-
чае необходимости плавного изменения напряжения на
выходных зажимах Л и В между выводами 4 и 5 в соот-
ветствии со схемой на рис. 1-24,6 должна быть преду-
смотрена накладка.
5. Включить главный выключатель стенда (№ 130);
наличие напряжения фиксируется сигнальной лампой
№ 1, расположенной над выключателем.
6. Поворачивая рукоятки потенциометра № 1 вправо,
проверить возможный диапазон регулирования напря-
жения.
7. Подготовить схему для имитации повреждения
в сети (сброс напряжения), для чего: а) установить с по-
мощью потенциометра напряжение на выходных зажи-
мах, соответствующее аварийному режиму (принять его
40—50 в); б) отключить главный выключатель (№ 130);
в) установить накладки в положение, указанное на
рис. 1-24,в; при этом на выход будет подано напряжение
U'ab, соответствующее предаварийному режиму.
8. Включить главный выключатель и зафиксировать
величину напряжения предаварийного режима.
9. Кратковременно (не более чем на 0,5 мин) зам-
кнуть выключатель главного контактора стенда (№ 138);
зафиксировать показания вольтметра. Из схемы на
рис. 1-24,в видно, что при замыкании контактов главного
контактора часть потенциометра оказывается закоро-
ченной и на выходные зажимы будет подаваться пони-
женное напряжение, соответствующее «аварийному ре-
жиму».
Указания к выполнению работы. 1. Перед выполне-
нием работы необходимо ознакомиться с описанием
испытательного стенда, составленного по данным завода-
изготовителя применительно к имеющемуся в лаборато-
рии (заводом изготовляются различные варианты стен-
дов, имеющие некоторые различия).

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПСПЫТАТСЛЫ1ЫН СТТНД 41
У
ШЬ
2506 АВ Сеть ЙВ
/_
\_
/
ы
0
Глабный Выключатель
0/Т7ЛЛ
Внл
110
111
112
113
Переменное напряжение
потенциометра К? 1
о о о аю
12 3"
\у w. w ^-^
и ш
а)
Потенциометр Jf>/
\*-идвЛ.
/О' 2 0 J О У
;Ч.
fe
X»
Ш Ш
б)
h-wie
£
^'s
Ч)б
7<7.?П ПУ ф^
Главный
контактор
138
0 QD /J£ Л ГлаВный
j контактор
-2206
б)
Рис. 1-24. Схема расположения коммутацион-
ной аппаратуры на испытательном стенде Риж-
ского опытного завода Латвэнерго при прове-
дении лабораторной работы 1-11.

42 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ [Гл. 1
2. По усмотрению преподавателя учащимся может
быть предложено детальное знакомство и с другими це-
пями стенда (цепь переменного тока № 1, трехфазная
цепь, цепи фазопотенциалрегулятора и пр.).
3. Перед включением стенда под напряжение испы-
тательная схема должна быть начерчена на бумаге,
проверена преподавателем и сверена с натурной сборкой.
4. При пользовании фазорегулятором установка его
в нужное положение может производиться путем враще-
ния ротора вручную или при помощи электрического
привода.
5. В отчете по работе следует привести краткое опи-
сание стенда и его упрощенную принципиальную схему.
Контрольные вопросы
1. Назначение лабораторных испытательных стендов.
2. Особенности выполнения изучаемого стенда. Сравнить его
выполнение с выполнением испытательных стендов, применяемых
при проверках электроизмерительных 'Приборов.
3. Как произвести на изучаемом испытательном стенде ими-
тацию трехфазного короткого замыкания с заданным удалением,
двухфазного короткого замыкания и однофазного короткого замы-
кания?
4. Для чего в изучаемом стенде предусх\штрена возможность
плавного и резкого изменений электрических величин, подводимых
к реле?

Глава вторая
ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКОЙ
ИСПРАВНОСТИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ИСПЫТАНИЯ РЕЛЕ
2-1. ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ИСПРАВНОСТИ
Реле и устройства автоматики, выпущенные с завода,
должны быть исправными и не требовать специальной
механической регулировки отдельных элементов после
транспортировки, а также при работе в эксплуатацион-
ных условиях, оговоренных ГОСТ или специальными
техническими требованиями (например, в условиях по-
вышенной вибрации, влажности, колебаний температу-
ры окружающего воздуха и т. п.). Однако в силу того
что на заводе проводится только выборочная проверка
выпускаемых изделий, и, учитывая возможность механи-
ческих повреждений при транспортировке и монтаже,
перед включением устройств защиты и автоматики
в эксплуатацию необходимо убедиться в их механиче-
ской исправности.
Механическая исправность выявляется отсутствием
видимых дефектов лри тщательном осмотре и соответст-
вием электрических параметров паспортным данным.
Внешний осмотр производится с использованием уве-
личительного стекла (лупы) с пяти-шестикратным уве-
личением. Внимание должно быть обращено на состоя-
ние монтажа и выявление и устранение коррозии, пыли-
нок, заусениц, соринок (особенно вблизи контактов и
около подпятников). Следует проверить плавность хода
подвижных частей, их балансировку и регулировку под-
пятников (продольный осевой люфт должен быть не бо-
лее 0,2—0,3 мм). Необходимо убедиться в отсутствии
заедания и правильности движения контактов при раз-
личных положениях рычага, регулирующего натяжение
установочной пружины (если она имеется). При наличии
спиральных пружин должно быть проверено отсутствие

44 ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ [Гл 2
касания между витками пруж.ины при любом угле за-
тяжки в пределах шкалы. Давление контактов, прове-
ряемое граммометром (рис. 2-1), должно соответство-
вать паспортным данным. При периодических проверках
особое внимание должно быть обращено на чистоту кон-
тактов— отсутствие -подгаров и деформаций [Л. 3, 4, 6].
Тщательность пайки и отсутствие изломов соедини-
тельных проводов проверяются путем аккуратного и лег-
кого колебания проводника пинцетом.
Должно быть обращено внимание
на состояние механического крепления
и, в частности, на затяжку гаечных
болтовых и винтовых соединений и на
наличие контргаек или удерживающей
смазки для предохранения от вывин-
чивания при вибрации. Необходимо
проверить тщательность подгонки и
крепления кожуха. При надетом ко-
жухе не должно происходить касания
его с подвижными частями и магнито-
Рис. 2-1. Граммо проводом. Электрические параметры
метР- должны проверяться при надетом и
закрепленном кожухе.
Несоответствие некоторых электрических параметров
реле или устройства автоматики паспортным косвенно
указывает на механическую неисправность оборудова-
ния. Например, при неправильной регулировке контак-
тов вероятны их застревание, вибрация или искрение;
на затирание осей указывает заниженный коэффициент
возврата; неправильно отрегулированная пружина элек-
тромагнитных реле не обеспечивает соответствия пара-
метра срабатывания шкале уставок; плохая пайка или
затяжка контактов может быть выявлена после включе-
ния цепи под напряжение; наличие самохода индукци-
онных реле указывает на неправильную центровку вра-
щающейся части реле в поле неподвижной магнитной
системы; несоответствие времени действия устройства
данным технических условий вероятно при неисправно-
сти механизма создания выдержки времени.
Если в процессе контрольного осмотра или при опре-
делении основных электрических параметров выявлена
неисправность и ее устранение требует переборки дета-

flPOBLPKA МГХЛНИЧЕСКОЙ ИСПРАВНОСТИ 45
if X
IS
ft
II \
4 ii
;-д -•*>
1 ?
и
I**
ГЛ
m
n
t\
ii
I1
Рис. 2-2. Набор инструмента для регулировки реле изготовления
Ленэнерго.

ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ [Гл 2
лей, следует неисправный аппарат заменить новым. Не-
обходимая переборка производится в лабораторных
условиях или неисправная аппаратура с рекламацией
возвращается заводу-изготовителю для замены.
В эксплуатационных усло-
^ виях допускается произ-
водить устранение выяв-
ленного механического
дефекта на месте только
путем относительно не-
сложной регулировки с
использованием специаль-
ного инструмента.
На рис. 2-2 показан
набор инструментов Для
регулировки реле.
Назначение инстру-
ментов, показанных на
рис. 2-2, не требует пояс-
нений. Для зачистки и
полировки контактов при-
меняют напильники с
Рис. 2-3. Приспособление для про- мелкой насечкой или без
верки изгиба осей. нее (воронила),.
Устранение изгиба оси
производится на приспособлении, фотография которого
показана на рис. 2-3. При наличии изгиба оси ее прово-
рот в «центрах» вызовет колебание стрелки пружинного
прибора. Эта стрелка связана с «пальцем», прижимаю-
щимся пружиной к поверхности исследуемой оси.
2-2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
Целью испытаний является выявление основных па-
раметров, определяющих качество аппаратуры и соот-
ветствие ее техническим условиям и Государственным
стандартам.
а) Параметры срабатывания, возврата и коэффи-
циент возврата являются основными характеристиками,
определяющими возможность использования аппарату-
ры и указывающими ее исправность. Проверка прово-
дится при плавном и толчкообразном изменениях регу-

§2-2]
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
47
лируемой величины. Если величины оказываются разны-
ми, а аппаратура исправна, должны учитываться зна-
чения, соответствующие функциональному назначению
устройств. Например, для токового реле устройства за-
щиты от коротких замыканий ток срабатывания и ток
возврата должны быть определены при толчкообразном
изменении, а для токового реле устройства сигнализации
перегрузки или устройства, включающего резервный
трансформатор при перегрузке основного, — как при
плавном, так и при толчкообразном изменениях.
Испытания должны проводиться с включением кон-
тактов испытуемого реле на нагрузку, соответствующую
фактической, например в виде промежуточного реле или
реле времени. Контрольный опыт повторяется 5—10 раз,
вычисляется среднеарифметическое значение и опреде-
ляются предельные значения разбросов.
Среднеарифметическое значение измерений опреде-
ляется из выражения
<*1 +«2+аЗ+ •••+«». /О 14
аС1> = , (2-1)
где а — измеряемая величина.
Величина и знак разброса подсчитываются так:
Ааг =аср — а1 \ ,g.2)
Да2=аср4—а2.|
При наличии на включаемом устройстве установоч-
ной шкалы, по которой персонал может менять уставку,
проверке подлежат все значения шкалы. Если произво-
дится регулировка на заданную уставку в процессе экс-
плуатации, проверяются параметры только для этой
уставки.
Определяется влияние на изменение параметров сра-
батывания величины остаточного намагничивания. Для
этой цели, например для токового реле, после первона-
чального замера тока срабатывания подаются плавно
токи до 5—10 /ср (но не более 100 а) и толчком снима-
ются до нуля. Опыт проводится 5 раз для одной и той
же кратности тока в реле, после чего определяются по-
вторно токи срабатывания и возврата. На основании за-

48
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл 2
меров выявляется величина разброса, вызванная оста-
точным намагничиванием.
Форма кривой тока, проходящего по испытуемой це-
пи во время лабораторных проверок, должна быть сину-
соидальной, т. е. такой, какой она будет в реальных
условиях эксплуатации. Для этого в схемах проверки ре-
ле с использованием автотрансформатора или нагрузоч-
ного трансформатора последовательно с обмоткой реле
включают дополнительное сопротивление /?д так, чтобы
^L>5-5-10,
где ^?Сум, #сум — суммарные активное и реактивное со-
противления испытуемой цепи (нагрузочного трансфор-
матора или автотрансформатора, добавочного сопротив-
ления и обмотки реле).
Форма кривой тока (напряжения) может быть про-
верена путем осциллографирования тока или по пока-
заниям осциллоскопа, или прибором — анализатором
гармоник.
Анализатор гармоник представляет собой электрон-
ный вольтметр, измеряющий падение напряжения на со-
противлении /?д в испытуемой цепи, подключенный че-
рез фильтры, пропускающие ток основной, второй, тре-
тьей и других гармоник. Отношение величины показания
вольтметра при включении его через фильтр п-и гармо-
ники, к показанию при включении через фильтр основ-
ной гармоники определит содержание тока п-й гармони-
ки в контролируемом токе (напряжении).
Искажение формы кривой тока в испытуемой цепи
при первичном синусоидальном токе может произойти из-
за насыщения сердечника испытуемого реле (например,
у реле ИТ-80, БНТ) и магнитопровода нагрузочного
трансформатора.
б) Сопротивления обмоток реле и потребляемая мощ-
ность. Сопротивление цепей реле постоянному току
(активное сопротивление) замеряется при помощи изме-
рительного моста.
Полное сопротивление цепей реле переменному току
замеряется путем фиксации показаний амперметра и
вольтметра при изменении величины тока (см. рис. 1-1)
или напряжения (рис. 1-2).

§ 2-2]
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
49
Наличие короткозамкнутых витков обмотки электро-
магнита характеризуется резким уменьшением сопротив-
ления многовитковой обмотки переменному току. Схема
устройства для проверки отсутствия короткозамкнутых
витков в катушке доказана на рис. 2-4 [Л. 7]. На магни-
топровод насажена катушка возбуждения /, по которой
проходит переменный ток. Испытуемая катушка 2 наде-
вается на второй сердечник магнитопровода. Если ка-
тушка 2 не имеет короткоза-
мкнутых витков, величина то-
ка, проходящего по обмотке
катушки У, замеренная ампер-
метром, не будет изменяться
от того, что на магнитопроводе
находится или снята с него ка-
тушка 2.
При наличии в катушке 2
короткозамкнутых витков, если
эта катушка будет насажена
на магнитопровод, величина
тока в катушке 1 возрастет
(система соответствует двух-
обмоточному трансформатору
с замкнутой вторичной обмот-
кой) .
Потребляемая мощность {ва) измеряется для нор-
мальных (номинальных) значений тока (напряжения) и
для значений, соответствующих срабатыванию устрой-
ства при коротких замыканиях в защищаемой сети (если
в таких условиях предусматривается работа испытуемого
устройства). Схемы для измерений тока и напряжения
показаны на рис. 1-1 и 1-2; величина потребляемой мощ-
ности S = IUy ва.
в) Проверка надежности действия при многократных
срабатываниях. Проверка производится в полной схеме
путем подачи в воспринимающую систему толчком тока
или напряжения (или того и другого), соответствующих
рабочим уставкам. Фиксируются безотказность работы и
стабильность уставок при повторении опыта 10—20 раз.
г) Определение времени действия. Время действия
определяется при помощи электрического секундомера,
электронного миллисскундоме.ра или для быстродейст-
4—2727
Рис. 2-4. Проверка отсут-
ствия короткозамкнутых
витков в обмотке реле.
/ — катушка возбуждения; 2 —
испытуемая катушка.

50
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
вующих реле осциллографированием. Строится характе-
ристика
/ = /(?^\ (2-3)
^ //уст J
где ЯфакТ — фактическое значение параметра при опыте
(тока, напряжения, мощности и т. д.);
Яуст— уставка срабатывания.
д) Проверяется отсутствие вибрации контактной си-
стемы при значениях Яфант, близких к Яуст, и при зна-
чениях Яфакт = (10-г- 15)Яуст.
Проверка отсутствия вибрации контролируется не-
оновой лампой, включенной в цепь контактов испытуе-
мого реле по схеме на рис. 2-5.
2 У\ /^N ,—, D Вибрацию контактов можно чет-
\£/ ко обнаружить при осциллогра-
Рис. 2-5. Включение фировании тока в цепи, управляе-
в цепь контролируемого мой контактами,
контакта неоновой лам- е) Выяснение влияния окру-
пы- жающей температуры. Как пра-
вило, электрические характери-
стики в лаборатории снимаются при нормальных темпе-
ратурах и в атмосфере с нормальной влажностью.
В ряде случаев аппаратура эксплуатируется в загряз-
ненной атмосфере, при повышенной влажности или в диа-
пазоне температур ±50° С. Для таких условий прове-
ряется стабильность основных характеристик при поме-
щении реле в термостат или в специальную камеру, где
созданы соответствующие температурные и прочие
атмосферные условия. Проверка производится после
того, как испытуемое реле подвергалось длительно воз-
действию окружающей атмосферы (не менее 10 суток—
240 ч).
При выполнении учебных лабораторных работ жела-
тельно, чтобы учащийся ознакомился с конструкцией тер-
мостата и собрал испытательную схему, позволяющую
проводить порученное наблюдение за действием реле и
показаниями измерительных приборов.
ж) Вибростойкость. Проверка па вибростойкость про-
изводится путем установки испытуемой аппаратуры на

^ 2-2J ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ 51
вибростенд и включением последнего на заданную ча-
стоту колебаний с заданным ускорением. Должно быть
проверено отсутствие самопроизвольного замыкания кон-
тактов испытуемого аппарата (реле) в течение заданно-
го времени нахождения его на вибростенде. По истече-
нии испытательного времени производится осмотр реле,
фиксируется наличие или отсутствие механических по-
вреждений и снимаются повторно основные электриче-
ские характеристики (параметры срабатывания, возвра-
та и времени действия). Если эти характеристики оста-
лись .прежними и реле механически исправно, считается,
что испытание на вибростойкость выдержано.
Упрощенно вибростойкость реле проверяется путем
постукивания по кожуху реле и ударами с различной ча-
стотой по панели или столу, где реле установлено. Если
при этом не наблюдается самопроизвольных замыка,ний
контактов, реле признается виброустойчивым.
з) Отсутствие самохода. Так называемый «самоход»
может наблюдаться у реле, воспринимающая система ко-
торых должна реагировать на взаимодействие двух из-
меряемых величин (ток и напряжение у реле мощности)
в условиях, когда к цепям обмоток реле подается только
одна из этих величин.
Причиной самохода является несимметричное распо-
ложение подвижного элемента (барабанчика, диска) по
отношению к полю, создаваемому одной из магнитных
систем, обмотка которой питается током (самоход по то-
ку) или напряжением (самоход по напряжению).
Возникающие в подвижной системе круговые токи не-
симметричны по отношению к оси вращения и, взаимо-
действуя с потоками, создают вращающий момент.
Устранить самоход можно путем поворота подвижной си-
стемы (сердечника, имеющего срез) на некоторый угол
или изменением полей рассеяния от обмоток ярма путем
сдвига их по продольной оси магнитопровода на 1—
2 мм. В отдельных редких случаях для устранения само-
хода надеваются короткозамкнутые витки или включа-
ется компенсационная обмотка.
и) Термическая устойчивость. Термическая устойчи-
вость обмоток реле определяется при плотно закрытом
кожухе. Предельные значения тока и напряжения, при
которых нагрев обмоток становится предельно допусти-
4*

52
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
(Гл 2
мым, определяются из выражений:
'гкред —Ч у ^ >
где I\(U\) —ток (напряжение), при котором проводится
опыт для определения установившегося зна-
чения перегрева обмотки 6Х;
бщред—'предельно допустимый перегрев обмотки
для данного класса изоляции.
Установившееся значение перегрева Ь1 определяется
или при помощи термопары (рис. 2-6), или путем заме-
ра изменения сопротивления обмотки измерительным
мостом немедленно после
отключения обмотки от
цепи питания. На .рис. 2-7
приведена схема для за-
мера изменения сопротив-
ления обмотки реле (на-
пряжения; схема для за-
мера изменения сопротив-
ления обмотки реле тока
такая же, за исключени-
ем левой части, которая
в отношении включения
приборов и регулировоч-
ного сопротивления долж-
тока на соответствовать на
рис. 2-6,6.
Установившееся значение перегрева Ьх определяется
из соотношения:
/?*=#o(l+u0i), (2-4)
где /?о — сопротивление при начальном значении окру-
жающей температуры t0 °C;
Rt — сопротивление при температуре t = to+Q1°C;
а — температурный коэффициент;
для меди
Рис. 2-6. Измерение перегрева.
а — обмотки напряжения; б — обмотки
а =.
234,5 + /0оС'

§ 2-^J
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
53
при fo=15°C а = 0,004.
Таким образом,
или
Rt-Ro AR ft
т. е.
Из опыта (рис. 2-7) определяются /?0 и Д|/?, при изве-
стном значении а высчитывается установившееся значе-
ние перегрева 6Х.
Рис. 2-7. Определение установившегося значения перегрева обмотки
напряжения.
к) Сопротивление изоляции. Сопротивлении изоляции
замеряется между изолированными друг от друга обмот-
ками и между обмоткой и корпусом. Схема подключе-
ния мегомметра и включения цепей реле поясняются
рис. 2-8.
Применяется мегомметр постоянного тока напряже-
нием 1 000—2 500 в. Сопротивление изоляции удовлетво-
рительно, если оно равно или более 5 Мом. Проверка
изоляции также проводится от постороннего стационар-
ного источника переменного напряжения 1 000 в.
Если в контролируемой цепи имеются конденсаторы,
то испытательное напряжение не должно превышать
Допустимого напряжения для конденсатора по каталогу
или паспорту. При наличии полупроводниковых элемен-

54 ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ [\ л 2
тов напряжение на них не должно превышать допускае-
мого обратного напряжения.
Внешний вид одного из типов мегомметров М-1101
приведен на рис. 2-9. Прибор действует следующим
образом [Л. 3]: магнитоэлектрический генератор вращают
рукояткой, развивая задан-
ное напряжение холостого
хода при скорости вращения
120 об/мин. Центробежный
регулятор скорости поддер-
живает эту скорость неиз-
менной. Якорь магнитоэлек-
трической машины, враща-
ясь в поле постоянных маг-
нитов, обусловливает про-
хождение тока по обмотке
якоря. При помощи коллек-
тора, находящегося на валу,
переменный ток выпрямляет-
ся (образуется пульсирую-
щий ток. Испытуемая цепь
присоединяется к зажимам +Л (линия) и —3 (земля).
Третий зажим — Э (экран) соединен непосредственно
с выводом генератора и подключается только при заме-
рах изоляции жил кабеля к броне кабеля, чем
Рис. 2-8. Измерение сопротив-
ления изоляции реле.
а — обмоток относительно друг дру-
га; б — обмоток и контактов отно-
сительно корпуса; 1 — мегомметр;
2 — испытуемое реле.
Рис. 2-9. Мегомметр.
исключается влияние поверхностных токов утечки
на показания прибора. Во время испытания изоляции
реле зажим «Экран» остается неподключенным. Изме-
рительным прибором является двухрамочный магнито-

§ 2-3] ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ 55
электрический прибор (логометр). Он цепью одной
рамки присоединяется к зажимам генератора, а цепью
другой рамки через переключатель включается после-
довательно с измеряемым сопротивлением. Угол пово-
рота стрелки логометра а зависит от отношения величин
токов 1\ и U, проходящих по рамкам: a = f(I\/l2). При
данной схеме включения измерительного механизма
отношение токов зависит только от величины гх, т. е.
угол отклонения а зависит от величины измеряемого
сопротивления. Пределы измерений регулируются при
помощи изменения величин добавочных сопротивлений,
встроенных в кожух прибора, и переключением секций
катушек. Рукоятки для изменения пределов выведены
наружу.
2-3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ИСПРАВНОСТИ
РЕЛЕ
Цель работы. Обучение методам выявления у реле ме-
ханических неисправностей и способам их устранения.
Знакомство с инструментом, применяемым для механи-
ческой регулировки реле.
Задание на работу. Проверить механическую исправ-
ность двух образцов реле. Одно из реле механически
исправно, другое механически неисправно. Какое из ре-
ле исправно, заранее неизвестно. Образцы реле ти-
пов РТ, РБМ и ЭВ выдаются преподавателем.
Указания по проведению работы. Рекомендуется сле-
дующий порядок выполнения работы:
а) производятся тщательный внешний осмотр и опро-
бование от руки взаимодействия деталей;
б) составляется ведомость замеченных дефектов для
каждого из реле;
в) замеченные дефекты устраняются путем регули-
ровки или замены неисправного элемента; об устране-
нии дефекта делается отметка в ведомости;
г) выполняются повторный осмотр и опробование от
руки взаимодействия деталей;
д) снимаются основные электрические характеристи-
ки реле, позволяющие судить о его исправности (коэф-

56
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
фициент возврата, потребляемая мощность, отсутствие
вибрации контактов и т. п.).
По ходу работы подлежат выяснению:
а) коэффициент возврата при плавном и толчкооб-
разном изменениях параметра срабатывания;
б) отсутствие вибрации контактов;
в) потребляемая мощность при номинальных значе-
ниях параметра, на который (реагирует воспринимающая
система реле;
г) отсутствие короткозамкнутых витков в случае за-
мены обмотки;
д) усилие на контакты при срабатывании;
е) величины сопротивления изоляции обмоток и кон-
тактов по отношению к земле (к корпусу или магнито-
проводу); при наличии нескольких обмоток измеряется
также сопротивление изоляции одной обмотки по отно-
шению к другой;
ж) время срабатывания.
В случае переборки механизма его детали должны
быть очищены от пыли и щррозии. Сборка производит-
ся в обратной последовательности по сравнению с раз-
боркой, поэтому при разборке последовательность каж-
дой операции должна фиксироваться в рабочей тетради.
Указания по механической переборке отдельных ти-
пов реле даются в специальных инструкциях для реле
серий РТ-40, ЭТ-520, ИТ-80 и ЭВ-120 и указаны в при-
ложении.
В итоге (работы дается заключение о возможности
использования реле в эксплуатации.
Контрольные вопросы
1. Особенность выполнения контактной системы реле ЭТ-500
и РТ-40.
2. Причины возникновения вибрации контактов реле и спосо-
бы ее устранения.
3. Зависит ли коэффициент возврата реле от момента воз-
вратной пружины?
4. Почему касание витков спиральной пружины друг к другу
считается дефектом регулировки и должно быть устранено?
5. На какие электрические и механические параметры релз
влияют окружающая температура и состояние внешней среды?
6. Почему контрольные испытания реле должны производить-
ся с надетым на реле кожухом?

ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ 57
7. В чем преимущества и недостатки реле, контактная система
которых заключена в герметизированный корпус, наполненный
инертным газом (аргоном) и .недоступна для регулировки, по
сравнению с реле, имеющими открытые, доступные для регулиров-
ки контакты?
8. Назначение специализированного инструмента для регу-
лировки реле. Его основные наименования.
9. Принцип действия мегомметра.
10. Назначение проверки реле на вибростойкость. Методы про-
варки.
ПРИЛОЖЕНИЕ к § 2-3
КРАТКИЕ УКАЗАНИЯ ПО МЕХАНИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКЕ
РЕЛЕ ТОКА СЕРИЙ РТ-40, ЭТ-520, ИТ-80
И РЕЛЕ ВРЕМЕНИ ЭВ-120
Реле тока серии РТ-40 [Л. 15]
Составными частями реле максимального тока типа РТ-40 яв-
ляются (рис. 2-10,а): пластмассовый цоколь /; магнитол ров од 5 —
П-образный шихтованный сердечник, выполненный из .пластин
электротехнической стали; поворотный якорь 6; две катушки 4,
расположенные на полюсах магнитопровода (обмотки катушек
могут быть соединены перемычками параллельно или последователь-
но); контактная система 7 и //, состоящая из размыкающей и за-
мыкающей пар контактов, связанных механически с якорем 6; упор 2,
ограничивающий ход якоря 6; спиральная пружина 9, создающая
противодействующий 'момент (один конец пружины связан с яко-
рем 6, другой — с рычагом 10; положение рычага 10 определяет
степень закручивания пружины, чем регулируется величина тока
срабатывания); шкала 8, на которой нанесены деления, соответ-
ствующие последовательному соединению катушек 4 (при парал-
лельном соединении катушек величина токов срабатывания удваи-
вается).
Кожух реле 3 пластмассовый из прозрачного материала.
Для правильной регулировки реле требуется 'выполнение ука-
занных ниже условий:
а) Люфт по оси 'подвижной системы должен быть в преде-
лах 0,2—0,3 мм; поворот якоря в цапфах должен происходить без
трения.
б) Зазор между полюсами магнита и поверхностью якоря при
втянутом якоре должен быть одинаковым и равным примерно
0,6 мм.
в) Подвижные контактные мостики должны свободно 'повора-
чиваться на оси без заметного трения. Зазор между подвижными
и неподвижными контактами в разомкнутом состоянии должен
быть 2—2,5 мм. При замыкании контактный мостик должен ка-
саться неподвижных контактов немного дальше их внешнего края
и скользить вдоль средней линии. При повороте якоря в крайнее
положение контактный мостик во избежание заскакивания не
Должен доходить до края пластинок неподвижных контактов.

Рис. 2-10.
а — реле тока серии РТ-40: / — цоколь; 2 — упор; 3 — кожух; 4 — катушки; 5—
П-образный электромагнит; 6 — якорь; 7 — подвижные контакты; 8 — шкала;
9 — спиральная пружина; 10 — указатель; // — неподвижные контакты; б — ре-
ле тока серии ЭТ-520 / — электромагнит; 2 — катушки; 3 — подвижной якорь;
4 — спиральная пружина; 5 и 6 — подвижные и неподвижные контакты; 7 — ре-
гулятор уставки; 8 — шкала; 9 — упоры.

§ 2-3] ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ 59
г) Прогиб замыкающих контактов на первой уставке при втя-
нутом якоре и провал размыкающих контактов при отпущенном
якоре на той же уставке должны :быть не менее 0,3 мм.
д) Стрелка указателя уставки должна от руки плавно переме-
щаться по шкале. Витки спиральной 'пружины не должны касаться
друг друга при любом перемещении указателя в пределах шкалы.
При повреждении неисправные детали реле должны быть за-
менены исправ-ными запасными.
Для замены спиральной пружины нужно придерживаться сле-
дующей последовательности: а) отпаять «пружину от поводка яко-
ря; б) снять узел 'пружины со стойки; в) отвинтить гайку, крепя-
щую стрелку; г) снять пружину вместе со втулкой с винта; д) на-
садить на винт запасную пружину; е) собрать узел в обратном
порядке.
При замене якоря последовательность операций следующая:
а) отвернуть винты, 'крепящие монтажные провода контактов реле;
отвернуть винт, крепящий изоляционную колодку с неподвижными
контактами, и снять ее; б) отпаять 'спиральную пружину от по-
водка якоря; в) ослабить винты, крепящие цапфы, и раздвинуть
их; г) заменить якорь; д) произвести сборку в обратном порядке,
выполнив правильную регулировку.
После замены спиральной пружины или якоря реле должно
быть откалибровано при последовательном соединении катушек.
Шкала и коэффициент возврата реле взаимосвязаны и калибру-
ются регулировкой угла предварительного закручивания спираль-
ной пружины, выбором начального и конечного положений якоря
и контактов.
При замене неподвижного контакта, упоров, цапфы реле долж-
но быть отрегулировано так, чтобы были обеспечены указанные
выше требования
Реле тока серии ЭТ-520 (рис. 2-10,6) [Л. 4, 8].
а) Проверяется затяжка винтов втулок контактного мостика
и спиральной пружины.
б) Проверяются наличие поперечного и продольного зазоров
в осях и отсутствие заедания. Величина зазора должна быть не
более 0,15—0,2 мм.
в) Проверяются крепление и ход якоря. Не допускается ка-
сание якорем полюсов; зазоры между якорем и полюсами при
втянутом якоре должны быть одинаковыми и просматриваться
на глаз. Изгибы лепестков якоря должны быть одинаковыми.
г) Проверяется крепление указателя шкалы. Указатель не
должен самопроизвольно сдвигаться с уставки. Затяжка произво-
дится при помощи регулировочной головки. При слабой затяжке
чадо вывернуть на один-два оборота стопорный винт, а затем по-
вернуть на половину оборота или целый оборот фасонный винт,
укрепить указатель. После этого стопорный винт следует завернуть
До отказа.
д) Проверяется крепление спиральной пружины. Ее плоскость
Должна быть перпендикулярна оси якоря; регулировка наклона
плоскости пружины производится путем перемещения втулки, к ко-
торой крепится внутренний конец пружины. Для того чтобы втулку
можно было сдвинуть, надо отвернуть винт. После установления

60
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл 2
пружины в нужное положение крепящие винты надо надежно
завернуть.
е) Проверяются отсутствие касания между витками пружины
и равномерность зазора между ними. Проверка производится путем
наблюдения за состоянием пружины при ее затяжке из начального
положения до положения, соответствующего наибольшей уставке.
Регулировка производится с помощью пинцета осторожным изги-
бом поводка, к которому крепится внешний конец пружины
ж) Проверяются ход контактов и правильность их регулиров-
ки. Ход контактного мостика должен происходить без заеданий и
рывков. Угол подхода к плоскости неподвижных контактов должен
составлять 55—65°. Касание неподвижных контактов с подвижным
контактным мостиком должно происходить одновременно на рас-
стоянии 2—3 мм от конца неподвижных контактов с последующим
совместным ходом. Минимальный зазор между подвижным и не-
подвижным контактами должен быть не менее 1,5 мм. У правильно
отрегулированного реле упоры, ограничивающие ход подвижных
контактов, должны создавать возможность прогиба контактных
пружин порядка 0,3 мм. Особое внимание должно быть обращено
на регулировку подвижного контакта, исключающую возможность
перекоса и перемыкания верхних и нижних неподвижных контакт-
ных пружин.
Регулировка контактов производится при помощи изгиба их
пинцетом. При вялом или резком переходе подвижного мостика из
одного положения в другое необходимо произвести .механическую
переборку. Такая работа контактов может происходить из-за за-
грязнения или нарушения целости подпятников и осей.
Для того чтобы осмотреть передний подпятник, надо отвер-
нуть стопорный винт головки и вывернуть подпятник часовой от-
верткой. Осмотр производится через лупу, бронзовые подпятники
прочищаются тонкой конической деревянной иглой При наличии
выбоин, ржавчины и т. п. подпятник надо сменить.
з) Проверяется отсутствие подгаров и кратеров на контактах.
Слабые подгары счищаются, и контакты полируются При наличии
сильных подгаров или кратеров контакты должны быть заменены.
и) Проверяется отсутствие вибрации контактов путем вклю-
чения реле в испытательную схему.
Реле тока серии РТ-80 (рис. 2-11) [Л. 4, 8]
а) Проверяются состояние и чистота поверхности полюсов
электромагнита и постоянного магнита, отсутствие опилок, нали-
чие равномерного зазора не менее 0,3 мм между диском и маг-
нитом.
б) Проверяются наличие и величины люфтов осей: для рамки—
не более 1 мм, для диска — не более 0,5 мм, у электромагнита
отсечки — не более 0,2 мм, у зубчатого сектора — не более 0,5 мм.
в) Проверяется регулировка контактов Расстояние между
замыкающими контактами должно быть не менее 3 мм; при сраба-
тывании реле с замыкающими контактами или в режиме покоя
реле с размыкающими контактами неподвижные контакты должны
прогибаться до 0,8—1 мм.

§ 2-3] ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ 61
г) Проверяется состояние подпятников и осей диска. Эти эле-
менты подвергаются наибольшему износу. Косвенно на возникно-
вение дефекта указывает увеличение тока начала вращения диска
по отношению к току срабатывания (у исправного реле ток начала
вращения не превосходит 30% /сраб). Для осмотра подпятника его
Рис 2-11. Реле тока серии РТ-80
а — конструкция / — электромагнит- 2 — короткозамкнутые витки;
3 — алюминиевый диск; 4 — подвижная рамка; 5 — пружина; 6 — по-
стоянный магнит; 7 — червяк; 8 — подвижной сегмент; 9 — коромыс-
ло. 10 — якорь отсечки, //--скоба; 12 — контакты; 13 — регулиро-
вочный винт, 14 — регулировочная гайка; 15 -- контактная колодки,
16 — регулировочный винт отсечки, 17 — упорный винт, 18—- маг-
шпопровот. электромагнитного элемента; 19— обмотка реле; 20-—
движок, 21 — контактные винты; 22 — регулировочный винт пружи-
ны; б — силы, действующие на подвижную систему.

62
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
вывертывают и осматривают через лупу. Если обнаружены цара-
пины или другие дефекты, поврежденная деталь должна быть за-
менена
д) Проверяется и регулируется глубина зацепления зубьев
подвижного сегмента с червяком. Глубина зацепления должна со-
ставлять 7з глубины нарезки червяка.
Реле времени серии ЭВ-120 (рис. 2-12)
[Л. 4, 8]
а) Проверяется исправность штока якоря. Для этого на него
несколько раз нажимают и отпускают через непродолжительное
время, наблюдая движение контактов реле. При искривлении што-
ка в одном из его положений реле может заклиниться. Люфт
между якорем и цилиндром должен быть около 0,5 мм.
Рис. 2-12 Реле времени серии Э'Вн1'20.
б) Проверяется состояние подпятников и осей подвижной си-
стемы. На наличие дефектов в «их указывают повышенные раз-
бросы времени действия реле.
в) Проверяется «на слух» ход часового механизма (неравно-
мерность хода свидетельствует о наличии дефекта). При обнару-
жении неисправности часовой механизм должен быть заменен
новым. Так как регулировка часового механизма проводится на
специализированном часовом заводе, «переборка механизма может
быть поручена только опытному механикх-часовщику
2-4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ
Цель работы. Ознакомление с конструкциями элек-
тромагнитных реле. Определение их основных пара-
метров.

$ 2-4] ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ 63
Краткая теория. Основными элементами электромаг-
нитных реле являются ферромагнитный (стальной) по-
движной якорь и неподвижный сердечник с полюсами и
обмотками на сердечнике, по которым проходит ток.
Взаимодействие поля обмот-
ки с ферромагнитным яко-
рем обусловливает поворот
якоря вокруг оси в системах
реле с поворотным якорем
(•например, реле клапанного
серии РП-210, рис. 2-13), или
поперечное движение якоря
в системах реле, в которых
якорь пересекает среднюю
линию, проведенную между
неподвижными полюсами
(например, реле ЭТ-520, см.
рис. 2-10,6), или прямохо-
довое движение в системах
с втягивающимися якорем
(.например, реле ЭВ-120,
рис. 2-12). Вращающий мо-
мент подвижного якоря или сила притяжения подвиж-
ного якоря к неподвижному электромагниту пропорцио-
нальны приближенно квадрату потока Ф^ для каждого
момента времени:
Рис. 2-3. Реле серии РП-210.
MBVit) = k^2t=k2il\
F«) = kM
-kj;
(2-5)
где iv — мгновенное значение тока в обмотке.
Из рассмотрения этих выражений можно сделать сле-
дующие выводы:
а) Электромагнитные реле могут быть применены
в системах постоянного и переменного тока. Для сраба-
тывания реле надо, чтобы при прохождении тока по об-
мотке намагничивающая сила (н. с.) обусловила дей-
ствующий момент, превосходящий момент сопротивле-
ния пружины, трения и веса якоря. Для различных кон-
струкций реле значения н. с. срабатывания разные, одна-
ко для каждого типа реле при неизменной регулировке

64
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл 2
магнитной системы и противодействующих устройств
н. с. является постоянной величиной, не зависящей от
обмоточных данных реле.
б) Прямая пропорциональность между током и ве-
личиной вращающего момента или силой притяжения
сохраняется, если магнитопровод не насыщен [характе-
ристика B = f(i) прямолинейна].
Переменный синусоидальный ток в обмотке реле
*p = /i>mSinorf
создает вращающий момент, пульсирующий с двойной
частотой. Момент пропорционален квадрату тока и оста-
ется положительным каж-
дый полупериод (рис.
2-14).
Указанные обстоятель-
ства определяют основ-
ное конструктивное усло-
вие выполнения реле, а
именно: для сохранения
закономерности (2-5) за-
Рис. 2-14. Изменение величины си- зор между подвижным
лы притяжения якоря электромаг- якорем и полюсами дол-
нитного реле. жен быть по возможности
малым.
Работа реле, выполненных на этом принципе, харак-
теризуется следующими особенностями:
По мере приближения якоря к полюсу сила притя-
жения увеличивается, что увеличивает усилия на кон-
такты; на грани срабатывания усилия малы и вероятна
вибрация контактов; за счет ускорения якоря при его
притяжении к полюсу контакты испытывают удар и мо-
гут из-за этого также вибрировать. У электромагнитных
реле переменного тока для уменьшения вибрации дол-
жны быть приняты специальные меры, как-то: расчле-
нение магнитного потока; специальное выполнение кон-
тактной системы, у которой подвижной контакт с не-
подвижным имеют совместный ход; намотка коротко-
замкнутой обмотки поверх основной (это мероприятие
особенно эффективно при прохождении несинусоидаль-
ных токов, см. «Электрические станции», 1966 г., № 11,
статья А. А. Дроздова и др.).
Щ

§ 2-4] ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ 65
Электромагнитные реле переменного тока могут ра-
ботать в цепях постоянного тока. Реле постоянного тока
в цепях переменного тока могут работать, если они
включены через выпрямители. При прохождении по об-
моткам реле переменного тока возникают дополнитель-
ные потери на перемагничивание сердечника и потери
от вихревых токов, поэтому у реле переменного тока
обычно магнитопровод собран из стальных листов, изо-
лированных друг от друга; у реле постоянного тока сер-
дечник выполняется сплошным.
Если обозначить усилие на контакты, развиваемое
при срабатывании реле и измеренное граммометром, F, Г,
а плечо контактного рычага /, см, то момент, развивае-
мый при срабатывании, будет равен:
m=Fl, Г >см.
При этом воспринимающая система реле потребляет
мощность Р = /2Ср^обм (^ср — ток в обмотке реле при его
срабатывании; /?0бм — активное сопротивление об-
мотки).
Коэффициент
k^^r (2-6)
характеризует добротность конструкции и называет-
ся коэффициентом добротности. Чем больше величина &д,
тем конструкция реле при прочих равных условиях со-
вершеннее.
Задание на работу. Произвести электрические испыта-
ния электромагнитных реле типов РТ-40, ЭТ-520 и
ЭН-520 при питании их от сети переменного тока и реле
РП-120 при питании от сети постоянного тока.
Испытания проводятся по следующей программе:
1. Ознакомиться с кинематической и электрической
схемами реле. В отчете привести эскизы реле. Отметить
особенности выполнения подвижной системы, магнито-
провода и обмоток реле. Обратить внимание на различие
конструктивных выполнений магнитопроводов для реле
переменного и постоянного тока.
2. Определить параметры срабатывания и возврата
для каждого типа реле. Объяснить, почему коэффициент
5—2727

60
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл 2
возврата у реле РН-210 меньший, чем у реле ЭТ-520
или ЭН-520.
3. Определить потребляемую мощность каждым ти-
пом реле при срабатывании.
4. Для реле типов РТ-40, ЭТ-520 и ЭН-520 проверить
шкалу уставок при параллельном и последовательном
соединениях обмоток. Понять, почему «цена деления»
шкалы изменяется в 2 раза в зависимости от того, как
включены секции обмоток (параллельно или последо-
ьательно).
5. Выяснить, как работает реле РП-210 при включе-
нии его обмотки на напряжение переменного тока.
6. Определеить время действия реле ЭТ-520 и РТ-40
на замыкание контактов в зависимости от кратности то-
ка по отношению к току срабатывания.
Построить кривую tcv=f(Iv/Icv) для одного значения
тока срабатывания. Замеры времени произвести при по-
мощи электронного миллисекундомера. Значения
/р//сР = 0,8; 1,0; 1,1; 1,2; 1,5, 2, 4, 8; 10-f-15.
7. Проверить отсутствие вибрации и искрения кон-
тактов при /р=1,05/Ср (или Up = 1,05 £/ср); /р = 2/ср (или
i/p = 2f/cp) и /р= (15^20)/ср. При наличии вибрации и
искрения произвести регулировку контактной системы.
Искрение контактов проверяют, начиная с тока
1,05/ср.
8. При одинаковых уставках тока срабатывания
реле РТ-40 и ЭТ-520 определить коэффициенты до-
бротности. Произвести сравнение полученных коэффи-
циентов.
Указания по проведению работы. 1. Параметры сраба-
тывания и возврата определяются как при плавном из-
менении тока (напряжения), так и при изменении его
толчками. Определяется и фиксируется разброс. Для
каждого значения уставки произвести пять замеров,
определить среднее значение и указать крайние пределы
разброса. Реле считается нормально отрегулированным,
если его коэффициент возврата не ниже 0,85 (для
ЭТ-520) и 0,8 (для РТ-40).
2. Работа электромагнитных реле ЭТ-520, имеющих
небольшое сопротивление обмоток, относительно мало
зависит от формы кривой тока, поэтому для регулиро-
вания величины тока можно воспользоваться нагрузоч-

§ 2-4] ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ 67
ным реостатом, автотрансформатором или нагрузочным
трансформатором.
3. Включение миллисекундомера типа ЭМС-54 для
определения времени срабатывания реле с замыкающи-
ми контактами произвести по схеме на рис. 1-14 [Л. 5].
После того как собрана схема для измерения време-
ни замыкания контактов, порядок измерения сле-
дующий: .
а) Ключ Кг (см. рис. 1-13) ставится в вертикальное
положение «Подготовка».
Ключ Ка ставится в положение «Отключено».
б) Ключом Къ включается питание электронного се-
кундомера.
в) Через 3—5 мин после включения питания уста-
навливается предполагаемый предел измерений времени
(в данном опыте от 0,02 до 0,1 сек), для чего:
переключатель К\ ставится в положение «Установка
предела»;
переключатель /С2 ставится в положение, соответ-
ствующее предполагаемому пределу измерений.
С помощью переменного сопротивления П\ устанав-
ливается минимальный зарядный ток, соответствующий
данному пределу измерений; стрелка прибора должна
быть установлена на полную отметку шкалы.
г) Устанавливается нуль лампового вольтметра, для
чего переключатель К\ ставится в положение «Установ-
ка нуля»; с помощью потенциометра П2 стрелка при-
бора устанавливается на нуль.
д) Производится измерение, для чего:
переключатель К\ ставится в положение «Измерение»
(при этом стрелка прибора должна оставаться на нуле);
пусковой ключ Кг ставится в горизонтальное поло-
жение «Пуск», включается зарядный ток и подается на-
пряжение на обмотку испытуемого реле;
производится отсчет по шкале прибора и полученный
результат умножается на цифру под риской головки
переключателя /(2; если стрелка прибора при замере
уйдет за шкалу или остановится в самом начале
шкалы, необходимо изменить предел и повторить изме-
рение.
После замера производится сброс показаний перево-
дом переключателя К\ в положение «Установка нуля».
5*

68
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
Если выполняется несколько замеров подряд, то про-
верка номинального зарядного тока и «нуля» лампового
вольтметра должна производиться перед каждым заме-
ром.
Испытанию подлежит реле с тщательно отрегулиро-
ванными контактами, не имеющими вибрации. При на-
личии дребезжания контактов прибор покажет сумму
всех интервалов времени и результаты опыта будут не-
точными.
4. Отсутствие вибрации контактов реле проверяется
путем включения их в цепь неоновой лампы и наблю-
дением за ее свечением (см. рис. 2-5). Напряжение на
контакты реле и неоновую лампу подать от источника
напряжения постоянного тока 110 в.
5. Определение коэффициентов добротности произве-
сти по выражению (2-6). Момент, развиваемый подвиж-
ным контактом, измерить с помощью граммометра.
Контрольные вопросы
1. Область применения электромагнитных реле в цепях пере-
менного тока.
2 Различие ib конструкциях магнитных систем реле перемен-
ного и .постоянного тока.
3. Способы регулировки коэффициента возврата реле ЭТ-520
и РТ-40.
4. Причины появления вибрации контактных систем электро-
магнитных реле и способы уменьшения ее.
5. Пояснить, почему для измерения потребления мощности ре-
ле тока ЭТ-520 и реле -напряжения ЭН-520 применяются разные
схемы включения измерительных приборов.
6. Электромагнитные реле переменного тока (например, ЭТ-520)
и напряжения (например, ЭН-520) имеют каждое по две секции
обмотки с одинаковым количеством витков в каждой секции. Как
изменятся ток срабатывания (в одном случае) и напряжение
срабатывания (в другом случае), если секции будут включены па-
раллельно или последовательно?
7. Будет ли разница в работе токового реле ЭТ-520, если в од-
ном случае две секции обмотки будут включены параллельно,
в другом случае будет включена только одна секция, а вторая
разомкнута и в третьем случае будет включена одна секция,
а вторая замкнута накоротко?
8. В реле ЭН-520 с уставкой срабатывания 30 в две секции
обмоток ошибочно включены .параллельно, но разными полярностя-
ми. Как будет действовать реле, если напряжение на выводах реле
будет рав'но 60 в?
9. Промежуточное реле РП-210 рассчитано на номинальное
напряжение 110 в постоянного тока. Как это реле без 'перемотки
катушки можно включить на напряжение 220 #?

§ 2-4] ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЛЕ 69
10. Как изменить обмоточные данные (число витков и сопро-
тивление) промежуточного реле, рассчитанного на 220 в, если
необходимо выполнить реле на 110 в?
Решение. Величины, относящиеся к реле, выполненным на но-
минальное напряжение 220 в, будем обозначать без индекса, а на
напряжение 110 в — с индексом 1. Определяю-
щим условием для решения задачи является со-
хранение неизменной величины н. с, т. е. {Л. 16]
Iw=IiWi = const, (1)
U
Уг
Ri wx
U
R
2w
(2)
(3)
Известно, что сопротивление обмотки реле равно:
Я = РТ> (4)
где
Рис. 2-15. Эс-
киз обмотки ре-
ле.
l—Wlc
(5)
/ — полная длина обмотки;
/ср — средняя длина витка jtDcp;
w — число витков рассматриваемого реле (рис. 2-15);
q — сечение обмоточного провода.
Произведение числа витков на сечение обмоточного провода
равно полному сечению меди всей катушки, или произведению
полезного сечения ожна Q на коэффициент заполнения k3, завися-
щего от марки провода:
wq=Qk3. (6)
Отсюда
<7 =
Qk3
(7)
Подставив значения / из (5) и q из (7) в выражение (4), по-
лучим:
Qk3 Qk3 '
w
(8)
Соответственно
/?,«'
pfcpW}
Qksi
(9)

70
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
Так как величины k3 и k3\ практически различаются очень ма-
ло, то, подставив значения R\ и R в выражение (3) и произведя
сокращения, получим:
<о1 1
ш^Т- (10>
Из выражений (1) и (10) определяем значение Л через /:
/,-=/J=2/. (11)
Сопротивление обмотки
Ri-Il 2/ 4* <12>
Диаметр обмоточ1НОГо провода d\ определится из выражения
(6), если в него ©место сечения q подставить значение его, вы-
раженное через диаметр:
nd2
w -j- = Qka. (13)
ndi w ndi
^i-4-~ = y^4- = Q^ai. (14)
Разделов выражение (14) па (13) и приняв &3~&зь получим:
2d2 = d2-
2d2 = d]\ \
d1==dV2. J
(15)
Потребление реле при выполнении его на номинальное напря-
жение 110 в осталось тем же, что и для реле, выполненного на
номинальное -напряжение 220 в, а именно:
и
Pi=/itfi = (2/)2~==/2#, (16)
т. е.
р=р{.
11. Чем обусловлена зависимость времени срабатывания элек-
тромагнитных реле от кратности тока в обмотке по отношению
к току орабатьгваия?
12. Электромагнитное реле имеет замыкающие и размыкающие
контакты. Какое время будет большим при срабатывании реле —
на размыкание или на замыкание?

§ 2-5] ИСПЫТАНИЕ ИНДУКЦИОННЫХ РЕЛЕ ТОКА 71
2-5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИСПЫТАНИЕ ИНДУКЦИОННЫХ РЕЛЕ ТОКА
Цель работы. Изучение особенностей работы индук-
ционных токовых реле. Ознакомление с конструкцией
реле ИТ-80 (РТ-80) и его характеристиками. Выяснение
возможности регулировки времени срабатывания в за-
висимой и независимой частях характеристик.
Реле ИТ-80 (РТ-80) по принципу действия является
комбинированным, состоящим из двух элементов: индук-
ционного и электромагнитного. Такое исполнение дает
возможность работать с двумя временными характери-
стиками: ограниченно зависимой характеристикой вре-
мени действия и без регулировки времени срабатыва-
ния в качестве отсечки.
Основными органами индукционного элемента яв-
ляются электромагнит с расположенной на нем обмот-
кой, постоянный тормозной магнит и диск, расположен-
ный между полюсами электромагнита, на которых
имеются короткозамкнутые витки (медное кольцо).
При прохождении тока по обмотке реле в зазоре
между полюсами создаются магнитные потоки fl>i и Ф2,
сдвинутые в пространстве на некоторый угол а|). Эти
потоки пронизывают диск и создают вращающий мо-
мент
MBp=<£i<D2 sin a|). (2-7)
Так как величины потоков d>i и Ф2 пропорциональны
величине тока, проходящего через обмотку реле, а угол -ф
постоянен, то
MBV = kI*9 (2-8)
где k — коэффициент пропорциональности.
При значительном увеличении тока происходит насы-
щение магнитопровода и прямая пропорциональность
между величинами потоков и тока в обмотке нарушает-
ся; при дальнейшем увеличении тока поток перестает
увеличиваться. Вследствие этого вращающий момент,
а значит, и скорость вращения диска перестают возра-
стать и характеристика времени действия реле t=f(I)
приобретает ограниченно зависимый характер.
При вращении диска в поле постоянного магнита
в теле диска возникают вихревые токи, которые, взаимо-

72
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл 2
.-tS
PI
-22 0 (/27) в
О
^
0—ф-сЗ
7/7
Р7
-2Я7
действуя с полем постоянного магнита, создают дополни-
тельную силу, действующую на диск.
При определенной скорости вращения, т. е. при опре-
деленном токе, сила постоянного магнита образует пару
сил, поворачивающую рамку, на которой укреплена ось
диска. При повороте рамки происходит сцепление зуб-
чатого сегмента с червя-
ком, сидящим на одной
оси с диско mi.
Регулировка характе-
ристики реле производит-
ся путем изменения чис-
ла витко'в обмотки элек-
тромагнита.
Работа реле ИТ-80 в
качестве отсечки с неза-
висимой от тока 'выдерж-
кой времени определяет-
ся электромагнитным эле-
ментом. Неподвижным
сердечником является
магнитощровод индукци-
онного элемента реле.
Регулировка тока сраба-
тывания отсечки произво-
дится как витками обмот-
ки электромагнита, так и
при неизменной величине
количества витков обмот-
ки электромагнита путем
изменения длины воз-
душного зазора м^жду
полюсным наконечником
подвижного якоря и по-
люсом неподвижного
электромагнита.
По сравнению с токо-
вым реле типа ЭТ-520
реле ИТ-80 (РТ-80) по-
требляет значительно
большую мощность и об-
ладает большим сопро-
AT Г
-i 1
220 |Г*-4
м
Тр
1
у
В
Рис. 2-16. Схемы для испытания
реле тока ИТ-80.
"реостата „
а — при —-= ^5; о — с исполь-
^реле
зеванием трансформатора Тр типа
ОСО-0,25 на 127/12 в; в — с использова-
нием трансформатора Тр типа ОСО-0,25
и автотрансформатора AT типа ЛАТР-1
на 9 а; г — то же, но с трансформато-
ром на 220/12 в; в схемах виг —
ЛАТР-1 можно заменить потенциомет-
ром на ток не менее 5 а.

§ 2-5] ИСПЫТАНИЕ ИНДУКЦИОННЫХ РЕЛЕ ТОКА 73
4'
тивлением обмоток. Если обмотка 1реле ИТ-80 (РТ-80)
подключена к м«аломощно,му источнику тока, возможно
значительное искажение формы кривой тока и непра-
вильное действие токовой отсечки. По этим причинам (ре-
гулировка тока срабатывания отсечки во время испыта-
ний должна производиться при -итанип реле от мощного
источника тока синусои-
дальной формы.
Схемы для испытания
реле ИТ-80 (РТ-80) реко-
мендуется выполнять по
рис. 2-16 [Л. 10].
Задание на работу. 1.
Ознакомиться с конструк-
тивным выполнением» ре-
ле, взаимодействием эле-
ментов и способами регу-
лировки.
2. Составить эскизную
схему реле.
3. При выведенной от-
сечке установить мини-
мально возможный ток
срабатывания. Снять характеристику / = /(/р//ср) цри си-
нусоидальном токе в цепи обмотки реле. Сравнить ха-
рактеристику с заводской.
Для каждого значения (/Р//Ср) замер времени произ-
вести 5 раз. Установить среднее значение и выяснить
пределы разброса (рис. 2-17).
4. Проверить шкалу уставок токовой отсечки.
5. Снять характеристику t = f(Iv>/Icv) при введенной
отсечке. Установить ток срабатывания 3 а на шкале ре-
ле и ток срабатывания отсечки 18 а.
6. Объяснить причину изменения характеристики
/=Д/р//ср) при введенной и выведенной отсечке.
7. Определить потребление реле при минимальной
уставке срабатывания и номинальном токе 5 а (отсеч-
ка выведена). Замерить сопротивление обмотки реле.
8. При уставке тока срабатывания 5 а определить
ток начала работы, при котором начинает вращаться
диск и происходит зацепление зубчатого сегмента с чер-
вяком.
Кратиость тона к у ставке
Рис. 2-17. Определение среднего
времени срабатывания и времени
разброса реле ИТ-80 при работе
отсечки.

74 ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ [Гл. 2
9. Определить коэффициент возврата реле, т. е. отно-
шение тока, при котором происходит расцепление чер-
вяка и зубчатого сегмента, к току, при котором проис-
ходит зацепление этих элементов. У нормально отрегу-
лированных реле &в = 0,82-г-0,87.
Указания по проведению работы. 1. Все испытания
должны проводиться при синусоидальном токе в обмот-
ке реле.
2. В течение времени, пока производится регулиров-
ка тока, проходящего в цепи обмотки реле ИТ-80
(РТ-80), эту обмотку необходимо закорачивать, для то-
го чтобы она не находилась длительно под током.
3. Изменение уставок реле путем переключения уста-
новочным винтом различных витков обмотки электро-
магнита должно производиться при отключенной или
закороченной обмотке реле. Если изменение уставки
требуется производить с включенной в токовую цепь об-
моткой реле, то вначале должен быть ввинчен второй
установочный винт в гнездо, соответствующее новой
уставке, а затем вывинчен винт из гнезда старой устав-
ки и ввернут в холостое гнездо.
Контрольные вопросы
1. Когда время действия реле ИТ-80 (РТ-80), работающего
в зависимой части характеристики, больше—при включенной или
выведенной отсечке? Объяснить причину изменения характери-
стики.
2. Чем достигается ограниченно зависимая характеристика
в реле ИТ-80 (РТ-80)? Как производится регулировка времени дей-
ствия реле в независимой части характеристики?
3. Способы регулирования величины тока срабатывания реле
ИТ-80 (РТ-80). Как производится выбор тока срабатывания реле?
4. Почему характеристики реле ИТ-80 (РТ-80), заданные кри-
выми £=/(/р//ср), сохраняются постоянными при одной и той же
кратности тока в цепи обмотки для разных величин уставок /ср?
5. Как регулируется ток срабатызания токовой отсечки реле
ИТ-80 (РТ-80)?
2-6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИСПЫТАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РЕЛЕ
Цель работы. Ознакомление с конструкциями отече-
ственных реле, содержащих полупроводниковые элемен-
ты. Определение основных характеристик. Сравнение
работы полупроводниковых реле напряжения с работой
электромагнитных реле напряжения переменного тока.

§ 2-6] ИСПЫТАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РЕЛЕ 75
Краткая теория. Полупроводники в устройствах ре-
лейной защиты и противоаварийной автоматики позво-
ляют уменьшить размеры и вес аппаратов, повысить их
добротность, снизить потребляемую мощность, не счи-
таться с вибрацией. Полупроводниковые элементы при-
меняются в реле тока, напряжения, мощности, сопротив-
ления в качестве устройств, преобразующих переменный
ток в постоянный, и в качестве элементов органов
сравнения абсолютных значений двух электрических
величин. Полупроводниковые реле, использующие эф-
фект Холла, и транзисторы в данной работе не рассма-
триваются.
о ь с
\Рн
о)
Ж
-*f
О)
б)
Рис. 2-18. Варианты схем выпрямления.
а — двухполупериодная; б — трехполупериодная; в — однополупериодыая.
При использовании полупроводников в качестве вы-
прямителей большое распространение имеет схема двух-
полупериодного выпрямления (рис. 2-18,а). Часто при-
меняется трехфазная схема выпрямления (рис. 2-18,6);
в этой схеме сглаживание пульсации выпрямленного то-
ка лучше, чем в схеме двухполупериодного выпрямле-
ния. Однополупериодная схема выпрямления (рис. 2-18,в)
применяется главным образом в цепях постоянного то-
ка, для того чтобы обеспечить действие устройства при
прохождении тока в одном направлении (от «плюса»
к «минусу») и недействие его при обратном направлении
тока. Вентильные свойства схемы (рис. 2-18,в) позво-
ляют применять полупроводниковые выпрямители вме-
сто контактных реле для увеличения числа независимых
цепей и устранения обходных связей (рис. 2-19).
В схеме выпрямления необходимо осуществлять сгла-
живание неременной составляющей выпрямленного то-

76
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл 2
ка. Для этого используются емкость и индуктивность,
которые обладают свойством изменять свое сопротивле-
ние переменному току в зависимости от его частоты:
емкость уменьшает свое сопротивление с увеличением ча-
стоты тока, а индуктивность увеличивает его.
Одним из способов сглаживания является шунтирова-
ние обмотки реле емкостью. Однако наличие емкости,
включенной параллельно обмотке реле, замедляет дей-
ствие последнего в момент включения тока (т. е. при
изменении величины тока по времени).
1
I
-W-
-*f-
♦
Л
I
Рис. 2-19. Разделение цепей.
а — при помощи контактного реле; б -
щи полупроводников.
В том случае, если на выходе схемы двухполупериод-
ного выпрямления присоединено многовитковое реле,
обладающее значительной индуктивностью, нет необхо-
димости в специальном сглаживании переменной состав-
ляющей выпрямленного тока, так как реле мало чув-
ствительно к переменному току высоких частот. По этой
причине одним из наиболее эффективных способов устра-
нения вибрации электромагнитных многовитковых реле,
присоединенных к напряжению переменного тока, являет-
ся подключение реле к источнику напряжения через
двух- или трехполупроводниковый выпрямитель.
Причина вибрации электромагнитного реле перемен-
ного тока обусловливается тем, что прохождение по об-
мотке реле тока
:-*р.макс Sin (OtfT
(2-9)
вызывает усилие, притягивающее якорь:
/? = &2/p.MaKcSin2^,
(2-10)

§ 2-6] ИСПЫТАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РЕЛЕ 77
где k — коэффициент пропорциональности; сон — нор-
мальная частота.
Так как
, 1 — cos 2coHt /о 11 \
sm2coH^ = ^ > (2"П)
то
F = k> [(^pj (1 - cos2<..„0]. (2-12)
Следовательно [Л. 13],
F = k4\ —m\ cos 2u>Hf. (2-13)
Из этого выражения видно, что притяжение якоря
обусловлено постоянным усилием
Faoc.=k2ll (2-14)
и знакопеременным усилием
/7nep = *a/Jcos2coHf. (2-15)
Знакопеременное усилие с частотой, удвоенной по
сравнению с частотой сети, вызывает вибрацию якоря.
При выпрямлении переменного тока через обмотку
реле начинает проходить пульсирующий ток. Для схемы
с двухполупериодным выпрямлением этот ток можно
разложить на переменную составляющую
'пер ~ 0,5 /р.макс Sin 2(0H/ (2-16)
и постоянную составляющую
'пост —0,5 /р.лтакс (2-17)
(рис. 2-20) *. Знакопеременное усилие в этом случае
в соответствии с (2-15) равно:
^пер ^ 0,25&2/р cos 4 V- (2-18)
* Более точно при включении на активную нагрузку [Л. 9]
*'пер = 0,667/макс sin 2сон/—0,133/макс sin 4сон/+
+0,057/Макс sin 6gW (2-19)
/пост=0,57/Макс (2-20)

7U
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
{Г л 2
Для реле напряжения, подключенного к трансформа-
тору напряжения по схеме двухполупериодного выпрям-
ления, влияние знакопеременного усилия, вызванного
переменной составляющей выпрямленного тока, сказы-
а)
б)
Рис. 2-20. Разложение выпрямленного синусоидального тока по схеме
двухполупериодного выпрямления (а) на постоянную (б) и перемен-
ную (в) составляющие.
вается в меньшей степени, чем для реле тока с малым
числом витков, включенного на выпрямленный вторич-
ный ток трансформаторов тока. Происходит это вслед-
ствие того, что обмотка многовиткового реле напряжения
даже при наличии в пульсирующем токе, проходящем от
трансформаторов (напряже-
ния, постоянной составляю-
щей, для переменной состав-
ляющей повышенной часто-
ты (о) = 2(он) представляет
дополнительное сопротивле-
ние, что обусловливает сни-
жение амплитуды перемен-
ной составляющей тока и,
следовательно, величины
амплитуды знакопеременно-
го усилия, меняющегося с
частотой .0 = 4сон.
Указанное обстоятельство
использовано \в конструкции
реле напряжения типа РН-50
Чебоксарского электроап-
паратного завода. Схема ре-
ле показана на рис. 2-21.
Регулировка уставок сраба-
тывания осуществляется пу-
Рис. i2-21. Схема внутренних со-
единений реле напряжения ти-
па РН-50.

§ 2-6] ИСПЫТАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РЕЛЕ 79
тем изменения затяжки противодействующей пружины
электромагнитного элемента с поворотным якорем. Изме-
нение цены деления шкалы в 2 раза достигается путем
включения добавочного сопротивления.
В реле мощности и сопротивления на полупроводни-
ках в качестве основного элемента используется орган
сравнения. Принцип действия его поясняется рис. 2-22.
В полупроводниковых реле мощности производится
сравнение абсолютных значений величин А -\- В и Л — В
мгновенных значений величин векторов А и В, сдвину-
тых друг относительно друга на угол <р- Если <р —90°,
Рис. 2-22. Пояснение принципа действия реле направления мощ-
ности, основанного на сравнении абсолютных значений геометри-
ческих суммы и разности величин А и В.
то абсолютные значения геометрических суммы и разности
векторов Лий равны (диагонали прямоугольника одина-
ковы, рис. 2-22,а); если угол <р находится в диапазоне
± 90°, диагональ А-\- В больше диагонали Л — В
(рис. 2-22,0); если угол <р находится в диапазоне 90 —
180—270°, диагональ А-\- В меньше диагонали А — В
(рис. 2-22,^).
Когда величина Л пропорциональна напряжению: A=kfi\
а В — току: B = kJ, то устройством, сравнивающим зна-
чения А-\-В и А — В и действующее, если А + В>
>Л— В, является реле мощности косинусного типа, соот-
ветствующее реле, реагирующему на величину P=UI cosy.
Давая начальное угловое смещение векторов А и В,
между величинами А-\-В к А—В, можно получить
некоторый начальный угол а, т. е. осуществить реле,
реагирующее на
/> = !//cos (? + «)•

80 ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ [Гл. 2
Если, например, A = kjU, то угол а = 90, что харак-
теризует реле синусного типа.
Сложение и вычитание величин Ли Д когда A=kJJ
и B = k2f, производятся с использованием трансреакторов,
т. е. промежуточных трансформаторов с воздушным зазо-
ром (рис. 2-23).
/^■\_^
Рис. 2-23. Схема замещения трансреактора (а) и включе-
ние трансреактора и трансформатора напряжения (б) для
получения напряжения, пропорционального kj—k2U.
В полупроводниковых реле сопротивления осуществляет-
ся сравнение абсолютных значений двух величин: \kj\ и
| k2U |. Условие равновесия:
\kJ\ = \kU2\y (2-21)
т. е.
'^-L=—= const. (2-22)
|/| fe
Реле срабатывает, если отношение —=- меньше устав-
ки Zcp.
Направленное реле сопротивления может быть полу-
чено введением в схему сравнения двух величин: | kj\
и \k£J-\- lzy\ (гу — сопротивление компенсации, опреде-
ляющее перемещение центра характеристической окруж-
ности на середину защищаемой зоны). На рис. 2-24 по-
казана схема сравнения; использующая в качестве органа
сравнения поляризованное магнитоэлектрическое реле.
Использование опорных диодов (кремниевых) в каче-
стве стабилитронов, т. е. устройств, на выходе которых
поддерживается постоянное по величине напряжение при

§ 2-6] ИСПЫТАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РЕЛЕ 81
изменяющейся величине проходящего по цепи
позволяет создавать реле, имеющие повышенный
фициент возврата.
На рис. 2-25 приве-
дена схема реле повы-
шения напряжения типа
РН-58, имеющего коэф-
фициент возврата kB =
= 0,95 вместо коэффици-
ента возврата &в = 0,80
у реле РН-50.
Воспринимающая си-
стема реле РН-50 включена на ток
тока,
коэф-
Рис. 2-24. Вариант схемы сравне-
ния.
/р=
/2устС/р U on
(2-23)
где kyCT — коэффициент трансформации промежуточного
трансформатора;
Up — напряжение на зажимах реле;
£Лш — опорное напряжение, формируемое стабили-
тронами;
R — сопротивление обмотки реле.
Рис. 2-25. Реле. напряжения типа РН-58
с повышенным коэффициентом возврата.
6—2727

82
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл 2
Реле сработает, если ток, проходящий по обмотке ре-
ле, /р станет равным току срабатывания, т. е.
'ср— ^ , \*~*V
где С/ср — напряжение срабатывания устройства.
Реле вернутся в исходное положение, если ток, прохо-
дящий по обмотке реле, /р станет равным току возврата:
Из (2-24) и (2-25) следует, что
*уст£/ср = /с1#+1Лш (2-26)
и
Лустив = 1*Я+и0П. (2-27)
Разделив (2-27) на (2-26), получим:
^.устройства — (/ср /срЛ + £/оп ' 1^<V
Так как
Ув=1^в.реле^ср (2-29)
(^в.реле — коэффициент возврата исполнительного реле),
то
^.устройства— ICiR+U0B ' (Z'UV)
Ь , U""
Яв.реле "г / /?
^.устройства == (7^ * ' '
IcvR
Если коэффициент возврата исполнительного реле #,
встроенного в реле напряжения РН-58 (рис. 2-25),
&в.реле = 0,8, а отношение величины опорного напряжения
к величине падения напряжения в реле при токе сраба-
тывания равно 3:
IcpR
то
^0.8 + 3 3,8 0рг
в устройства 1+3 4

§ 2-6] ИСПЫТАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РЕЛЕ 83
Основные свойства полупроводников изучаются
в курсе электронной и высокочастотной техники. При
выполнении лабораторных работ по релейной защите и
автоматике снимаются только основные их характери-
стики, определяющие возможность использования полу-
проводников в устройстве, и характеристики, определяю-
щие свойства полупроводникового аппарата как токо-
вого.
Основной характеристикой полупроводника, подлежа-
щей проверке и определяющей исправное состояние его,
является измерение сопротивления в прямом и обрат-
ном направлениях, т. е. снятие зависимости
u=fV).
Падение напряжения на полупроводнике должно из-
меряться катодным вольтметром с большим входным со-
противлением. При обратном включении повышение ам-
плитуды напряжения не должно допускаться выше вели-
чины (У0бр, гарантированной заводом-изготовителем.
В случае пробоя полупроводника его сопротивление
при обратном направлении тока мало и полупроводник
теряет свои вентильные свойства.
Характеристики U = f(I) должны проверяться при
разных температурах, соответствующих температурным
режимам, при которых происходит работа устройства;
лабораторными испытаниями выявляется разброс харак-
теристики в пределах изменений температуры окружаю-
щей среды.
Задание на работу. 1. Ознакомиться с выполнением
полупроводниковых реле Чебоксарского электроаппарат-
иого завода:
а) реле напряжения типа РН-50;
б) реле напряжения РН-58;
в) реле мощности;
г) дистанционного реле.
2. Составить электрическую схему и описание рабо-
ты этих реле.
3. Для реле напряжения типов РН-50 и РН-58 снять
характеристики зависимости времени срабатывания от
величины приложенного напряжения
*ср=/((/Р):
6*

84
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
для реле РН-50 при [Ур = 0,8(/В; t/p = 0,5t/B; t/p = 0,3£/B;
i/p = 0; для реле РН-58 при £/р=1,ШсР; f/P=l,5t/cp;
1/р = 2£/Ср.
Определить коэффициент возврата реле при устав-
ках, указанных на шкале.
нов
нов
Рис. 2-26. Схемы испытания полупроводни-
ков и выпрямителей.
а — снятие зависимости I-a^fW) ПРИ прямом
прохождении тока; б — снятие зависимости /0бр =
=f(U) при обратном прохождении тока; в — сня-
тие зависимости величины выпрямленного тока и
напряжения от величин входных значений тока
и напряжения.
Проверить отсутствие вибоации контактов реле
РН-58 при J7p=l,05f/Cp и c/p=i;5c/cp.
4. Измерить потребляемую мощность реле РН-50 и
РН-58 при нормальном напряжении.
5. Для реле направления мощности снять характери-
стику /p = f([/p) при изменении угла ф в диапазоне ф==

§ 2-6] ИСПЫТАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РЕЛЕ 85
= 0 -т- 90 -4-180°. Измерение производить при токе в об-
мотке реле 1 а.
6. Проверить отсутствие самохода реле направления
мощности при отсутствии тока (в одном случае) и от-
сутствии напряжения (в другом).
7. Для реле сопротивления снять характеристику
Zcv — fM ПРИ разных значениях угла <р.
8. По указанию преподавателя снять характеристи-
ки полупроводниковых приборов:
а) /пр=/(£/);
б) /обр =/(</).
Указания по выполнению работы. 1. Типы реле, под-
лежащих испытанию при выполнении лабораторной ра-
боты, указываются преподавателем.
2. Схема для снятия характеристики IUp = f(U) при
прямом прохождении тока по полупроводнику показана
на рис. 2-26,а. Pi и Р2— рубильники; сопротивление
вольтметра должно быть rv>RUp (не менее 10—
20 ком/в); /?Пр — сопротивление полупроводника в пря-
мом направлении.
Когда миллиамперметр не используется для отсчета
показаний, он должен быть зашунтирован рубильни-
ком Р2.
3. Схема для снятия характеристики I06j? = f(U) при
обратном прохождении тока показана на рис. 2-26,6.
Р\ и Р2— рубильники. Сопротивление миллиамперметра
гшЛ<0,01^обр. Когда микроамперметр не используется
для отсчета показаний, он должен быть зашунтирован
рубильником Р2.
4. Схема для определения зависимости тока выхода
выпрямительного моста /вых или напряжения выхода
£^вых от напряжения входа UBX или тока входа /вх пока-
зана на рис. 2-26,в.
5. Указания по испытанию реле направления мощ-
ности приведены в § 3-2.
Контрольные вопросы
1. Преимущества и недостатки полупроводниковых реле по
сравнению с электромагнитными реле переменного тока.
2. Способ, 'применяемый для увеличения коэффициента воз-
врата полупроводникового -реле напряжения типа РН-50.
3. Принципы действия реле направления мощности на полу-
проводниках

86
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
4 Каким образом, имея полупроводниковое реле направления
мощности косинусного типа, получить реле синусного типа и реле
с внутренним углом сдвига 30—45°?
5. Каким образом, имея полупроводниковое реле направления
мощности косинусного типа, получить полупроводниковое реле
полного сопротивления?
6. Приведите принципиальные схемы направленного реле со-
противления и реле полного сопротивления полупроводникового
типа.
7. Почему сопротивление полупроводников при обратном на-
правлении тока значительно больше, чем при прямом?
8. Почему, включая кремниевые диоды последовательно в пря-
мом 1И обратном направлениях, можно выполнить устройство для
поддержания постоянного напряжения на выходе (стабилитрон).
2-7. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИСПЫТАНИЕ УСТРОЙСТВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ
ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ
Цель работы. Ознакомление с различными способами
выполнения и конструкциями элементов для создания
выдержки времени устройств релейной защиты и авто-
матики.
Краткая теория. Аппаратура для создания выдержки
времени используется во многих устройствах релейной
защиты и автоматики для обеспечения требуемой логики
работы.
Элементы задержки выполняются в виде реле вре-
мени с механическим, пневматическим, воздушным, элек-
тромагнитным замедлениями подвижной системы или
в виде электрических контуров с различными постоянны-
ми времени, величина которых регулируется изменением
величины активного сопротивления, емкости или индук-
тивности.
Устройство для изменения времени действия может
быть предусмотрено конструкцией самого реле (напри-
мер, у реле РТ-80) или представлять собой отдельный
элемент, включаемый после срабатывания реле, не имею-
щего приспособления для изменения собственного вре-
мени действия.
Любая конструкция реле обладает собственным вре-
менем действия, в общем случае зависящим в большей
или меньшей степени от величины входного параметра,
определяющего срабатывание реле. Это собственное

§ 2-7] УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ 87
время может быть весьма незначительным (миллисе-
кунды) или весьма существенным (десятые доли секун-
ды). Дополнительное время, создаваемое элементами за-
держки при помощи реле времени, в зависимости от
конкретных условий может меняться от сотых долей
секунды до десятков секунд и минут.
Реле времени подразделяются:
а) по роду выполнения воспринимающей системы —
на реле постоянного и переменного тока;
б) по роду регулировки механизма задержки — на
реле с нерегулируемой, плавно регулируемой и ступен-
чато регулируемой выдержкой времени;
в) по роду создания задержки — с электрическим,
электромагнитным, жидкостным (например, масляным),
механическим (в частности, при помощи часового меха-
низма) устройством или комбинацией устройств, напри-
мер реле с моторным приводом.
В качестве реле времени, включаемых в цепь пере-
менного оперативного тока, можно использовать реле
постоянного тока при условии выпрямления переменно-
го напряжения. Спецификой выполнения конструкции
реле времени переменного тока является выполнение
механизма воспринимающей системы в виде периодо-
мера (например, аналогично электрическому секундо-
меру) или с небольшим синхронным двигателем, под-
ключаемым ко вторичной цепи трансформаторов тока
(обычно через промежуточный насыщающийся транс-
форматор). В устройствах автоматики, содержащих так
называемые программные реле, работа которых прохо-
дит при нормальном напряжении в сети (не в условиях
понижения напряжения при коротких замыканиях и не
при глубоком изменении частоты), втягивающие катуш-
ки или синхронные двигатели подключаются к транс-
форматорам напряжения или переменному напряжению
установок собственного расхода объектов.
Реле времени с часовым механизмом выпускаются
отечественной промышленностью для питания от сети
постоянного тока (один тип устройства) и от сети пере-
менного тока (другой тип). Основной частью устройства
является точный часовой механизм, изготавливаемый
специальным часовым заводом. Изменение уставки вре-
мени срабатывания производится путем изменения рас-

ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
стояния между неподвижным и подвижным контактами,
равномерное движение которого производит часовой ме-
ханизм после срабатывания спускового устройства. Пре-
делы регулировки времени у реле времени Чебоксарско-
го электроаппаратного завода 0,1 —1,3; 0,25—3,5; 0,5—9
и 2—20 сек. На большие времена срабатывания про-
мышленностью выпускаются моторные реле времени по-
стоянного и переменного тока. Это многоступенчатые ре-
ле с регулировкой времени от 0 до 20 мин. Гарантиру-
ются «цена деления» 15 сек и время возврата не более
1 сек.
&
.ft
ей ста
Рис. 2-27. Получение задержки времени от-
пускания якоря у реле ЭПВ-32 при обесто-
чении обмотки
Малые времена замедления создаются за счет собст-
венного времени действия электромагнитных реле и мо-
гут составлять у разных типов реле от 0,01 до 0,06 сек.
Специальные реле с короткозамкнутой обмоткой или
медной втулкой на магнитопроводе создают время на
срабатывание до 0,12 сек, а на отпускание до 1,2 сек.
Указанные значения времени достигаются вследствие
размагничивающего действия токов в короткозамкнутой
обмотке или медной втулке. У некоторых типов реле ко-
роткозамкнутая обмотка включается после замыкания
контакта реле и при его срабатывании (рис. 2-27).
Влияние на время притяжения или отпускания якоря
короткозамкнутой обмотки или медного кольца на маг-
нитопроводе можно пояснить следующим образом.
Для того чтобы якорь реле притянулся к сердечнику,
>силис, создаваемое электромагнитом и обусловленное

§ 2-7] УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ 89
потоком Ф, должно быть равно или больше усилия про-
тиводействующих СИЛ ^противодействия:
ф2 = ф2 ^ь F (2-32)
сраб 1 противодействия* V /
Для того чтобы якорь отошел от сердечника, надо,
чтобы
ф2_ф2 <:k F
возврата ^= 2 противодействия'
где k\ и k2 — коэффициенты пропорциональности.
В момент включения обмотки реле под напряжение
постоянного тока ток, проходящий по обмотке реле, и,
следовательно, поток Ф'1 в сердечнике, обусловленный
этим током, изменяется от нуля до некоторого конечно-
го значения Фмакс- Изменение происходит не сразу,
а в зависимости от индуктивности контура по экспонен-
циальному закону. В короткозамкнутой обмотке или
медном кольце при изменяющемся потоке Ф1! индукти-
руется ток, направленный противоположно току в об-
мотке,
/.s..s-fLs*. (2-33)
Ток i2 тем больше, чем резче изменение тока i\ во
времени и чем меньше сопротивление короткозамкнутой
обмотки Zk3.o6m:
(2-34)
ег
•^кз.обм
После прекращения переходного процесса, когда
ii = const, ток *2 становится равным нулю; этот ток ра-
вен нулю также при 2Кз.0бм = 00» т. е. когда дополнитель-
ная обмотка разомкнута.
Ток /г возбуждает поток Ф2. Его направление проти-
воположно направлению основного потока Фь Поток
Ф2 размагничивает сердечник. Суммарный поток, рав-
ный
Ф=Ф1 + Ф2> (2-35)
определяющий силу притяжения, под воздействием пото-
ка Ф2 уменьшается, а время, в течение которого вели-

90
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
чина потока Ф достигает установившегося значения, уве-
личивается (рис. 2-28), что и обусловливает замедление
притяжения якоря реле.
Замедление отпадания якоря при обесточении реле
достигается при наличии короткозамкнутой обмотки за
счет того, что при отключении источника тока резко
уменьшается величина магнитного потока Ф\. Вследст-
вие этого в короткозамкнутой обмотке возникает ток,
Рис. 2-28. Влияние короткозамкнутого витка на время
притягивания якоря при включении тока.
а — схема; б — изменение магнитных потоков; К— контакт
пускового реле.
обусловливающий возникновение потока Ф2. Направле-
ние тока i2 и потока Ф'2 совпадает с направлением тока
и потока в режиме, предшествующем моменту отключе-
ния обмотки реле от источника постоянного тока. Поток
Ф2 подмагпичивает сердечник и затухает во времени
(рис. 2-29).
Суммарный магнитный поток Ф = Ф'1 + Ф2, как видно
из рис. 2-29,6, поддерживается некоторое время на уров-
не, близком к начальному значению до момента отклю-
чения контакта К> что и обусловливает задержку отпа-
дания якоря.
Наличие короткозамкнутой обмотки на магнитопро-
воде создает замедление как при включении, так и при
отключении тока. Эти времена, однако, разные, так как
величины магнитных потоков, пронизывающих якорь и
сердечник реле, зависят от расстояния между ними и

§ 2-7] УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ 91
различны для положений включенного и отключенного
реле.
В реле типа РПВ-58 устройства автоматического пов-
торного включения время готовности устройства к дей-
Рис. 2-29. Влияние короткозамкнутого витка на время отпу-
скания якоря при отключении тока.
а —схема; б — изменение магнитных потоков; К — контакт пусково-
го реле.
ствию регулируется при помощи конденсаторного реле
времени (рис. 2-30).
В обоих вариантах схем на рис. 2-30 срабатывание
выходного реле при замыкании контакта К возможно
только в том случае, если в емкости С накоплен заряд,
энергии которого достаточно для того, чтобы выходное
Рис. 2-30. Конденсаторное реле времени.
« — действие реле возможно после истечения времени заряда конденсатора;
б — время срабатывания определяется временем заряда конденсатора.

92
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
реле хотя бы кратковременно замкнуло свой контакт
(после этого выходное реле самоудерживается).
Напряжение на конденсаторе, после того как он раз-
рядился и вновь включился под напряжение, возрастает
не сразу и достигает величины Vc = k3U^ через некото-
рое время /, где Ucv — напряжение срабатывания выход-
ного реле; k3 — коэффициент запаса, учитывающий то,
что разряд конденсатора на обмотку реле после замы-
кания контакта К имеет импульсный характер, а реле
обладает некоторым временем действия (k3=2,5-г-3,5 и
определяется опытным путем для конкретных типов
реле).
Конденсатор заряжается по закону
Uc = U^(\-e~wy (2-36)
где R — зарядное сопротивление (например 1,1 Мом).
Время заряда, спустя которое напряжение на конден-
саторе достигает величины, при которой выходное реле
может сработать, равно:
^заряда = RC In ,, __*! и - (2-37)
^бат— Язе/ер
При £/бат=П0 ^ £/ср = 22 в, С = 20 мкф и k3 = 3
'заряда= 1 100000-20- Ю-61п110^з.22~ 20 СеК-
Основными параметрами реле времени, подлежащи-
ми выяснению при лабораторной проверке, являются:
1) пределы регулировки и изменение времени сраба-
тывания при неизменной уставке в зависимости от при-
ложенного напряжения источника оперативного тока;
2) ошибки при неизменной уставке и пределы раз-
броса;
3) точность шкалы регулировки времени (если она
имеется);
4) коэффициент возврата;
5) потребляемая мощность и сопротивление обмоток;
6) время готовности реле к повторному действию;
7) мощность контактов;
8) термическая устойчивость обмоток.

§ 2-7] УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ 93
Задание на работу. 1. Ознакомиться с конструкциями
и схемами электрических соединений устройств для соз-
дания выдержки времени. Составить описание действия.
2. Проверить шкалу времени срабатывания. Опреде-
лить крайние значения времени разброса.
3. Определить нижний предел напряжения срабаты-
вания.
4. Определить коэффициент возврата.
5. Для реле времени с часовым механизмом определить
зависимость пределов разброса от уставки во всем диа-
пазоне регулировки шкалы.
6. Проверить отсутствие
вибрации контактов у этих
же реле.
7. Произвести замеры со-
противления обмотки реле,
определить потребляемую
мощность, подобр ать доба- Рис. 2-31. Включение добавоч-
вочное 'сопротивление для ного сопротивления RR для
Обеспечения термической обеспечения термической устой-
г / чивости реле времени,
устойчивости реле (рис. у у
2-31).
8. Замерить времена действия и определить их раз-
бросы у промежуточных реле, указанных преподавателем.
9. Проверить влияние включения короткозамкнутой
обмотки на времена срабатывания и отпускания реле.
Отрегулировать время отпускания реле на 0,25 сек.
10. Ознакомиться с конструкцией моторного реле
времени и реле времени на переменном токе. Привести
схему и эскизы.
Указания по выполнению работы. 1. Для проверки
времени действия реле в диапазоне свыше 0,2 сек ис-
пользовать электрический секундомер.
2. Для проверки времени действия реле в диапазоне
от 0,04 до 0,2 сек использовать электронный милли-
секундомер.
3. Для проверки времени действия реле в диапазоне
до 0,04 сек использовать осциллограф.
4. Время действия реле на заданной уставке опреде-
ляется как среднее из пяти замеров. По отношению
к этому среднему значению должны быть определены
Предельные значения ошибок.

94
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл 2
5. Нижнее значение оперативного напряжения долж-
но соответствовать работе механизма реле с погрешно-
стью, не превосходящей предельно допустимого значе-
ния.
6. При наличии у реле проскальзывающих контактов
определить время их замкнутого состояния.
7. Для обеспечения термической устойчивости реле
при длительном нахождении его под напряжением ис-
пользуется схема включения по рис. 2-31.
Последовательно с обмоткой реле включено доба-
вочное сопротивление. Это сопротивление нормально
закорочено мгновенным контактом реле времени, размы-
кающимся после того, как подвижной якорь реле втя-
нулся. Коэффициент возврата реле времени kB~0,3. Со-
противление обмотки реле времени Rv подлежит измере-
нию.
Значение величины добавочного сопротивления /?д
определяется из условия, чтобы после включения доба-
вочного сопротивления якорь реле оставался втянутым.
До того как реле времени разомкнет свой мгновенный
контакт, по его обмотке проходит ток
/P = ^!L, (2-38)
Ар
где 17Ном — номинальное значение напряжения.
После того как мгновенный контакт разомкнётся, ве-
личина тока уменьшится и станет равной
7'> = т£р?7- (2"39)
Этот ток может быть снижен до величины
врата
где k3 — коэффициент запаса; £3=1,2.
Таким образом,
Ь'ном г\ о 1 о ^ном
р id —U,0* 1,Z р ,
Ар "Г Ад Кр
откуда
1 _о,Зб
Rp + Яд Rv
тока воз-
(2-40)
(2-41)

§ 2-7] УСТРОЙСТВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ 95
или /?р = 0,3(5(/?р+Яд);
0,64/?р = 0,36/?я,
т. е. /?д=1,8/гр. (2-42)
После включения добавочного сопротивления ток,
проходящий через обмотку реле, уменьшается в
^=^:1Ш7=2'8раза-
Если время, в течение которого при токе /р реле
могло быть включено по условию термической устойчи-
вости, составляло 2 мин, то при токе, уменьшенном
в 2,8 раза, допустимое время прохождения его соста-
вит:
t доп= (До) *доп»
т. е. ГДоп=15 мин (длительное прохождение тока).
Контрольные вопросы
1. У реле времени с часовым механизмом ошибки времени
действия зависят от диапазона шкалы и не зависят от уставки по
шкале. Объясните причину этого явления.
2. Магнитопровод реле времени для создания замедления при
отпадании якоря выполнен с медной гильзой; будет ли в такой
конструкции создаваться замедление при срабатывании? Можно
ли заменить медную гильзу гильзой из материала с большим удель-
ным сопротивлением (например, из никелина)?
3. Приведите схему включения реле, при которой дополни-
тельной короткозамкнутой обмоткой создается замедление -на воз-
врат и не создается замедления на срабатывание. Как включить
эту обмотку, чтобы создалось замедление при срабатывании и не
создавалось замедления при возврате? Как включить короткозамкну-
тую обмотку, чтобы создавалось замедление и при срабатывании,
и при возврате?
4. Реле времени с емкостным контуром задержки (см.
рис. 2-30,6) включается под напряжение. Обеспечивается ли при
этом мгновенная готовность реле к повторной работе после сраба-
тывания выходного реле?
5. Требуется создать задержку времени действия устройства
защиты на 0,1; 0,15; 0,25; 0,5; 1,0; 9; 60 сек. Какими способами
можно создать указанное время действия?
6. Можно ли реле времени на ПО в постоянного тока вклю-
чить под напряжение 110 б переменного тока?
7. Реле времени переменного тока, содержащее в качестве
воспринимающего органа небольшой синхронный двигатель, долж-
но быть включено в качестве органа выдержки времени макси-

96
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
мальной токовой защиты. Куда должно быть подключено указан-
ное моторное реле: к трансформаторам тока или трансформаторам
напряжения защищаемого присоединения?
8. Реле времени, контролирующее программу включения син-
хронного компенсатора, подключается к источнику оперативного
тока в виде трансформатора 'напряжения. Правильно ли такое
включение?
9. Реле времени имеет проскальзывающий контакт. Как выпол-
нить схему защиты, чтобы задержать командный импульс при сра-
батывании .проскальзывающего контакта?
2 8. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
ВОЗВРАТА РЕЛЕ
Цель работы. Ознакомление с методами увеличения
коэффициента возврата реле.
Краткая теория. Коэффициентом возврата реле на-
зывается отношение параметра возврата к параметру
срабатывания:
&в = #^. (243)
//ср
Для максимальных реле величина kB может быть
приближена к единице применением специальных схем
включения или специальной конструкции [Л. 14].
Для обычных конструкций электромагнитных реле
значение Яср всегда больше значения Яв. Это объяс-
няется тем, что магнитный поток, определяющий дейст-
вующую на якорь силу, прямо пропорционален току и
обратно пропорционален длине воздушного зазора меж-
ду якорем и электромагнитом. Для срабатывания реле,
когда начальный воздушный зазор велик, необходимая
величина магнитного потока достигается за счет боль-
шой величины тока.
При возврате реле, когда конечное значение воздуш-
ного зазора мало, необходимая величина магнитного по-
тока достигается при низких значениях тока.
Схема включения реле напряжения, позволяющая ре-
гулировать коэффициент возврата, показана на
рис. 2-32. После срабатывания реле Н автоматически
изменяется величина добавочного сопротивления гд,
включенного последовательно с обмоткой реле. Вслед-
ствие этого изменяется сопротивление контура цепи.

§ 2-8] СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВОЗВРАТА РЕЛЕ 97
Если сопротивление контура Rp включено на напряже-
ние £/р, то срабатывание происходит, когда ток в реле
/р равен или больше /Ср, т. е.
'ср>
7*-"/гр
т. е.
£/ср=/срЯР. (2-44)
После того как реле сработает и включит добавоч-
ное сопротивление гд, ток в цепи реле /р уменьшится.
Возврат произойдет, когда
ток станет 'равен (или будет
меньше)
/ -/ - U*
*ъ — *ъ— яр + Гд •
Таким образом, возврат
устройства будет при на-
пряжении возврата
£/в=М#Р+Гд). (2-45)
Коэффициент возврата
устройства
у ^в /в Rv + гд
^В.у г/ г п
Ь'СР -«Ср Ар
= AB.p(l + ^. (246)
Бели, например, требу-
ется довести коэффициент
возврата устройства до 0,98
(&в.у=0,98) при коэффици-
енте возврата реле £в.р=
= 0,8, добавочное сопротивление должно быть выбрано
из условия
Рис. 2-32. Включение добавоч-
ного сопротивления для повы-
шения коэффициента возврата
реле повышения напряжения.
/ — реле напряжения нормального
исполнения; 2 — промежуточное ре-
ле; 3^ выходное реле времени;
гд — добавочное сопротивление для
регулировки коэффициента возвра-
та; г —<добавочное сопротивление.
т. е.
7—2727
1*.
Яр
0,98 = 0,8(1 + ^),
-§^-=0,225 и гд = 0,225Яр.
(2-47)

98
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
При kB .у = 1
1=0.8(1 + ^);
^-=^.=0,25 и гд=0,25#р. (248)
Очевидно, что при kB.y=l работа устройства будет
ненадежной. Реле будет попеременно срабатывать и воз-
вращаться в исходное положение, начнет вибрировать.
Вследствие указанного явления настройка устройства
вызывает некоторые затруднения в отношении регули-
ровки величины добавочного сопротивления, так как
значения величины гд из (2-47) и (2-48) мало разли-
чаются.
Увеличение коэффициента возврата путем улучшения
конструкции реле может быть достигнуто уменьшением
зазора между подвижным якорем и сердечником, а так-
же уменьшением величины усилия, требуемого для пере-
мещения подвижной системы, т. е. уменьшением трения
в подшипниках, уменьшением нажима на контакты
и т. п. Однако такие реле, обладая легкой подвижной
системой, не обеспечивают надежного замыкания кон-
такта.
Получить увеличенный коэффициент возврата мож-
но, включив реле на разность токов измеряемого и опор-
ного напряжений. Опорное напряжение заранее регули-
руется на требуемую величину и остается неизменным.
Принимая зависимость С/Ср.у=/,(^ср.р) прямолинейной,
можно написать:
^ср.у— b'cp.p + Ctf/onJ
£/в.у=£/в.р + а£/<ш,
где а*—коэффициент, указывающий, какая часть опор-
ного напряжения подается на реле.
Коэффициент возврата устройства равен:
*в-у —l/cp.P+<rf/on' (Z™>

§ 2-8] СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВОЗВРАТА РЕЛЕ 99
так как
10
где
Ub р —Яв.р^ср.р!
/ бв.р + ТП
*в.у— х+т ■
m=ai^L.
(2-50)
Из последнего соотношения видно, что при т = 0,
&ву=|/>вр; чем больше т, тем &в.у ближе к 1. Например,
при &в.р=0,8 и т = 0,5
при т = 0,9
0,8 + 0,5_ПОС,
*в.у= 1+0>5 —0,86,
*в.у — 1+0>9 —и,У.
Включение реле на разность измеряемого и опорно-
го напряжения можно производить по разным схемам,
например, реле включают в диагональ измерительного
моста, в плечах которого установлены стабилитроны,
или реле выполняется двухобмоточным с рабочей об-
моткой, присоединенной к источнику измеряемого на-
пряжения, и тормозной обмоткой, присоединенной
к источнику опорного напряжения по схеме на
рис. 2-33.
Задание на работу. 1. Определить коэффициент воз-
врата реле напряжения обычного исполнения; при помо-
щи включения по схеме на рис. 2-32 довести коэффи-
циент возврата устройства до 0,93. Рассчитать и подоб-
рать величину добавочного сопротивления гд.
2. Определить, на сколько можно увеличить коэффи-
циент возврата у реле ЭН-520 путем уменьшения зазо-
ра между подвижным и неподвижным якорями.
3. Определить коэффициент возврата поляризован-
ного реле обычного исполнения.
4. Собрать схему на рис. 2-33, подключить одну из
обмоток реле к источнику постоянного тока, другую —
к источнику рабочего напряжения. Определить зависи-
7»

100
ПРОВЕРКА ИСПРАВНОСТИ РЕЛЕ
[Гл. 2
мость коэффициента возврата реле от величины опор-
ного напряжения на зажимах тормозной обмотки.
5. Выяснить, на сколько коэффициент возврата реле
типа РН-58 больше коэффициента возврата реле РН-50.
Объяснить, каким образом достигнут увеличенный ко-
эффициент возврата у реле РН-58.
саб
Рис. 2-33. Включение двухобмоточлого по-
ляризованного реле по схеме, позволяющей
увеличить коэффициент возврата.
Указания по выполнению работ. 1. Механическую ре-
гулировку реле для увеличения его коэффициента воз-
врата следует производить на специально предназначен-
ном для этой цели реле, которое выдается преподава-
телем.
2. Работа по определению коэффициента возврата
у реле типа РН-58 (п. 5 задания) может не произво-
диться, если в лабораторной работе по испытанию полу-
проводниковых реле определялись параметры реле
РН-58.
Контрольные вопросы
1. В каких устройствах защиты и автоматики требуется учи-
тывать коэффициент возврата реле?
2. В чем преимущество реле, имеющих большой коэффициент
возврата, по сравнению >с реле, имеющими малый коэффициент воз-
врата?
3. Дайте характеристику способов повышения коэффициента
возврата реле.

Глава третья
ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК КОМПЛЕКТНЫХ РЕЛЕ
3-1. ИСПЫТАНИЕ КОМПЛЕКТНЫХ РЕЛЕ
Комплектными реле называются такие, которые, по-
мимо основных систем — воспринимающей и исполни-
тельной, содержат в своем устройстве ряд дополнитель-
ных элементов, как, например, активные сопротивления,
конденсаторы, промежуточные трансформаторы, авто-
трансформаторы и пр., а также электрически соединен-
ные отдельные реле различных типов. С помощью этих
вспомогательных элементов обеспечиваются необходи-
мые электрические характеристики устройства. Обычно
все детали комплектного реле монтируются в общем
кожухе. Надежность работы устройства при таком вы-
полнении значительно повышается, а монтаж упрощает-
ся. Проверку комплектных реле следует начинать с про-
верки устройства в целом, а затем уже проверять от-
дельные элементы его. Схемы испытаний должны пре-
дусматривать возможность регулирования в широком
диапазоне тока, напряжения и угла сдвига фаз между
этими величинами (например, при проверке реле мощ-
ности и реле сопротивления). При проверке многофаз-
ного реле сопротивления или устройств, содержащих
фильтры симметричных составляющих, иногда необходи-
мо использовать трехфазную систему токов и напря-
жений. При испытаниях комплектных реле следует
предварительно тщательно изучить их принцип дейст-
вия и конструкцию.
3-2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ
МОЩНОСТИ
Цель работы: а) ознакомление с конструкцией реле
направления мощности, выполненных на индукционном
принципе и серийно изготавливаемых отечественной

102 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл 3
промышленностью; б) проверка исправного состояния
испытуемого реле; в) выяснение возможности исполь-
зования его в устройствах направленной защиты от
междуфазных коротких замыканий и замыканий на
землю.
Краткая теория. Ре-
ле направления мощ-
ности типов ИМБ и.
РБМ являются индук-
ционными реле. Кон-
структивно реле этих
типов мало различают-
ся. Квадратной формы
магнитоцровод, на-
бранный из листов ста-
ли, имеет четыре вы-
ступающих полюса
(рис. 3-1). Между по-
люсами для уменьше-
ния сопротивления маг-
нитному потоку распо-
ложен неподвижный
стальной сердечник.
В воздушный зазор,
образованный полюса-
ми и сердечником, по-
мещается подвижной
элемент реле — алюми-
ниевый полый цилиндр
3 (барабанчик), вра-
щающийся вокруг оси.
Величина воздушного
зазора для реле типа
ИМБ составляет 2 мм,
а для реле РБМ —
1 мм, вследствие чего
реле РБМ оказывается
несколько чувствитель-
нее и более быстродей-
ствующим.
Последовательная
обмотка реле состоит
Рис. 3-1. Конструкция реле направле-
ния мощности.
/ — ярмо; 2 — сердечник, имеющий срез по
образующей; 3 — подвижной алюминиевый
цилиндр (барабанчик); 4 — четыре катушки
параллельной обмотки; 5 — две катушки
последовательной обмотки; 6 — ось; 7 — по-
движной контакт; 8 — пружина; 9 — спи-
ральная пружина; 10 — нижний подпятник;
// — верхний подпятник.

§ 3-2] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЕЙ ЮЗ
из двух секций 5, [расположенных на противоположных
полюсах. Секции соединены последовательно. Питание
обмотки осуществляется от трансформатора тока, уста-
новленного в цепи защищаемой линии. Параллельная об-
мотка реле выполняется из четырех секций 4, соединенных
последовательно. Секции расположены на ярме 1. Такое
расположение по сравнению с расположением обмотки на
полюсах позволяет увеличить общее число витков па-
раллельной обмотки; это приводит к увеличению н. с.
и потока, а следовательно, и к повышению чувствитель-
ности реле. Питание параллельной обмотки реле осу-
ществляется от трансформатора напряжения, установ-
ленного на защищаемой линии. Реле направления мощ-
ности в зависимости от назначения могут иметь один
или два контакта (реле одностороннего или двусторон-
него действия). Первые используются в схемах направ-
ленных защит для определения знака мощности при ко-
ротком замыкании (ИМБ-171А, РБМ-171, ИМБ-178А,
РБМ-178), вторые — в схемах направленных поперечных
дифференциальных защит параллельных линий для
определения поврежденной линии (РБМ-271, РБМ-277,
РБМ-278). Кроме того, реле направления мощности
различаются обмоточными данными катушек (последо-
вательные обмотки реле рассчитываются на ток 5 или
1 а) и добавочными устройствами, предусмотренными
в параллельной цепи для получения различных внутрен-
них углов реле. Схемы внутренних соединений основных
типов реле показаны на рис. 3-2.
При включении реле токи, проходящие по его обмот-
кам, создают магнитные потоки Ф/ и Фи, сдвинутые
в пространстве на 90° за счет расположения обмотки на
магнитопроводе и по фазе на некоторый угол гр. Каж-
дый из потоков дважды пронизывает алюминиевый ци-
линдр и индуктирует в нем вихревые токи. Из теории
индукционных приборов известно, что вращающий мо-
мент, действующий на подвижную систему, определяется
выражением
М вР = к'Ф /Фс/ sin ф. (3-1)
При отсутствии насыщения магнитной системы поток
Ф/ будет пропорционален току в последовательной об-
мотке /р, а поток Фи — пропорционален (7Р; тогда
MBV = kIpUv sin г|>. (3-2 J

104 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
Векторная диаграмма реле направления мощности
представлена на рис. 3-3. Пренебрегая потерями в ста-
ли, векторы потоков Ф/ и Фь~ могут быть представлены
совпадающими по фазе с векторами соответствующих
Рис. 3-2. Схемы внутренних со-
единений реле направления
мощности.
а — реле типа РБМ-171/1; б — реле
типа РБМ-271; в — реле типа
РБМ-277 (278).
токов /р и Iv. Величина угла q>v определяется только
параметрами параллельной цепи реле и для каждого
типа реле является неизменной. Тогда в зависимости от
положения вектора /р, по отношению к вектору £/р, опре-
деляемого углом ф£, создаются две области, характе-
ризующиеся положительными и отрицательными значе-
ниями момента. Линия перехода от положительных мо-
ментов к отрицательным будет при я|) = 0 и i|)=180°>

§ 3-2] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ 105
когда вектор тока /р оказывается совпадающим или
в противофазе с вектором 1и (на рис. 3-3 вектор /р для
рассматриваемых случаев показан пунктиром). При
этих углах, как следует из выражения (3-1), величина
вращающего момента оказывается равной нулю:
Мвр = Л'Ф/Фс, sin я|) = 0.
(3-3)
Поэтому линия изменения знака момента иначе на-
зывается линией нулевых моментов. На векторной диа-
JluhUP чаксимальнь'Х
Рис. 3-3. Векторная диаграмма реле направ-
ления мощности смешанного типа.
грамме угол а дополняет до 90° угол ф^ (угол между
векторами тока в параллельной обмотке 1и и напряже-
нием, подводимым к ней f/p). Угол о|) может быть выра-
жен так: яр = 90—а—фр или гр = 90—(срр + а). Выражение
вращающего момента примет вид:
MBp = £/p£/psin[90— (q>p + a)];
МВр=&/р(/р cos (q>p+a). (3-4)

106 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
В зависимости от значения угла а различаются три
типа реле:
1) реле активного типа (косинусное реле) при а = 0;
для такого реле
AfBp = */p£/pCosq>p; (3-5)
2) реле реактивного типа (синусное реле) при <х =
= 90*;
MBp = &/p£/pSinq>p; (3-6)
3) реле смешанного типа при 0<сс<90°, для кото-
рого
Мвр=kIvUv cos (% + а). (3-7)
Ha рис. 3-3 приведена векторная диаграмма для ре-
ле смешанного типа. Так как вращающий момент у ин-
дукционных приборов направлен в сторону отстающего
потока, контактная система реле выполнена так, что
в случае, когда поток Ф/ опережает по фазе поток Фи*
вращающий момент направлен в сторону замыкания
контактов: реле работает (Мвр>0— зона действия).
Если поток Ф/ отстает по фазе от потока Фс/, реле не
действует; момент направлен в сторону размыкания
контактов (Л1вр<0 — зона недействия).
Как следует из векторной диаграммы и выражения
(3-7), если ф^=—а или —фр = а, т. е. когда вектор тока
/р опережает вектор напряжения (7Р на угол а, при од-
них и тех же значениях тока и напряжения вращающий
момент на реле наибольший (направление вектора то-
ка /р для данного случая показано пунктиром с точ-
кой):
Мвр = £/р£/р COS 0= +МВр.маКс.
Угол а, при котором создается максимальный вра-
щающий момент на реле, называется углом макси-
мальной чувствительности и обозначается
Фм.ч, а линия, проходящая под этим углом по отношению
к вектору напряжения [/р, называется линией макси-
мальных моментов.
Для реле типов РБМ-171/1 и РБМ-171/2 при под-
ключении их к трансформатору напряжения зажимами
8—7 (см. рис. 3-2,а) последовательно с обмоткой на-
пряжения реле оказывается включенным только сопро-

§ 3-2] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ 107
тивлением R\. В этом случае фи = 60° и <х=90—<pt/ =
= 90—60 = 30°. Угол максимальной чувствительности
оказывается равным ф^.ч =—30°.
Если указанные выше реле подключены к трансфор-
матору напряжения зажимами 8—7, последовательно
с обмоткой напряжения реле будут включены два со-
противления: R\ и R2. В этом случае угол <рт7 = 45°, а угол
максимальной чувствительности становится равным
Рис. 3-4. Векторная диаграмма реле направления
мощности нулевой последовательности в защите от
замыкания на землю в сетях с большим током замы-
кания на землю.
Фм.ч = —45°. Такое значение угла максимальной чувст-
вительности имеют реле типов РБМ-271/1 и РБМ-271/2.
Реле типов РБМ-171 и РБМ-271 обычно включаются
по 90°-ной схеме в комплектах защит от междуфазных
коротких замыканий, где они используются в качестве
органа направления мощности [Л. И].
В комплектах защит нулевой последовательности от
замыканий на землю в сетях с большим током замыка-
ния на землю используются реле типов ИМБ-178А;
РБМ-177, 178; РБМ-277/ 278. Угловые характеристики
этих реле вследствие изменения внутренней схемы рез-
ко отличаются от характеристик предыдущих типов
реле.

108 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл 3
Векторная диаграмма представлена на рис. 3-4. Угол
Фс/ вследствие наличия в параллельной обмотке емкости
(xc>xL) оказывается отрицательным: уи = —20°. Вы-
ражение вращающего момента для этих реле имеет вид:
MBp = kIvUpsiny='kIpUpsin(<p9+20o). (3-8)
Угол максимальной чувствительности, при котором
момент на реле будет иметь наибольшее значение, ока-
зывается при фм.ч=+70°, МВр=+МВр .макс и соответст-
венно При фк.ч = —И0°, Мвр = — Л4Вр.мако
Полярность обмоток данного реле указана заводом
так, что положительный момент на реле будет в том
случае, когда поток параллельной обмотки Ф^ оказы-
вается опережающим относительно потока Ф/.
Питание обмоток реле осуществляется током и на-
пряжением нулевой последовательности таким образом,
что реле реагирует на мощность нулевой последователь-
ности (рис. 3-5,а):
'р=4-К+4=з/.; (з-эа)
tfp = 0. + tf» + 0c = 30.. (3-96)
При однофазном коротком замыкании фк«60-г-80°.
Как следует из векторной диаграммы, построенной для
данного вида повреждений (рис. 3-5,6), момент на реле
будет отрицательным, так как вектор Ф/, совпадающий
по фазе с вектором тока /р=3/0, оказывается опережаю-
щим относительно вектора Фи, определяемого фазой
t/p = 3t/0. При этом ф = —80-5—Л00°; Мвр<0.
Для получения положительного момента на реле
к параллельной обмотке его подводится напряжение
£/р = —300 (к генераторному зажиму реле подсоединяет-
ся вывод, соответствующий концу вторичных обмоток
трансформатора напряжения, соединенных в разомкну-
тый треугольник) [Л. 31]. Тогда -ф = +80-ь- + 100°, так как
вектор Фъ теперь опережает вектор Ф/ и Мвр =
= &/p£/psin ф~Мвр.макс. Контакты реле будут замы-
каться.
Проверка электрических характеристик реле направ-
ления мощности осуществляется по схеме, представлен-
ной на рис. 3-6 [Л. 17].

§ 3-2] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ 109
8 С
№иг1 и? Iй?
1р-31о
?)
Зона
медеистВи.
Рис. 3-5. Схема включения (а) и векторная диа-
грамма (б) при подключении реле мощности ну-
левой последовательности к трансформаторам то-
ка и напряжения.

ПО ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
При сборке схемы следует обращать особое внима-
ние на включение реле и фазометра; токи в их обмотках
должны совпадать и быть направлены от генераторных
зажимов к концам обмоток.
Для проверки отсутствия витковых замыканий в об-
мотках тока и напряжения следует определить мощ-
ность, потребляемую обмотками реле при номинальных
а в с
Рис. 3-6. Схема испытания реле направления мощности.
данных: последовательной обмотки — при токе /р =
= 5а(1а)у параллельной —при напряжении £/р=100 е.
Полученные результаты сравниваются с величина-
ми, указанными в каталоге; расхождение допустимо на
Ю-12%.
Su=UB(mIu, ea\ (3-10)
Si—IjiomUi, ea.
(З-Н)
Существенным недостатком рассматриваемой конст-
рукции реле мощности является возможность появления
самохода. Самоходом называется возникновение допол-
нительного вращающего момента, а следовательно, и
перемещения подвижной системы реле при наличии
питания только одной обмотки, когда основной вращаю-
щий момент отсутствует. Различаются самоход от тока
и самоход от напряжения. Причиной возникновения до-
полнительного момента является асимметрия магнитной
системы. При идеально выполненном реле, когда вели-

§ 3-2] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ 111
чина воздушного зазора между всеми полюсами и сер-
дечником на всем участке одинакова и сердечник рас-
положен точно в центре, магнитная система симметрич-
на— самоход отсутствует. Направление момента,
обусловленного самоходом, может быть как в сторону
замыкания контактов, «так и в сторону размыкания их.
В первом случае самоход может привести к ложному
действию реле, например при близком расположении
места короткого замыкания на смежном участке '(«за
спиной»), когда £/р^0, а знак мощности короткого за-
мыкания— от линии к шинам. Во втором случае вслед-
ствие загрубления реле возможен отказ в действии за-
щиты. Самоход у реле должен быть устранен совсем
или сведен к минимуму.
Устранение самохода производится поворотом сталь-
ного сердечника вокруг его оси. Сердечник имеет срез
(см. рис. 3-1), с помощью которого можно выравнивать
величину магнитного сопротивления, сведя к минимуму
асимметрию магнитной системы. Спиральная пружина
при этом должна быть полностью ослаблена.
Проверка самохода от тока в комплектах направлен-
ных защит от междуфазных коротких замыканий произ-
водится при подаче на реле тока, равного максимально-
му току короткого замыкания при повреждении на
смежном участке («за спиной»). Проверка самохода от
напряжения должна производиться при подведении
к параллельной обмотке напряжения ПО в [Л. 17].
Проверка зоны действия реле, определение угла ма-
ксимальной чувствительности и проверка однополярных
зажимов производятся с использованием схемы на
рис. 3-6. Порядок проведения опыта следующий:
а) Реле включается на ток и напряжение, соответ-
ствующие номинальным данным: /р=/Пом; UP=^UH0M.
б) С помощью фазорегулятора изменяют угол сдви-
га фаз между подведенным к реле током и напряжением
в пределах от 0 до 360° и обратно ог 360 до 0°; при этом,
пользуясь фазометром, фиксируют значения углов, при
которых контакты реле замыкаются и размыкаются
(ф*)Ь <Pt>2, фрЗ, !фр4).
в) Принимая за исходный вектор напряжения £/р,
производят построение линии нулевых моментов и ли-
нии максимальной чувствительности (рис. 3-7); линия

112 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
максимальных моментов представляет собой биссектри-
су угла р, определяемого из выражения
Р = 360 —?р,-К9Р4, а ?н.ч = |-?Р1.
Полученная угловая характеристика должна совпа-
дать с характеристикой, указанной заводом для этого
типа реле. При совпадении характеристик или отклоне-
ниях не более чем на ±5° характеристика считается
удовлетворительной и маркировка однополярных зажи-
мов реле правильной.
Рис. 3-7. Определение угла максимальной чувстви-
тельности фм ч графическим способом.
Характеристика любого из рассматриваемых типов
реле направления мощности может быть наглядно по-
лучена путем графического построения векторов напря-
жений, представляющих собой падения напряжения на
всех элементах параллельной цепи реле (рис. 3-8,а и г).

-135°-30° -Ь5° 0° * W°+30°+135°+160°
Рис. 3-8. Определение угла полного сопротивления реле мощности.
а—д — посредством измерения напряжения на элементах параллельной цепи
реле, е — по данным характеристики ^ор^/Чфр) при /=const; a — схема па-
раллельной цепи реле РБМ-172; г — то же для реле РБМ-178; б, в и д — век-
торные диаграммы.
8-2727

114 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
Для реле типа РБМ-172 следует произвести измерение
трех напряжений 1:
а) на самой обмотке реле U\\
б) на добавочном сопротивлении, вмонтированном
в кожух реле U2 (при использовании R\ — вывод 7) или
[/'2 (при использовании R\+R2 — вывод /);
в) на всей параллельной цепи реле [/р или U'v.
На диаграмме на рис. 3-8,6 вектор напряжения [/2
проводится совпадающим с вектором тока 1и. С по-
мощью циркуля проводятся две дуги: одна — радиусом,
равным Uи из конца вектора £/2, Другая — радиусом,
равным (/р, из начала вектора. Так как [/p='[/i + [/2,
точка пересечения двух дуг определит третью вершину
треугольника напряжений. Угол, образованный вектора-
ми тока 1и и напряжения [/р, представляет собой
угол полного сопротивления параллельной цепи
реле фц-
В случае подключения реле зажимами 8—7 угол
полного сопротивления по данным каталога должен
быть равен фг/~+60°. При подключении выводами 8—/
ф17~+45° (рис. 3-8,*).
Аналогичным образом определяется угол <pv для ре-
ле, имеющего другую схему параллельной цепи, напри-
мер реле РБМ-178 (рис. 3-8,г и д). В этом случае сле-
дует произвести четыре замера, так как UV=V\ + U2 +
+ /73; угол ф1/^— 20°.
При проверке реле следует определить величину
мощности срабатывания реле Scp (или чувствительность
реле). Измерение проводится при номинальном токе
в последовательной обмотке реле (/Р=/Ном) и угле ма-
ксимальной ЧуВСТВИТеЛЬНОСТИ фр = фм.ч*
•J ср == ' ном^ мин, ва, (3-12)
где [/мин — минимальное напряжение, подводимое к ре-
ле, при котором реле срабатывает. Величина коэффици-
ента возврата реле определяется выражением
АВ = -ДЧ (3-13)
оср
1 Способ был указан авторам рецензентом книги инж.
А. М. Авербухом.

$3-2] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ Ц5
ГДе ов — -/ном^макс (^макс — максимальное напряжение,
подводимое к реле, при котором происходит возврат ре-
ле из сработавшего состояния).
Определение времени действия реле производится
в тех случаях, когда этого требуют условия схемы за-
щиты.
При недостаточном зазоре между подвижными и не-
подвижными контактами реле может кратковременно за-
мкнуть контакты вследствие отброса подвижной системы
при подаче и сбросе обратной мощности. Если такое яв-
ление может вызвать ложное действие защиты, то необ-
ходимо устранить его путем регулировки контактной си-
стемы.
Задание на работу. 1. Ознакомиться с конструкцией
проверяемого реле мощности; зафиксировать паспортные
данные реле.
2. Подобрать аппаратуру для проверки электрических
характеристик реле. Собрать схему по рис. 3-6.
3. Произвести измерение мощности, потребляемой об-
мотками реле ,при номинальных данных; сравнить полу-
ченные результаты с величинами, указанными в ката-
логе.
4. Проверить наличие у реле самохода от тока (при
величине тока, указанной преподавателем) и напряже-
ния (при £/р=110 в).
5. Установить в цепи /р=/Ном и £/р=£/1ЮМ; определить
зону действия реле и внутренний угол.
По данным опыта построить угловую характеристику
реле, указав на ней зону работы реле, зону недействия,
линию максимальных моментов, линию изменения знака
мощности и угол максимальной чувствительности. Срав-
нить результаты с измерениями по рис. 3-8.
Определить величину отклонения полученного зна-
чения угла <рм.ч от значения, указанного заводом.
6. Проверить состояние контактов реле при условиях:
Л> = /ном," ^р=^ном; фр = фмч. По состоянию контактов,
учитывая тип реле, убедиться, что маркировка однопо-
лярных зажимов выполнена правильно.
7. Определить мощность срабатывания реле, для че-
го при /р = /Ном и фр = ф'мч, плавно увеличивая напряже-
ние, подводимое к реле, зафиксировать величину мини-
мального напряжения, при котором реле замыкает кон-
8*

116 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл 3
такты. Уменьшая напряжение, определить мощность, при
которой контакты реле размыкаются.
По данным опыта определить величину коэффициен-
та возврата реле kB.
8. Составить протокол проверки реле по следующей
форме [Л. 17]:
Протокол проверки реле мощ-
ности
1. Тип реле 2. Заводской номер
3. Потребление:
цепь тока при токе а ва\ цепь напряжения
при напряжении в ва.
4. Самоход проверен при токе а при напряжении
5. Зона действия реле снималась при токе а и
напряжении в.
При изменении угла <Рр от 0 до 360° контакты реле
разомкнулись при <рР1= ° и замкнулись при <Рр2= °-
При изменении угла от 360 до 0° контакты реле разом-
кнулись при <Ррз— ° и замкнулись при 9р*= °- ^гол
р =360- <рР2 + ?Р4= 360- + = °.
Угол <рм.ч = у—срР4 = °.
Отклонение угла <рм#ч от заводских данных °.
6. При токе /Р = /Н0м и напряжении f/p = f/H0M и ?р =
= сРм.ч контакты реле
7. Мощность срабатывания реле ва при токе
_ а, напряжении в и угле <j>p = °-
Коэффициент возврата
Указания к проведению работы. 1. При регулирова-
нии угла между током и напряжением при помощи фазо-
регулятора и измерении этого угла фазометром, имею-
щим переключение квадрантов для отсчета углов, целе-
сообразно использовать круговую шкалу фазорегулято-
ра, заранее проградуировав ее и установив «нуль» от-
счета.

§3-3] ФИЛЬТР-РЕЛЕ ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ Ц7
2. Угол максимальной чувствительности может быть
определен непосредственным построением (рис. 3-8,а—д)
или из анализа графика [/ср=/(фр) при /р = /Ном = const
(рис. 3-8,е).
3. Устранение самохода путем изменения положения
стального сердечника между полюсами электромагнита
производится как самостоятельное задание по механи-
ческой регулировке реле и в объем данной лаборатор-
ной работы не входит.
4. Измерение мощности, потребляемой обмотками ре-
ле, производится по схеме рис. 3-6.
Контрольные вопросы
1. Чем обеспечивается быстрота действия реле мощности ин-
дукционного типа?
2. Пользуясь ©ектор'Ными диаграммами токов и напряжений
при различных видах коротких замыканий, доказать целесообраз-
ность применения в комплектах защит от междуфазных коротких
замыканий реле мощности смешанного типа, включенного по
90°-ной схеме.
Принять реле с MBp=&/p£/Pcos((pp+450).
3. Как, имея реле с характеристикой MBp = /j/p£/pcos(cpp + 300),
получить реле с характеристикой, близкой к характеристике реле
синусного типа?
4. Как следует включить в трехфазную цепь потенциометр и
реле, если при отсутствии фазорегулятора необходимо получить
угол сдвига между векторами тока /р и напряжения £/р'Фр =
=— 45°?
5. Что такое мертвая зона реле и в каких случаях она может
быть?
6. Что называется углом максимальной чувствительности реле
и способы его регулировки?
7. С какой целью указывается маркировка генераторных (одно-
полярных) выводов обмоток реле?
8. Как 'будет изменяться величина вращающего момента реле
мощности комплекта защиты от замыканий на землю при удалении
точки однофазного короткого замыкания от места установки реле?
3-3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ФИЛЬТР-РЕЛЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
Цель работы. Ознакомление с устройством и метода-
ми проверки фильтр-реле тока и напряжения обратной
последовательности.

118 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
Краткая теория. Фильтр-реле состоит из фильтра то-
ка или напряжения обратной 'последовательности, к вы-
ходным зажимам которого подсоединено реагирующее
реле. Фильтр-реле могут также представлять собой элек-
трически и магнитно связанные устройства.
Фильтром тока (напряжения) обратной последова-
тельности называется такое устройство, при подведении
к которому системы несимметричных токов (напряже-
ний) на выходе появляется ток (напряжение), гщшшд-
циинальный только составляющей тока (напряжения)
ооратной по_сдедоващ1ьности: на входе фильтр17Так7для
фильтра напряжений обратной последовательности
^ вых.х.х = ГПХтХОВХ2, (3-14)
напряжение холостого хода на выходе
фильтра (нагрузка не подключена), изме-
ренное вольтметром с большим внутрен-
ним сопротивлением;
составляющая обратной последовательно-
сти фазных (междуфазных) напряжений,
подводимых к входным зажимам фильтра;
коэффициент пропорциональности, назы-
ваемый отношением холостого хода.
Фильтр-реле напряжений обратной по-
следовательности типа РНФ-1 (рис. 3-9,а).
Устройство использует двуплечий активно-емкостный
фильтр. К входным зажимам фильтра 2, 4, 6 подводятся
междуфазные напряжения UAb и £/вс, не содержащие
составляющей нулевой последовательности. К выходным
зажимам тип подключается исполнительный элемент—
реле напряжения типа ЭН-520.
Анализ работы фильтра ведется с помощью топогра-
фических диаграмм (рис. 3-9,6 и в) пр.и холостом ходе,
т. е. отсутствии нагрузки на его выходе (накладка // —
12 снята), и поочередной подаче на фильтр системы сим-
метричных напряжений прямой и обратной последова-
тельностей [Л. 13, 18, 19].
Как следует из первой топографической диаграммы
(рис. 3-9,6), равенство потенциалов выходных зажимов
фильтра (точка т совпадает с точкой п) обеспечивается
где и.
вых.х.х
£/„
/Ит

r^-^'-ra
Рис. 3-9. Фильтр-реле напряжения обратной
последовательности типа РНФ-1.
а — схема фильтр-реле; б —векторная диаграмма
при подведении к фильтру системы напряжений
прямой последовательности; в — то же обратной
последовательности.
")
Vmnxx
С, UC,

120 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл 3
при подведении к фильтру системы напряжений прямой
последовательности при условии, что
rA = V3~xA\ *с = }/3~гс, (3-15)
т. е.
Г А ' Хс — Ха'- ГС-
При этом вектор тока в плече А опережает вектор
напряжения на 30°, а в плече С — на 60°.
Если к фильтру подведена система симметричных на-
пряжений обратной последовательности, то потенциалы
точек тип оказываются неравными, на выходе фильтра
появляется некоторое напряжение Umn (рис. 3-9,в). Если
за исходное в качестве входного напряжения £/ВХ2 при-
нять междуфазное напряжение ОЛВ2, т. е. ОВК2 = Одвь
то
0П1ПТ.х=195е1^0АВ2, (3-16)
где 1,5 е}6° —коэффициент, показывающий, что на вы-
ходе фильтра при подведении к нему системы междуфаз-
ных напряжений обратной 'последовательности появится
напряжение, в 1,5 раза большее междуфазного напряже-
ния Uab2 и сдвинутое по фазе относительно него на угол
60° (в сторону опережения).
Если же за входное принять фазное напряжение
Ubj2s=,Ua2, ТО
f>,,nx.x=l,5K3"^30°^2. (3-17)
При несимметричных коротких замыканиях защища-
емого объекта напряжения могут быть представлены
в общем случае геометрической суммой составляющих
напряжений прямой, обратной и нулевой последователь-
ностей. Но так как системы напряжений прямой и нуле-
вой последовательностей не вызывают появления напря-
жения на выходе данного фильтра, то при несимметрич-
ных коротких замыканиях напряжение на выходе будет
определяться только составляющей обратной последова-
тельности.

§ 3-3] ФИЛЬТР-РЕЛЕ ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 121
Работа фильтра при подключении к нему нагрузки
несколько изменяется. В соответствии с [Л. 19] при ис-
I 1
е-
Рис. 3-10. Работа фильтра напряжений обратной после-
довательности под нагрузкой.
а — схема замещения нагруженного фильтра; б —векторная
диаграмма для случая ZK^=Zn.
пользовании метода наложений схема замещения нагру-
женного фильтра принимает вид, представленный на
рис. 3-10,а.
Здесь:
ZH — сопротивление нагрузки (например, реле), под-
ключенной к выходным зажимам фильтра
^к.ф — сопротивление короткого замыкания — сопро-
тивление самого фильтра, замеренное со сторо-
ны выходных зажимов при закороченных вход-
ных зажимах (сопротивлением источников по
сравнению с внутренним сопротивлением филь-
тра можно пренебречь);
Е2 — э. д. с, включенная в цепь нагрузки и равная
по величине и фазе напряжению холостого хо-
да фильтра Umnx,x.
Из рис. 3-10,а видно, что
Uv=V7mn*f7\ (3-18)
Максимальная чувствительность схемы фильтр-реле
достигается при выполнении условия ZH=ZK$, т. е. когда
сопротивление реле равно сопротивлению короткого за-
мыкания фильтра. Векторная диаграмма нагруженного
фильтра показана на рис. 3-10,6. Если принять угол пол-

122 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
ного сопротивления фильтра ZK^ равным —45° (харак-
тер сопротивления емкостный, следовательно, вектор тока
опережает вектор напряжения), а угол полного сопро-
тивления нагрузки ZH=+65° (сопротивление нагрузки
имеет индуктивный характер), то из построения окажет-
ся, что фаза напряжения на реле будет сдвинута отно-
сительно фазы подведенного напряжения 0Ав2 на угол
60 + 55=115°, где 60° — угол сдвига Umnx.x относительно
вектора UAb2, а 55° — угол сдвига t/mnx.x относительно
вектора £/р.
Данное положение следует учитывать -в тех случаях,
когда работа реле определяется не только величиной 1/р,
но и его фазой по отношению к току, подводимому
к реле.
Фильтр-реле тока обратной последова-
тельности. Выпускаемые промышленностью устрой-
ства используют .различные по схемам фильтры токов об-
ратной последовательности. Так, в комплект фильтр-реле
РТ-2 входит трансформаторный фильтр; комплекты
РТФ-1 и РТФ-3 содержат трансформаторный фильтр
с активно-индуктивным контуром; фильтр-реле РТФ-2 со-
держит двуплечий активно-емкостный фильтр. При лю-
бой схеме фильтра величина тока на его выходе при ко-
ротком замыкании вторичных выводов фильтра будет
определяться составляющей тока обратной последова-
тельности на его входе:
* ВЫХ =:#£к.З' ВХ2> (и-19)
где тк.3 — коэффициент пропорциональности.
В зависимости от коэффициентов трансформации
вспомогательных трансформаторов и параметров схемы
величина коэффициента тк.3 может быть различной.
Анализ работы фильтров тока обратной последова-
тельности ведется так же, как и фильтров напряжений
обратной последовательности. Основные соотношения
определяются построением векторных диаграмм для слу-
чаев прохождения по элементам фильтра составляющих
тока прямой и обратной последовательностей. Влияние
токов нулевой последовательности устраняется примене-
нием промежуточных трансформаторов с двумя первич-
ными обмотками, вследствие чего к фильтру будет пода-
ваться разность токов (РТФ-1, РТФ-2, РТФ-3), либопре-

§3-3] ФИЛЬТР-РЕЛЕ ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 123
дусматривается специальный трансформатор компенса-
ции, первичная обмотка которого обтекается током 3/0
(фильтр-реле типа РТ-2). Схемы фильтров РТФ-3 и
РТФ-2 и их векторные диаграммы представлены на
рис. 3-11 и 3-12.
Рис. 3-11. Фильтр-реле тока обратной последовательности
типов РТФ-1 и РТФ-3.
а — схема фильтр-реле; б — векторная диаграмма при включении
фильтра на систему токов прямой последовательности; в — то же
при включении на систему токов обратной последовательности.
Построение векторных диаграмм ведется для случая,
когда нагрузка отсутствует и выходные зажимы фильтра
тип соединены накоротко.
Рисунок 3-11 иллюстрирует работу трансформаторно-
го фильтра с активно-индуктивной нагрузкой. Здесь ТТ—
вспомогательный промежуточный трансформатор и ТР—

124 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
> . у 'к
Плечо A ffBl
ti
Хд f*B
вс Плечо В
т
а)
Imn If\5* ^3Cj У
eJ60°L
Ав2~
Рис. 3-12. Фильтр-реле тока обратной последовательности типа
РТФ-2.
а — схема фильтр-реле; б — векторная диаграмма при включении филь-
тра на систему токов прямой последовательности; в — то же при вклю-
чении фильтра на Систему токов обратной последовательности.

§ 3-3] ФИЛЬТР-РЕЛЕ ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 125
трансреактор. Параметры трансреактора ТР выбраны
так, что угол сдвига между векторами разности токов
первичной обмотки и напряжением на сопротивлении г2
составляет +60°.
Активно-емкостный фильтр, представленный на
рис. 3-12, использует два вспомогательных трансформа-
а) б)
Рис. 3-13. Работа фильтра токов обратной последовательно-
сти под нагрузкой.
а — схема замещения нагруженного фильтра; б — векторная диа-
грамма для случая Z^ х Х=2Н.
тора: Тх и Т2. При построении предполагается, что коэф-
фициенты трансформации
Так же как у фильтров напряжения обратной после-
довательности, максимальная мощность на выходе филь-
тра будет в том случае, когда
£р=£ф.х.х> (3-20)
где Z<j).x<x — сопротивление холостого хода — внутреннее
сопротивление самого фильтра, замеренное со стороны
выходных зажимов при разомкнутых входных зажимах
(при опыте сопротивление источников питания значи-
тельно больше сопротивления фильтра).
Схема замещения и векторная диаграмма нагружен-
ного фильтра обратной последовательности имеют вид,
представленный на рис. 3-13,а и б [Л. 19].
В соответствии с рис. 3-13,а имеем:
г 'тпк.з^фд.х /q Q1 \

126 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
Как следует из диаграммы на рис. 3-13,6, ток, прохо-
дящий через обмотку реле, подключенного к выходным
зажимам фильтра, отличается по величине и фазе от
тока /шпк.з. Если известны углы полного сопротивления
фильтра и нагрузки (в соответствии с рис. 3-13 фф = —45°
и 1фп=+65°), может быть определен угол между векто-
рами тока /р и составляющей тока обратной последова-
тельности на входе фильтра. Так, например, для актив-
но-емкостного фильтра (комплекта РТФ-2) этот угол со-
ставляет 55—30=25° — относительно вектора 1А2 и
60—55 = 5° относительно вектора /ав2-
Задание на работу. 1. Ознакомиться с устройством
фильтр-реле напряжений обратной последовательности.
Начертить схему фильтра и указать на ней параметры
всех элементов.
2. С помощью фазоуказателя проверить порядок че-
редования фаз.
3. Измерить величины междуфазных напряжений, ис-
пользуемых при проверке реле. Напряжения должны
быть равны и составлять 100 в.
4. Подключив к выходным зажимам фильтра вольт-
метр, измерить величину напряжения небаланса при под-
ведении к фильтру системы напряжений прямой после-
довательности f/нб.ф (указать тип вольтметра и его внут-
реннее сопротивление).
5. С разрешения преподавателя произвести регули-
ровку фильтра путем изменения регулируемых сопротив-
лений так, чтобы f/нб не превышало определенного зна-
чения.
6. По той же схеме питания фильтра измерить рас-
пределение напряжения на его элементах (xAi rA, хс,гс).
Необходимо, чтобы соотношение падений напряжений
составляло (с точностью до 1—2°/о):
ТГ- = -7Г-=У^ (3-22)
7. По полученным данным построить в масштабе век-
торную диаграмму фильтра.
8. Подать на фильтр систему междуфазных напряже-
ний обратной последовательности и измерить величину

§3-3] ФИЛЬТР-РЕЛЕ ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 127
напряжения на его выходе. Определить значение отно-
шения холостого хода тх.х.
9. Ознакомиться с устройством фильтр-реле тока об-
ратной последовательности. По усмотрению преподава-
теля может быть предложен любой тип фильтр-реле. На-
чертить схему и указать все параметры элементов филь-
тра. Выяснить назначение всех элементов рассматривае-
мого устройства.
Рис. 3-14. Схема испытания фильтр-реле тока обратной
последовательности (типа РТФ-2).
10. Собрать схему на рис. 3-14, предварительно про-
верив порядок чередования фаз и величины междуфаз-
ных напряжений.
11. Установив токи в фазах 1,5 /ном, замерить величи-
ну тока небаланса на выходе фильтра (значение тока не-
баланса при токе прямой последовательности не долж-
но превышать 1% величины фазного тока).
12. В случае необходимости и с разрешения препода-
вателя 'произвести регулировку фильтра. Замерить ток
небаланса при подведении токов прямого чередования
фаз.
13. Пользуясь вольтметром с большим внутренним
сопротивлением, измерить распределение напряжений на
элементах фильтра.
14. Подать к фильтру симметричную систему токов
обратной последовательности и измерить величину тока
на выходе фильтра /тПк.з. По результатам измерения
определить значение отношения короткого замыкания
mK8 = ^pi, (3-23)
М2
где 1Л2 — показание амперметра на входе фильтра.

128 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
15. Построить векторную диаграмму рассматриваемо-
го фильтра и доказать графически правильность полу-
ченного значения тк.3.
16. По указанию преподавателя отрегулировать реле
на выходе фильтра на заданную уставку. Убедиться, что
реле срабатывает при заданном значении тока обратной
последовательности.
Указания к выполнению работы. 1. При измерении
величины напряжения небаланса фильтра следует поль-
зоваться вольтметром с большим
внутренним сопротивлением (3—
5 ком/в).
2. Так как возрастание напря-
жения небаланса фильтра может
быть вызвано наличием высших
гармоник в рабочем напряжении,
л 1Г тт „ настройку фильтра желательно
Рис. 3-15. Настооика ^ г
фильтра напряжений об- производить с помощью элек-
ратной последовательно- тронного осциллографа (рис.
сти с помощью осцилло- 3-15) [Л. 33]. Электронный осцил-
графа. лограф дает возможность: а) об-
наружить присутствие высших
гармоник; б) настроить фильтр на минимальное значе-
ние небаланса первой (основной) гармоники.
Предварительно перед настройкой фильтра от посто-
роннего источника на вход Y (вертикальное усилие) ос-
циллографа должно быть подано синусоидальное напря-
жение, изменяющееся с частотой 50 гц. Воздействуя на
рукоятку «Частота плавно» (изменяются параметры ге-
нератора пилообразного напряжения), произвести регу-
лировку так, чтобы на экране установился один период
кривой вспомогательного напряжения. Не изменяя поло-
жения всех рукояток осциллографа, снять с пластин Y
вспомогательное напряжение и подвести напряжение
с выходных зажимов фильтра. Для получения на экране
достаточной по величине амплитуды проверяемого на-
пряжения следует воздействовать на рукоятку «Верти-
кальное усиление». По полученной на экране кривой
можно судить о наличии высших гармоник —кривая на-
пряжения не будет чисто синусоидальной. Настройкой
следует стремиться свести к нулю амплитуду первой гар-
моники в кривой напряжения небаланса.
/77 П
Н

§3 3] ФИЛЬТР-РЕЛЕ ОБРАТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 129
3. При -проверке величины тока небаланса на выходе
фильтра токов обратной последовательности необходимо
строго следить за равенством токов в фазах, сравнивая
показания трех амперметров, включенных соответственно
в фазы А, В и С питающей цепи.
4. При испытании фильтра тока обратной последова-
тельности реле, подключенные на его выход, должны
быть отсоединены и вместо них должны быть присоеди-
нены измерительные приборы.
5. Если проверка фильтра напряжения обратной по-
следовательности производится на аппаратуре комплект-
ного устройства блокировки от качаний типа КРБ-123
Чебоксарского электроаппаратного завода, по усмотре-
нию преподавателя работа может быть дополнена:
а) проверкой взаимодействия элементов схемы бло-
кировки от качаний;
б) выяснением назначения фильтра высших гармоник
в схеме и определением электрических параметров этого
элемента устройства;
в) выяснением назначения стабилизирующего транс-
форматора в устройстве и снятием характеристик этого
трансформатора;
г), проверкой в соответствии с указанием заводской
инструкции [Л. 40] работы поляризованного реле, исполь-
зованного в качестве выходного органа устройства;
д) выяснением назначения введения в схему состав-
ляющей тока нулевой последовательности и снятием ха-
рактеристики чувствительности поляризованного реле ПР
для одной из уставок срабатывания
7е-= /(3/.)
* ср
при разных значениях величины U2 (фазного), где /р —
ток в обмотке реле ПР\ /ср —ток срабатывания реле ПР.
Перед выполнением работ, указанных в п. 5, необхо-
димо ознакомиться с (Л. 40].
6. При наличии в лаборатории устройства блокиров-
ки от качаний типа КРБ-124, реагирующей на появление
тока обратной и нулевой последовательностей [Л. 41], ра-
боту по испытанию фильтра тока обратной последова-
тельности следует дополнить проверкой других элемен-
тов этого устройства.
9—2727

130 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл 3
7. При включении фильтра напряжения обратной по-
следовательности на междуфазные напряжения или
фильтра тока обратной последовательности на разность
фазных токов не производится компенсация влияния со-
ставляющих нулевой последовательности; известно, что
векторы фаз А, В и С любой трехфазной системы выра-
жаются соотношениями:
%в= #Bi -Н?д2 -Н?0;
и, следовательно, геометрические разности векторов RA—
— RB, Rb —RchRc — &a не с°ДеРжат составляющих нуле"
вой последовательности.
Контрольные вопросы
1. В каких защитах используются фильтр-реле токов и напря-
жений обратной последовательности?
2. Почему к фильтру напряжения обратной последовательности
целесообразно подавать систему междуфазных, а не фазных на-
пряжений?
3. Почему при отклонении частоты от 50 гц напряжение неба-
ланса активно-емкостного фильтра возрастает?
4. В каких случаях и зачем (необходимо знать угол сдвига
между векторами U A m и Up?
5. Почему измерение величины Umn x.x должно производиться
с помощью вольтметра, имеющего большое внутреннее сопротив-
ление?
6. Доказать, что при взаимной перемене зажимов 4 и 6
(см. рис. 3-9,а) устройство будет представлять собой фильтр на-
пряжений прямой последовательности.
7. Каковы должны быть параметры прибора, используемого для
измерений /Нб и Imn K.3, при испытании фильтра тока обратной по-
следовательности?
8. С помощью векторной диаграммы определить, какой ток бу-
дет протекать по цепи реле фильтра токов обратной последователь-
ности при обрыве одной из фаз со стороны входа рассматриваемого
фильтра (короткое замыкание в первичной цепи тока отсутствует;
нагрузка первичной цепи до ее обрыва симметрична).
9. Как проверяется чувствительность защит, использующих
фильтры токов и напряжений обратной последовательности?

§3-4] ИСПЫТАНИЕ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 131
10. Как надо изменить «схему включения фильтра токов обрат-
ной последовательности (см. «рис. 3-11 или 3-12), чтобы получить
фильтр токов прямой последовательности?
11. Укажите примеры выполнения комбинированных фильтров
симметричных составляющих и область их применения.
12. Величина небаланса активно-емкостного фильтра напряже-
ния обратной последовательности (см. рис. 3-9) зависит от частоты
напряжения, приложенного к входным зажимам фильтра. Объясните
это явление. Можно ли выполнить фильтр напряжения обратной
последовательности, у которого соотношение сопротивлений плеч
мало меняется от частоты приложенного напряжения [Л. 42]?
13. Величина небаланса на выходе фильтров тока и напряжения
обратной последовательности увеличивается при наличии высших
гармоник в токе и напряжении первичной цепи. Объясните это
явление. Каким образом уменьшают влияние высших гармоник во
вторичной цепи фильтр-реле обратной последовательности на рабо-
ту исполнительного органа фильтр-реле?
3-4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИСПЫТАНИЕ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
Цель работы, а) Ознакомление с 'работой магнитных
усилителей; б) снятие основных характеристик.
Краткая теория. Магнитным усилителем называется
устройство, использующее для усиления управляющего
электрического сигнала зависимость проницаемости
ферромагнитных сердечников на переменном токе от на-
пряженности дополнительного поля, обусловленного по-
стоянным током.
Магнитный усилитель включается в цепь переменного
тока последовательно с нагрузкой, поэтому изменение
сопротивления дросселя от подмагничивания вызывает
изменение тока нагрузки. Принципиальные схемы маг-
нитных усилителей простейших типов показаны на
рис. 3-16: на рис. 3-16,а — магнитный усилитель с внеш-
ней обратной связью, на рис. 3-16,6 — с внутренней об-
ратной связью. Рекомендации по испытанию даны в со-
ответствии с работой [Л. 20], по материалам которой со-
ставлено описание лабораторной работы.
Для увеличения эффекта усиления магнитные усили-
тели выполняются с положительной обратной связью,
увеличивающей эффект подмагничивания при увеличении
тока в цепи нагрузки на стороне переменного тока. Об-
мотка положительной обратной связи включается на вы-
прямленный ток последовательно с нагрузкой.
9*

132 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
Магнитный усилитель может иметь несколько управ-
ляющих обмоток; их совместное действие позволяет ис-
пользовать магнитный усилитель в качестве сумматора.
Для изменений положения регулировочных характе-
ристик магнитного усилителя Л=/(/у) используется так
называемая обмотка смещения (рис. 3-17). Под влияни-
Рис. 3-16. Схема магнитного усилителя.
а — с внешней положительной обратной связью: 1 и 2 — пер-
вый и второй пакеты магнитопроводов; 3 — обмотка управ-
ления; 4 — обмотка обратной связи; 5 и 6 — рабочие обмот-
ки; 7 — выпрямитель; RH — сопротивление нагрузки; б —
с внутренней обратной связью.
ем тока смещения /см, проходящего по этой обмотке,
создается дополнительная н. с. смещения -РСм и регули-
ровочная характеристика усилителя перемещается из по-
ложения 1 в положение 2 (рис. 3-17,6).
Магнитному усилителю может быть придана релей-
ная характеристика, когда очень небольшое изменение
величины управляющего тока вызывает резкое измене-
ние тока выхода. Релейная характеристика достигается
включением последовательной обратной связи или допол-
нительной параллельной обмотки V (рис. 3-17,а); чем
больше ток ответвляется в обмотку 1/, тем круче распо-
лагаются характеристики (рис. 3-17,в). Величина тока
регулируется сопротивлением гкр.
Скорость отработки командного импульса в магнит-
ных усилителях определяется путем осциллографирова-

§ 3-4] ИСПЫТАНИЕ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ 133
ния процесса изменения во времени тока нагрузки /н и
тока в обмотке управления /у (рис. 3-18). Опыт произ-
водится при резком изменении величины напряжения,
—
1
ч'
1
1
■г,
•'*~/Г
1 1
г*-
-Гу~»
Рис. 3-17. Схема и характери-
стика магнитного усилителя с
внутренней обратной связью,
создаваемой обмотками / и //;
(/// — обмотка управления;
IV — обмотка смещения; V —
дополнительная обмотка для
получения релейной характери-
стики).
а — схема; б — смещение характе-
ристики в рабочую зону; в — повы-
шение крутизны характеристики.

134 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
приложенного к обмотке управления, и разных значени-
ях величины добавочного сопротивления в цепи управле-
ния. Степень быстродействия характеризуется постоян-
ной времени Т.
Задание на работу. 1. Произвести внешний осмотр
магнитного усилителя. Составить его схему.
2. Проверить полярность выводов обмоток и соотно-
шений чисел витков.
\иУ
1 t
\1М т
L м и
а)
^—■ -
б)
t
t
Рис. '3-19. Определение полярно-
стей обмоток магнитного усили-
теля.
3. Снять характеристики
намагничивания.
4. Испытать усилитель
в режимах минимальных и
и максимальных нагрузок.
Указания по выполне-
нию работы. 1. Полярность
вывода обмоток магнитного
усилителя производится ме-
тодом, который применяет-
ся при определении поляр-
ностей трансформаторов то-
ка. Начало одной из обмоток управления через рубиль-
ник и ограничивающее сопротивление присоединяется
к «плюсу» источника постоянного тока (рис. 3-19);
к остальным обмоткам поочередно подключается
вольтметр постоянного тока или гальванометр. Нача-
ло обмотки соединяется с «плюсом» прибора. В мо-
мент включения источника постоянного тока при пра-
*)
Рис. 3-18. Характер изменения
во времени величины тока в
обмотке управления /у и тока
в нагрузке /н в зависимости от
величины управляющего на-
пряжения Uy.
а-и -№; б-/у-/,(0; *-/„-
-/2(0.

§ 3-4] ИСПЫТАНИЕ МАГНИТНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
135
вильном подключении концов обмотки стрелка прибо-
ра кратковременно отклонится вправо (см. гл. 4).
В случаях, когда схема усилителя предусматривает
встречное включение обмоток, последовательно включен-
ный прибор при подаче напряжения постоянного тока
толчком не дает отклонения или оно будет очень неболь-
шим.
2. Проверка правильности соотношений между числа-
ми витков обмоток производится путем подачи на одну
из обмоток переменно-
их.
го напряжения U\.
Вольтметром с боль-
шим внутренним со-
противлением замеря-
ется напряжением вы-
водах второй обмотки
f/2, третьей f/з и т. д.;
при этом
и, w, и. .. (3.24)
a
в
f
3.
Характеристика
Ч>
"Н'амагничива*.
чия
сни-
напря** т
Рис. 3-20. Определение характеристик
намагничивания магнитного усили-
теля.
а — при включении каждой из обмоток;
б — при встречном включении обмоток.
мается по
Измерение
ния производите? ЩЪ>
помотдн лабораторного
автотрансформатора.
Если магнитный усилитель' имеет встречное включе-
ние обмоток, то характеристика намагничивания снима-
ется по схеме на рис. 3-20,6. Вольтметр, включенный на
обмотку охватывающую оба магнитопровода, показыва-
ет напряжение небаланса, которое не должно превышать
10% приложенного напряжения (пересчитанного через
коэффициент трансформации). Значительное напряжение
небаланса указывает либо на неодинаковое количество
витков встречно включенных обмоток, либо .на неиден-
тичность характеристик намагничивания магнитопрово-
4 Работа усилителя в режиме максимальных нагру-
зок характеризуется регулировочными характеристика-
ми. Их определение производится по рис. 3-21.

Рис. 3-21. Примерный вид регулировочных характеристик магнитных
усилителей.
а — без обратной связи; б — с внутренней обратной связью; в — с внешней
обратной связью

§3-5] ИСПЫТАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ РЕЛЕ С БИТ 137
На рис. 3-21,а показана схема для определения ха-
рактеристики магнитного усилителя без обратной связи
(цепь обратной связи отключена), на рис. 3-21,6 —
с внутренней обратной связью и на рис. 3-21,в — с внеш-
ней обратной связью.
В цепь управляющей обмотки должно вводиться не-
выключаемое сопротивление гд, превышающее сопротив-
ление последовательно включенной обмотки магнитного
усилителя в 10—50 раз.
Характеристики строятся в относительных единицах.
За единицу тока принимается ток, соответствующий на-
сыщению магнитопровода. Ток в обмотке управления
приводится к току в рабочей обмотке путем пересчета по
коэффициенту трансформации.
Контрольные вопросы
1. Принцип работы магнитного усилитетя.
2. Назначение 'положительной обратной связи магнитного уси-
лителя и способы выполнения ее.
3. Использование магнитного усилителя как сумматора. В ка-
кой области характеристики .намагничивания (насыщенной или пря-
молинейной) должна происходить работа усилителя, используемого
в качестве сумматора?
4. Что характеризует 'постоянная времени Т магнитного усили-
теля? Когда происходит процесс усиления быстрее, когда 7'=
= 0,2 сек или когда 7=2 сек?
3-5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИСПЫТАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ РЕЛЕ
С БЫСТРОНАСЫЩАЮЩИМСЯ
ТРАНСФОРМАТОРОМ
Цель работы, а) Ознакомление с устройством диффе-
ренциальных реле и методами снятия основных харак-
теристик этих реле; б) ознакомление со способами регу-
лирования величины тока срабатывания.
Краткая теория. Реле типов РНТ-565 и РНТ-566 и ра-
нее изготовлявшихся реле РНТ-562, РНТ-563, РНТ-564
предназначаются для использования в схемах дифферен-
циальных защит двух- и многообмоточных трансформа-
торов, автотрансформаторов, генераторов и сборных шин.
Данные реле представляют собой комплектные устройст-
ва, состоящие из промежуточного быстронасыщающего-

138 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл 3
ся трансформатора (БНТ), ко вторичной обмотке кото-
рого подключается 'исполнительное реле. Принципиаль-
ная схема устройства показана на рис. 3-22. Магнитная
Левый ф-Ъ. Фп^
стержень ^ *\
-Прайый
стержень
Средний
стержень
5т}М„зп=2ш,
}кэс
Фко л~2Фпос
28 21 14 7 О
0 1 Z 3 Ч 5 6
О 1 2 3 V 5 6 X
г ч
mmzr
з г / о
8 121620242832
иш
гО-
10 0-
-сБЦ
w6
Рис. 3-22. Реле РНТ-565.
а — распределение магнитных потоков по стержням магнито-
провода реле; б — схема внутренних соединений реле.
система быстронасыщающегося трансформатора выпол-
нена трехстержневой. На среднем стержне располагают-
ся первичные обмотки — дифференциальная дод и две
уравнительные: wy])I и шУРп. Здесь же расположен^

§3-5] ИСПЫТАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ РЕЛЕ С БИТ 139
первая секция короткозамкнутой обмотки (о>к.з.с); на
крайних стержнях расположены: вторичная рабочая об-
мотка wB — на левом и вторая секция короткозамкнутой
обмотки Здкзп —на правом.
Все обмотки, за исключением вторичной, секциони-
рованы и имеют отпайки. Изменение числа витков осу-
ществляется с помощью регулировочных винтов, устанав-
ливаемых в специальные штепсельные гнезда. Числа,
стоящие у гнезд, показывают число включенных витков.
Гнезда короткозамкнутой обмотки у реле типов РНТ-562,
РНТ-563 и РНТ-564 маркируются буквами «А», «Б»,
«В» и «Г». Минимальное число витков обмотки со-
ответствует установке винтов в гнезда А—Л, макси-
мальное— положению винтов в гнездах Г—Г, причем
отношение wK^u/wKm3C = const и принимается равным 2
(у реле типов РНТ-565 и РНТ-566 короткозамкнутая об-
мотка выводов «А», «Б», «В» и «Г» не имеет; регули-
ровка производится сопротивлением >i?K3, рис. 3-22).
Быстронасыщающийся трансформатор служит для
предотвращения срабатывания защиты от бросков на-
магничивающего тока, проходящего по дифференциаль-
ной цепи при включении силового трансформатора на
холостой ход, а также от увеличенных токов небаланса
при переходных режимах, обусловленных внешними ко-
роткими замыканиями со значительной по величине апе-
риодической составляющей тока.
В указанных режимах работы наличие значительной
апериодической составляющей в токе приводит к тому,
что магнитопровод насыщается, уменьшается сопротив-
ление цепи намагничивания, а следовательно, ухудшает-
ся трансформация периодической составляющей тока,
так как она замыкается в основном в ветви намагни-
чивания.
Уравнительные обмотки реле используются с целью
выравнивания магнитных потоков, обусловленных тока-
ми, проходящими в плечах дифференциальной защиты.
При защите двухобмоточных трансформаторов обычно
используется одна уравнительная обмотка (рис. 3-23),
однако, учитывая большее число ответвлений у уравни-
тельных обмоток, чем у дифференциальной, в ряде слу-
чаев реле может подключаться посредством двух урав-
нительных обмоток. С целью изменения диапазона чув-

140 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ (Гл. 3
ствительности защиты при защитетрехобмоточныхтранс-
форматоров, как правило, используют обе обмотки.
В нормальном режиме работы трансформатора при пра-
вильно подобранном числе витков результирующий маг-
нитный поток даже при разных по величине токах в пле-
Средний
стержень
Рис. 3-23. Схема включения обмоток реле
РНТ-565 при защите двухобмоточного
трансформатора.
чах защиты оказывается близким к нулю. Следовательно,
ток небаланса в реле также получается малым, что и по-
зволяет повысить чувствительность защиты. Расчет числа
витков производят, исходя из условия обеспечения равен-
ства н. с. При защите двухобмоточных трансформаторов
для случая, когда используется одна уравнительная об-
мотка, расчетное выражение имеет вид:
7уКр1 + Шд)=/Л^Д- (3"25)
Здесь /Y и /д — токи в плечах дифференциальной за-
щиты со стороны обмотки силового трансформатора, сое-
диненного в звезду и треугольник (/д>/у);
шд — число витков дифференциальной обмотки;
Доурт. — число витков уравнительной обмотки.
Для случая, когда используются обе уравнительные
обмотки,
7Y Kpl + Wf0 = 7Л КрП + W*)'
При включении реле по схеме на рис. 3-23 и значени-
ях вторичных токов, указанных на схеме, если &уд=15

§3 5] ИСПЫТАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ РЕЛЕ С БИТ 141
витков, равенство н. с. будет иметь место при wyvi = 2
витка.
В этом случае
4,55(2+ 15) ^5,2 • 15, т. е. 77,5 ав^78 ав
И ^рез-О.
При включении реле в защите трехобмоточного транс-
форматора
7в Kpi + Щ)]= !с КрцЧ- Щ) = Л.а>. (3-26)
где /в, /с, /н — токи в плечах защиты соответственно со
сторон высокого, среднего и низкого на-
пряжений (/н>/в, /н>/с);
^ypii Wypii — числа витков первой и второй уравнитель-
ных обмоток.
Регулирование тока срабатывания рассматриваемых
реле производится изменением числа витков дифферен-
циальной обмотки. Так как параметры исполнительного
элемента и его цепи не изменяются, величина минималь-
ного магнитного потока, при котором реле надежно за-
мыкает контакты, .постоянна. Намагничивающая сила
срабатывания по данным завода для реле типов РНТ-565
и РНТ-566 составляет:
FCp=(100±5) ав.
Вследствие того, что
^ср^/ср^д, (3-27)
величина тока срабатывания зависит от числа использу-
емых витков дифференциальной обмотки, т. е.
'cp = i£- (3-28)
Величина тока срабатывания при включении только
дифференциальной обмотки в соответствии с рис. 3-22,6
может меняться от /Ср = 2,86 а (замкнуты гнезда 32 и 3)
До /Ср= 12,5 а (замкнуты гнезда 8 и 0).
При включении в дифференциальную цепь 'последова-
тельно двух обмоток — уравнительной и дифференциаль-
ной— ток срабатывания уменьшается (/ср=1,45 а).
Короткозамкнутая обмотка (йУк.з.с + ^к.зп) преду-
смотрена в реле для лучшей отстройки защиты от пере-

142 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
ходных режимов, сопровождающихся появлением апе-
риодической составляющей тока. Магнитный поток, соз-
данный первичным током /ь пронизывая первую секцию
короткозамкнутой обмотки док.з.с, индуктирует в ней
э. д. с. ек, которая обусловливает ток /к.3. Рассматривая
условие возрастания магнитного потока в соответствии
с правилом Ленца, н. с. IK.3wK.3,c создает поток ФКз.с,
препятствующий прохождению основного потока Фс
(см. рис. 3-22л), обусловленного током 1\.
Поток Фс, пронизывающий средний сердечник магни-
топровода, разветвляется через 'Правый (п) и левый (л)
сердечники:
4с = Фп + Фл. (3-29)
При отсутствии короткозамкнутой обмотки резуль-
тирующий поток в левом стержне, определяющий рабо-
ту исполнительного реле,
ФР=Фл. (3-30)
Вследствие сравнительно большого сопротивления
обмотки исполнительного реле Т и малого значения то-
ка, проходящего по обмотке wB, к которой подключено
это реле, влияние некоторого изменения сопротивления
обмоток у различных реле мало сказывается как на
величине магнитного потока Фл, так и на распределении
потоков по правому и левому стержням магнитопро-
•вода. При равенстве сечений правой и левой частей
магнитопровода
ФР~%-. (3-31)
Короткозамкнутая обмотка, как было указано выше,
состоит из двух секций: одной на среднем стержне маг-
нитопровода шк.з.с, другой на правом стержне wK.3.u\
выводы этих секций в реле РНТ-562—РНТ-564 соединены
так, что при установке винтов на одноименные обмотки
(А—Л, Б—Б...) изменяется суммарное число витков
(^к.з.п + %зс), но отношение wK.3.JwKm3mC = 2 остается по-
стоянным.
Поток, обусловленный проходящим по ней током /Кз,
равен:
Фк.з = &/к.з ( 0>к.з.п + ДОк.з.с)

§3-5] ИСПЫТАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ РЕЛЕ С БИТ 143
и делится между средним и правым стержнями >в сле-
дующем соотношении:
Фк.зп = 2Ф„.з.с. (3-32)
Поток в левом стержне магнитопровода, обусловлен-
ный потоком короткозамкнутой обмотки, равен:
Фк.з.л = Фк.з.п—Фк.з.с, (3-33)
т. е.
Фк.з.л = Фк.з.с. (3-34)
По левому стержню магнитопровода, на котором
расположена обмотка wBy соединенная с исполнительным
реле Г, проходит суммарный поток
Фр = Фл + Фк.з.л; (3-35)
Фр = ^-+Фк.з.с (3-36)
Абсолютное значение потока |Фк.з.с| намного меньше
абсолютного значения потока '|Фс/2|, поэтому величина
потока |ФР| мало зависит от того, на каких отпайках,
А—Л, Б—Б, В—В или Г—Г, установлены регулировоч-
ные винты, хотя изменение отпаек короткозамкнутой
обмотки влияет как на изменение величины потока, так
и на изменение угла между потоками Фк.з.с и Фс.
Если установочные винты включены так, что
Фк.з.с
то распределение потока Фк.з.с по правому и левому
стержням магнитопровода может измениться настолько,
что величина результирующего потока Фр изменится
существенно и обусловит изменение уставки срабатыва-
ния дифференциальной защиты.
Рассмотренные соотношения предполагают отсутст-
вие в токе 1\ постоянной составляющей. При наличии ее
происходит резкое однополярное намагничивание стали
магнитопровода и ухудшаются трансформирующие свой-
ства трансформатора. Величина потока Фс уменьшается
И СТаНОВИТСЯ МаЛО ОТЛИЧНОЙ ОТ ВеЛИЧИНЫ ПОТОКа Фк.з.с»

144 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
обусловленного короткозамкнутой обмоткой. В этих ус-
ловиях на величине результирующего потока |ФР| зна-
чительно сказывается положение регулировочных винтов
короткозамкнутой обмотки (отпайки А—Л, Б—5, В—В
или Г—Г), в зависимости от которого изменяется угол
между потоками 0хл и Фк.3 л-
При малом количестве
витков короткозамкнутой
обмотки (отпайкиЛ—А) со-
противление контура корот-
козамкнутых обмоток почти
активное и направление по-
тока Фк.з.с ПРОТИВОПОЛОЖНО
налравлению потока Фс,
а при большом количестве
витков (отпайки Г—Г) со-
противление короткозамкну-
о 0,1 0,2 о,з о,ч о,5 0,6 0.7 того контура почти чисто
индуктивное и угол между
Рис. 3-24. Характеристика за- потоками составляет ~90°.
грубления E=f(k). Абсолютные значения по-
тока |ФР| в первом и вто-
ром случаях значительно различаются по величине.
Степень загрубления реле иллюстрируется характе-
ристиками £=/(&), представленными на рис. 3-24.
Здесь Е=-^^-—коэффициент загрубления реле и
1 lcp
Icol
*&
У.
е
,
'£
s
/
/
'/
/
^^
—
/
'в
/Б
"Я
, Up
k=
'по
коэффициент смещения.
/ср.пер
В этих «выражениях
/1ср — ток срабатывания реле при отсутствии посто-
янной составляющей;
/ср.пер — переменная составляющая тока срабатывания
при наличии постоянной составляющей;
/пост — постоянная составляющая тока -в реле.
При увеличении количества витков короткозамкнутой
обмотки увеличивается время действия защиты при ко-
ротком замыкании -в защищаемой зоне. Защита «выжи-
дает» время затухания апериодической составляющей,
содержащейся в токе короткого замыкания. Вследствие
этого [Л. 21] рекомендуется использовать отпайки А—А

§3-5] ИСПЫТАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ РЕЛЕ С БИТ 145
в схемах дифференциальной защиты генераторов, от-
пайки Б—Б в схемах дифференциальной защиты мощ-
ных трансформаторов или в условиях незначительного
запаса чувствительности (k4<3) и отпайки В—В или
Г—Г для трансформаторов собственных нужд или дру-
гих трансформаторов относительно небольшой мощности
при &ч>3 и в условиях, когда допустимо замедленное
действие дифференциальной защиты.
В объем проверки реле при новом включении в соот-
ветствии с инструкцией [Л. 21] входит:
а) внешний осмотр;
б) внутренний осмотр и проверка механической
части;
в) проверка изоляции;
г) снятие характеристик намагничивания и опреде-
ление коэффициента надежности;
д) проверка отпаек короткозамкнутои обмотки;
е) проверка и регулировка исполнительного реле;
ж) проверка и регулировка параметров реле РНТ
б целом;
з) проверка дифференциальной защиты током на-
грузки защищаемого объекта.
Учитывая ограниченность времени на проведение
лабораторной работы, учащимся предлагается выпол-
нить объем проверки, указанной в пп. «а», «г», «д»
и «ж».
Характеристика намагничивания реле представляет
собой зависимость напряжения на обмотке исполни-
тельного органа £/р от величины первичной н. с. Fu=
= I\WU:
Путем сравнения этой характеристики с кривой, по-
строенной при предыдущих проверках, можно судить
о исправности как магнитной системы реле, так и его
обмоток.
'При отсутствии Житковых замыканий, обрывов и по-
стоянном отношении витков короткозамкнутои обмотки
характеристики, снятые для одноименных отпаек (А—Л,
Б—Б)у должны совпадать. При разомкнутой цепи корот-
козамкнутои обмотки эти характеристики располагают-
ся несколько выше, чем при замкнутой.
10—2727

146 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
Снятие характеристики производится по схеме, пред-
ставленной на рис. 3-25. С целью уменьшения величины
тока в первичной цепи целесообразно включать сразу
пслное число витков обеих обмоток — дифференциаль-
ной и уравнительной, например:
шп = шд + ауур1 = 35 + 34 = 69 в
(для удобства расчета можно установить шп=60 в).
По полученной кривой намагничивания может быть
определен коэффициент надежности, представляющий
собой отношение напряжений на реле при первичных
*Е
ч£10
ллаг
Рис. 3-25. Схема испытания реле РНТ-562.
н. с, равных 300 и 60 ав9 т. е. при пятикратном значении
тока в первичной обмотке:
£/Р(300)
k =
Uv (60)
Полученная величина для реле РНТ не должна быть
-менее 1,35.
Изменением формы кривой напряжения £/р, обуслов-
ленной насыщением магнитной системы, можно прене-
бречь.
Проверка правильности отпаек короткозамкнутой
обмотки производится путем измерения распределения
напряжения по секциям обмотки. При переходе от от-
пайки А к отпайке Г напряжение вследствие увеличе-
ния числа витков должно возрастать. Схема проверки
аналогична предыдущей (рис. 3-25), но подключение
вольтметра, показанное пунктиром, должно произво-

§3-5] ИСПЫТАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ РЕЛЕ С БИТ 147
Таблица 3-1
Отпайки коротко-
замкнутой обмотки
Разомкнута
Л—Л
Б—Б
В—В
Г—Г
30
F,
GO
— ItW .
120
ав
180
300
<V*
диться одним выводом к общему зажиму двух секций
короткозамкнутои обмотки 9, а вторым выводом — по-
очередно ко всем другим зажимам короткозамкнутои
обмотки.
Измерение и регулировка н. с. срабатывания реле
РНТ производятся по той же схеме (рис. 3-25), но при
отключенном вольтметре и поочередном подключении
к цепям дифференциальной и каждой уравнительной
обмоток.
Отклонение полученной величины н. с. срабатывания
по сравнению с указанной в каталоге не должно быть
больше ±5 ав.
Задание на работу. 1. Ознакомиться с устройством
дифференциального реле типа РНТ-562 и 565.
2. Собрать испытательную аппаратуру по схеме, по-
казанной на рис. 3-25, для снятия кривой намагничива-
ния реле.
Замкнуть гнезда, соответствующие максимальному,
удобному для расчета числу витков обеих обмоток.
3. Снять характеристики намагничивания для слу-
чаев разомкнутой короткозамкнутои обмотки и замкну-
той при установке винтов в одноименные гнезда (при на-
личии отпаек). Результаты измерений занести в табл. 3-1.
4. По результатам опыта построить кривые £/р =
^fiFji) и сравнить их с данными каталога.
5. Определить коэффициент надежности реле
_ vv (300)
*H — [/„(60) ^1'00-

148 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл 3
Таблица 3-2
Короткозамкну-
тая обмотка
Отпайки
Напряжение
на секциях
короткозамкну-
той обмотки, в
wu з г (средний стержень)
9-Л
9-£
1 9—В
1 9—Г
wu з п (кРайний стержень)
9-/4
9-Б
9-В
9-Г
6. Проверить отпайки короткозамкнутой обмотки.
Результаты занести в табл. 3-2.
7. Осуществить проверку н. с. срабатывания при
включении в цепь поочередно всех обмоток. Изменяя
положения регулировочных еинтов, зафиксировать -ве-
личину тока, при которой реле замыкает контакты.
Данные занести в табл. 3-3.
Таблица 3-3
Обмотка
Отпайки ко-
роткозамкну-
той обмотки
Отпайки (вит-
ки) а;уст
/ср» а
FCpy ae
Дифференциальная
А-А
32; 3
32; 2
32; 1
32; 0
28; 3
28; 2
8. Определить характеристику загрубления реле
(рис. 3-24)
E = f(k)
Работа ведется по схеме, представленной на рис.
(3-26), для реле РНТ-565 зависимость E = f(k) опреде-
ляется для разных значений 7?3.к.
Указания к выполнению работы. 1. Проверка электри-
ческих характеристик реле РНТ и его настройка долж-
ны производиться при прохождении по первичным об-
моткам реле синусоидального тока; это соответствует
действительным условиям работы реле в схеме защиты.
При использовании источника синусоидального на-
пряжения (любой трансформатор, подключенный на
междуфазное напряжение сети) кривая тока ib цепи пе

§3-5] ИСПЫТАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ РЕЛЕ с БНТ 149
будет синусоидальной вследствие насыщения магнито-
провода реле РНТ.
Для обеспечения синусоидальной формы кривой то-
ка необходимо последовательно с первичной обмоткой
реле предусмотреть активное сопротивление, значитель-
но превышающее полное сопротивление обмотки реле
РНТ (не менее чем в 10 раз).
''•пост шур
Рис. 3-26. Схема испытания для снятия характери-
стики загрубления реле РНТ-565.
2. Сравнение характеристик намагничивания с целью
выяснения исправности реле может производиться толь-
ко в случае снятия кривых с помощью однотипных при-
боров (так как форма кривой напряжения f/p резко от-
личается от синусоидальной).
3. При снятии кривой намагничивания подвижная
система реле закрепляется (заклинивается) в положе-
нии, соответствующем разомкнутому состоянию контак-
тов.
4. Сопротивление вольтметра, измеряющего f/p в схе-
ме па рис. 3-25, должно быть не менее 100 ом на пре-
деле 3 в.
5. Во избежание перегрева обмоток питание в схеме
на рис. 3-25 при выполнении опыта по снятию кривой
намагничивания следует подавать кратковременно, толь-
ко на время отсчета показаний приборов.
6. При проверке отпаек короткозамкнутой обмотки
у реле РНТ-562 оба регулировочных винта должны быть
вывернуты.
7. При определении н. с. Fcv изменение натяжения
пружины у реле не допускается.

150 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
Контрольные вопросы
1. Каким образом при использовании реле РНТ-565 -производит-
ся отстройка защиты от 'бросков намагничивающего тока?
2. С какой целью применяются реле РНТ-565 в схемах диффе-
ренциальных защит генераторов?
3. Чем обусловлено некоторое замедление в действии диффе-
ренциальной защиты с |реле РИТ три коротких замыканиях в зоне
защиты по сравнению со схемой дифференциальной защиты с токо-
выми реле без БНТ?
4. Почему в короткозамкиутой обмотке реле F'HT-562 должны
быть замкнуты одноименные гнезда? Назначение сопротивления
Дк.з У реле РНТ-565
5. Как настроить реле РНТ-565 на минимальный и максималь-
ный токи срабатывания?
6. Как осуществить регулировку реле РНТ-565, если отклонение
н. с. срабатывания оказалось больше ±5 а?
7. Чем определяются числа витков дифференциальной и урав-
нительной обмоток?
8. Какие 'причины вызывают появление тока небаланса в схе-
мах дифференциальных защит?
9. Допустима ли работа реле РНТ с разомкнутой цепью ко-
роткозамкиутой обмотки?
10. Какие отпайки короткозамкиутой обмотки у реле РНТ-562
следует принять при выполнении дифференциальной защиты транс-
форматора и генератора?
■11. Отличия дифференциальных реле РНТ-562 и РНТ-565.
3-6. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИСПЫТАНИЕ ОДНОФАЗНЫХ РЕЛЕ
ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
Цель работы, а) Ознакомление с устройством различ-
ных типов реле сопротивления; б) ознакомление со спо-
собами регулирования уставок на реле и методами сня-
тия основных характеристик этих реле.
Краткая теория. В современных дистанционных за-
щитах используются iB качестве пусковых или дистан-
ционных органов различные реле сопротивления. Реле
сопротивления бывают направленные и ненаправленные.
.Кроме того, реле разделяются на однофазные и мно-
гофазные. В данной лабораторной работе изучаются
реле сопротивления, воспринимающий орган которых
выполнен на индукционном принципе с вращающимся
магнитным потоком и электрическим суммированием.
Собственное время действия реле — около 0,08 сек.
Имеются конструкции реле сопротивления, в которых
происходит электромагнитное суммирование (например,
реле типа ИИН ЦЛЭМ Мосэнерго), а также механиче-

3-6] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГбЕ
ское суммирование моментов. При механическом сум-
мировании оси реле испытывают большую нагрузку и.
быстрее изнашиваются.
Реле полного сопротивления нена прав-
ленного действия типа КРС-111. Реле исполь-
зуется в качестве дистанционного органа в защитах ти-
пов ПЗ-152 и ПЗ-153 Чебоксарского электроаппаратного
завода. Основным элементом воспринимающего органа
м, .
Т*2
VmP2 J1'/-*
Хс
Рис. 3-27. Устройство ненаправленного реле полного сопротивления
типа КРС-111.
является четырехполюсная магнитная система с цилин-
дрическим подвижным ротором, такая же, как у индук-
ционного реле направления мощности этого завода
(рис. 3-27).
В комплект реле входят трансреакторы Тх{ и Тх2 (не-
насыщающиеся промежуточные трансформаторы, маг-
нитная система которых имеет воздушный зазор) и ав-
тотрансформатор ТН. По обмоткам реле проходят токи>
определяемые двумя величинами: напряжением £/р к
э. д. с. £Tpi и Етр2 индуцированными во вторичных об-
мотках трансреакторов током /р. В обмотках реле про-
исходит электрическое суммирование то-
к „о. в»

152 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
Задаваясь положительным направлением векторов
напряжения £/р и тока /р, подводимых к реле, можно
определить направления всех составляющих токов, про-
ходящих по обмоткам. Используя метод наложения и
учитывая согласное действие э. д. с. £Трь ток, проходя-
щий по обмоткам, расположенным на полюсах, выразим
так:
/п =
и*
три == / _i_ /
(3-37)
где 2П — сопротивление цепи данного контура.
В контуре обмоток, расположенных на ярме, э. д. с.
.Етрг действует встречно, поэтому
/я =
uv
lL t
Г2
= /
я11
Лг
(3-38)
где гк — сопротивление рассматриваемой цепи.
Каждая из составляющих тока обусловливает маг-
нитный поток, направление которого определяется на-
правлением соответствующе-
го тока и расположением
витков данной катушки. На
рис. 3-28 представлена век-
торная диаграмма реле. Со-
противление контуров элек-
трических цепей выбирают-
ся так, чтобы pi+ (32 = 90° и
р2 ~ —25°. Регулирование
углов Pi и Рг производится
изменением сопротивлений
гд и г, а также выбором ве-
личины хс(хс>хя). Направ-
ления векторов магнитных
потоков без учета потерь в
стали совпадают с направ-
лениями векторов соответ-
ствующих токов.
На подвижную систему реле вследствие пространст-
венного сдвига между потоками Фп1, Фп^ и Фя/, Фт
будут действовать четыре вращающих момента; учиты-
вая, что момент направлен в сторону отстающего маг-
Етрг Е-тр2
Рис. 3-28. Векторная диаграм-
ма реле КРС-111.

§ 3-6] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 153
битного потока, ©водим знак в выражения для момен-
тов. Считаем, что магнитная система реле не насыщена:
Л//1 = ^1фя[7фпГ751п(р1 + р2)=^1[/2р; (3-39)
М2 = — *'2©HiOnisin(Pi + p2) =—k2I2v\ (3-40)
М3 = /г'ъФя1Фпи sin a = kzIHIlnU sin a; (3-41)
М4 = —к\ФяиФш sin p = —£4Wni sin p. (3-42)
Моменты Мг и М4 равны по величине, так как:
1) токи, созданные одноименными напряжениями, об-
ратно пропорциональны сопротивлениям цепей:
z« JnU 'я/
Uilnu = l*ulm\ (3-44)
2) р = 360—90—90—a=180—a, т.е. sin p = sin (180°—
—a = sin a;
3) коэффициенты k$ и &4 при одинаковом числе вклю-
ченных витков траисреакторов ТхХ и Тх2 равны.
Таким образом,
АТрез = Мг - М2 + Мш -MA = kxV\ - kj\ . (3-45)
Пренебрегая механическим моментом, условие сраба-
тывания реле определяем равенством Жрез = 0, т. е.
KUl-kf=Q, (3-46)
или
.tfp-=l/*i=zop. (3-47)
/р г ki
Как следует из полученного выражения, реле реаги-
рует на отношение двух величин, подводимых к реле.
Отношение £/р//р, при котором реле срабатывает, есть
величина постоянная и носит название «сопротивление
срабатывания реле». Реле действует (например, замы-
кает контакты), если
~j ^р ^ ^ср>

154 проверка элект! Веских характеристик
что возможно при
Величина сопротивления Срас^тывания zw дл^ дап*
него типа реле не зависит от угл/ов Ф'р^ср — 0011^)' по~
Рис. 3-29. Характеристика (а) и схема трансреакторов (б)
реле типа КРС-111.
этому характеристика реле 2Ср=/(<рр), построенная
в осях г; jx, представляет собой окружность с центром,
совпадающим с началом координат (рис. 3-29,а).
Пояснить принцип работы реле полного сопротивления с элек-
трическим суммированием тока и напряжения, подводимых к вос-
принимающей системе, можно также следующим образом.
Момент вращения индукционного реле любого типа равен:
MBp=£(Di(D2sin \|), (3-48) /
где Oi и Фг — потоки, пронизывающие полюсы магнитопровода;
г|) — угол между векторами потоков.
Выполним электрическую схему включения обмоток реле так,
чтобы
ф, = 1ф'х = j (k2h - kJJv) (3-49)
и
Фа = £2/р + &11)р. (3-50)

§3-6] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 155
Смещение потока <X>i на 90° в сторону опережения потока Ф',
(т. е. умножение вектора Ф\ на /) достигается включением емкости
в цепь тока, формирующего поток фя = £2/р— kiUv.
Близкое совпадение направления потока Ф2 с направлением век-
тора геометрической суммы Фп = k2Ip + &i^p достигается включением
в цепь тока, формирующего поток Фл,
активного сопротивления гд.
С учетом изложенного выражение
(3-48) может быть представлено так:
MBp=£Oi02sin ij) = M)'i02cos ф. (3-51)
Равновесие (Мвр=0) имеет место
при условии, когда cosi|)=0 и г|)=90°
(принимаем, что cp'i и Ф2 не равны ну-
лю и пренебрегаем влиянием трения и
натяжения пружины, так как токоподво-
ды к контактам подвижной системы вы-
полняются безмоментными при помощи
спирально навитой проволоки).
Так как в соответствии с (3-49).
ф'1 = ^2/р_^[/р, (3-52)
<P2 = k2Ip + k1Up, (3-53)
то условие равновесия, если Ф'\ и Ф2
не равны нулю, может иметь место,
только когда потоки Ф'1 и Ф2 являются
взаимно перпендикулярными с диагона-
лями ромба со сторонами k2Ip=kiUp
(рис. 3-30,а). В этом случае
Uv k2
2ср = у- — г— — const. (3-54)
1*2 0р\
[нгир\
\*,Ш"Л1
(jj<-80°
\и2ир\
Рис. 3-30. Диаграммы,
поясняющие работу реле
сопротивления.
Характеристика реле, удовлетворяю-
щая выражению (3-54), в осях г; jx
представлена на рис. 3-29. Если \kiUp\>
>\k2lp\ (рис. 3-30,6), г|)>90° и знак cos гр отрицателен, реле не дей-
ствует. Если \kiUp\<\k2Ip\ (ркс. 3-30,в), я|?<90° и знак cos -ф поло-
жителен, реле действует.
Указанное соотношение можно получить сразу, используя пра-
вило векторного умножения.
Так как
М = [ф^,] = [(/*',) (ф2)], (3-55)
то
(3-56)
м = [k2jiv — bjO»] [k2ip + kxuv].

156 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
откуда при равновесии
о = (*,/»)■-(W/J), (3-57)
т. е. k2Uv = kiIv.
Величина гср рассматриваемого реле может быть из-
менена двумя способами: 1) изменением числа витков
первичных обмоток трансреакторов ТхХ и Тх2; 2) изме-
нением числа витков вторичной обмотки автотрансфор-
матора ТН.
С целью изменения уставки на реле первичные об-
мотки трансреакторов имеют отпайки с маркировками
0,15; 0,3; 0,5; 0,75. Цифры указывают величину гср при
условии, что коэффициент трансформации автотранс-
форматора ТН равен единице: /гат=1. С уменьшением
числа витков первичной обмотки величина сопротивле-
ния срабатывания гср уменьшается, так как для получе-
ния на выходе трансформаторов тех же величин £тр1 и
£ТР2 потребуется при меньших витках больший по вели-
чине ток /р. Следовательно, отношение, при котором ре-
ле срабатывает, будет соответственно уменьшаться.
Если у трансреакторов ТхХ и Тх2 замкнуты разные
гнезда, например 0,15 ом у ТхХ и 0,75 ом у Тх2 (см.
рис. 3-29,6), то коэффициенты &3 и &4 в выражениях для
вращающих моментов М3 и М4 не будут равны. В этом
случае центр характеристической окружности реле сме-
щается по оси jx вверх — характеристика 3 (рис. 3-29,а),
а величина 2ср изменяется.
Окончательная регулировка уставок гср осуществля-
ется с помощью автотрансформатора ТН. Данное устрой-
ство, учитывая использование реле в качестве дистанци-
онного органа первой и второй зон, предусматривает
возможность регулировки zcv для обеих зон. Схема ре-
гулировочного автотрансформатора представлена на
рис. 3-31.
Обмотка W\ служит для грубой регулировки уставок
первой и второй зон. Обмотка w2 используется для точ-
ной регулировки уставки первой зоны, а обмотка ttw
для точной регулировки уставки второй зоны. Включе-
ние необходимого числа витков осуществляется с помо-
щью регулировочных винтов, устанавливаемых в гнез-
дах, расположенных на специальной панели.

§3-6] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 157
Сумма цифр, стоящих у замкнутых гнезд двух обмо-
ток (wi + w2 или W\ + w3), показывает процент включен-
ных витков от общего числа витков обмотки W\.
Расчет числа витков автотрансформатора произво-
дится следующим образом: зная сопротивление сраба-
тывания первой зоны zcpi, выбираем ближайшую мень-
t
-и,
г
«9» А А А А|
7,5 7 0,5 О 0 2
SO 80 70 60 Щ
.гпщт
а]|л]
ш
/4\ А А А А А А
гг
0,75 0,5^250 О 7 2 3 ¥
¥5 ¥0 55 30 2520 75 70 5
и2(л)-
"2
Рис. 3-31. Схема регулировочного автотрансформатора.
шую уставку на трансреакторах го. Принимая общее
число витков первичной обмотки за 100%' (t0i = 8OO вит-
ков), находим условное число витков вторичной обмот-
ки автотрансформатора:
1 2,
100°/ог0
cpl
(3-58)
Для получения расчетного числа витков необходимо
замкнуть три гнезда: одно в цепи обмотки wx и два
в цепи обмотки w2. Аналогично устанавливается нужное
число витков в обмотках wx и w3 для получения сопро-
тивления срабатывания второй зсгны:
100%z0
zcpII
(3-59)
Из приведенных выражений видно, что с уменьше-
нием числа витков вторичной обмотки автотрансформа-
тора величина сопротивления срабатывания увеличива-
ется и лля того чтобы на выходе получить заданное

158 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
значение напряжения при меньшем числе витков, необ-
ходимо подвести к автотрансформатору большее напря-
жение.
Пример расчета отпаек {Л. 24]. Дано:
2ср 1 = 0,83 ОМ\ 2СрЦ=1,63 ОМ.
Принимаем уставку на трансреакторах Тх\ и Тх2 равной 0,75.
Определяем, какие гнезда следует замкнуть у автотрансформато-
ра ТН:
100-0,75
Л1= 0>83 =90,3 = (90+ 0,3).
Регулировочные винты устанавливаются в гнезда с маркиров-
кой «90» (для wi) и «0» и «0,5» (для w2).
100-0,75
пп= Ь63 =46 = (45 + 1 + 0).
Винты замыкают гнезда с маркировкой «45» (для w\) «1» и
«0» (для w3).
Реле сопротивления направленного дей-
ствия типов КРС-131 и КРС-132. Для реле исполь-
зуют конструкцию, аналогичную описанной выше. Для
получения направленного реле к его обмоткам подводят
f/i = f/p (подключение поляризующей обмотки) и 1/г =
= (/р—/ргу (подключение рабочей обмотки) [Л. 11].
Устройство реле, его векторные диаграммы и угло-
вая характеристика представлены на рис. 3-32. Для
получения составляющей /ргу, называемой напряжением
компенсации, часть вторичной обмотки трансреактора
замкнута на активное сопротивление г2. Для данного
реле, использующего, так же как и рассмотренное ра-
нее, принцип электрического суммирования, выражения
вращающих моментов имеют вид:
Мвр1 = /^ФпФри- sin a|)i (3-60)
и
МвР2 = А^ФдФр! sin г|)2. (3-61)
Учитывая отсутствие насыщения магнитной системы
реле и постоянство углов полного сопротивления цепей
(Pi и Рг)> можно написать:
MBv = kJUl; (3-62)
МВР2 = Ai/pt/p sin ip2. (3-63)

§3-6] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 159
Поляризующих
J/f / обмотка
Рабочая
обмотка
Рис. 3-32. Направленное реле
полного сопротивления типа
КРС-132 (131).
а — устройство реле; б — векторная
диаграмма токов и напряжений при
повреждении на защищаемой ли-
нии; в — то же при повреждении
на смежной линии «за спиной»;
г — характеристика реле 2ГСр=/(Фр)«

160 Проверка электрических характеристик реле [Гл. з
Контактная система реле выполнена так, что момент
Мвр1 направлен в сторону размыкания контактов, соз-
давая тормозной момент. Независимо от места короткого
замыкания знак момента остается неизменным, так как
поток ФрГ/ всегда будет отстающим относительно потока
Фп, что определяется расположением обмоток на магни-
топроводе.
Направление рабочего момента МВР2 зависит от мес-
та короткого замыкания. При повреждении на защищае-
мой линии (или удаленном замыкании, сопровождаю-
щемся прохождением тока в том же (направлении), как
видно из векторной диаграммы (рис. 3-32,6), вектор
потока ФР1 опережает вектор потока Фп, вследствие че-
го направление момента будет положительным — в сто-
рону замыкания контактов. При коротком замыкании на
смежном участке «за спиной» фаза тока /р меняется
на 180° (рис. 3-32,в). Поток ФР1 оказывается отстающим
относительно потока Фп, момент будет направлен ib сто-
рону размыкания контактов. Реле не работает. Таким
образом, реле обладает направленностью действия.
Если принять Pi+ 02 + 6 = а, где а = const, то
MbP2 = &i/P^pCOS (фр + 'd). (3-64)
Исходя из граничного условия срабатывания и пре-
небрегая механическим моментом, имеем:
МвР1=Мвр2,
т. е.
kjJ^-= Vpf/p cos OPp + a), (3-65)
или
7ЙГ=17 =2cp= -£- cos (?p + a), (3-66)
где
—= zy = гСр.макс = Const (3-67)
И
2cp = Зср.макс COS (q>p + a) . (3-68)
Как следует из выражения (3-68), сопротивление
срабатывания реле зависит от угла q>p. Наибольшая

§3 6] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 161
чувствительность обеспечивается при а = —фл (фл —
угол полного сопротивления защищаемой линии);
в этом случае
2ср = 2Ср.макс c0S(cP'p—Ф'л). (3-69)
Регулировка угла а производится путем изменения
величины сопротивления г2, т. е. изменением угла 6.
Угловая характеристика направленного реле полного
сопротивления представляет собой окружность, проходя-
щую через начало координат (рис. 3-32,г).
Пояснить принцип работы направленного реле сопротивления
с электрическим суммированием можно следующим образом.
Выполним электрическую схему реле так, чтобы
ф1 = /ф'1 = Д21/р (3-70)
и
фа = ^/р—^р. (3-71)
Смещение потока Фг на 90° в сторону опережения (т. е. умно-
жения Ф' на /) достигается включением в цепь емкости С\. Близ-
кое совпадение потока Ф2 с геометрической разностью kjv — kdJv до-
стигается включением в цепь активного сопротивления.
В этих условиях
Мвр = &Ф1Ф2 cos <p, (3-72)
где
ф = ф'—90°. (3-73)
Условие равновесия, как видно из рис. 3-33, имеет место, если
£2£/p=VpCoscp. (3-74);
В этом случае г|з=90° и cosi|)=0.
Таким образом, характеристичная окружность реле определяет-
ся уравнением
/р COS<p
- = const. (3-75)
Выполнение направленного реле сопротивления с тре-
буемым углом максимальной чувствительности дости-
гается смещением на заданный угол вектора k\Ip по от-
ношению к вектору Аг^р.
Угол фр, при котором гср = 2Ср.макс» называется «углом
максимальной чувствительности» (рм<ч; зона действия
11—2727

1G2 ПРОВ*РКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РГЛЕ [Гл 3
реле при этом оказывается наибольшей. Для повыше-
ния чувствительности защиты к коротким замыканиям
на линиях ПО—220 кв угол q>M.4 принимается равным
65°, а на линиях 500 кв 85°. Для устранения мертвой
зоны реле при коротком замыкании вблизи шин (£/р =
= 0) в схеме предусмотрен кон-
денсатор С2, обеспечивающий
ток в поляризующей обмотке в
течение времени разряда емко-
сти — обеспечивается работа ре-
ле «по памяти». Контур настраи-
вается на 50-периодный резонанс.
Реле данного типа использу-
ются в защитах типов ПЗ-158 и
Рис. 3-33. Векторная ПЗ-159 в качестве пускового или
диаграмма, иллюстри- J г>
рующая работу направ- дистанционного органа. Регули-
ленного реле сопротив- рование и расчет уставок гу =
ления. ==^ср.макс производится так же,
как для ненаправленных реле.
Учитывая, что схема защиты предусматривает включе-
ние реле на разность токов двух фаз, трансреакторы
выполняются с двумя первичными обмотками, вклю-
ченными в цепь токов соответствующих фаз (например,
U и —1в) .
Так как современные реле сопротивления представ-
ляют собой сложные устройства, испытание их может
быть проведено только после тщательной проверки как
механической, так' и электрической исправности всех
элементов, входящих в их комплект (трансреакторы,
автотрансформаторы) [Л. 22].
При проверке автотрансформаторов следует:
а) определить сопротивление холостого хода;
б) проверить правильность ответвлений и согласован-
ность полярностей обмоток.
В объем проверки трансреакторов входит:
а) определение сопротивлений вторичных обмоток на
холостом ходу при различных напряжениях;
б) проверка и регулировка величин вторичных э. д. с.
при прохождении по первичным обмоткам номинального
тока;
в) определение зависимости вторичных э. д. с. от
тока.

§3-6] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 163
Данная лабораторная работа не предусматривает
проверки вспомогательных устройств, ограничиваясь
только проверкой электрических характеристик дистан-
ционного реле как такового.
Основными электрическими характеристиками реле
сопротивления, снимаемыми при их испытаниях, явля-
ются:
а) угловая характеристика 2cp = f(q>p);
б) характеристика гср=/(/р).
мл А
KPC-lth
ФР
3^
PC
\8 W/9/6
о о о -
ж
tz^z^zi^
Рис. 3-34. Схема испытания реле сопротивления.
Обе характеристики могут быть получены при вклю-
чении аппаратуры по схеме, представленной на рис. 3-34.
Угловая характеристика снимается при токе в токовой
цепи, равном номинальному. Величина сопротивления
срабатывания определяется при заданном токе по вели-
чине напряжения, фиксируемой в тот момент, когда при
плавном снижении напряжения, подводимого к реле,
контакты его замыкаются (при этом загорается сигналь-
ная лампа, включенная в цепь контактов). Схема испы-
тания по рис. 3-34 имитирует двухфазное короткое замы-
кание. П-ри такой схеме, учитывая включение обмоток
вспомогательных устройств и реле, величина сопротив-
ления срабатывания определяется выражением гср =
='[/ср/2/, ом на фазу.
Характеристика реле ^ср = [(/р) представлена на
рис. 3-35. При малых значениях тока /р величина сопро-
тивления резко снижается относительно заданной устав-
11*

164 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
ки гу = 2Ср, что приводит к сокращению защищаемой
зоны [Л. 13, 23]. Для надежности действия защиты необ-
ходимо, чтобы гСр~ %. Максимальное отклонение вели-
чины гср от уставки на реле допускается 10%:
Д^макс —
■=0,1.
(3-76)
*ср мин
Рис. 3-35. Характеристика
реле гср=/(/Р).
Ток /р, при котором погрешность реле сопротивления,
обусловленная наличием механического момента, со-
ставляет 10%', называется «током точной работы реле»
/р.точп, а выражение /р.точн^у = ^р.точн называется «на-
пряжением точной работы ре-
ле». Для современный реле при
различных уставках величи-
на «тока точной работы» не
превосходит 8 а [Л. 25].
Кривая гср = /(/р) строится
по данным, полученным с уче-
том действительного диапазо-
на изменений тока в цепи ре-
ле. Величина тока точной ра-
боты зависит от уставки на
трансреакторах. С увеличе-
нием уставки ток точной рабо-
ты уменьшается. Это следует
учитывать при выборе отпайки, если ток точной работы
реле соизмерим с током короткого замыкания [Л. 24].
Задание на работу. 1. Разобраться со всеми деталями
конструкции предлагаемого для испытания реле сопро-
тивления (воспринимающий элемент, контактная систе-
ма, автотрансформатор, трансреактор, добавочные
устройства).
Пользуясь принципиальной монтажной схемой реле,
найти основные зажимы, используемые для подключе-
ния реле к цепи тока и напряжения. В случае необходи-
мости установить перемычки между отдельными зажи-
мами реле.
2. Для заданного преподавателем значения zcv про-
извести расчет отпаек па трансреакторе и автотранс-
форматоре.
3. По данным расчета установить регулировочные
винты в соответствующие штепсельные гнезда.

§ 3-6] ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ ПОЛНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ 165
Таблица 3-4
Реле сопротнчченин типа
Расчетная величшп г( , ом
Отпайки
на транереакторе
на автотрансформаторе
' IIО М » й
<рр, град
ZCp, ОМ
-30
Н-30
4. Собрать схему, представленную на рис. 3-34.
5. Для заданной уставки на реле снять угловую ха-
рактеристику 2ср = /(фр).
Данные занести в табл. 3-4.
6. По полученным данным построить угловую харак-
теристику реле; в случае испытания направленного реле
сопротивления по характеристике определить значение
угла максимальной чувствительности q\L4.
7. Снять характеристику реле zcv = f(Iv). Для направ-
ленных реле сопротивления характеристика снимается
при угле максимальной чувствительности фР = фм.ч. Дан-
ные занести в табл. 3-5.
8. Произвести построение характеристики zcp = f(/p).
Определить по полученной кривой величину «тока точ-
ной работы реле».
9. Изменить по указанию преподавателя уставку на
реле. Снять те же характеристики zCp = /(q>p) и zcp = /(/p)
для второй заданной уставки.
10. Построить обе характеристики, совместив их с по-
лученными для первой уставки.
11. Сравнить характеристики, полученные для двух
разных уставок.
Таблица 3-5
/р» а
Ucv,e
Zfcp» ОМ
Or /MI1I, до /,

166 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
Указания к выполнению работы. 1. Снятие угловой
характеристики производится при номинальном токе
(/р = /ном = const) Для значений углов с интервалом 30°
для реле сопротивления направленного действия и ин-
тервалом 60° для ненаправленных реле.
С целью более точного построения характеристики и
определения угла максимальной чувствительности <рмл
для направленных реле сопротивления можно прини-
мать интервал 15°.
(2.6 омj
Рис. 3-36. Построение характеристики zcp =
=/(Фр).
Последовательность построения харак-
теристики [Л. 33]. Величина zcp, снятая при угле
Ф"р = 0, откладывается по оси г (рис. 3-36). Из начала
координат проводят вспомогательные прямые под угла-
ми 15, 30° и т. д. На этих прямых откладываются значе-
ния гср, полученные соответственно при данных углах.
Величина гср.макс представляет собой диаметр D угло-
вой характеристики. Разделив диаметр пополам, опреде-
ляют центр окружности О'. Из центра радиусом r=D/2
проводится окружность — угловая характеристика реле.
2. Снятие характеристики zc^ = f(Iv) производится
для значений токов, указываемых преподавателем.
3. По усмотрению преподавателя для реле сопротив-
ления ненаправленного действия может быть задано

§ 3-7] ПРОВЕРКА МНОГОФАЗНОГО РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 167
опытное определение угловой характеристики реле при
смещении центра окружности по оси \х путем включе-
ния разных чисел витков на трансреакторах ТхХ и Тх2.
4. В отчете представить, помимо всех полученных
характеристик, принципиально-монтажную схему испы-
туемого реле.
Контрольные вопросы
1. Способы регулирования величины сопротивления срабатыва-
ния 2ср у реле сопротивления различных типов.
2. Отличие реле 'сопротивления направленного действия от не-
направленного реле. Области 'применения таких реле.
3. Ток точной работы реле сопротивления, его определение.
4. В каких случаях должны быть предусмотрены переключения
как >в токовых цепях трансреакторов реле, так и в цепях авто-
трансформаторов напряжения?
5. Трансреакторы направленных реле сопротивления имеют по
две первичные обмотки. Назначение такого выполнения.
6. Угол максимальной чувствительности срм#ч реле сопротивле-
ния направленного действия. Величина угла и способы регулиров-
ки ее.
7. Реле сопротивления выполняются с использованием принципа
электрического, магнитного или механического суммирования. Ука-
зать различия в выполнениях и преимущества электрического сум-
мирования перед механическим.
8. Доказать, что при проверке реле по схеме на рис. 3-34 со-
противление срабатывания должно определяться выражением
^ср=: Uср/^р-
3-7. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ПРОВЕРКА РАБОТЫ МНОГОФАЗНОГО
НАПРАВЛЕННОГО КОМПЕНСИРОВАННОГО
РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Цель работы, а) Ознакомление с устройством много-
фазного направленного компенсированного реле сопро-
тивления КРС-121 (система инж. Бреслера), выпускае-
мого Чебоксарским электроаппаратным заводом1; б) оз-
накомление со способами регулирования сопротивления
срабатывания реле; <в) проверка работы реле на испы-
тательном трехфазном стенде с имитацией двухфазного
короткого замыкания в конце защищаемой зоны, в за-
щищаемой зоне и вне защищаемой зоны.
1 Реле изготавливается в виде отдельного устройства и по-
ставляется в комплекте дистанционной защиты или в виде отдель-
ного аппарата.

1GS ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРНО ГИК РЕЛЕ [I л 3
Краткая теория. Многофазное направленное компен-
сированное реле КРС-121 используется >в дистанционных
защитах -в качестве дистанционного органа, реагирую-
щего па все виды двухфазных коротких замыканий
(А—В, В—С и С—А). Реле также действует при двух-
фазных коротких замыканиях на землю и гложет сра-
ботать при однофазном коротком замыкании вблизи
места установки реле, сопровождаемом большим током
в поврежденной фазе.
Реле обладает направленностью действия.
На трехфазные короткие замыкания и на изменения
токов и напряжений во время качаний и асинхронного
хода при отсутствии несимметрии реле не реагирует.
К обмоткам четырехполюсной электромагнитной си-
стемы с подвижным цилиндрическим ротором подводят-
ся напряжения U{ и U2 (рис. 3-37,а). Эти напряжения
по фазе сдвинуты на некоторый угол б. Сопротивления
обмоток реле выбраны так, что токи в них 1{ и 12 от-
стают по фазе от напряжений U\ и U2 на угол ф^фц^
= ф2. Векторная диаграмма реле показана на рис. 3-37,6.
Пренебрегая углом за счет потерь в стали и насыщением
магнитной системы, получим выражение вращающего
момента реле:
МВГ) = кФ1Ф2 sm^ = k/UlU2sin б. (3-77)
Как следует из этого выражения, величина момента
определяется площадью треугольника со сторонами U\
и U2 и углом при вершине б между векторами U\ и U2:
5тр = у [/,[/, sin 8 (3-77а)
MBp = £"STp. (3-78)
Знак момента определяется знаком sin б.
За положительное чередование векторов напряже-
нии U\ и U2 принято чередование, указанное на
рис. 3-37,6, т. е. когда вектор напряжения U\ отстает от
вектора напряжения U2 Это соответствует положитель-
ному направлению вращающего момента, так как угол б
положителен (6 = 0-^ + 180°).
Контактная система реле выполнена так, что при
таком знаке вращающего момента она не замыкается

§3-7] ПРОВЕРКА .МНОГОФАЗНОГО РЕЛС СОПРОТИВЛЕНИЯ
If/)
(момент направлен в сторону размыкания контактов).
Наоборот, если порядок чередования векторов напряже-
ний, подводимых к обмотке реле, изменится и вектор па-
пряжения Ui будет опережать вектор U2 (6 = 0-:-—180°),
знак вращающего момента изменится па противополож-
ный и он будет вызывать замыкание контактов.
u/i£ о?
Рис. 3-37. Многофазное направленное компенсированное реле
типа КРС-121.
а — воспринимающий элемент реле; б — векторная диаграмма воспри-
нимающего элемента, в — схема внутренних соединений реле.

170 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл 3
Принцип определения места повреждения основан на
выявлении знака вращающего момента реле, который,
как указано, зависит от направления чередования фаз
векторов подводимых напряжений: при положительном
чередовании фаз контакты реле не замыкаются и реле
не срабатывает; при отрицательном чередовании фаз
контакты реле замыкаются и реле срабатывает. Для
достижения требуемого действия достаточно подвести
к обмоткам реле любые два междуфазных напряжения,
компенсированных падением напряжения в некотором
сопротивлении гу, определяющим конец зоны срабаты-
вания [Л. 23], например:
У (3-79)
U = tfcfl-('c-A.>*vJ
где 0\ и 02 — напряжения на зажимах обмоток реле;
Uab, Осв — междуфазные напряжения в месте уста-
новки реле (или часть этого напряже-
ния, снимаемая посредством автотранс-
форматора с измерительного трансфор-
матора напряжения);
(1а—Ib)zy и (1С—/д)2у — э. д. с. компенсации;
L\, 1в, 1с — токи в фазах Л, В, С;
гу — сопротивление компенсации, равное со-
противлению участка от места установки
защиты до конца защищаемой зоны, отне-
сенное ко вторичной стороне измеритель-
ных трансформаторов тока и напряжения
(уставка на реле):
гУ = *ср;£. (3-80)
Схема внутренних соединений реле показана на
рис. 3-37,6. Кроме основного воспринимающего элемен-
та, имеющего обмотки РСП и PCя, в комплект реле
входят: автотрансформаторы Тт и Ти2у трансреакто-
ры Тх] и Тх2, ряд вспомогательных дополнительных со-
противлений и емкостей, обеспечивающих необходимые

§ 3 7] ПРОВЕРКА МНОГОФАЗНОГО РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 171
электрические характеристики реле [Л. 22]. Регулировка
реле на заданную уставку гу = гср осуществляется анало-
гично регулировке однофазных реле сопротивления,
т. е. изменением числа витков первичных обмоток транс-
реакторов, числа витков вторичных обмоток автотранс-
форматоров и величины активных сопротивлений, вклю-
ченных на часть вторичных обмоток трансреакторов
№, -#7). С помощью последних обеспечивается необхо-
димый угол максимальной чувствительности, отвечаю-
щий значению утла полного сопротивления линии. Для
испытуемого реле угол максимальной чувствительности
принимается равным 60—65°.
На рис. 3-38 представлены векторные диаграммы, по-
ясняющие работу рассматриваемого реле при нормаль-
ном режиме (рис. 3-38,6) и двухфазных коротких замы-
каниях между фазами Л и С в разных точках защищае-
мой линии [Л. 33].
Диаграмма на рис. 3-38,г соответствует повреждению
в точке К-1 на границе зоны срабатывания (рис. 3-38,а);
диаграмма на рис. 3-38,6 соответствует повреждению
в точке К-3, расположенной между местом установки
защиты и концом зоны срабатывания; диаграмма на
рис. 3-38,5 относится к повреждению в точке К~2, рас-
положенной вне зоны срабатывания.
При повреждении в точке К-1, для которой сопротив-
ление от места установки реле гл^.\)=^г^=гс^ имеет
место режим полной компенсации, так как 1А2л = 1Агг и
IcZn = Iczr-
Площадь треугольника, образованного векторами на-
пряжений, подводимых к обмотке реле U\ и U2, равна
нулю — реле находится на грани срабатывания. При по-
вреждении в точке К-2 имеет место недокомпенсация,
так как гЛ(к-2) >zy; /а%</а^л и /с%</с^л- Чередование
фаз векторов напряжений, подводимых к реле, остается
положительным, таким же, как при нормальном режи-
ме: реле не срабатывает и контакты разомкнуты.
Повреждение в точке К-3 соответствует режиму пере-
компенсации: 2у>2Л(К-3); IaZ?>IaZji И JcZy>IcZn.
Чередование фаз напряжений U\ и U2 изменяется (век-
тор напряжения U\ опережает вектор напряжения f/г),

172 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
'мии Н L-Бикм
W0 110кб \ а)
Рис. 3-38 Работа реле КРС-121 при нормальном режиме и коротких
замыканиях в разных точках сети.
а — схема сети, б — векторная диаграмма токов и напряжений в нормальном
режиме, в — то же при двухфазном коротком замыкании АС в точке К-3,
г — то же в точке /\-/; д — то же в точке К-2.
угол б отрицателен, вращающий момент направлен
в сторону замыкания контактов. Реле срабатывает.
Если повреждение происходит в точке К-4, то вне
зависимости от удаленности места повреждения от ме-
ста установки реле чередование фаз напряжений, под-
водимых к реле, остается положительным (направления

§ 3-7] ПРОВЕРКА МНОГОФАЗНОГО РЕЛС СОПРОТИВЛЕНИЯ 173
токов в фазах А и С меняются на обратные по сравне-
нию с показанным на рис. 3-38,6—г); реле не работает,
так как знак момента положителен.
При замыкании между фазами В и С или А и В ука-
занное выше поведение компенсированного направлен-
ного реле сопротивления остается таким же, как и при
рассмотренном двухфазном коротком замыкании меж-
ду Л и С (см. векторные диаграммы, на рис. 3-39).
Лабораторная проверка работы многофазного на-
правленного компенсированного реле сопротивления
проводится на лабораторном релейном стенде (напри-
мер, конструкции Рижского ремонтного опытного заво-
да, см. гл. 1). Реле подключается к трехфазной системе
напряжений. Предусматривается возможность плавного
независимого изменения величины каждого фазного или
междуфазного напряжения и угла сдвига между током
в токовой цепи защиты и напряжением на зажимах ре-
ле. Обеспечивается синусоидальная форма кривой тока
при изменении его величины от нуля до максимального
значения.
Схема подключения испытуемого реле и вспомога-
тельной измерительной аппаратуры к выходным зажи-
мам стенда представлена на рис. 3-40 [Л. 35]. В верхней
части рисунка показано рабочее положение переклю-
чателей, внизу — рукоятки регулирующих устройств
потенциометров и реостата).
Схема испытания предусматривает три независимые
цепи:
а) цепь переменного тока с реостатом № 1, питаемая
от сети 220 в;
б) цепь напряжения переменного тока с потенцио-
метром № 1, питаемая от фазорегулятора, обмотки рото-
ра которого соединены в треугольник (напряжение на
выходе фазорегулятора 110 в);
в) цепь напряжения переменного тока с потенцио-
метром № 3, также питаемая от указанного фазорегу-
лятора.
При такой схеме испытания имеется возможность
независимой регулировки переменного тока /р реоста-
том № 1, напряжения петли короткого замыкания движ-
ками потенциометров № 1 и 3, угла сдвига фаз между
этими величинами фазорегулятором, а также напряже-

Замыкание между фа от ми Вии С
мбр=0
"сз -dc-^zy
<с***1с*9 L2j.-l.Zi
1>С5 -(1С-1в)Ъ
Замыкание между фазами Див
Рис. 3-39, Вектор-
ные диаграммы,
иллюстрирующие
(( работу реле
_>/ КРС-121 при двух-
У\ фазных коротких
м6 замыканиях меж-
р ду фазами В и С
и А и В в точках
К-3, К-1 и К-2 се-
ти, показанной на
в рис. 3-38.

3 7] flPOHLPKA МНОГОФАЗНОГО PLJIL: COlIPOIllBJILIimi
175
ний между неповрежденной и поврежденными фаза-
ми U\ и Uц.
Упрощенная схема испытания реле показана на
рис. 3-41,а.
Мрнь'ыр больше
0 0 0
15а
S^£ Omff/i Л88ГСА От к л Опнл
От*л Откл
sgm [7)^043 Q>'BfeB^Q>
120
110 112 1/3 /'/5 125
Omtuj c*i пл Откп Откл
130 131
50150250
8С 115 117 60 118 ВС 127 Ш 112
**-- —»• Отгл
[Г] *Е\г ® д^
143
116
щ
I—©1
г Со)
I 2 3 ¥ 5
II©
(§)(§)-—J
ItfJ
.гз
V*
- - ©,
УЗ 50
« с
LqJ-VV J_rv..
7i'
(о) (о) (о) (о)
^@5J
^)*
Потенции- Потенции
метр/ftl Реостат №1 метр yV*J
Мин/^ss Мале
\J) Mu,
Muhl/s=:\Mat<c
'Mane \L))
Рис. 3-40. Схема подключения аппаратуры к лабораторному испыта-
тельному стенду.
Последовательные цепи испытуемого реле (две по-
следовательно соединенные обмотки) присоединяются
к выходным зажимам реостата № 1 (зажимы 20 и 21).
Цепи напряжения присоединяются к зажиму 49 выхода
фазорегулятора, зажиму 6 потенциометра № 1 и зажи-
му 86 потенциометра № 3. Зажимы 6 и 86 связаны с по-
тенциометрами грубой регулировки. Напряжение между
зажимами 6 и 86 соответствует напряжению петли ко-
роткого замыкания £/п.к.з, а напряжения между зажима-

176 ril'OliLl'KA ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл 3
"/ 6?
ПотенциометрЛ" J
<0
Рис. 3-41. Испытание реле типа КРС-121.
а — упрощенная схема испытания реле КРС-121 на лабо-
раторном испытательном стенде; б — векторная диа-
грамма напряжения и тока, подводимых к реле; в — век-
торная диаграмма, поясняющая работу фазометра.
ми 49 и 6 и 49 и 86 соответствуют напряжениям между
неповрежденной фазой и каждой из поврежденных Ui
и Uц. Изменением положения ползунков потенциоме-
тров № 1 и 3 (рукоятки грубой регулировки) можно ре-
гулировать напряжение петли короткого замыкания от
±£Атф до 0. Фаза этого напряжения может изменяться
па 180° (рис. 3-41,6). Величина напряжения петли корот-
кого замыкания измеряется вольтметром, подключенным
к зажимам 6 и 86. Контроль за симметрией двух сторон
треугольника напряжений осуществляется при помощи
вольтметров, подключенных к зажимам 49 и 6 и 46 и 86,
измеряющих соответственно величины JJ\ и [/ц.
Во избежание повреждения фазометра не следует
токовую обмотку его включать в рассечку последова-
тельной цепи испытуемого реле, величина тока в кото-
рой может значительно превосходить номинальный ток
обмотки прибора. Последовательная обмотка фазометра
через добавочное сопротивление /д подключается к за-

3-7] ПРОВЕРКА МПОЮФЛЗПОГО РЕЛЕ СОПРО! ПВЛЕППЯ 177
f^-^6
\ш yfsKfZ5
4h Г'
Потвнцио-
метр JV's Z
Треугольник
напряжений
на реле
Ме.,<0
Треугольник д/^£'=б£\
напряжений / \ 60°
сети 2206 / \ \
v -А/Г
у-Треугольник
' нилряженХ'й
на Ьыходе
(разорегу тя тора
жимам 6 и 86. Ток в этой обмотке будет совпадать по
фазе с напряжением петли короткого замыкания, так
Как Г д ^^прибора-
Параллельная цепь фазометра подключается через
потенциометр № 2 к фазам Л и В сети 220 в. Так как
последовательная обмотка реле также питается от этих
фаз, напряжение, поданное на прибор, будет совпадать
12—2727

178 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
п'о фазе с током (необходимо учесть, что в цепи то-
ка /р предусмотрен реостат № 1, величина сопротивле-
ния которого значительно превосходит величину сопро-
тивления токовой цепи реле). В результате фазометр,
включенный по данной схеме, измеряет угол сдвига фаз
тока /р и напряжения петли короткого замыкания £/п.к.з.
Векторная диаграмма, поясняющая работу фазоме-
тра, включенного рис. 3-14,а, показана на рис. 3-41,6.
Диаграмма построена для случая проверки работы реле
при заданном значении угла максимальной чувствитель-
ности, равном ф'М.ч = 60°. Для обеспечения такого усло-
вия система напряжений на выходе фазорегулятора
(Л", В", С") должна быть повернута относительно ис-
ходной системы напряжений сети 220 в (А\ В', С) на
угол 60°. Как следует из векторной диаграммы, показа-
ние фазометра при этом должно быть <рф =—60°.
Контроль срабатывания реле фиксируется одной из
сигнальных ламп, подключаемых к сети 220 в.
Задание на работу. 1. Разобраться с устройством всех
элементов многофазного реле сопротивления (исполни-
тельный элемент, трансреакторы, автотрансформаторы).
2. Пользуясь монтажной схемой, найти все выводы
реле, используемые при включении его в цепи тока и
напряжения; установить ряд перемычек, необходимых
для получения замкнутых цепей в реле (6—20, 18—24,
12—14, 27—29—31).
3. Для линии, представленной на рис. 3-38,а, произ-
вести расчет первой зоны защиты:
где &п = 0,85 — коэффициент, учитывающий расчет-
ный запас и погрешности защиты и
измерительных трансформаторов;
^i = 0,45 ом/км — полное сопротивление прямой последо-
вательности 1 км длины линии;
L — длина защищаемой линии.
4. Учитывая коэффициенты трансформации измери-
тельных трансформаторов тока и напряжения пт и ян,
определить величину уставки на реле (ом на фазу) zy
и произвести расчет отпаек на трансреакторах и авто-
трансформаторах.

§3-7] ПРОВЕРКА МНОГОФАЗНОГО РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 179
5. Установить регулировочные винты в соответствую-
щие расчетные гнезда (в обоих контурах).
6. Пользуясь рис. 3-40 и 3-41, осуществить подклю-
чение испытуемого реле и вспомогательной измеритель-
ной аппаратуры к выходным зажимам стенда.
7. Подготовить схему стенда:
а) установить все переключатели, используемые
в схеме, в положение, указанное на рис. 3-40;
б) на время испытания реле вынуть предохранители
в цепи выключателя 131;
в) переключателем 120 установить предел измерения
тока 15 а.
8. Включением «главного выключателя» 130, выклю-
чателя фазорегулятора 126 и выключателя 143 потен-
циометра № 3 к испытуемому реле подать треугольник
напряжений; величины отрегулировать рукоятками гру-
бой регулировки потенциометров № 1 и 3. (При уста-
новке рукояток в положение «минимум» к реле будут
поданы напряжения Ui=UAB и Uii=UCb', величина на-
пряжения петли короткого замыкания при этом будет
равна междуфазному напряжению Ur.k.3=Uca)-
9. Включив «главный контактор» 138, установить
в цепи реле ток /p=10-f-15 а.
10. Воздействуя на фазорегулятор (при дистанцион-
ном управлении используются кнопки 129), установить
угол сдвига между векторами тока /р и напряжения пет-
ли короткого замыкания £/ц.к.з + 60°.
11. Убедиться, что реле не срабатывает. Объяснить,
почему.
12. При данных токе и угле, уменьшая напряжение
петли короткого замыкания одновременным поворотом
рукояток потенциометров № 1 и 3, зафиксировать ве-
личину f/плх.з, при которой контакты реле замыкаются
(должна загореться сигнальная лампа 1).
По данным опыта проверить величину сопротивле-
ния срабатывания:
^ср = 2/ 3' (3-81)
13. Произвести аналитическим методом подсчет ве-
личины напряжения петли короткого замыкания, для
чего предварительно определить значение тока повреж-
12*

180 ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ [Гл. 3
дения при двухфазном коротком замыкании в конце
первой зоны в точке К-1— /^ (см. рис. 3-38):
^.к.з = ^%«; (3-82)
'hi
т{2) _ 0,87£/
V*{ZCI +*л(К-1))
С)- ^ ^—- (з-83)
(принять zCi = .xcl );
/(2)
/р = -^. (3-84)
14. Подсчитать значения тока и напряжения петли
короткого замыкания £/п.к.з при двухфазном коротком
замыкании в точке К-3 (принять расстояние от шин до
места повреждения 30 км), определить величину zv =
= ^пь.з/2/р и сравнить ее с величиной zy. Установить
полученные значения величин тока и напряжения; убе-
диться, что испытуемое реле срабатывает.
15. При тех же значениях тока и напряжения, воз-
действуя на переключатель 116, изменить направление
мощности короткого замыкания на обратное. Такой ре-
жим соответствует короткому замыканию на смежном
участке (точка К-4). Убедиться, что испытуемое реле не
срабатывает, т. е. обеспечивается направленность дей-
ствия.
Указание к выполнению работы. 1. Лабораторная ра-
бота проводится на специальном стенде, действие кото-
рого необходимо знать при испытаниях реле. Работа
может быть предложена учащимся лишь после тщатель-
ного изучения этого стенда, т. е. после выполнения ла-
бораторной работы по ознакомлению с ним.
2. При установке заданного значения напряжения
петли короткого замыкания /Уп.к.з следует наблюдать
за показаниями двух вспомогательных вольтметров,
контролирующих величины напряжений U\ и Иц. Пока-
зания приборов должны быть одинаковыми.
3, В отчете представить принципиально-монтажную
схему реле и построить векторные диаграммы при ими-

§3-7] ПРОВЕРКА МНОГОФАЗНОГО РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 1 Si
тации двухфазного короткого замыкания между фазами
Л и С в зоне и вне зоны действия реле, а также на гра-
ни срабатывания.
Контрольные вопросы
1. При испытании реле используется трехфазная система напря-
жений. Пояснить необходимость этого.
2. Каким образом на испытательном стенде создать режим
двухфазного короткого замыкания между фазами А и В и В и С
для проверки реле?
3. Объяснить, почему с изменением числа витков первичных об-
моток трансреакторов и вторичных автотрансформаторов величина
гу будет изменяться.
4. Как будет изменяться величина момента на реле при удале-
нии точки двухфазного короткого замыкания от конца зоны за-
щиты?
5. Можно ли при использовании одного многофазного направ-
ленного реле сопротивления выполнить трехступенчатую дистанцион-
ную защиту от двухфазных коротких замыканий?
6. Каким образом производится изменение зон срабатывания
рассматриваемого реле сопротивления?
7. Пояснить, .почему реле не реагирует на изменения величин
токов и напряжений во время качаний в энергосистеме или при
асинхронном ходе генераторов.
8. Объяснить, почему реле не реагирует на трехфазные корот-
кие замыкания и может сработать при однофазном коротком за-
мыкании.

Глава четвертая
ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА
В УСТРОЙСТВАХ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
И АВТОМАТИКИ
4-1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Измерительные трансформаторы тока в устройствах
релейной защиты и автоматики используются для преоб-
разования величины тока с целью питания обмоток
реле, катушек отключения и других приборов и аппа-
ратов. Кроме того, с помощью трансформаторов тока
изолируются цепи релейной защиты от системы высоко-
го напряжения, что позволяет персоналу производить
работу во вторичных цепях при включенном первичном
оборудовании. Трансформаторы тока дают возможность
получать различные сочетания токов фаз, необходимых
для работы защиты.
Принципиальное устройство трансформаторов тока
показано на рис. 4-1,а. На сердечнике, выполненном
из листовой стали, располагаются две обмотки: w\ —
первичная и w2 — вторичная. Первичная обмотка вклю-
чается в рассечку тока 1\\ к зажимам вторичной обмот-
ки подключаются обмотки тока различных реле, прибо-
ров и аппаратов. В общем случае вторичный ток транс-
форматоров тока h<h- Учитывая, что для любого
трансформатора, если пренебречь током намагничива-
ния [Л. 34] IiW = l2W2, обыЧНО W2>W{.
За положительное направление тока в первичной
обмотке трансформатора принято направление от нача-
ла к концу обмотки, т. е. от зажима Л\ к зажиму </72.
Вторичная обмотка и маркировка ее выводов вы-
полняются так, что положительному направлению тока
в первичной обмотке соответствует направление тока
во вторичной обмотке от конца к началу, т. е. от зажи-
ма и2 к зажиму щ. При этом направление тока в обмот-

§4-1]
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
183
ке аппарата, включенного во вторичную цепь, оказы-
вается таким же, каким оно было бы при непосред-
ственном включении обмотки в первичную цепь. Такое
положение дает возможность производить построение
векторных диаграмм вторичных токов совпадающими
с диаграммами первичных токов (рис. 4-1,6), что в зна-
чительной степени упрощает анализ работы релейной
защиты.
1''
|| I? ( топ
б нагрузке)
о)
в обмотке
трансформаторп)
б)
Рис. 4-1. Устройство трансформатора тока.
а — принципиальная схема; б — условное изображение век-
торов первичных и вторичных токов.
Трансформаторы тока характеризуются следующими
особенностями:
а) Режим работы трансформаторов тока близок к ко-
роткому замыканию, так как сопротивление нагрузки,
подключенной ко вторичной обмотке, мало.
б) Величина первичного тока не зависит от сопро-
тивления нагрузки вторичной цепи; ток 1\ определяется
только параметрами первичной цепи.
Режим холостого хода для трансформаторов тока,
т. е. разрыв его вторичной цепи, является аварийным
режимом, так как он сопровождается резким возраста-
нием э. д. с. Е2у что опасно для обслуживающего персо-
нала, вызывает сильный нагрев трансформатора и мо-
жет привести к его повреждению. Это объясняется сле-
дующим.

184 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл 4
Основное равенство н. с. для трансформатора тока
имеет вид [Л. 26, 34]:
Jlli^^1=l1W1-{-I2W2
(4-1)
Вторичная обмотка при нормальном режиме работы
трансформатора оказывает размагничивающее действие
и I2W2^I\W]. Результирующая н. с. /HaM^i мала и, сле-
довательно, магнитный по-
ток, определяемый этой н. с,
также мал. При работе на
холостом ходу пропадает
размагничивающее действие
вторичной обмотки:
Ilwl==/imuwl.
Намагничивающая сила
первичной обмотки расхо-
дуется только на создание
магнитного потока, ©след-
ствие чего происходит насы-
щение магнитопровода. При
этом форма кривой магнит-
ного потока приближается
к трапеции, а индуктируе-
мая первичным током э. д. с,
определяемая скоростью из-
менения потока во времени,
может достигать больших
величин при прохождении
потока через нулевые значения. Вихревые токи в сер-
дечнике также резко возрастают, что приводит к недо-
пустимому нагреву трансформатора.
Работа трансформатора тока иллюстрируется век-
торной диаграммой (рис. 4-2) и схемой замещения
(рис. 4-3), из которой видно, что первичный ток, приве-
денныи к виткам вторичной обмотки, Г{ = 1\— развет-
вляется по двум цепям. Основная его часть, представ-
ляющая собой ток /2, замыкается через сопротивление
— через
Wz
lzr2 hxz
Рис. 4-2. Векторная диаграмма
трансформатора тока.
нагрузки zH> а другая часть /'яам^н

§4-1]
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
185
фиктивное сопротивление zimu. Всегда
/' — /4- /'
1 1 — /2Ti нам»
(4-2)
Каждый трансформатор тока характеризуется по-
минальным коэффициентом трансформа-
ции, представляющим собой отношение номинального
первичного тока к номинальному вторичному току:
пт =
•«КОЛ
Величина номинального коэффициента дается на пас-
порте трансформатора и указывается дробью (напри-
мер: 1 000/5 при /Ном2 = 5 а или 1 000/1 при /ГЮм2=1 а).
Рис. 4-3. Схема замещения трансформатора тока.
В случае необходимости определения первичных то-
ков при известных вторичных пользуются приближен-
ным выражением
При этом допускается некоторая ошибка, обуслов-
ленная тем, что номинальный коэффициент трансфор-
мации трансформатора тока не равен действительному
коэффициенту, представляющему собой отношения дей-
ствительного первичного тока к действительному вто-
ричному току:
/i
ЯД = 72
(4-3)

186 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
Величина действительного коэффициента трансфор-
мации зависит от режима работы трансформатора, и
следовательно, пдФconst.
Погрешность по току трансформатора тока
определяется следующим выражением:
с = Лт/.-Яд/, tlOQt/o=^z^,iooo/o> (44)
т. е. погрешность по току есть результат погрешности
в коэффициенте трансформации. Помимо погрешности
по току, трансформатор имеет угловую погреш-
ность б, которая представляет собой угол между век-
тором первичного тока и повернутым на 180° вектором
вторичного тока. Если вектор — Д опережает вектор /ь
угловая погрешность считается положительной.
Величина погрешностей, как следует из векторной
диаграммы, определяется величиной вектора результи-
рующей н. с. /нам^ь Если допустить, что /Нам^1 = 0, то
I{w{ = I2w2 и пт = пЛу т. е. /j = 0 и 6j = 0.
Величина результирующей н. с, а следовательно, и
величины погрешности трансформатора тока зависят от
конструктивных особенностей трансформатора (разме-
ров сердечника, материала магнитопровода), а также от
величины нагрузки, подключенной ко вторичным зажи-
мам трансформатора. С увеличением нагрузки погреш-
ность возрастает. Поэтому при проверке работы транс-
форматоров тока следует знать сопротивления всех эле-
ментов, подключенных к данному трансформатору.
К трансформаторам тока, питающим устройства ре-
лейной защиты от коротких замыканий, в отношении
степени точности предъявляются требования, несколько
отличные от тех, которые предъявляются к ним при пи-
тании измерительных приборов.
Для большинства типов защит необходимая точность
работы трансформаторов тока должна быть обеспечена
при токах, значительно больших номинальных. Погреш-
ность трансформаторов при 1\>1и\ будет обусловлена
насыщением магнитопровода (рис. 4-4) и зависит не
только от величины г1Ъ но и от величины первичного то-
ка 1\. Максимально допустимая погрешность трансфор-
маторов тока по току принимается 10% и по углу 7°.

§4-2]
ПР0В12РКЛ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
187
Рис. 4-4. Зависимость тока во вторичной
обмотке трансформатора тока от тока, про-
ходящего по первичной обмотке.
Для определения точности работы трансформаторов,
питающих устройства защиты, производится специаль-
ная проверка, подробно рассмотренная в лабораторной
работе § 4-2.
4-2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Цель работы. Ознакомление со способами проверки
трансформаторов тока, питающих устройства релейной
защиты и автоматики.
Краткая теория. Правильная работа устройств ре-
лейной защиты и автоматики в условиях эксплуатации
может быть обеспечена только при использовании ис-
правных трансформаторов тока, имеющих характери-
стики, соответствующие условиям работы подключае-
мых к ним устройств. Поэтому наряду с проверкой от-
дельных реле рассматриваемого комплекта защиты или
автоматики следует убедиться в исправности трансфор-
маторов тока, к которым эти комплекты присоединены.
Наиболее полной должна проводиться проверка при но-
вом включении [Л. 26],

188 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
В объем проверки трансформаторов тока при новом
включении входит следующее:
1. Внешний осмотр.
2. Проверка сопротивления и электрической прочно-
сти изоляции вторичных обмоток.
3. Проверка однополярных зажимов первичной и вто-
ричной обмоток.
4. Проверка коэффициентов трансформации. Эта
проверка 'производится как отдельная часть программы
испытаний только для встроенных трансформаторов то-
ка и трансформаторов с отпайками или переключате-
лями для изменения коэффициента трансформации. Для
остальных трансформаторов данная проверка может
быть совмещена с проверкой схемы соединения обмоток
трансформаторов тока.
5. Снятие характеристик намагничивания.
6. Измерение и расчетное определение допустимой
нагрузки, подключенной ко вторичной обмотке транс-
форматора.
7. Проверка трансформаторов тока на 10%-ную по-
грешность.
8. Проверка схемы соединения вторичных обмоток и
вторичных токовых цепей первичным током от посто-
роннего нагрузочного устройства.
9. Проверка схемы соединения вторичных обмоток
первичным током нагрузки.
При плановых проверках объем испытаний несколь-
ко сокращается. В общем случае -выполняются требова-
ния пп. 1, 2, 5 и 9.
В данной лабораторной работе учащимся предлага-
ется выполнить условия пп. 1 и 3—7; порядок выполне-
ния работ по лп. 8 и 9 рассмотрен в гл. 6, так как эти
работы входят в объем проверки устройства защиты
в целом.
Проверка однополярности выводов пер-
вичной и вторичной обмоток производится по схеме,
представленной на рис. 4-5.
В схеме испытаний используются: источник постоян-
ного тока— аккумулятор или сухая батарея на напря-
жение порядка 6 в, магнитоэлектрический поляризован-
ный прибор, направление отклонения подвижной систе-
мы у которого зависит от направления тока в его оО-

§4-2]
ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
189
-€>^
мотке (обычно используются гальванометры с двусто-
ронней шкалой 20—0—20 делений), ограничивающее
сопротивление г, величина которого определяется на-
пряжением источника и его разрядным током, и ру-
бильник.
Зная, что положительному направлению тока в пер-
вичной цепи (от зажима Л\ к зажиму Л2) соответству-
ет направление тока во вторичной обмотке от конца
(зажим и2) к началу (зажим и{), +
можно по направлению отклонения i |i j
стрелки прибора определить однопо-
лярные ©ыводы обмоток трансформа-
тора. Направление отклонения стрел- ' "У рп \с
ки прибора фиксируется в момент за- г—*"*-*—п"
мыкания рубильника, когда вследствие
переходного процесса во "вторичной
цепи трансформатора по правилу Лен- __
ца индуктируется ток. Например, если *г
В момент замыкания рубильника Рис. 4-5. Проверка
стрелка 'прибора при указанной поляр- однополярных ja-
r r r r j r жимов трансфор-
иости источника и прибора отклонится маТоров тока,
вправо, направление тока в обмотке
прибора будет слева направо, а во вторичной обмотке
трансформатора, наоборот, справа налево.
Таким образом, правый зажим прибора укажет ко-
нец вторичной обмотки и2, а левый — ее начало щ. При
размыкании рубильника стрелка прибора при тех же
условиях отклонится влево, так как направление индук-
тированного тока изменится на противоположное. Вся
необходимая для данной проверки аппаратура может
быть смонтирована вместе в виде переносного устрой-
ства.
Проверка коэффициента трансформ а-
ц и и трансформаторов тока производится по схемам,
представленным па рис. 4-6. Первая схема (рис. 4-6,а)
дана для выносного трансформатора, вторая
(рис. 4-6,6) — для встроенного, имеющего отпайки.
Коэффициент трансформации nT = IJI2 у трансфор-
маторов, имеющих отпайки, должен проверяться для
каждого ответвления. При этом одновременно проверя-
ется правильность маркировки всех выводов. Если мар-
кировка не указана, то для ее определения пользуются

190 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
схемой па рис. 4-7. С помощью автотрансформатора по-
дается напряжение на два любых вывода и измеряется
напряжение между всеми ответвлениями. Максимальное
напряжение будет соответствовать выводам А .и Д. По-
сле этого к данным зажимам подается напряжение из
расчета 1 в на виток (число витков определяется по
данным каталога). Далее проверяется распределение
напряжений по ответвле-
ниям; оно должно быть
пропорционально числу
витков
Учитывая, что между
выводами А и Б с целью
уменьшения погрешности
трансформатора уклады-
Рис. 4-6. Проверка коэффициентов
трансформации трансформаторов
тока.
а — выносного
встроенного.
трансформатора;
б —
Рис. 4-7. Определение
выводов вторичной об-
мотки встроенных транс-
форматоров тока.
вается меньшее число витков относительно расчетного,
можно определить, какой из выводов должен быть нача-
лом вторичной обмотки и иметь маркировку А[Л. 13,34].
Так, например, для трансформатора ТВД-160 с /пОМ =
= 200^600 а при ят = 200/5 ^2 = 36 витков; до9расч = 40 вит-
ков [Л. 26].
Характеристика намагничиваниятранс-
форматора £/2 = /(/Пам) (рис. 4-8) представляет со-
бой зависимость напряжения на зажимах вторичной об-
мотки от тока намагничивания, проходящего по ней при
разомкнутой первичной обмотке. Снятие кривой U2 =
= /(/нам) производится по схеме, представленной на
рис. 4-9.
Характеристики намагничивания позволяют:
а) судить о исправности трансформаторов тока;
р частности, может быть выявлено витковое замыкание,

«J 4-2]
ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
191
при наличии которого кривая располагается ниже типо-
вой и имеет неправильную форму;
б) судить о возможности совместного использования
трансформаторов тока в схемах дифференциальных за-
" -^Однотипные
thp ансформаторы
^Разнотипные
Закорочены
битка
1нам-®'112расч
Рис. 4-8. Кривые намагничивания траисфор-
' маторов тока (/2=/(/нам).
щит, так .как при почти совпадающих характеристиках
токи небаланса будут малы и наоборот;
в) определить с достаточной для практики точ-
ностью погрешность трансформаторов тока.
Величина погрешности трансформаторов тока зави-
сит от сопротивления нагрузки г1Ъ подключенной ко вто-
ричным зажимам транс-
форматора. Чем мень-
ше нагрузка трансфор-
матора, тем меньше ве-
личина напряжения на
зажимах вторичной об-
мотки f/2=/2^H и, сле-
довательно, значение на-
магничивающего тока
Агам» определяющего по-
грешность трансформатора
Рис. 4-9. Схема включения аппа-
ратуры при опыте снятия кривой
намагничивания трансформатора
тока.
тока.
тивлеиия нагрузки гн зависит не
Величина
только от
сопро-
сопро-
тивлений реле и приборов гр, жил кабелей и проводов
гпр, переходных контактов гПер, но и от схемы соеди-
нения обмоток трансформаторов и вида

102 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОК Л В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
короткого замыкания. Например, для схемы пол-
ной звезды при трехфазном и двухфазном коротких за-
мыканиях ток в нулевом проводе отсутствует. Следова-
тельно, в соответствии с рис. 4-10,а i:.
z[j3) = /пР + гр.ф -f гпер. (4-5)
Если же рассматривать однофазное короткое замы-
кание, то по цепи нулевого провода будет проходить
вторичный ток повреждения. При этом
г™ = 2гйр + ?р.ф + ^р.о +2/'irep, (4-6)
т. е. нагрузка на вторичную обмотку трансформатора
увеличилась почти вдвое. При соединении обмоток
трансформаторов в треугольник (рис. 4-10,6) нагрузка,
приходящаяся на фазу при трехфазном коротком замы-
кании, возрастает в 3 раза. Сопротивление нагрузки мо-
жет быть определено, исходя из равенства
(3) ^ Lh ,A ^
2н.ф (3)""' V*~0
где U2 — напряжение на выводах вторичной обмотки
трансформатора, определяемое падением на-
пряжения во внешней нагрузке;
/(з)к—,ток во вторичной обмотке трансформатора
тока.
В данной схеме по проводам и реле будет проходить
ток, равный разности токов двух смежных -фаз. Напря-
жение на зажимах вторичной обмотки трансформатора
тока фазы А при этом будет определяться выражением
^2Л= ( 1а— 1в) (flip + ^р.ф + ^пер) —
— (/с — 1а) ('яр.+ 2р.Ф + ГцеР). (4-8)
На основании векторной диаграммы (рис. 4-10,в) по-
лучаем:
°2л = 3/2W + ^р.ф + г„вР), (4-9)
* Допускается производить арифметическое сложение величин
[Л. 26].

§4-2] ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА 193
Рис. 4-10. Определение нагрузки на трансформаторы тока.
а — при соединении вторичных обмоток по схеме полной звезды; б — при со-
единении в треугольник; в — диаграмма падения напряжения во вторичной
цепи трансформаторов тока при соединении обмоток в треугольник; г — по-
следовательное соединение вторичных обмоток трансформатора тока одной
фазы; д—параллельное соединение вторичных обмоток одной фазы.
откуда
U = 3(r,4> + 2p.* + riiep). (4-Ю)
Если вторичные обмотки двух трансформаторов од-
ной фазы соединить последовательно (рис. 4-10,г), то
13—2727

194 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
нагрузка, приходящаяся на каждый трансформатор,
уменьшится вдвое, вследствие того что напряжение (Уг,
определяемое выражением
£/2=/2zh, ;(4-ii)
распределится поровну между двумя обмотками:
0,5[/2 гн
-н.тр — "ТТ""- Т"
(4-12)
При параллельном соединении вторичных обмоток
одной фазы (рис. 4-10,д) нагрузка на каждый транс-
форматор увеличивается в 2 раза, так как
£/2 = 2/2zH (4-13)
и
^н.тр^1-^ =2zH. (4-14)
При расчетном определении нагрузки учитывается
следующее:
а) Сопротивление соединительных проводов и жил
кабелей
гдр = р-^-, OMt (4-15)
где Гдр — сопротивление рассматриваемого участка вто-
ричной цепи1;
/ — длина провода или жил кабеля;
5 — сечение провода или жилы кабеля, мм2;
Р—удельное сопротивление, ом'Мм2/м.
б) Сопротивление обмоток реле и приборов опреде-
ляется по данным каталога; при известной мощности,
потребляемой обмотками реле, 50бм
zp = ^. (4-16)
в) Величина сопротивления переходных контактов
принимается равной 0,05 ом на каждую фазу.
1 Сопротивление проводов на панели защиты вследствие их
малой длины не учитывается.

§4-2] ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА 195
| Ф
К трансформаторам тока, питающим устройства
релейной защиты, в отношении степени точности, как
указывалось ранее, предъявляются следующие требова-
ния: для любого типа защиты от токов короткого за-
мыкания в пределах расчетных значений токов повреж-
дения погрешность в коэффициенте трансформации не
должна превосходить 10%, а угловая погрешность дол-
жна быть не более 7°.
Проверку трансфор-
маторов тока на 10%-ную
погрешность можно вести двумя
методами:
а) используя характеристики
намагничивания трансформато-
ров;
б) по кривой 10%-ной погреш-
ности.
Проверка производится при
условии совпадения по фазе всех
трех токов /'ь 12 и Гшш (рис.
4-11), когда a+Y=90°. Такое
условие соответствует максималь-
ному значению погрешности в
коэффициенте трансформации и отсутствию угловой по-
грешности. Если же IB действительности угловые соотно-
шения изменятся, то при неизменных значениях h и
/'нам (когда абсолютные значения z2 и гн остаются по-
стоянными), 'величина погрешности в коэффициенте
трансформации значительно снизится, а угловая погреш-
ность будет наибольшей, но не превысит 7°.
При проверке, кроме определения zK на вторичную
обмотку трансформатора, необходимо знать величину
расчетного первичного тока. Так как с увеличением пер-
вичного тока погрешность трансформаторов возрастает,
за расчетный принимается максимальный ток коротко-
го замыкания при повреждениях в тех точках сети, где
увеличенная погрешность может привести к неправиль-
ному действию защиты. При определении расчетного то-
ка вводится коэффициент надежности к, учитывающий
влияние апериодической составляющей, неточность рас-
четоз токов короткого замыкания и погрешность изме-
13*
^— ,—-—
Рис. 4-11. Векторная
диаграмма для случая
совпадения по фазе то-
ков /'ь /нам И h-

196 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
рения при снятии характеристики намагничивания. Та-
ким образом,
11расч — макс»
(4-17)
Учитывая рекомендации [Л. 26], значения k можно
принимать по данным табл. 4-1.
Таблица 4-1
Значение коэффициента запаса k, принимаего при определении
расчетного тока для проверки трансформаторов тока
по условию 10%-ной погрешности
Тип защиты
Ненаправленная максималь-
ная токовая защита
Ненаправленная дистанцион-
ная защита
Ненаправленные защиты всех
типов
Дифференциальная защита
без быстронасыщающихся
трансформаторов
Дифференциальная защита с
быстронасыщающимся
трансформатором
Время действия защиты
Независимо от времени дей-
ствия
Больше 0,5 сек
Равно или меньше 0,5 сек
Больше 0,5 сек
Равно или меньше 0,5 сек
Равно или меньшего,5 сек
Независимо от времени дей-
ствия
Значение
коэффи-
циента k
1,2—1,3
1,2—1,3
1,4—1,5
1,2-1,3
1,8—2,0
1,8—2,0
1,1—1,3
Последовательность проверки трансформаторов то-
ка при использовании кривых намагничивания:
1. Методом, изложенным выше, определяется дейст-
вительная нагрузка, подключенная ко вторичной обмот-
ке трансформатора тока, гн.расч.
2. Строятся характеристики намагничивания <Л =
= /(Лтм) для трансформаторов тока данной защиты.
3. Определяется расчетный ток повреждения и при-
водится ко вторичной обмотке трансформатора
Арасч= 1Р„асч • (4-18)
4. Определяется ток намагничивания, соответствую-
щий 10%-ной погрешности:
(4-19)

§4 2] ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА 197
5. По кривой намагничивания (см. рис. 4-8) нахо-
дится величина напряжения £/2, соответствующая полу-
ченному значению /нам.
6. Рассчитывается величина допустимой нагрузки на
трансформатор, при которой погрешность его по току
не будет превышать 10%, а по углу 7°.
tz=Whpac4
нагр~
£* ЪнаггМграсч Т Щ°>912расч
-0 6 0-
Рис. 4-12. Схемы замещения трансформато-
ра тока.
а — опыт снятия характеристики намагничивания;
б — распределение токов при 10%-ной погрешно-
сти трансформатора.
Расчетные выражения выводят, исходя из изложен-
ных ниже соображений. В схему опыта снятия харак-
теристики U2 = f(h) условно введен трансформатор тока
его схемой замещения (рис. 4-12,а).
Из рисунка видно, что
U 2 С, 2 —|— 1 2 Z2 ,
(4-20)
где z2 — сопротивление вторичной обмотки трансформа-
тора тока;
Ez — э. д. с. на зажимах ветви намагничивания;

198 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
U2 — напряжение на зажимах вторичной обмотки
трансформатора тока, измеренное вольтмет-
ром;
/2 — ток во вторичной обмотке трансформатора то-
ка, измеренный амперметром.
Замерим величину U2 при токе /2 = 0,1 /грасч, что со-
ответствует значению Е2 в условиях прохождения по
ветви намагничивания тока, равного 10% вторичного
расчетного тока.
В этом случае
£2 = £Л-0,1/2расчг2. (4-21)
Включим теперь во вторичную цепь трансформатора
тока нагрузку zH. По первичной цепи трансформатора
тока пропустим ток Л = /2расчЯт (ят— коэффициент
трансформации трансформатора тока; при /гт=1, Л =
= -*2расч) •
Поясняющая схема показана на рис. 4-12,6.
Примем, что токи /нам» ^нагр и /грасч совпадают по
фазе; тогда во вторичной обмотке ток /г = /2расч—
—0,1 /грасч!
£2 = 0,9 /2pac4(z2 + 2H). (4-22)
Приравняв (4-21) и (4-22), получим:
U2—0,1 /2расч22 = 0,9/2расч (*2 + ZH) , (4-23)
откуда
w»Ji2расч
Если известна зависимость £2 = /!(/ном)> то из (4-22)
Е2—0.9/2ра(ч22
^НДОП— 0.9/,Расч '
(4-25)
Если полученное значение 2н.доп^2н.расч, то транс-
форматор будет удовлетворять требованиям 10%-ной
погрешности.
Проверка должна производиться для того вида ко-
роткого замыкания, при котором погрешность оказыва-
ется наибольшей, хотя значение тока короткого замыка-
ния может быть и не максимальным. Возрастание по-

§4-2]
ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
199
km)
nf>rf
грешности обусловливается при этом увеличением на-
грузки (например, при однофазном коротком замыка-
нии в схеме полной звезды).
При втором методе проверки трансформаторов тока
используются кривые 10%-ной погрешности (рис. 4-13).
Эти кривые представляют собой зависимость кратно-
сти первичного тока /Wio = /i//Hi от величины сопротив-
ления нагрузки г1Ъ соответ-
ствующей работе трансфор-
матора с погрешностью не
более 10%; m\0=f(zH).
Для расчетов кривые mgQn\
10%-ной погрешности, при-
водимые в каталогах заво-
дов, должны быть снижены
на 20%, так как это соот-
ветствует работе трансфор-
матора с гарантируемой за-
водом точностью.
После определения на-
грузки гн.Расч для данного
трансформатора тока по кри-
вой 10%-ной погрешности,
сниженной на 20%, находится значение допустимой
кратности первичного тока тдоп. Полученная величина
сравнивается с расчетной. Проверяемый трансформатор
будет удовлетворять требованиям 10%-ной погрешности,
если
?н.расч
Рис. 4-13. Кривые 10%-ной по-
грешности трансформаторов
тока.
[mwu —j^y.
\ ^расч =
./.р
расч \
1^~у
(4-26)
где Лрасч определяется, так же как при первом методе,
по выражению (4-17).
Проверку трансформаторов по кривым 10%-ной по-
грешности можно вести и исходя из расчетного значе-
ния кратности тока; при этом кривые используются для
определения допустимой нагрузки гн.ДОп, которая срав-
нивается с расчетной. Необходимым условием будет:
^н.доп — ^н.расч»
(4-27)
Опытами, проведенными в ряде энергосистем (Мос-
энерго, Челябэнерго и др.), установлено, что реле серии

200 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
магр
ЭТ-520, включенные во вторичную цепь трансформато-
ров тока, работающих с большими кратностями тока,
при токах намагничивания /нам ^0,5/! отказывают в от-
ключении из-за возникновения неустраняемой вибрации
исполнительной -системы (контактов) вследствие резко-
го искажения формы кривой вторичного тока. Поэтому
трансформаторы тока, во вторичную цепь которых вклю-
чены такие реле, должны проверяться
на 50%-ную погрешность, т. е. должны
быть поставлены в условия, когда при
повреждениях в защищаемой зоне с фак-
тически получающимися кратностями то-
ка короткого замыкания ток намагничи-
вания трансформаторов тока не прево-
сходит величины, равной половине пер-
вичного тока.
Проверку на 50%-ную погрешность
[Л. 26] рекомендует производить по ха-
рактеристике намагничивания £/2 =
= /(/нам) или по типовой характеристике,
сниженной на 20%'.
Ток намагничивания определяется из
предположения, что по первичной цепи
трансформатора тока проходит макси-
мально возможный ток короткого замы-
кания при повреждении вблизи места установки защи-
ты. Абсолютное значение тока намагничивания прини-
мается равным 50% трансформированного значения пер-
вичного тока:
Лрасч г\ гг
— — и,«л грасч»
Рис. 4-14. Рас-
пределение то-
ков в ветвях
намагничива-
ния и нагрузки
схемы замеще-
ния трансфор-
матора тока
при определе-
нии 50%-ной
погрешности.
'нам — 0,О/к.3.макс — 0,5
(4-28)
Угол между током, проходящим по цепи нагрузки
трансформатора тока, ,и током намагничивания прини-
мается равным 90° (рис. 4-14), т. е.
'нагр
| = \Г\ -(0,5)21 /2расч | = 0,861 /2Расч |. (4-29)
В этом случае допустимая нагрузка во вторичной
цепи трансформаторов тока по условию 50%-ной по-
грешности определится из выражения
£2 = 0,86 /2расч(гн+г2), (4-30)

§4-2]
ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
201
откуда
'Н.ДОП *
1 > 1б£г — /грасч^г
/грасч
(4-31)
Задание на работу. 1. Ознакомиться с конструкцией
предлагаемых для проверки трансформаторов тока; спи-
сать паспорт 'каждого трансформатора.
2. Произвести проверку однополярности выводов об-
моток трансформаторов.
3. Собрав схему по рис. 4-5, снять кривую намагни-
чивания для каждого трансформатора.
Результаты измерений занести в табл. 4-2.
Таблица 4-2
Трансформатор типа
Класс точности
и2. в
•«нам» #
Измерительные приборы:
Способ регулирования тока:
По данным таблицы построить кривые и2 = !(1шм)-
4. Сделать вывод об исправности и идентичности
трансформаторов тока.
5. Используя те же трансформаторы, собрать схему
защиты, предлагаемой преподавателем, Зарисовать схе-
му, указав «а ней параметры всех элементов (мощ-
ность реле, длину жил кабелей, марку проводов и их
сечение).
6. Определить расчетным путем величину нагрузки,
подключенной ко вторичной обмотке трансформаторов
при различных коротких замыканиях.
Векторные диаграммы и расчетные формулы пред-
ставить в отчете.
7. Произвести опытным путем измерение нагрузки
на трансформаторы, используя одну из схем, представ-
ленных на рис. 4-15.
8. Проверить трансформаторы тока испытуемого
комплекта защиты на 10%-ную погрешность. Проверку
произвести двумя описанными выше методами. В пись-
менной форме сделать заключение о степени точности

202 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
трансформаторов, проиллюстрировав вывод соответст-
вующими расчетами.
9. Для встроенных трансформаторов тока провести
проверку коэффициента трансформации и маркировку
всех отпаек.
Схема
Измеряемые
величины
Величины
сопротивления
<f%
v
I, U«B' U$C- ^C/t
I. Uao>U30>uco
z3 =
21
Uec'Ucn *^ab
21
Vca-Uab + Ubc
21
Uao
ZAO'= ~
Ubo
ZBO ~f
zCO =
Uco
, _Uflc-uco + UoA
Z/,= 2~I
. UCQ-UQA+UfiC
_ _ UpA'Unc+Uco
zO~ ITr
A UAC, Uco, Uc,
fc
ъ
\<m<
—u*
A uAl
21
z/)c-~f~
гсо-f
ZAC~
"AC
Рис. 4-15. Измерение вторичной нагрузки трансформатора тока при
питании от постороннего источника.
Указания по выполнению работы 1. При определе-
нии коэффициента трансформации ток в первичной це-
пи с помощью нагрузочного устройства должен быть
получен по возможности близким к номинальному, но
не менее 20% /нь

§4-2]
ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
203
2. При снятии кривой намагничивания в качестве
регулирующего устройства может быть использован ли-
бо автотрансформатор, либо реостат, либо потенцио-
метр.
Схема с автотрансформатором обеспечивает синусо-
идальную форму кривой напряжения U2. Схема с рео-
статом позволяет получить синусоидальной формы ток
намагничивания /нам. При применении потенциометра
форма кривой напряжения искажается меньше, чем
в схеме с реостатом. Так как в условиях короткого за-
мыкания в первичной цепи форма кривой э. д. с. близка
к синусоидальной, схеме с автотрансформатором отда-
ется предпочтение. При этом измерение токов и напря-
жений должно производиться приборами, реагирующи-
ми на действующие значения измеряемых величин
(с электромагнитной или электродинамической измери-
тельными системами).
Однако, как показал В. 3. Никитский {Л. 27], кри-
вую намагничивания трансформаторов тока можно сни-
мать по любой из названных выше схем независимо от
формы кривой тока и напряжения в испытуемой цепи.
Для этого по оси ординат следует откладывать среднее
за полупериод значение напряжения (а не действую-
щее, как обычно), а по оси асбцисс — амплитудные зна-
чения тока.
Измерение средних напряжений может производить-
ся вольтметром выпрямительного типа, измерение
амплитудных значений токов—электронными амплитуд-
ными приборами (например, типа ВКС-7), а также век-
торметрами с механическим вибратором, замеряющими
напряжение на шунте, врезанном в токовую цепь.
Связь между средним значением напряжения и дей-
ствующим определяется коэффициентом формы кривой
(синусоиды), т. е. E=l,\Ecv. Связь между действую-
щим значением синусоидального тока и его амплитуд-
ным значением определяется выражением /=/Макс/ к 2.
Справедливость метода обусловливается тем, что при
питании переменным током обмотки электромагнита со
стальным сердечником напряженность Я, индукция В и
магнитный поток Ф достигают максимального значения
одновременно с максимальным значением тока. Следо-
вательно, величина ФМакс по характеристике намагни-

204 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
чивания определяется амплитудным значением тока не-
зависимо от формы кривой переменного тока.
3. В качестве источника тока при испытании по
рис. 4-9 используется сеть 220 в. Изменение напряже-
ния рекомендуется производить с интервалом 10—20 в.
4. Перед снятием 'кривой намагничивания трансфор-
матора его необходимо размагнитить плавным подъе-
мом и снижением напряжения до нуля (3—4 раза); по-
сле снятия кривой намагничивания трансформатор дол-
жен быть размагничен также путем плавного снижения
напряжения.
5. Имитацию сопротивления жил кабелей можно
производить путем включения добавочных сопротивле-
ний в схему испытуемой защиты.
6. По согласованию с 'преподавателем допускается
разным бригадам снимать характеристики намагничи-
вания трансформаторов тока -с применением различных
испытательных схем.
7. Экспериментальное определение нагрузки на
трансформаторы тока производится в соответствии со
схемами и расчетными формулами, представленными
на рис. 4-15.
8. Для проверки трансформаторов на 10%-ную по-
грешность преподавателем указываются:
а) тип защиты (для выбора коэффициента к
в табл. 4-1);
б) величины максимальных значений токов трехфаз-
ного и однофазного короткого замыкания.
При выдаче задания на работу должны быть даны
кривые 10%-ной погрешности для испытуемых транс-
форматоров тока.
Контрольные вопросы
1. К чему может привести 'включение в схемы токовой направ-
ленной и ненаправленной защиты от междуфазных коротких за-
мыканий трансформатора тока с неправильно обозначенной 'поляр-
ностью выводов обмоток?
2. Почему в схеме на рис. 4-5 должен быть использован магни-
тоэлектрический прибор и нельзя применить электромагнитный?
3. Почему размыкание вторичной обмотки трансформатора то-
ка при прохождении тока по первичной обмотке является для
трансформатора тока аварийным режимом?
4. Как производится проверка пригодности трансформаторов
тока по кривым 10%-ной погрешности?

§ 4-3] СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ 205
5. Пояснить способы снижения погрешности трансформаторов
тока.
6. В каких случаях 'производится проверка трансформаторов
тока на 50%-ную погрешность?
7. Охарактеризуйте способы сниятия характеристик намагничива.
ния трансформаторов тока. Влияют ли на результаты испытаний ти-
пы применяемых измерительных приборов?
8. Зависит ли величина нагрузки на трансформаторы тока от
схемы включения вторичных обмоток трансформаторов тока и реле?
4-3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Цель работы. Ознакомление со схемами соединения
вторичных обмоток трансформаторов тока, используе-
мых в устройствах релейной защиты и автоматики.
Краткая теория. При выполнении защиты элементов
электрических систем могут быть использованы различ-
ные схемы соединений вторичных обмоток трансформа-
торов тока и токовых обмоток реле, например: схема
полной звезды (рис. 4-16,а); схема неполной звезды
(рис. 4-16,6); включение реле на разность токов двух
фаз (рис. 4-16,в); соединение обмоток трансформаторов
тока в треугольник и обмоток реле в звезду (рис. 4-16,г);
включение обмотки реле на сумму токов трех фаз (на
фильтр токов нулевой последовательности—рис. 4-16,д).
Возможны также комбинированные схемы, например
схема на рис. 4-16,е, или включение на фильтр токов
положительной и отрицательной последовательностей
и пр. Выбор €хемы определяется ее назначением (от ка-
ких видов коротких замыканий предусмотрена защита),
требованием чувствительности, 'необходимостью эконо-
мить количество реле и трансформаторов тока. При
определении параметров защиты (например, тока сра-
батывания и чувствительности) необходимо учитывать
коэффициент схемы
6сх = 7/Ч (4-32)
где /р—-ток, проходящий по обмотке реле в рассматри-
ваемом режиме (при нормальном режиме или
при том или ином виде короткого замыкания);

206 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
h — вторичный ток трансформатора тока в том же
режиме:
/-А.
''— л,'
1\ — первичный ток;
/гт — коэффициент трансформации.
Л ? f ШШШ л f f /e t?
л 5 с ПП CZ
„да
$3
/> В С . _
-те—*
М/с
иг]^Щ
6)
ABC
"2
^g рр и /г I,
1
'^
*;
^
Рис. 4-1G. Схемы соединения обмоток трансформаторов тока и токо-
вых обмоток реле.
а — схема полной звезды; б —схема неполной звезды; в — включение реле «а
разность токов двух фаз; г — соединение вторичных обмоток трансформаторов
тока в треугольник; д — включение реле на сумму токов трех фаз; е — комби-
нированная схема; ж — векторная диаграмма токоз при включении вторичных
обмоток на разность токов двух фаз.

§ 4-3] СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ 207
В схемах на рис. 4-16,а и б в обмотку реле входит
полный вторичный ток и коэффициент схемы равен 1
(/р = ^2). Для максимальных токовых защит, выполнен-
ных по таким схемам, выбор тока срабатывания реле
производится по выражению
г #H#n-« i аб.маьс /л оо\
1СР = Иг > У**66)
где kH — коэффициент надежности, учитывающий по-
грешность реле и переходные режимы;
kB — коэффициент возврата реле, учитывающий его
конструктивные особенности;
kn — коэффициент пуска, учитывающий увеличение
тока в защищаемой цепи при самозапуске
асинхронных двигателей.
Схема включения реле на разность токов двух фаз,
как следует из векторной диаграммы на рис. 4-16,э/с, ха-
рактеризуется при нормальной работе и трехфазном ко-
ротком замыкании коэффициентом схемы, равным &сх =
= 1^3. При использовании данной схемы для макси-
мальной токовой защиты ее ток срабатывания опреде-
ляется выражением
Г ^н&п^раб. маьс т г— ,л ол\
Ток срабатывания максимальной токовой защиты
при схеме соединения обмоток трансформаторов тока
в треугольник рассчитывается по этому же выражению.
Эффективность каждой схемы определяется коэффи-
циентом чувствительности, представляющим собой отно-
шение тока при коротком замыкании, попадающего
в обмотку реле, к току срабатывания:
k4=h.=bl^L. (4-35)
л Ср П? 1 Cp
В этом выражении &сх — коэффициент схемы, соответ-
ствующий данному виду короткого замыкания (например,
для схемы на рис. 4-16, г) при трехфазном коротком за-
мыкании й(с3^ = |/"3, при двухфазном £(с2) = 2).

208 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
Схема на рис. 4-16,(3 реагирует только на замыкания,
связанные с землей. При всех повреждениях на землю
геометрическая сумма токов положительной и отрица-
тельной последовательностей в трех фазах равна нулю,
а через обмотку реле проходит ток, равный тройному
значению тока нулевой последовательности:
/Р = 3/0. (4-36)
Ток срабатывания реле токовой защиты при такой
схеме включения трансформаторов тока должен быть
отстроен от тока небаланса, 'проходящего по обмотке
реле при внешнем междуфазном коротком замыкании:
/ср^&н^нб.кз- (4-37)
Задание на работу. 1. Ознакомиться с аппаратурой,
установленной на стенде. Списать паспорт трансформа-
торов тока. Убедиться в правильном обозначении поляр-
ности их обмоток.
2. Собрать поочередно все схемы, представленные
на рис. 4-17. Для каждой схемы, имитируя различные
виды коротких замыканий, произвести запись показа-
ний всех приборов в табл. 4-3.
Таблица 4-3
Название схемы
Показания приборов
Вид короткого замыкания
Трехфазное
Двухфазное
Однофазное
Двухфазное на землю
В первичных цепях |
'л
*в
'с
/о
Во вторичных цепях
/
а
W
(be)
'с
(са)
Л>
3. С помощью векторных диаграмм, построенных
для всех видов коротких замыканий, проверить пра-
вильность полученных результатов.
4. По данным показаний приборов для каждой схе-
мы определить величину коэффициента схемы &*сх, со-
ответствующего определенному виду короткого замыка-
ния.

4-3] СХЕМЫ СОЕДИНЕНИЯ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ 209
5. Определить чувствительность токовой защиты при
различных схемах ее выполнения и различных видах
коротких замыканий.
6. Сравнить чувствительность токовой защиты, вы-
полненной в одном случае по схеме полной и неполной
lac
А в С О
в
л,
Ж
Г2Г1
let
6)
*,\
i
ff I
лг[
* и.
5*
9 /
V
м
i
J /со
Л
9
f ? ? AWWc
Д4Д
"/
1"г
■0л
^
Рис. 4-17. Схемы испытания для проверки чувствительности
защиты.
а — схема полной звезды; б —схема неполной звезды; в — соедине-
ние вторичных обмоток трансформаторов тока в треугольник; г —
включение реле на разность токов двух фаз; д — включение реле
на сумму токов трех фаз.
звезды (см. рис. 4-16,а, б), а в другом случае по схеме
присоединения трех токовых реле к трансформаторам
тока, соединенным в треугольник (рис. 4-16,г), придвух-
и трехфазных коротких замыканиях [Л. 11, 13].
Указания к проведению работы. 1. С целью опреде-
ления &*сх при различных видах повреждений все реле
заменены амперметрами, указывающими вторичные то-
ки; в первичных цепях также установлены амперметры.
14—2727

210 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
2. Для имитации различных видов коротких замыка-
ний в схеме предусмотрена возможность поочередного
включения фаз. Нагрузки в фазах должны быть симме-
тричными.
3. Схема соединения аппаратуры в цепи первичных
обмоток трансформаторов тока при всех испытаниях
остается неизменной.
4. Для сравнения чувствительности токовой защиты,
выполненной по разным схемам, при двух- м трехфаз-
ных коротких замыканиях учесть, что ток при двухфаз-
ном коротком замыкании определяется как
Уч2) =0,866/(3) (4-38)
(/( з — ток повреждения при трехфазном коротком замы-
кании).
Контрольные вопросы
1. Назначение (нулевого провода в схеме полной звезды.
2. Почему 'схема на рис. 4-16,д называется «фильтром токов
нулевой последовательности»?
3. Преимущества и недостатки схемы «а рис. 4-16,г по сравне-
нию со схемой на рис. 4-16,а.
4. Указать типы защит, где используется включение токовых
обмоток реле по схемам, .представленным на рис. 4-16.
5. Надо ли учитывать коэффициент пуска при выборе:
а) тока срабатывания токовых отсечек;
б) тока срабатывания защиты, включенной на ток нулевой по-
следовательности;
в) тока срабатывания токовой защиты, включенной -на раз-
ность токов двух фаз?
6. Как определить значение максимального тока небаланса и
выбрать ток 'срабатывания для токовой защиты нулевой последо-
вательности:
а) в сети с глухо заземленной нейтралью;
б) в сети с изолированной нейтралью?
7. Как должны быть соединены контакты трех реле в схеме на
рис. 4-16,а:
а) при осуществлении максимальной токовой защиты;
б) при выполнении устройства, реагирующего только на трех-
фазные короткие замыкания?
8. Почему схема включения реле на разность токов двух фаз
не устанавливается на линиях, питающих подстанции с трансфор-
маторами, имеющими соединение обмоток звезда — треугольник?
9. Ток каких фаз измеряет каждый из амперметров схемы на
рис. 4-17,6 при нормальном режиме?
10. В схеме на рис. 4-1б,г вторичная обмогка трансформатора
фазы С оборвана. Коэффициент трансформации /гт = 1. Первичный

§ 4-4] ТРАНСФОРМАТОРЫ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 211
т0к в фазах 5 а. Какой ток будет проходить по амперметру? Чем
опасен такой режим работы для трансформатора фазы С?
11. Реле токовой отсечки, предназначенные для защиты от меж-
дуфазных коротких замыканий, включены один раз по схеме на
рис. 4-16,а, другой раз по схеме на рис 4-16,г. Меняется ли защи-
щаемая зона этих защит в зависимости от того, происходит ли
трехфазное или двухфазное короткое замыкание?
4-4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА НУЛЕВОЙ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ
Цель работы. Ознакомление с устройством и спосо-
бами проверки специальных трансформаторов тока, ис-
пользуемых в защитах от замыканий на землю в сетях
с малым током замыкания на землю.
Рис. 4-18. Принципиальные схемы трансформаторов тока
нулевой последовательности.
а — кабельный трансформатор; б — шинный трансформатор нуле-
вой последовательности с подмагничиванием типа ТНПШ.
Краткая теория. Для защиты от замыканий на землю
кабельных линий и генераторов, работающих на сбор-
ные шины, предусматриваются токовые защиты нулевой
последовательности, питающиеся от так называемых
трансформаторов тока нулевой последовательности.
Устройство двух типов таких трансформаторов показано
на рис. 4-18. Первый тип (ТЗ, ТФ) используется для вы-
14*

212 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
полнения защиты от замыканий на землю кабельных
линий, второй (ТНПШ) — генераторов.
Первичной обмоткой трансформаторов является ли-
бо трехфазный кабель (рис. 4-18,а), либо шины
(рис. 4-18,6). Число витков первичной обмотки равно
единице: W\ = l в. Магнитные потоки, обусловленные
токами трех фаз, замыкаются по общей магнитной
системе. Так как геометрическая сумма первичных то-
ков в нормальном режиме и 'при междуфазных корот-
ких замыканиях равна нулю, результирующий магнит-
ный поток в таких режимах также равен нулю и тока
в обмотке реле, подключенной ко вторичной обмотке
трансформатора, нет. Защита на данные режимы не
реагирует. По обмотке реле возможно лишь прохожде-
ние незначительного по величине тока небаланса, при-
чиной возникновения которого является некоторая не-
симметрия фаз первичной цепи относительно магнитной
системы. С целью уменьшения тока небаланса вторич-
ную обмотку секционируют. В случае замыкания на
землю на защищаемом элементе вследствие появления
составляющей тока нулевой последовательности резуль-
тирующий поток не будет равен нулю:
Фре8 = Фл + Фд + Фс = ЗФ,. (4-39)
В реле при этом появляется ток и защита срабаты-
вает. Конструкция трансформаторов тока нулевой по-
следовательности учитывает необходимость выполне-
ния защиты от замыканий на землю большой чувстви-
тельности при относительно малой величине емкостного
тока замыкания на землю в сетях генераторного напря-
жения [(величина емкостного тока значительно меньше
величины рабочего тока). Для генераторов защита от
замыкания на землю должна действовать при первичных
токах 3—5 а; для кабельных линий при 8—10 а. Защита
генераторов при токах замыкания на землю, превосхо-
дящих 5 а, действует на отключение машины и гашение
поля. Защита от замыканий на землю кабельных линий
выполняется обычно с действием на сигнал. На отключе-
ние эта защита работает в особых случаях, опреде-
ляемых требованиями техники безопасности обслужи-
вающего персонала (например, защита от замыканий

§4-4] ТРАНСФОРМАТОРЫ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 213
на землю оборудования торфоразработок), и осущест-
вляется нередко направленной (для достижения избира-
тельности) с током срабатывания 0,5—1 а. Трансфор-
матор тока типа ТНПШ, помимо основных обмоток,
первичной и вторичной, снабжен дополнительной об-
моткой подмагничивания, включенной на междуфазное
напряжение измерительных трансформаторов напряже-
ния. Под влиянием потока, создаваемого обмоткой под-
магничивания, улучшаются условия трансформации то-
ка повреждения. Чувствительность защиты значительно
повышается [Л. 11, 13, 36].
Для устранения тока в обмотке реле, обусловленно-
го прохождением тока по цепи подмагничивания, транс-
форматор ТНПШ содержит две одинаковые магнитные
системы, на которых расположены обмотки подмагничи-
вания, включенные встречно-последовательно.
Рабочие обмотки также располагаются на каждом из
магнитопроводов, но они соединяются согласно-по-
следовательно. Каждая из рабочих обмоток со-
стоит из двух секций, расположенных в разных местах
магнитопровода. При таком выполнении в наибольшей
степени устраняется составляющая тока небаланса,
обусловленная несимметрией первичной обмотки по от-
ношению к магнитопроводу. Ток небаланса зависит глав-
ным образом от того, насколько оказывается компенси-
рованным ток в рабочей обмотке встречным включением
обмоток подмагничивания. Если пренебречь сопротивле-
нием вторичной обмотки трансформатора тока нулевой
последовательности, максимальная мощность во вто-
ричной цепи может быть получена при условии
Zp = 2'HaM, С4"40)
где гр— сопротивление реле;
г'нам — сопротивление ветви намагничивания транс-
форматора.
Так как величина г'пам не является постоянной для
трансформаторов тока нулевой последовательности, по-
нятие номинального коэффициента трансформации не
имеет смысла, а оценка чувствительности защиты про-
изводится по величине первичного тока, при которой
происходит срабатывание реле.

214 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
Улучшение трансформирующих свойств трансформа-
тора тока типа ТНПШ под влиянием тока, проходящего
по обмоткам 'подмагничивания, расположенных на двух
магнитно не связанных магнитопроводах и включенных
встречно, можно пояснить следующим образом [Л. 36].
Пусть характеристика намагничивания стали каждо-
го из магнитопроводов трансформатора В =/(/) пред-
ставлена кривой 1 (рис. 4-19). При небольшой величине
первичного тока (кривая 2) изменение индукции ма-
гьитопровода происходит от точки /,а до точки /,б,
т. е. очень незначительно (см. рис. 4-16,а). Ток во вто-
ричной обмотке такого трансформатора, определенный
изменением |АВ| = |5а| + | Вб\, будет весьма мал.
Пропустим теперь через обмотку подмагничивания
каждого из магнитопроводов трансформатора ТНПШ
переменный ток так, чтобы происходило перемагни-
чивание стали от точки в до точки г на прямолинейных
частях характеристики намагничивания (до области на-
сыщения, рис. 4-19,6). Под воздействием этого тока по
вторичной обмотке каждого магнитопровода будет про-
ходить ток, определяемый изменением индукции
|AS| = |Z?J-f-|£J. Хотя величина тока в цепи обмоток
подмагничивания значительна, в обмотку реле ток за-
ходить не будет, так как обмотки подмагничивания двух
магнитопроводов включены встречно-последовательно,
т. е. конец первой обмотки соединен с концом второй,
а вторичные обмотки, к которым подключено реле, сог-
ласно-'последовательно (т. е. конец первой обмотки сое-
динен с началом второй). В обмотку реле будет захо-
дить дополнительная составляющая тока небаланса,
определяемая неодинаковыми характеристиками намаг-
ничивания магнитопроводов или неодинаковым числом
витков обмоток подмагничивания. Если пропустить по
первичной цепи трансформатора ТНПШ ток замыкания
на землю, то во вторичной цепи каждого из магнитопро-
водов возникнет ток, определяемый суммарным значе-
нием тока подмагничивания и тока замыкания на землю
/Е=Аюдм + /з (рис. 4-19,в). Работа каждого магнитопро-
вода при этом будет происходит на прямолинейных ча-
стях харакатеристики намагничивания и определяться
изменением индукции АВ = \Вд\-\-\Ве\. По вторичной об-

§ 4-4] ТРАНСФОРМАТОРЫ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 215
Рис. 4-19. Пояснение принципа работы трансформатора тока ТНПШ.
а — изменение индукции железа магнитопровода при прохождении первичного
тока малой величины и отсутствии подмагничивания; б — то же лри наличии
тока подмагничивания и отсутствии первичного тока; в — го же при наличии
тока подмагничивания и первичного тока; / — кривая намагничивания маг-
нитопровода; 2 — синусоида первичного тока; 3 — синусоида гока подмагничи-
вания; 4 — суммарный ток.

216 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
мотке первого сердечника ТНПШ будет проходить ток
/2: = /Подм-|-/з, по вторичной обмотке второго сердеч-
ника /2 = — Людм + /з. В обмотке реле, включенной на
сумму вторичных токов двух магнитопроводов, ток будет
равен:
/р = [Людм + /з] + [(-/подм) + /з] = 2/3. (4-41)
Таким образом, конструкцией ТНПШ путем перене-
сения рабочей зоны на прямолинейные части кривой
намагничивания достигается возможность трансформа-
ции токов небольшой величины с использованием для
магнито'провода обычной трансформаторной стали, т. е.
без применения специальных сплавов (например, пер-
маллоя).
Перед установкой трансформатора нулевой последо-
вательности в эксплуатацию он должен быть проверен.
В объем предварительных -испытаний, проводимых в ла-
бораторных условиях и предлагаемых учащимся, вхо-
дят [Л. 36]:
1. Внешний осмотр.
2. Проверка полярности вторичных обмоток и об-
моток подмагничивания (при их наличии); проверка
правильности маркировки концов секций обмоток и их
соединения.
3. Проверка сопротивления изоляции вторичных об-
моток на корпус и между собой (с помощью мегомме-
тра на 1 000 в).
4. Измерение омического сопротивления обмоток.
5. Снятие характеристик намагничивания U2 = f(h).
Для трансформаторов типа ТНПШ эти характери-
стики снимаются при (наличии подмагничивания и при
его отсутствии (в последнем случае — при разомкнутой
обмотке подмагничивания).
6. Измерения тока и напряжения небаланса; для
трансформаторов типа ТНПШ эти величины измеряются
при включенной под напряжение обмотке подмагничи-
вания.
7. Проверка чувствительности защиты. Для трансфор-
матора типа ТНПШ снимается характеристика /Ср=
=/(^подм) при изменении напряжения подмагничивания
от 0 до 1,1 [/ном, а также при переключениях обмотки
подмагничивания на разные фазы.

§ 4-4) ТРАНСФОРМАТОРЫ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 217
Задание на работу. 1. Ознакомиться с конструкциями
трансформаторов тока нулевой последовательности.
Описать паспорт каждого трансформатора.
2. Собрать схему, представленную на рис. 4-20. Ими-
тируя различные виды повреждений, зафиксировать по-
казания всех приборов. Дан-
ные занести в табл. 4-4.
3. С помощью векторных
диаграмм обосновать полу-
ченные измерения.
4. У трансформатора ти-
па ТНПШ путем использо-
вания вспомогательной об-
мотки (рис. 4-21,а) произве-
сти проверку правильности
маркировки секций вторич-
ной обмотки и обмотки под-
магничивания.
5. Произвести замер со-
противления изоляции всех
обмоток трансформатора.
6. С помощью четырех-
плечего измерительного мо-
ста постоянного тока изме-
рить омическое сопротивле-
ние вторичных обмоток
трансформатора.
7. Собрав схему по рис.
4-21,6, снять характеристики
намагничивания вторичных обмоток U2 = f(h) для слу-
чаев: а) £/Подм=£Люм=100 в; б) Uuom = 0. Результаты
измерений занести в табл. 4-5.
Построить кривые U2=f(h)'
Таблица 4-4
Рис. 4-20. Испытание кабель-
ного трансформатора нулевой
последовательности.
Вид повреждений
'Я
Трехфазное короткое замыкание
Двухфазное короткое замыкание
Двухфазное короткое замыкание
на землю
Однофазное замыкание на землю

218 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл.4
Таблица 4-5
^лодм ~ ном
и
и2
С/подм=°
8. Пользуясь схемой на рис. 4-21,0, измерить на вы-
ходе вторичной обмотки величину напряжения небалан-
са, обусловленного обмоткой подмагничивания. Полу-
ченное значение не должно превышать 150 мв.
9. Проверить чувствительность защиты, для чего
а) собрать схему по рис. 4-21,г; б) при различных вели-
чинах напряжения подмагничивания зафиксировать зна-
чения первичных токов /cpi, при которых реле срабаты-
вает. Провести опыт при подведении к обмотке подмаг-
ничивания напряжений от различных фаз. Данные за-
нести в табл. 4-6.
Построить кривые /Ср1=/(£Людм).
Определить величину тока в реле при максимальном
токе замыкания на землю в сети защищаемого генера-
тора (величина тока задается преподавателем).
Указания к выполнению работы. 1. В схеме на
рис. 4-20 предусмотрены однополюсные рубильники,
с помощью которых могут быть созданы режимы, ими-
Таблица 4-6
^подм
^cpi
^под,м = Удв
'cpi
^подм — У вс
'cpi
ь'подм = "с А
0
°.^ном
^ном
'••"ном

§ 4-4] ТРАНСФОРМАТОРЫ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 219
s л t- к и
* а « о. >,
а о S с в*
s 2 к к 2
л s я ;
>=; * «
о н
Ш
00 -
«г -
1
1 1
4 ■■
Г 1
ь
[j ТЛ
Г®~1

220 ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА В УСТРОЙСТВАХ ЗАЩИТЫ [Гл. 4
тирующие различные повреждения. Так, например, при
замыкании рубильников В и С имитируется режим
двухфазного короткого замыкания ВС и т. д.
2. Проверка полярности обмоток может производить-
ся либо с помощью магнитоэлектрического прибора, ли-
бо с использованием вспомогательной обмотки, состоя-
щей из нескольких витков, по которой проходит пере-
менный ток порядка 5 а (рис. 4-21,а).
При правильном включении вторичных обмоток двух
магнитных систем (согласно-последовательном) при-
бор, подключенный к этим обмоткам, дает какое-то по-
казание. При ошибочном включении или неправильно
указанной 'полярности прибор покажет нуль. Аналогич-
но проверяется полярность обмоток подмагничивания.
В данном случае, наоборот, при правильном соединении
обмоток вследствие встречно-последовательного их вклю-
чения стрелка прибора не должна отклоняться.
3. При измерении величины напряжения небаланса
следует брать прибор на номинальное напряжение по-
рядка 300 мв и с внутренним сопротивлением не менее
100 ом.
4. При '£/Нб>150 мв уменьшение напряжения неба-
ланса может быть достигнуто путем изменения числа
витков одной секции обмотки подмагничивания.
5. При 'проверке чувствительности защиты с транс-
форматором ТНПШ в условиях эксплуатации на ма-
гнитопровод трансформатора наматывается один виток
вспомогательной обмотки, по цепи которого проходит
ток регулируемой величины. Тем самым имитируется
режим однофазного замыкания на землю.
При проверке в лабораторных условиях вспомога-
тельный виток может не наматываться на магнитопро-
вод. Первичный ток 1Х в этом случае проходит от вспо-
могательного источника через любую шину фазы Л, В
или С первичной цепи трансформатора ТНПШ
(рис. 4-21,(9).
Контрольные вопросы
1. Чем определяется величина тока повреждения при однофаз-
ном замыкании 'На землю в сети с изолированной нейтралью?
2. С какой целью заземляющий провод от воронки кабеля про-
пускается через окно трансформатора -нулевой последовательности?

§ 4-4] ТРАНСФОРМАТОРЫ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ 221
3. Для какой цели у трансформатора типа ТНПШ предусмот-
рена обмотка подмагничивания? Почему подмагничивание произво-
дится переменным током, а не постоянным?
4. Какое напряжение следует подводить к обмотке подмагничи-
вания — фазное или междуфазное?
5. Для чего вторичная обмотка трансформатора тока нулевой
последовательности 'выполнена секционированной?
6. К чему приведет неправильное 'соединение обмоток трансфор-
матора ТНПШ, если обмотки подмагничивания соединены согласно-
последовательно, а секции рабочих обмоток встречно-последова-
тельно?
7. В каких случаях защита от замыканий на землю действует
на сигнал, в каких — на отключение: а) генераторов; б) кабельных
линий?
8. Условия расчета защиты от замыканий на землю генераторов
и кабельных линий.
9. Защита генераторов от замыканий на землю с трансформа-
тором тока ТНПШ имеет чувствительность 4,5 а. Произошел обрыв
цепи подмагничивания. Изменится ли при этом чувствительность
защиты?

Глава пятая
ИСПЫТАНИЯ КОМПЛЕКТНЫХ
УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
И АВТОМАТИКИ
5-1. ОСОБЕННОСТИ ИСПЫТАНИЯ
КОМПЛЕКТНЫХ УСТРОЙСТВ
Комплектные устройства защиты и автоматики
представляют собой сочетание группы аппаратов, реа-
лизующих заданную программу работы. При испыта-
ниях подобных устройств требуется проверка как пра-
вильности работы отдельных элементов, так и их сов-
местного действия.
Лабораторные работы по испытанию устройств
защиты и автоматики, предусмотренные в данной главе,
дополняют теоретический курс >и позволяют учащимся
наглядно проверить на практике работу изучаемых
устройств.
В отличие от испытаний в реальных условиях в ла-
боратории часто не имеется возможности осуществить
воздействие испытуемого устройства на выключатели
или получить токи в первичной обмотке трансформато-
ров тока по величине равными токам короткого замы-
кания в мощной энергетической системе. Поэтому в рас-
смотренных ниже лабораторных работах выключатели
защищаемых объектов в ряде случаев заменены набо-
ром реле, имитирующих работу выключателей и поло-
жение их силовых и вспомогательных контактов (блок-
контактов), а проверка устройств при коротких за-
мыканиях на защищаемом объекте имитируется соответ-
ствующим изменением величины тока, проходящего не-
посредственно по обмотке испытуемого реле, и напря-
жения, подводимого к обмотке напряжения проверяемо-
го устройства.

5-2] НАСТРОЙКА МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 223
5 2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
НАСТРОЙКА УСТАВОК
МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ
Цель работы, а) Ознакомление с устройством мак-
симальной токовой защиты линии электропередачи,
оснащенной устройством для автоматического повторно-
го включения; б) расчет уставок защит и регулировка
реле на выбранную уставку; в) проверка взаимодейст-
вия реле; г) опробование на отключение.
Краткая теория. Максимальная токовая защита от
междуфазных коротких замыканий получила широкое
применение для защиты различных элементов электро-
передачи ((линий, трансформаторов, двигателей, генера-
торов). Защита устанавливается или как основная и
единственная, или как резервная. Когда защита не
имеет специальной выдержки времени и ее избиратель-
ное действие в пределах защищаемой зоны достигается
только соответственно выбранной уставкой тока сраба-
тывания, защита называется токовой отсечкой.
Если токовые реле защиты включаются на ток за-
щищаемого присоединения непосредственно, то защита
выполняется при помощи так называемых максималь-
ных токовых автоматов или первичных токовых реле.
Если токовые реле защиты включаются на ток цепи
защищаемого присоединения через трансформаторы то-
ка, защита выполняется вторичными токовыми реле.
Выполнение защиты при помощи вторичных реле обес-
печивает более точную регулировку и большую чувст-
вительность. Работа максимальной защиты со вторич-
ными токовыми реле зависит от схемы включения транс-
форматоров тока, к вторичным цепям которых подклю-
чена обмотка реле.
Возможность применения максимальной токовой за-
щиты со ступенчатой характеристикой выдержки време-
ни определяется соблюдением условий избирательности
и чувствительности.
Избирательность действия достигается установкой
времени срабатывания защиты так, чтобы защита /
(рис. 5-1) при повреждении на участке Б В действовала
позднее, чем защита 2 (не менее чем на интервал из-
бирательности At). Если защита / не приходит в дейст-

224 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
вие при повреждениях на участке БВУ ее время не от-
страивается от времени защиты 2; защита / в этом
случае является токовой отсечкой.
>
t
Ч 6 8
чэ- о4-съ- о|
Первый участок
Второй участок \
Рис. 5-1. Ступенчатые характеристики времени
действия максимальной токовой защиты.
Интервал избирательности равен:
Ы —1\—t<i = /ouil + t0ui2 + ^выкл2+£запаса, (5-1)
где /orni и /0ш2 — ошибка времени действия защит / и
2 (принимается, что ошибка t0m\
обусловливает уменьшение времени
действия, a tom2 — увеличение его;
^выкл2 — время гашения дуги тока короткого
замыкания выключателем 2 с момента
подачи отключающей команды;
Запаса — время запаса.
Для уменьшения времени отключения короткого за-
мыкания после неуспешной работы устройств А-ПВ при-
меняется ускорение защиты после АПВ. Время дейст-
вия защиты в этом случае составляет около 0,15—
0,2 сек, чего достаточно для отстройки от влияния бро-
ска апериодической составляющей пускового тока асин-
хронных двигателей нагрузки.
Уставка тока срабатывания защиты 1 определяется
указанными ниже условиями:
а) Защита / должна быть при повреждениях в зоне
ее действия на участке БВ грубее, чем защита 2.
Учитывая погрешность в чувствительности защит /
и 2 ±5%, принимается
Азр.31^1Л /ср.82* (5-2)
б) Защита не должна действовать от тока нагрузки,
проходящего по линии как в нормальных условиях, так

§ 5-2] НАСТРОЙКА МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 225
и после отключения короткого замыкания вне защищае-
мой зоны,
/ьн&ц/нагр.маьс. но участьуг
'Ср.31 :
ku
(5-3)
где /Ср.з1 и /срз2 — токи срабатывания защиты первого
и второго участков .(первичные);
/кагр. макс, по участьу1— максимальное значение тока на-
грузки по первому участку;
&^1,2— коэффициент надежности;
&п~ 1,5-4-2 — коэффициент пуска, определяющий
отношение величины тока первого
участка при включении линии под
напряжение устройством АПВ или
вручную, к максимальному значе-
чению тока нагрузки первого участ-
ка
(/в-
коэффициент возврата реле'
-ток возврата реле).
К защите
Рис. 5-2. Блокировка защиты при помощи реле
напряжения.
а — тремя реле, включенными на междуфазное напряже-
ние; б —с использованием реле напряжения обратной по-
следовательности.
Для повышения чувствительности максимальная то-
ковая защита снабжается блокировкой реле минимально-
го напряжения (рис. 5-2,а). В этом случае в выражении
(5-3) для определения тока срабатывания токовых реле
коэффициент пуска может быть принят равным &П~1Л-
1 Такое значение &„ принимается при смешанной нагрузке по-
требителей. Если преобладают короткозамкнутые асинхронные дви-
гатели, &п = 2+-5.
15—2727

226 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
Напряжение возврата реле напряжения, при котором
реле замыкает свои контакты и разрешает действовать
токовой защите,
UB = 0,6 + 0,75 UH.
Реле напряжения в схеме блокировки может быть
включено в сочетании с фильтром напряжения обратной
последовательности (рис. 5-2,6). При размыкании кон-
такта реле U2 срабатывает реле Н.
Напряжение обратной последовательности появляется
при несимметричных коротких замыканиях длительно,
а при трехфазных коротких замыканиях — кратковремен-
но, так как каждое трехфазное замыкание начинается
с несимметричного. Напряжение срабатывания реле U*
порядка 4—5 в должно быть отстроено от небаланса
фильтра. От влияния высших гармоник действие реле
U2 отстроено посредством фильтр-пробки для высших
гармоник.
Чувствительность токовой защиты определяется вели-
чиной коэффициента чувствительности
£ч=%^, (5-4)
icp
где /к.з.мин — минимальное значение тока короткого за-
мыкания в реле при повреждении в конце
защищаемой зоны;
/ср — ток срабатывания токового реле.
При подключении токовых реле к трансформаторам
тока, соединенным по схеме полной или неполной звезды,
расчетный вид короткого замыкания — двухфазное ко-
роткое замыкание; при соединении трансформаторов то-
ка по схеме треугольника (реле включены на разность
фазных токов) чувствительность защиты от междуфаз-
ных коротких замыканий не зависит от того, происходит
ли двух- или трехфазное короткое замыкание.
Чувствительность защиты / (см. рис. 5-1) считается
приемлемой, если при коротких замыканиях на шинах
подстанции Б k4>2, а при коротких замыканиях на
шинах подстанции Bk4^ 1,2.
Задание на работу. 1. Рассчитать уставки максималь-
ной токовой защиты для линии № 1, показанной на
рис. 5-3, с учетом схемы включения трансформаторов

<j 5 2} НАСТРОЙКА МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 22?
Таблица 5-1
к
S
X
го
«=(
го
го
1
2
3
В)
35
35
10,5
о
о
го
3
5
5
ж
S
W р-
54
2
3
4
а?
20
25
2 км
ка-
бель
s
я
300
250
200
Si
10
20
2 /еж
ка-
бель
250
200
150
Время дейст-
вия защиты 2,
сек 1
1
0,5
0,5
300
5
300
5
200
5
тока и данных приведенной ниже табл. 5-1. Номер за-
дания по таблице и схема включения трансформаторов
тока (kCx) указываются преподавателем.
2. Составить схему защиты, предусмотрев ускорение
ее работы после АПВ (рис. 5-4,а).
3. Проверить чувствительность защиты и определить
необходимость применения блокировки реле минималь-
ного напряжения.
Рис. 5-3. Схема сети.
4. На лабораторном стенде для одной фазы собрать
максимальную токовую защиту по схеме на рис. 5-4,6.
Отрегулировать уставки отдельных реле в соответствии
с данными, полученными по расчету.
5. Проверить взаимодействие схемы. Замерить пол-
ное время работы защиты с основной выдержкой вре-
мени. Проимитировать работу ускорения действия за-
щиты после АПВ.
6. Определить на рабочих уставках разбросы време-
ни действия защиты и коэффициентов возврата токовых
реле.
15*

228 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 5
7. Проверить отсутствие вибрации контактов.
8. Проверить возможность установки на защищаемой
линии токовой отсечки.
Указания к проведению работы. 1. Измерение токов
срабатывания и возврата реле, а также времени дейст-
Цепь усиорр
ния защиты j | И—
послр АПВ
Цепь Г •
[ отклнэчрния I
30 fi
б)
Рис. 5-4. Схема защиты (а) и схема при испытании (б).
вия защиты должно производиться при полностью со-
бранной схеме.
2. Разброс времени и среднее время срабатывания
на заданной уставке проверяются путем пятикратного
включения при токах /р= 1,05 /Ср и /р = 2/ср.
3. Проверка отсутствия вибрации контактов токовых
реле производится включением реле на неоновую лампу
и окончательно — наблюдением за надежным срабатыва-
нием выходного реле при токах /р=1,05/ср; /Р = 2/Ср и
/р=Ю/Ср.
4. В случаях, если действие устройства зависит от
схемы включения трансформатора тока, используются
трансформаторы тока с коэффициентом трансформации
/гт=^1 (например, 5/5).

$ 5-3] НАСТРОЙКА ТОКОВОЙ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ 229
Контрольные вопросы
1. Как производится выбор уставок максимальной токовой за-
щиты?
2. Назначение блокировки максимальных токовых реле защиты
при помощи реле напряжения.
3. Влияние разброса времени действия от установленного зна-
чения па выбор ступени избирательности.
4. Назначение ускорения защиты после АПВ.
5. Влияние схемы включения трансформаторов тока на выбор
tokoib срабатывания токовой защиты.
6. Как выполняется блокировка защиты от реле минимального
напряжения?
7. Можно ли для защищаемой сети выполнить максимальную
токовую защиту >на переменном оперативном токе и при помощи
реле прямого действия?
5-3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
НАСТРОЙКА МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ
НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ И УСТРОЙСТВ
АПВ НА ЛИНИЯХ КОЛЬЦЕВОЙ СЕТИ
С ОДНОЙ ТОЧКОЙ ПИТАНИЯ
Цель работы, а) Настроить на рабочие уставки
устройства максимальной токовой направленной защиты
и АПВ одного из участков кольцевой сети с одной точ-
кой питания; б) рассчитать рабочие уставки; в) прове-
рить взаимодействие элементов устройств с имитацией
устойчивого и неустойчивого коротких замыканий после
обесточения линии электропередачи.
Краткая теория. Выбор уставок максимальной токо-
вой направленной защиты участков кольцевой сети,
имеющей одну питающую точку, производится по
встречно-ступенчатому -принципу.
Расчетам подлежат ток срабатывания токовых реле
и время действия защиты. Размещением защиты по от-
дельным участкам и построением графиков времен дей-
ствия выясняется возможность отказа от установки орга-
на направления мощности на защитах ряда присоеди-
нений.
Устройства АПВ, установленные на выключателях
участков кольцевой сети, должны учитывать наличие пи-
тания места повреждения на линии с обеих ее сторон. Вре-
мя действия устройства АПВ должно быть таким, чтобы
повторное включение линии под напряжение произошло

230 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [\\п 5
только после отключения ее с обеих сторон. Время на-
хождения линии без напряжения должно быть доста-
точным для деионизации пространства дуги (т. е. по-
вторная подача напряжения не должна вызывать по-
вторного зажигания дуги); при этом должна быть про-
, 2 верена возможность каскадно-
-J-o^ О"!**- го отключения линии и, если
' 7*" "7" такая возможность вероятна,
(tt*H5cen) (tjecen) она должна быть учтена при
выборе уставки времени дейст-
Рис. 5-5. Пример расстанов- вия Апв Описание действия
ки времени действия на- VCTnoftcTR дгто гм ГП 141
правленной защиты. устройств Я1Ш см. yi. 14J.
Если требуется рассчитать
время действия устройства АПВ выключателя / (рис. 5-5),
а защита 2 при коротком замыкании в точке К может
действовать каскадно, то время АПВ выключателя 1
должно быть
АПВ1 =*2 'включения выкл1"Т"А'деиониз ~т~ 'запаса* (5"5)
Если защита 2 при коротком замыкании в точке К на-
чинает работать одновременно с защитой У, то
АПВ1 Г== ( 2 1/ 'включения выкл1 "Т" ^^деиониз "т* ^запаса»
(5-6)
где t\ и /2 — времена действия защит 1 и 2\
/включения выкл1 — время включения выключателя / с мо-
мента подачи командного импульса до
замыкания ножей (0,8—1,2 сек);
А'/деиопиз—время деионизации пространства ду-
ги; наименьшее время деионизации
дуги для воздушных линий 35—110 кв
составляет 0,12—0,15 сек, для линий
220 кв 0,2—0,25 сек, для линий 400—
500 кв 0,3—0,4 сек;
Запаса — запас времени (0,7—1 сек).
В максимально направленных защитах наличие орга-
на направления обусловливает мертвую зону защиты.
Если реле мощности включены по 90%-ной схеме, мерт-
вая зона имеет место только при трехфазных коротких

§ 5-3] НАСТРОЙКА ТОКОВОЙ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ 231
замыканиях в условиях, когда напряжения всех фаз,
подводимых к реле, малы и мощность на реле недоста-
точна для его срабатывания. Отказ реле мощности воз-
можен, например, при включении линии при заземлении
ее трех фаз заземляющими ножами. В этой связи це-
лесообразно предусматривать ускорение защиты при
дистанционном включении линии электропередачи от
руки с исключением при этом из схемы органа направ-
ления мощности. В схемах устройств АПВ такое уско-
рение при включении от руки сочетается с ускорением
защиты на некоторое небольшое время после работы
устройства АПВ.
При наличии на линии электропередачи быстродей-
ствующей защиты и, в частности, эффективной токовой
отсечки с зоной действия, перекрывающей длину мерт-
вой зоны, после включения линии от руки и работы
устройства АПВ надобность в исключении из схемы
органа направления мощности отсутствует.
Для того чтобы устройство АПВ не включило линию
электропередачи повторно, после того как она была от-
ключена вручную при подаче ключом управления выклю-
чателя команды на отключение, одновременно подается
запрет работы АПВ путем подачи «минуса» на разряд
конденсатора устройства АПВ. Подача «минуса» осуще-
ствляется через токоограничивающие .сопротивления.
В случае включения 'поврежденной линии под напря-
жение и отключения ее защитой повторного автоматиче-
ского включения не должно произойти. Достигается это
тем, что заряд емкости может достигнуть величины, тре-
буемой для срабатывания выходного реле, включающе-
го выключатель, только если выключатель будет нахо-
диться во включенном положении длительное время
(15—20 сек).
На рис. 5-6 приведена схема, позволяющая рассмот-
реть совместную работу защиты и АПВ, а также имити-
ровать работу выключателя при нормальном режиме пе-
редачи и коротком замыкании на защищаемой линии.
Электропередача представлена одной фазой цепи пе-
ременного тока, в которую включено сопротивление 20,
эквивалентное сопротивлению системы от места генера-
ции до места установки защиты. Сопротивление 21 экви-
валентно сопротивлению защищаемой линии, сопротив-

Имитация Выключателя
(блок-контакты показаны
тонко, силобой контакт-
толсто)
Рис. 5-6. Схема испытания максимальной токовой направленной защиты.

§ 5-3] НАСТРОЙКА ТОКОВОЙ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ 233
ление 22— сопротивлению нагрузки. Величины этих со-
противлений выбираются так, чтобы «по обмоткам токово-
го реле 6, которые условно включены непосредственно
в линию, при отключенном .рубильнике 2Р проходил нор-
мальный ток, величина которого измеряется ампермет-
ром 18.
При включении рубильника 2Р ток должен превысить
ток срабатывания токового реле, что соответствует режи-
му короткого замыкания (в действительных условиях ре-
ле включается в цепь вторичных обмоток трансформато-
ров тока).
Привод выключателя имитирован промежуточным ре-
ле <?, а сам выключатель — промежуточным реле 4. Ключ
управления представлен кнопкой 19.
Реле направления мощности 7 реагирует на мощность
Pp='[/p/pcos (фр4-45°). Оно должно быть включено так,
чтобы при включении рубильника IP и реле 4 контакты
реле мощности замыкались. Правильность включения
дополнительно проверяется имитацией повреждения «за
спиной» — при изменении полярности подключения токо-
вых цепей к реле мощности оно не должно замьжать кон-
такты. Сопротивление 21 должно быть выбрано так, что-
бы при замыкании рубильника 2Р реле тока и мощности
надежно .срабатывали.
Ускорение действия защиты после работы АПВ или
включения линии от руки осуществляется при помощи
реле 5 с замедлением на отпадание якоря (время за-
медления 0,5—1 сек; точная регулировка этого в|ремени
не требуется).
Время действия защиты регулируется уставкой реле
5, а время действия устройства АПВ — реле //. Схема
устройства АПВ упрощена; она не содержит блокировки
от возможности многократных срабатываний выключа-
теля, предусмотренной типовыми схемами.
Самоустранение короткого замыкания за время от-
ключенного состояния линии достигается в лаборатор-
ной работе путем отключения вручную рубильника 2Р
после того, как включится обмотка реле П.
Сопротивление 13R определяет время заряда емко-
сти 12С — время готовности АПВ после выключения вы-
ключателя. Сопротивление 14R служит для ограничения
тока при подаче «минуса» на разряд емкости 12С.

234 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ 1Гл. 5
Сопротивление 15R предназначено для обеспечения
термической устойчивости реле 11. Емкость 12СУ сопро-
тивления 13R, 14R, 15R и реле времени 11 являются эле-
ментами заводского реле типа РПВ-58.
Указательные реле 9, 10 ,и 17 показывают работу от-
дельных элементов устройства. Ключ управления ими-
тирован при помощи кнопок управления. Сопротивление
16R входит как составная часть «привода». С целью
экономии времени для выполнения лабораторной рабо-
ты целесообразно, чтобы испытуемая схема линии элек-
п/ст.Б п/ст.В
2X3 VIS
п/ст.Г
М сел
J Рис. 5-7. Кольцевая сеть с одной питающей точкой.
тропередачи и выключателей была смонтирована зара-
нее. Еще лучше, если имеется возможность провести ра-
боту с использованием настоящего 'выключателя и при-
вода к нему. Однако для ознакомления с методом на-
ладки 'максимальной направленной защиты и устройства
АПВ допустимо воспользоваться искусственной схемой,
приведенной на рис. 5-6.
Задание на работу. 1. Собрать искусственную схему
одной фазы линии электропередачи с 'выключателем на
питающей стороне по рис. 5-6 (при наличии собранной
схемы на стенде — ознакомиться с нею).
2. Рассчитать уставки времени действия защиты и
АПВ для сети, показанной на рис. 5-7.
3. Для номера присоединения, указанного преподава-
телем, отрегулировать времена действия реле времени
максимальной токовой направленной защиты и устрой-
ства АПВ.
4. Проверить правильность фазировки реле направ-
ления мощности (при прохождении тока по токовой об-
мотке контакты реле мощности должны замыкаться).

5-3] НАСТРОЙКА ТОКОВОЙ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ 235
5. Проверить взаимодействие устройств защиты и
АПВ при неустранившемся коротком замыкании
(в одном случае) и устранившемся (в другом). Сопро-
тивления 20, 21 и 22 отрегулировать так, чтобы после
замыкания рубильника 2Р при включенных рубиль-
никах IP и реле 4 токовое реле надежно замыкало
контакты.
6. Определить мощность срабатывания реле мощно-
сти и рассчитать длину мертвой зоны при трехфазном
коротком замыкании, если известно, что величина тока
при трехфазном 'коротком замыкании равна 1 200 а, ко-
эффициент трансформации трансформаторов тока
600/5, коэффициент трансформации трансформаторов на-
пряжения 35 000/100.
7. Изменением положения движка реостата 21 ими-
тировать различную удаленность короткого замыкания от
места установки защиты. Убедиться в наличии мертвой
зоны у реле направления мощности при трехфазном ко-
ротком замыкании и отказе действия защиты.
Указания по проведению работы. 1. Величины токов
«нормального» режима и «короткого» замыкания опре-
деляются показанием амперметра 18 и регулируются со-
противлениями 20, 21 и 22. Регулировку произвести так,
чтобы ток нормального режима был 3 а, а ток короткого
замыкания 6 а.
2. Величины сопротивлений 21, 22 ,и 23 могут быть
отрегулированы до одинаковой величины.
3. Проверка правильности .включения полярностей об-
моток реле мощности производится рабочим током, т. е.
при правильном ъключении под действием активной «ра-
бочей» мощности реле должно замыкать контакты (реле
косинусного типа с внутренним углом сдвига 45°).
4. Напряжение на обмотке реле мощности при «ко-
ротком замыкании» на защищаемой линии измеряется
вольтметром со шкалой 0—110 в.
5. Мощность срабатывания реле мощности определя-
ется по паспортным данным или специальным измерени-
ем (см. гл. 3).
6. При отсутствии необходимых типов указательных
реле они могут в схему не включаться. О включенном
или отключенном состоянии «выключателя» дают указа-
ния сигнальные лампы и показания амперметра.

236 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [ Гл 5
7. Если на испытательном стенде применено ком-
плектное устройство АПВ заводского производства или
грузовые и'пружинные АПВ, необходимо:
а) разобраться в схеме и конструкции устройства
АПВ;
б) выяснить, каким образом достигается заданная
кратность действия;
в) выяснить способы регулировки времени повторно-
го включения;
г) рассмотреть возможность применения испытуемо-
го устройства АПВ при 'переводе подстанции на теле-
управление;
д) ввести в испытуемое устройство зашиты ускорение
до или после работы устройства АПВ;
е) осуществить пуск устройства АПВ после любого
автоматического отключения выключателя (в одном слу-
чае) и только (при работе определенной релейной защи-
ты (в другом случае).
Контрольные вопросы
1. Назначение реле направления мощности в схемах максималь-
ной токовой направленной защиты.
2. Схемы включения реле направления мощности в защитах
от междуфазных коротких замыканий и в защите от замыкания на
землю в сетях с большим током замыкания.
3. Поведение реле мощности, включенного по 90°-ной схеме,
при различных видах короткого замыкания.
4. Мертвая зона реле направления мощности и расчет ее.
5. Выбор уставок максимальной токовой направленной защиты
в кольцевой сети с одной точкой питания.
6. Выбор времени действия устройств АПВ в кольцевой сети
с одной точкой питания.
7. Особенности выполнения устройства АПВ с реле типа
РПВ-58.
8. При отключенном выключателе к реле // (рис. 5-6) подве-
ден «минус» и это реле находится в сработавшем положении. Из
каких условий должна быть выбрана величина сопротивления 13R,
чтобы не произошло обратного включения выключателя (т. е. что-
бы не сработало реле 5)?
9. Почему при включенном реле // в режимах длительного от-
ключения выключателя емкость 12С не может накопить заряд, до-
статочный для срабатывания реле 3 (т. е. для включения выключа-
теля)? Почему происходит накапливание заряда после включения
выключателя? Чем регулируется время накапливания заряда?
10. Назначение сопротивлении I3R, HR, 15R и 16R в схеме па
рис. 5-6.

§ 5-4] ПОПЕРЕЧНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА 237
11. Имитировать однофазное короткое замыкание. Для эгого
включить реле мощности по 90°-ной схеме (т. е. если токовая об-
мотка реле включена на ток 1Л, обмотку напряжения вкпочить пот
напряжение UBc, убедиться, что в этом случае при положении рео-
стата 21 соответственно опыту по п. 7 реле мощности будет пра-
вильно работать. Разобраться в этом явлении.
5-4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
НАСТРОЙКА ПОПЕРЕЧНОЙ ТОКОВОЙ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОЙ
ЗАЩИТЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ
Цель работы, а) Ознакомление со схемой и основны-
ми органами защиты; б) выбор уставок и настройка за-
щиты на рабочие уставки (для одной фазы); в) провер-
ка взаимодействия элементов устройства защиты.
Краткая теория. Поперечная токовая дифференциаль-
ная направленная защита параллельных линий предназ-
начена для избирательного отключени? поврежденной
линии при коротком замыкании на одной из параллель-
ных цепей. Органом, выявляющим наличие повреждения
в зоне параллельных линий, является токовое реле, вклю-
ченное на разность вторичных токов трансформаторов
тока, по первичным обмоткам которых проходят фазные
токи 'каждой из параллельных линий. Избирательное от-
ключение одной из двух параллельных линий осуществ-
ляется рри 'помощи реле направления мощности.
Ток, проходящий по обмотке токового реле, включен-
ного на разность фазных токов параллельных линий 1 и
2, равен:
где пт — коэффициент трансформации трансформаторов
тока.
Реле действует, если этот ток больше или равен току
срабатывания /ср.
Величина тока срабатывания выбирается по двум
условиям:
1. Из условия отстройки от тока небаланса при ко-
ротком замыкании на шинах в точке Ки вызванного про-
хождением токов короткого замыкания от станции М, и
в точке /С2 — от тока короткого замыкания, проходящего
от станции N (рис. 5-8). Расчет производится с учетом

238 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [ Гл 5
большего из этих токов. Ошибка трансформаторов при-
нимается не превосходящей 10%:
^нб =
0Л /,.
c^o;iH^an
(5-8)
где 1КЛ
^одн"
-максимальное значение периодической со-
ставляющей тока короткого замыкания;
■коэффициент трансформации трансформато-
ров тока;
коэффициент однотипности трансформато-
ров тока: при одинаковых по своей конст-
рукции трансформаторах тока, установлен-
ных на двух параллельных линиях, расхож-
дение их магнитных характеристик меньше,
чем в случае использования разнотипных
трансформаторов, поэтому в первом случае
ток небаланса будет меньше, чем во втором,
что учитывается величиной коэффициента
однотипности; для первого случая принима-
ют &одн = 0,5, ДЛЯ ВТОрОГО &0дн=1;
-коэффициент апериодичности, характеризу-
ющей увеличение тока небаланса трансфор-
маторов под влиянием прохождения аперио-
дической составляющей тока короткого за-
мыкания (&ап= 1,5-5-2).
м
Рис. 5-8. Участок сети с двумя параллельными
линиями электропередачи.
Уставка токового реле
'ср — &н^нб-
(5-9)
Коэффициент надежности Лн= 1,2-5-1,5.
2. Из условия отстройки от максимального тока на-
грузки, проходящего >по одной из параллельных линий,
Б условиях, когда вторая линия отключена с противо-

§5 4] ПОПЕРЕЧНАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА 239
положного конца (например, при необходимости осмотра
выключателя):
/с = *.-£=?. (5-Ю)
где kH — коэффициент надежности, равен 1,2—1,3;
kB — коэффициент возврата, равен 0,8—0,85;
/HarpS —суммарный ток нагрузки по двум параллель-
ным линиям.
Если выполнение защиты с учетом (5-10) приводит
к недопустимому загрублению, применяется блокиров-
ка при помощи реле напряжения, а уставка срабатыва-
ния токового реле защиты выбирается по (5-8).
Поперечная токовая дифференциальная направлен-
ная защита обладает мертвой зоной и зоной каскадного
действия.
Под мертвой зоной понимается участок линии около
шин питающей подстанции при трехфазном поврежде-
нии, на котором защита не действует из-за отказа
в работе органа направления мощности.
Под зоной каскадного действия понимается участок
линии вблизи шин приемной подстанции, при повреж-
дении на котором защита со стороны питающей под-
станции придет в действие только после того, как
поврежденная линия будет отключена от шин приемной
подстанции. Зона каскадного действия имеет место при
всех видах короткого замыкания (междуфаз'ных и
замыканиях на землю), вследствие того что разность
токов питающего конца, проходящих по обмотке реле
тока или мощности, мала (меньше тока срабатывания
токового пускового органа) и недостаточна для обес-
печения работы органа направления мощности.
Чувствительность поперечной токовой дифферен-
циальной направленной защиты считается приемлемой,
если зоны действия защит, установленных с противо-
положных сторон линии, перекрывают друг друга, т. е.
если суммарная длина зон каскадного действия
L . =/, , +/« * <1,2L, (5-11)
Екаск. действ 1каск.действ I 2каск.действ » » \ /
где L — длина защищенной линии;
1,2 — коэффициент запаса.

240 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
К поперечной токовой дифференциальной направ-
ленной защите оперативный ток должен подаваться,
только если включены обе параллельные цепи; в про-
тивном случае после отключения поврежденной линии
из-за изменения направления разности токов в обмот-
ках реле направления мощности может произойти отклю-
чение неповрежденной линии.
Необходимая блокировка оперативной цепи дости-
гается при помощи блок-контактов выключателей или
контактов реле повторителей, фиксирующих включен-
ное состояние выключателей (так называемых реле
положения).
Наличие упомянутой блокировки не исключает воз-
можности отключения одной из параллельных линий
при внешнем коротком замыкании, если в этот проме-
жуток времени был отключен выключатель на прием-
ной подстанции другой параллельной линии. Для
уменьшения вероятности таких отключений дежурный
персонал обязан при отключении выключателя с одной
из сторон параллельной линии выводить поперечную
токовую дифференциальную направленную защиту из
действия (снимать с нее оперативный ток) на противо-
положной стороне линии (например, при отключении
выключателя на приемной подстанции поперечная
токовая дифференциальная направленная защита
должна быть выведена дежурным 'персоналом со сто-
роны питающей подстанции).
На рис. 5-9 представлена схема, иллюстрирующая
выполнение поперечной токовой дифференциальной на-
правленной защиты параллельных линий.
Собрана одна из фаз защиты, установленной со
стороны питающей подстанции. Сопротивления линии
представлены в виде сосредоточенных активных сопро-
тивлений R2 и R3y изменяя величину которых можно
создавать разность токов в цепи защиты, вызывающую
действие токового пускового органа и органа направле-
ния мощности. Короткое замыкание имитируется резким
изменением величины сопротивления одной из парал-
лельных цепей путем включения рубильника Ре или Pi.
Сопротивление системы имитируется включением со-
противления R\. Ток нагрузки регулируется величинами

>
F5
<el
A.
>.
Рис. 5-9. Схема испытаний поперечной токовой дифференциальной направленной защиты
лельных линий.
парал-

242 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
сопротивлений R2 и Яг, которые должны быть равны
и сопротивлением R\.
Вместо выключателей включены промежуточные
реле с самоудерживанием.
Задание на работу. 1. Рассчитать уставки поперечной
токовой дифференциальной направленной защиты па-
раллельных линий. Данные для расчета:
длина линии 25 км;
номинальное напряжение 37 500 в;
номинальный ток по каждой линии 200 а;
коэффициент трансформации трансформаторов тока
400/5;
коэффициент трансформации трансформаторов на-
пряжения 35 000/100;
сопротивление системы до шин питающей подстан-
ции хс= 10 ом.
Питание одностороннее.
Сопротивление 1 км линии 0,4 ом.
2. Составить принципиальную схему защиты. Рас-
считать ток срабатывания токового реле.
3. Проверить взаимодействие одной <из фаз по схеме
на рис. 5-9, установив ток (вторичный) по каждой из
параллельных цепей при нормальной работе 2,5 а,
а 'при коротких замыканиях 10 а.
4. Проверить избирательность действия токового
пускового органа и органа направления мощности.
Уставку на токовых реле установить 2,5 а в предполо-
жении наличия блокировки от реле напряжения в одном
случае и 7 а при отсутствии такой блокировки в другом
случае.
5. Выяснить назначение блокировки оперативных
цепей блок-контактами выключателей. Проследить дей-
ствие схемы при отсутствии такой блокировки.
6. Определить последовательность работы защиты
при коротком замыкании в зоне каскадного действия.
Указания по проведению работы. 1. В качестве реле
направления мощности применить реле, реагирующее
на мощность
Л>=<£/р/р((й>+450).
2. Имитация выключателя производится при помо-
щи искусственной схемы с промежуточным реле. Перед
выполнением работы надо уяснить отличие лаборатор-

§ 5-5] ВКЛЮЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ 2 43
ной схемы от схемы, применяемой в действительных
условиях эксплуатации-
3. Перед включением реле на разность токов одно-
именных фаз параллельных цепей надо определить
полярность обмоток трансформаторов тока.
4. Для измерения токов небаланса и проверки пра-
вильности включения реле направления мощности
использовать вольтамперфазометр (ВАФ).
Контрольные вопросы
1. Принцип действия поперечной токовой дифференциальной
направленной защиты параллельных линий. Отличие этой защиты от
балансной токовой.
2. Назначение вольтметровой блокировки в устройстве попереч-
ной токовой дифференциальной направленной защиты.
3. Мертвая зона и зона каскадного действия поперечной токо-
вой дифференциальной направленной защиты. При каких видах по-
вреждений бывает мертвая зона и зона каскадного действия?
4. Обоснование схем включения реле направления мощности для
поперечной токовой дифференциальной направленной защиты от за-
мыканий между фазами и замыкания на землю.
5-5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ВКЛЮЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ НА
ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ.
НЕСИНХРОННОЕ АПВ
Цель работы, а) Ознакомление с методами включе-
ния генераторов на параллельную работу (методом са-
мосинхронизации с использованием реле разности ча-
стот и методом точной синхронизации с использованием
автосинхронизатора АСТ-4); б) ознакомление с возмож-
ностью применения несинхронных АПВ и -принципами
выполнения АПВ линий электропередачи с улавлива-
нием синхронизма и разности частот.
Краткая теория. Для включения синхронных машин
в сеть применяются методы самосинхронизации и точной
синхронизации. При методе самосинхронизации невоз-
бужденный генератор разворачивается до скорости вра-
щения, близкой к синхронной, и включается под напря-
жение сети, после чего подается возбуждение — генера-
тор втягивается в синхронизм немедленно или после
нескольких качений. В момент включения невозбуждеп-
ного генератора возникают бросок тока и посадка на-
16*

244 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
пряжения. Для контроля за тем, чтобы невозбужденный
генератор был включен под напряжение сети при скоро-
сти вращения, близкой к синхронной, применяется реле
разности частот. Одна из обмоток реле присоединяется
на напряжение сети, другая — на напряжение генерато-
ра, обусловленное остаточным напряжением.
В качестве реле разности частот на электростанциях
СССР применяется реле типа ИРЧ-01 Чебоксарского
электроаппаратного завода (Л. 14]. Реле обеспечивают
надежное замыкание контактов при разности частот
1 — 1,5 гц. Схема реле ИРЧ-01
приведена на рис. 5-10.
Точная взаимная синхрониза-
ция синхронных генераторов про-
изводится при условии одинако-
вого чередования фаз, близкого
совпадения частот синхронизируе-
мых машин (предельная раз-
ность частот не более <Д/ =
— ±0,1 гц), близкого совпадения
уровней напряжения с обеих сто-
рон выключателя, которым произ-
водится включение цепи (разность напряжений не более
Д[/ = 20% £Дюм), и при совпадении направлений векто-
ров э. д. с. включаемых машин (предельный угол рас-
хождения не более Абпр^ 10-М50). При автоматической
точной синхронизации контроль за этими параметрами
и автоматическое воздействие на устройства регулирова-
ния скорости вращения включаемой машины возлагают-
ся на автоматический синхронизатор. Последний подает
командный импульс на включение выключателя с таким
расчетом, чтобы угол расхождения векторов э. д. с. к мо-
менту замыкания контактов выключателя не превосхо-
дил допустимого значения.
Подача исполнительной команды осуществляется
«с постоянным временем опережения» или «с постоян-
ным углом опережения».
Автосинхронизаторы с постоянным временем опере-
жения замыкают цепь на включение выключателя рань-
ше, чем угол А6 между векторами э. д. с. станет равным
нулю, на время, равное времени включения выключа-
теля.
Рис. 5-10. Схема вну-
тренних соединений реле
ИРЧ-01.

§ 5-5] ВКЛЮЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ 245
Автосинхронизаторы с постоянным углом опережения
замыкают цепь на включение выключателя при угле Аб,
не равном нулю, в условиях уменьшения этого угла с та-
ким расчетом, чтобы включение контактов выключателя
произошло не позднее, чем разность углов между э. д. с.
Аб при данном скольжении достигнет предельно допу-
стимого значения.
*) в)
Рис. 5-'Ш. Реле контроля синхронизма.
а — схема внутренних соединений, б—диаграмма, поясняющая принцип дей-
ствия; в — схема подключения реле
Автосинхронизатор АСТ-4 относится к автосинхрони-
заторам с постоянным временем опережения.
Конструкция автосинхронизатора, описанная в [Л. 11],
содержит:
а) устройство для создания постоянного времени опе-
режения;
б) устройство для проверки разности величин син-
хронизируемых напряжений;
в)1 устройство для проверки частот с воздействием
на регулятор скорости вращения генератора для подгон-
ки его частоты к частоте сети.

246 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАШИТЫ
При точной синхронизации в момент включения не
возникает значительного броска уравнительного тока
(величина уравнительного тока зависит от угла Аб меж-
ду векторами э. д. с. в момент включения машины) и
генератор включается на параллельную работу без ко-
лебаний -напряжения ъ энергосистеме.
Создание условий, обеспечивающих точную синхро-
низацию и улавливание момента, когда можно произве-
сти включение выключателя, требует иногда значитель-
ного времени. Наличие автосинхронизатора намного сни-
жает это время и увеличивает надежность операции
включения генераторов в энергосистеме.
В устройствах АПВ линий электропередачи для кон-
троля или улавливания синхронизма используются обыч-
но более простые реле, чем автосинхронизатор АСТ-4.
На рис. 5-11 'показана схема реле, применяемых для этой
цели (реле типов ЭН-535 и РН-55). Реле реагирует на
напряжение биения, которое пропорционально углу 6
между векторами э. д. с:
At/ = 2£/sin-^. (5-12)
Задаваясь требуемой уставкой угла бср, вычисляем
напряжение срабатывания реле по выражению
Ucv = 2Usmd~f. (5-13)
Контроль за скоростью скольжения, при котором до-
пускается включение выключателя, производится при по-
мощи реле времени, включаемого указанным выше реле
напряжения.
Метод несинхронного включения предполагает вклю-
чение частей системы без проверки синхронизма, т. е.
с возможностью включения возбужденных генераторов
в противофазе. Такое включение допустимо, если меха-
нические усилия в генераторах (в частности, скручиваю-
щий момент на валу) не превосходят величины, допу-
скаемой конструкцией, и если после несинхронного вклю-
чения не возникает длительных качаний (не более
10—15 сек).
Быстрая рассинхронизация, как правило, происходит,
если частоты включаемых частей систем незначительно
различаются (разность частот не превосходит 1,0

§ 5-5] ВКЛЮЧЕНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ НА ПАРАЛЛЕЛЬНУЮ РАБОТУ 247
1,5 гц)\ при большой разности частот включаемых си-
стем быстрое успокоение генераторов имеет случайный
характер.
Возможность производить несинхронное включение
регламентировано условием, чтобы величина кратности
уравнительного тока, различная для разных типов син-
хронных машин, не превышала определенной величины.
Для нормального исполнения гидрогенераторов с воз-
Рис. 5-12. Проверка уставки реле разности частот.
душным охлаждением допускается несинхронное вклю-
чение при кратности уравнительного тока не более
3/ном, для паротурбогенераторов >с воздушным охлажде-
нием — не более 5/ном. Для генераторов с форсирован-
ным охлаждением допускаемая кратность тока времен-
но принимается не более 2.
Задание на работу. 1. Ознакомиться с методами
включения генераторов и частей энергосистем на парал-
лельную работу.
2. Проверить работу реле разности частот. Одну
обмотку подключить к напряжению сети, другую —к на-
пряжению генератора технической частоты (рис. 5-12).
Снять зависимость
при изменении напряжения £/сеТи от 20 до 100 в. Напря-
жение генератора технической частоты £/г.т.ч = const.
3. Настроить уставки срабатывания реле улавлива-
ния синхронизма в устройствах АПВ на следующие па-
раметры: реле должно замыкать контакты при угле
между вектором э. д. с. 6=45°; уставку на реле време-
ни отрегулировать равной 1 сек. Проверить, при какой
разности частот такое устройство будет формировать
командный импульс.
4. Настроить автоматический синхронизатор АСТ-4

248 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
на время опережения 0,8 сек. По указанию преподава-
теля проверить действие синхронизатора для автомати-
ческого включения в сеть лабораторного мотор-генера-
тора, включив синхронизатор как устройство контроля
ручной точной синхронизации с использованием прибо-
ров колонки синхронизации (рис. 5-13).
Рис. 5-13. Ручная синхронизация с контролем включения
генератора при помощи автоматического синхрониза-
тора.
/ — генератор, включаемый в сеть; 2 — шины системы; 3 — вы-
ключатель; 4 — синхроноскоп; 5 и 6— вольтметры; 7 — диффе-
ренциальный частотомер; 8 — автоматический синхронизатор;
9 — кнопка включения; 10 — кнопка отключения.
5. Выяснить последовательность действий элементов
автосинхронизатора, контролирующих разность частот.
Проверить уставки. Определить зависимость изменения
уставки от величины напряжения на зажимах синхрони-
затора (со стороны системы и со стороны включаемого
генератора).
6. Выяснить последовательность действий элементов
автосинхронизатора, контролирующих величину разности
напряжений, при которой допускается включение.

§ 5-6] НАСТРОЙКА ЗАЩИТЫ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 249
7. Выяснить способы регулировки времени опереже-
ния действия автосинхронизатора.
Указания по выполнению работы. 1. Испытание авто-
синхронизатора путем установки его на лабораторном
генераторе целесообразно производить в лаборатории
электрических машин на генераторе, оборудованном ко-
лонкой синхронизации с приборами для точной синхро-
низации.
2. Включение под напряжение генератора техниче-
ской частоты производить в соответствии с указанием
заводской инструкции.
3. При наличии в лаборатории устройства для авто-
матической самосинхронизации генераторов работу реле
разности частот проверить комплектно при включении
генератора в сеть методом самосинхронизации.
4. При отсутствии лабораторного мотор-генератора,
позволяющего произвести проверку работы автосинхро-
низатора АСТ-4, проверке подлежат отдельные узлы это-
го реле по указанию преподавателя.
Контрольные вопросы
1. Особенности включения генераторов методами точной син-
хронизации и самосинхронизации. Принципы работы устройств авто-
матической точной синхронизации и самосинхронизации.
2. Как достигается в устройствах точной синхронизации подача
включающей команды с постоянными временем и углом опереже-
ния? Выбор этих параметров.
3. Принцип работы устройства АПВ с улавливанием синхро-
низма. Способы регулировки реле улавливания синх^ронизма на за-
данный угол бср.
4. Выбор выдержки времени реле времени в устройстве АПВ
с улавливанием синхронизма.
5. Элементы, входящие в устройство АСТ-4, и принцип их ра-
боты.
6. Область применения несинхронных АПВ.
5-6. лабораторная работа,
настройка защиты асинхронных
двигателей. работа асинхронных
двигателей после действия устройств
апв и авр питающих линий
Цель работы, а) Изучение поведения асинхронных
двигателей с короткозамкнутым ротором в режимах, оп-
ределяющих выбор уставок защиты; б) расчет защиты

250 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
и настройка на рабочие уставки; в) наблюдение за рабо-
той защиты двигателя при включении его под напряже-
ние от устройств АПВ и АВР.
Краткая теория. Защита асинхронных двигателей
должна:
а) в случае короткого замыкания в обмотке статора
быстро отключить двигатель от сети;
б) при перегрузке двигателя подать сигнал о пере-
грузке или произвести отключение с заданной выдерж-
кой времени, зависящей от допустимого времени пере-
грузки.
Защита асинхронных дви-
гателей с короткозамкнутым
ротором и питающих эти
двигатели присоединений не
должна препятствовать
включению присоединений
под напряжение от руки или
от устройств АПВ и АВР.
Двигатели неответственных
б) механизмов должны отклю-
Рис. 5-14. Схема замещения ЧаТЬСЯ ТИ исчезновении
асинхронного двигателя. напряжении, с тем чтобы
а —полная схема; б - упрощенная При еГО ВОССТаНОВЛеНИИ На-
схема- пряжение на зажимах обмо-
ток статоров двигателей от-
ветственных механизмов было допустимым для их само-
запуска. Кроме того, отключение двигателей при исчез-
новении напряжения может требоваться по условиям
техники безопасности.
Если отключение двигателей неответственных меха-
низмов оказывается недостаточным для обеспечения са-
мозапуска всех ответственных механизмов, защитой на-
пряжения должны отключаться частично и двигатели
ответственных механизмов. Обратное включение их про-
изводится устройством АПВ поочередно или с контролем
восстановления напряжения.
Кратность тока в статоре асинхронного двигателя
при самозапуске по отношению к номинальному току
определяется коэффициентом пуска &п = /цуСк//н и может
быть рассчитана по данным схемы замещения асинхрон-

§ 5-GJ НАСТРОЙКА ЗАЩИТЫ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 251
ного двигателя (рис. 5-14) [Л. 14]:
V,.= l/l+(-|-)', (5-15)
где sK — критическое скольжение двигателя;
5Н — скольжение ори нормальной (номинальной)
нагрузке.
При пуске по мере увеличения скорости вращения
двигателем, от его скольжения определяется выраже-
/~ Wk /-^-г-гт (5Л6)
]/' + (т)
и имеет характеристику I=f(s), показанную на рис. 5-15.
Зависимость момента, развиваемого асинхронным
двигателем, от его скольжения определяется выраже-
нием
т —т 2(^н)2 ,517ч
где С/ф — фазное напряжение;
тдв — момент двигателя, отнесенный к мо-
менту, развиваемому при номинальной
нагрузке: тдв = Мдв/Ми;
UH — номинальное напряжение двигателя;
^дв. макс — максимальный относительный момент,
развиваемый двигателем:
^дв. макс ==
Мдв. макс/^н.
Характер изменения момента в зависимости от сколь-
жения показан на рис. 5-16. На этом же рисунке при-
ведены характеристики моментов нагрузки: У —не зави-
сящий от скорости вращения тс = const и 2 — зависящий
от скорости вращения, так называемый вентиляторный
момент.

252 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 5
Возможность самозапуска двигателей будет обеспе-
чена, если 'напряжение в момент пуска обусловит мо-
мент двигателя, превосходящий момент сопротивления.
Это напряжение составляет обычно около 70% номи-
нального. На основании испытаний для мощных асин-
хронных двигателей (при мощности более 1 000 кет) на-
w
0,8
0,6
0,4
о
\ \ \ w
\m
\^<lq
/лс = mh
Ё1
//;
\г
ii
i
_ik
0,8 0,5 m 0,2 $H0
Рис. 5-15. Изменение тока в об-
мотке статора асинхронного
двигателя в зависимости от
скольжения.
7
Рис. 5-16. Примеры характери-
стик моментов асинхронных
двигателей и нагрузки.
/ — постоянный момент сопротивле-
ния нагрузки; 2—вентиляторный
момент сопротивления нагрузки;
3 — момент асинхронного двигателя
с контактными кольцами; 4 — мо-
мент асинхронного двигателя с ко-
роткозамкнутым ротором.
пряжение для самозапуска должно быть не менее
80-85% £/ном.
Характер изменения тока, проходящего по обмоткам
статора двигателя при его пуске, показан на рис. 5-17.
В первый момент пуска возникает пикообразный бро-
сок тока, затухающий апериодически через 2—3 периода.
Так же как и в силовых трансформаторах, кратность
броска тока, являющегося током намагничивания, со-
ставляет (6-^8) /1ЮМ. Периодическая составляющая пу-
скового тока равна (4^5) /1ЮМ и уменьшается по мере
увеличения скорости вращения двигателя. Максималь-
ная токовая защита статора должна быть отстроена от
этого тока.
Задание на работу. 1. Выяснить параметры защищае-
мого двигателя, произвести расчет защиты двигателя от
коротких замыканий. Составить схему защиты двигате-
ля. Собрать схему защиты и отрегулировать реле на

§5-6] НЛСТРОЙКЛ ЗАЩИТЫ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 253
расчетные усгавки. Включить амперметр в каждую из
фаз питающей линии. В одну из фаз включить обмотку
регистрирующего амперметра с быстрой записью
tnyctf
Рис. 5-17. Осциллограмма токов при пуске асинхронного двигателя.
/ап — апериодическая составляющая пускового тока; /п — периодическая со-
ставляющая пускового тока; / — нормальный ток.
(рис. 5-18) или использовать осциллограмму пускового
тока.
2. Включить двигатель под напряжение и наблюдать
за действием реле защиты; описать их работу.
U„=!fQ6
Рис 5-18. Включение электрического секундомера для замера пере-
рыва питания или времени снижения напряжения.
а — включение приборов при отсутствии регистрирующего амперметра с бы-
строй записью процесса изменения тока по времени; б — то же при наличии
такого амперметра

254 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [1л 5
3. Зашунтировать обмотку регистрирующего ампер-
метра с быстрой записью. Включить кратковременно
остановленный двигатель под напряжение двух фаз. За-
мерить по амперметрам токи в фазах
/(2) = ^= j j3 i^L_=o,866/n, (5-18)
где /(2) — токи в фазах при включении двигателя дву-
мя фазами;
/п— пусковой ток двигателя при включении его
тремя фазами;
£/Мф — междуфазное напряжение.
По данным опыта, замерив предварительно вольтмет-
ром напряжение £/Мф, рассчитать хдв.
4. Определить величину периодической составляющей
пускового тока. Сравнить значение с величиной то-
ка, замеренной осциллографом или быстропишущим ам-
перметром.
5. По данным опыта определить коэффициент пуска
&п, который должен учитываться при выборе уставок
максимальных токовых защит, .питающих линии элек-
тропередачи.
6. Замерить напряжение на зажимах двигателя в мо-
мент включения его тремя фазами с остановленного по-
ложения.
7. Зафиксировать по показаниям приборов величину
тока самозапуска в зависимости от длительности пере-
рыва подачи напряжения при разных нагрузках на дви-
гателе (0,25; 0,5 и 0,75 номинальной), имитировав этим
работу устройств АПВ или АВР. Время перерыва в по-
даче напряжения замерить секундомером по схеме на
рис. 5-18.
8. Определить скольжение двигателя при разных на-
грузках на двигателе (0,25; 0,5 и 0,75 номинальной).
При наличии амперметров с ускоренной записью ве-
личину тока и время перерыва определить по записи
прибора.
Указания по выполнению работы. 1. При наличии ам-
перметров с ускоренной записью показаний (движение
ленты не медленнее 1 см/сек) осциллографирования
можно не производить.

§ 5-6] НАСТРОЙКА ЗАЩИТЫ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 255
2. При установке приборов с ускоренной записью
предварительно необходимо ознакомиться с их конст-
рукцией и изучить инструкцию по использованию.
3. Опыт с включением двигателя на две фазы на-
пряжения и измерения при этом токов должны быть
проведены быстро во избежание перегрева двигателя
токами обратной последовательности и работы защиты
от перегрузки (при ее наличии).
4. Нагрузка на двигатель может быть создана при
помощи генератора, ротор которого находится на одном
валу с ротором двигателя. Разные величины нагрузки
на двигатель создаются разной степенью нагрузки ста-
тора генератора.
5. Скольжение дв,игателя и число оборотов его опре-
деляются при помощи тахометра.
Контрольные вопросы
1. Как выполняется защита асинхронных двигателей от корот-
ких замыканий и токов перегрузки?
2. Асинхронный двигатель 'включили под напряжение двух фаз
(одна из фаз питающей цепи оборвана). Какой ток будет прохо-
дить по включенным фазам по сравнению с нормальным? Будет ли
действовать защита от коротких замыканий обмотки статора и от
перегрузок?
3. Зависит ли величина тока симозапуска асинхронного двига-
теля при действии устройств АПВ или АВР на питающих линиях
от времени перерыва подачи напряжения, если двигатель работал
с нормальным скольжением и был загружен номинальной мощ-
ностью? Момент сопротивления вентиляторный.
4. В каком случае при 'понижении напряжения в питающей се-
ти двигатель затормозится в большей степени: когда момент сопро-
тивления постоянный или когда он имеет зависимую от скольжения
характеристику?
5. Назначение защиты напряжения для асинхронных двигателей
с короткозамкнутым ротором.
6. Какой тип защиты больше отвечает перегрузочным способ-
ностям асинхронных двигателей, токовая с ограниченно зависимой
характеристикой или термическая? Почему для защиты от перегруз-
ки двигателей собственного расхода электрических станций при-
нимается токовое зависимое реле? В каких случаях должны приме-
няться термические реле для защиты асинхронных двигателей?
7. Каким образом устраняется влияние апериодической состав-
ляющей пускового тока на работу токовой защиты асинхронных
двигателей? Можно ли применить для эгой цели быстропасыщаю-
щийся трансформатор тока?
8. Как производится выбор уставок реле защиты двигателей от
снижения напряжения? Схемы таких зашит

256 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 5
5-7. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ИСПЫТАНИЕ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ
РАЗГРУЗКИ ПРИ ПОНИЖЕНИИ ЧАСТОТЫ И
УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОГО ДЕЛЕНИЯ
ЭНЕРГОСИСТЕМ ПРИ ПОВЫШЕНИИ
ЧАСТОТЫ
Цель работы, а) Ознакомление с реле понижения и по-
вышения частоты; перестройка одного типа реле в дру-
гой; б) проверка работы устройства автоматической раз-
грузки по частоте; -в) настройка на заданные уставки
защиты от повышения частоты.
Краткая теория. Реле понижения частоты имеют ши-
рокое применение: в устройствах автоматической раз-
грузки по частоте, в устройствах автоматического пуска
гидрогенераторов, в комплекте защиты синхронных дви-
гателей и компенсаторов; реле повышения частоты при-
меняются в качестве делительных защит, отделяющих
тепловые станции от гидроэлектростанций при сбросах
последними нагрузки, а также как устройства, отклю-
чающие часть генераторов станции при увеличении ско-
рости вращения их для облегчения ресинхронизации
энергетических систем.
Для отделения района потребителей, имеющего сба-
лансированную нагрузку с мощностью, вырабатываемой
местными электрическими станциями, иногда применяют
делительную защиту, реагирующую на скорость измене-
ния частоты. Скорости изменения частоты различны для
случая возникновения резкого дефицита мощности в рай-
оне при отделении его от энергетической системы (на-
пример, при отключении питающих линий электропере-
дачи) и для случая изменения частоты во времени при
возникновении дефицита мощности во всей энергетиче-
ской системе. Устройства, реагирующие на скорость
изменения частоты, могут быть выполнены либо с ис-
пользованием дифференцирующего органа, реагирующе-
го на изменение выпрямленного тока, величина которого
соответствует мгновенному изменению частоты, либо
в виде двух реле частоты с разными уставками срабаты-
вания, включенными по специальной схеме.
В конструкциях реле частоты используются различ-
ные принципы. Имеют широкое распространение реле
частоты типа ИВЧ-011 Чебоксарского электроаппарат-

§ 5-7] ИСПЫТАНИЕ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РАЗГРУЗКИ 257
Рис. 5-19.
ИВЧ-011.
Реле частоты типа
ного завода, представляющее собой индукционное бара-
банчиковое четырехполюсное реле (рис. 5-19).
В первый контур последовательно с обмоткой реле
включена емкость; второй контур емкости не содержит.
Настройка реле на заданную частоту производится из-
менением сопротивлений контуров таким образом, чтобы
при заданной уставке частоты срабатывания вращающий
момент на оси реле был до-
статочен для преодоления
момента сопротивления пру-
жины, вызывая поворот ба-
рабанчика и замыкание кон-
тактов.
Описание реле и вектор-
ная диаграмма потоков при-
ведены в [Л. 14]. Измене-
нием местоположения кон-
тактной системы или на-
правления вращения бара-
банчика можно получить из
реле понижения частоты ре-
ле повышения частоты и на-
оборот. Недостатком конструкции является то, что при
снятии напряжения с обмоток реле частоты за счет за-
тухания магнитных потоков Ф1 и Фц с разными постоян-
ными времени реле могут кратковременно замыкать кон-
такты. Поэтому в устройствах автоматической разгруз-
ки по частоте на выходе устанавливается реле времени
со временем действия не менее 0,5 сек (рис. 5-20),
а в устройствах защиты от повышения частоты, когда
требуется мгновенное действие, схема выполняется
с блокировкой оперативной цепи контактом реле напря-
жения (при снижении напряжения цепь размыкается).
Настройка реле частоты на заданную уставку про-
изводится при помощи генератора технической частоты
ГТЧ. Этот аппарат в исполнении ЦЛЭМ Мосэнерго
представляет собой ламповый генератор синусоидально-
го напряжения с частотой, регулируемой пятью ступе-
нями в диапазонах: 43—45; 44,5—47; 46,5—48; 47,8—51
и 50,8—54 гц. В пределах каждой ступени имеется воз-
можность плавного изменения частоты. Генератор тех-
нической частоты получает питание от сети переменно-
17—2727

258 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
го тока 220—127 в. При напряжениях питания, превы-
шающих эти величины больше чем на 5%, питание ГТЧ
должно производиться через лабораторный автотранс-
форматор так, чтобы напряжение на зажимах не пре-
восходило 220 или 127 в (если это требование не соблю-
дено, возможен пробой электролитических конденсаторов
в аппарате). Напряжение выхода генератора техниче-
ской частоты имеет возможность плавной регулировки.
Задание на работу. 1. При помощи генератора техни-
ческой частоты отрегулировать реле понижения часто-
ты на частоту срабатывания
47,0 гц и реле повышения ча-
стоты на частоту срабатыва-
ния 52,5 гц (схему включения
реле понижения частоты см.
на рис. 5-21).
ha от ил to-
-*• яение
Рис. 5-20. Включение реле ча-
стоты ,в устройстве частотной
разгрузки.
Рис. 5-21. Настройка реле
'частоты на заданную устав-
ку.
2. Определить разброс в уставках срабатывания и
возврата реле понижения частоты.
3. Выяснить принцип работы реле частоты. Начер-
тить внутренние схемы реле. Указать различия в испол-
нении реле повышения и понижения частоты.
4. Выяснить принцип работы АПВ после восстановле-
ния частоты [Л. 14]. Собрать по указанию преподавателя
одну из схем АПВ после восстановления частоты и ис-
пытать ее действие.
5. Проверить действие реле частоты при снятии
с него напряжения толчком. Испытать работу схе-

§ 5-7J ИСПЫТАНИЕ УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РАЗГРУЗКИ 259
мы по рис. 5-20 при снятии напряжения с реле частоты.
6. Определить зависимость частоты срабатывания
реле частоты от величины напряжения на его зажимах.
7. Проверить работу устройства, реагирующего на
скорость изменения частоты (рис. 5-22).
Рис. 5-22. Вариант устройства, реагирующего на скорость изменения
Частоты.
а — схема; 14 и 24 — реле понижения частоты; ЗВ — реле времени (ЗВ-1,
ЗВ-2, ЗВ-3 — конечный, проскальзывающий и мгновенный контакты); 4П — про-
межуточное реле; б — изменение частоты во времени; / — при отделении от
энергосистемы района потребления с местными электрическими станциями;
2 — то же при возникновении дефицита мощности в энергосистеме; Л и /г —
уставки срабатывания 'реле 14 и 24. Устройство действует, если время изме-
нения частоты от f\ до f2 больше уставки срабатывания проскальзывающего
контакта реле времени *3в_2'
Указания по выполнению работы. 1. При отсутствии
в лаборатории генератора технической частоты можно
для регулировки реле частоты воспользоваться мотор-
генератором переменного тока.
2. При наличии в лаборатории стабилизатора напря-
жения следует проверить работу реле понижения часто-
17*

260 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
ты, подключив его к напряжению питания через стаби-
лизатор. Снять зависимость частоты срабатывания от
величины напряжения источника питания как при нали-
чии, так и при отсутствии стабилизатора напряжения.
3. Определение частоты срабатывания и возврата ре-
ле частоты следует производить при плавном изменении
частоты на зажимах реле. В таких же условиях опыта
должны быть выявлены разбросы реле по частотам сра-
батывания и возврата (плавное изменение частоты на
зажимах реле соответствует фактической работе реле
в условиях эксплуатации).
4. Проверку работы устройства, реагирующего на
скорость изменения частоты, выполнить следующим об-
разом. Собрать схему по рис. 5-22. Установить частоту
срабатывания реле понижения частоты: 14—48,5 гц,
24—47,5 гц. Время срабатывания проскальзывающего
контакта реле ЗВ-2 установить 2 сек. Время конечного
контакта реле ЗВ-1 отрегулировать на 2,5 сек. Прове-
рить взаимодействие схемы. Определить скорость изме-
нения частоты Af/Aty при которой замыкается выходная
цепь устройства. Построить зависимость
Af 14. \
-д]Г = ?('зв-2),
где /3в-2 — уставка на контакте ЗВ-2 реле времени.
Проверить постоянство полученной зависимости от
величины напряжения, к которому подключены реле ча-
стоты. Включение реле частоты произвести один раз без
стабилизаторов напряжения, а другой раз с использова-
нием их.
Контрольные вопросы
1. В каких устройствах автоматики применяются реле пониже-
ния и «повышения частоты? Целевые назначения этих устройств.
2. Принципы действия реле -повышения и понижения частоты.
Их схемы и векторные диаграммы.
3. Как изменить уставку срабатывания и возврата реле пони-
жения частоты?
4. Области .применения устройств АПВ, действующих после вос-
становления частоты.
'5. Назначение реле понижения частоты в устройствах защиты
синхронных компенсаторов и в устройствах для частотного пуска
гидрогенераторов.
6. Область применения устройств, реагирующих на скорость из-
менения частоты. Варианты выполнения таких устройств.

§ 5-8] ЗАЩИТА ОБМОГКИ РОТОРА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ 261
5-8. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ЗАЩИТА ОБМОТКИ РОТОРА
СИНХРОННОЙ МАШИНЫ ОТ ЗАМЫКАНИИ
НА ЗЕМЛЮ В ОДНОЙ И ДВУХ ТОЧКАХ
Цель работы, а) Изучение принципов работы
устройств защиты обмотки ротора синхронных машин от
замыканий на землю в одной или двух точках; б) про-
верка взаимодействия реле в комплектных устройствах,
выпускаемых отечественной промышленностью; в) сня-
тие основных характеристик защит.
Краткая теория. Замыкание на землю обмотки рото-
ра генератора не представляет непосредственной опасно-
сти для машины. Опасным является замыкание на зем-
лю в двух точках обмотки возбуждения, при котором
возможно появление вибрации машины вследствие уве-
личения несимметрии полей ротора по отношению к ста-
тору. Кроме того, замыкание на землю в двух разных
точках обмотки возбуждения сопровождается прохож-
дением через места повреждений значительных токов
(например, если одно место замыкания находится вбли-
зи положительного полюса, а другое вблизи отрица-
тельного), что может обусловить выжиг железа.
Для быстроходных паротурбогенераторов защита от
замыканий на землю в одной точке действует на сигнал
или совсем не устанавливается. В последнем случае кон-
троль изоляции производится при помощи вольтметра,
у которого один зажим обмотки заземлен, а другой по-
очередно подключается вручную персоналом к положи-
тельному и отрицательному полюсам обмотки ротора
(рис. 5-23)*.
При нарушении изоляции вольтметр замеряет напря-
жение между полюсом источника питания и местом по-
вреждения.
Для автоматической сигнализации исправности изо-
ляций цепей возбуждения можно вместо вольтметра
установить реле, а вместо ручного переключателя — ав-
томатический переключатель, периодически подключаю-
щий реле к полюсам обмотки возбуждения.
Для повышения надежности установки и устранения
необходимости в механическом переключателе применя-
ются устройства, принцип действия которых поясняется

262 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 6
рис. 5-23,6. Переменное напряжение от промежуточного
трансформатора напряжения через емкость С прикла-
дывается между обмоткой ротора и землей. При нару-
шении изоляции обмотки по цепи пройдет переменный
ток и реле сработает. Наличие емкости С не даст воз-
можности прохождения постоянного тока, однако в мо-
мент возникновения замыкания на землю, до того как
разрядится емкость, через место заземления пройдет
бросок тока.
C7J
OJ
Рис. 5-23. Проверка исправности изоляции обмотки ротора
Генератора.
'а — вручную; б — автоматически.
Устройство по рис. 5-23,6 обычно применяется в тех
случаях, когда при появлении замыкания на землю
в одной точке обмотки ротора производится автоматиче-
ское отключение генератора и гасится его поле.
Вопрос о том, производить ли отключение генерато-
ра при появлении одного замыкания на землю в цепях
возбуждения, решается в зависимости от возможности
установить защиту от двойных замыканий на землю об-
мотки ротора. Защита от двойных замыканий выпол-
няется на принципе равновесного измерительного моста
и подключается персоналом к обмотке ротора при нали-
чии замыкания в одной точке. Такая защита достаточно
надежна для быстроходных паротурбогенераторов, но не
может быть применена для тихоходных машин (гидроге-
нераторов и синхронных компенсаторов). Поэтому за-
щита от замыкания на землю в одной точке обмотки ро-
тора с действием на сигнал включается для паротурбо-
генераторов, а с действием на отключение — для гидро-
генераторов и синхронных компенсаторов; эти агрегаты,
как правило, тихоходные и часто устанавливаются на

§ 5-8] ЗАЩИТА ОБМОТКИ РОТОРА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ 263
Рис. 5-24. Защита от двойного замы-
кания на землю обмотки рото,ра гене-
ратора.
а — принципиальная схема; б — возмож-
ность выполнения.
автоматизированных станциях и подстанциях, не имею-
щих постоянного дежурного персонала.
Защита выполнена следующим образом.
Реле защиты включается в диагональ измерительно-
го моста (рис. 5-24), плечи которого представляют со-
бой: одно плечо — часть обмотки ротора от плюса источ-
ника до места замыкания; другое плечо — часть об-
мотки ротора от минуса источника до места замыкания;
третье плечо — часть Q
потенциометра от плю-
са источника до места
приключения прибора
(реле); четвертое пле-
чо— часть потенциоме-
тра от минуса источ-
ника до места приклю-
чения прибора.
Измерительный мост
балансируется относи-
тельно одной точки за-
мыкания на землю;
ток в диагонали моста
(в приборе) отсутствует. При появлении второго замы-
кания на землю мост разбалансировывается и в диаго-
нали (в приборе) появляется ток.
Однако в диагонали моста между точками а и б мо-
жет начать проходить переменный ток, обусловленный
тем, что точки а и б геометрически разобщены и между
ними есть разность потенциалов (например, из-за не-
симметричного расположения частей обмоток ротора
в магнитном поле статора). Для уменьшения влияния
этого переменного тока на работу защиты последова-
тельно с реле включен дроссель (в устройствах КЗР-1
и КЗР-2, рис. 5-25,а и б).
В устройстве КЗР-1, кроме того, торможение реле
при прохождении по его обмотке переменного тока осу-
ществляется с помощью промежуточного трансформато-
ра тока (рис. 5-25,а), который создает в дополнительной
обмотке реле н. с, противоположную п. с. переменного
тока основной обмотки.
Невозможность применения защиты от двойных за-
мыканий на землю в обмотке ротора тихоходных машин

264 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 5
объясняется тем, что для этих машин период паразит-
ного переменного тока большой и устранить влияние
этого тока на работу реле при помощи описанных выше
устройств (дросселя и трансформатора тока, во вторич-
ную цепь которого включена тормозная обмотка) не
представляется возможным (сопротивление дросселя для
тока с большим периодом мало, трансформатор тока
практически не трансформирует этот ток). В схеме на
рис. 5-25,6 точная настройка измерительного моста до-
W
+т "**—х
Рис. 5-25. Устройства для защиты
Vz — типа K3P-1; / — реле с током срабатывания 0,07 а,
ки z=25+/4 ом; 2 — трансформатор тока ВУ-25Т с коэф
сопротивлением гдр = 8,5+/ 5 000 ом при частоте 50 гц\
кладка; 6 — кнопка; 7 — потенциометр; 8 — заземляющая
'и 2 — реле поляризованные типа РП-7 с включением
2,45—2,55 ма, &в=0,3-0,5; 3 — дроссель, гдр = 160+/
Жакладки; 6 — переключатель; 7 — потенциометр; 8 —
тор, С= 10 мкф, рабочее напряжение 160 в; 12 — R —
'лампа сигнальная; 17 — сопротивление добавочное,
стигается путем дополнительной регулировки сопротив-
ления плеча моста при помощи реостата 12R.
После достижения равновесного состояния моста
контрольный вольтметр отключается и подключается об-
мотка реле.
В схеме на рис. 5-25,а исполнительным реле является
электромагнитное реле, в схеме на рис. 5-25,6 — поляри-
зованное реле. Так как направления постоянного тока

§ 5-8] ЗАЩИТА ОБМОТКИ РОТОРА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ
2G5
От к л
цепей возбуждения генераторов.
напряжением срабатывания 1,7 в и полным сопротивлением каждой обмот-
фициентом трансформации 1/1; 3 — дроссель ВУ-25Д на ток 0,2 а с полным
•4 — милливольтметр постоянного тока двустороннего действия; 5 — на-
щетка; 9 — рубильник; 10— обмотка ротора генератора; б — типа КЗР-2; /
только одной обмотки (a;i = 8 800 витков, /? = 600 ом) с током срабатывания
70 000 ом при частоте 50 гц\ 4 — вольтметр со шкалой 3—0,3 в; 5 и 15—
заземляющая щетка; 9 — рубильник; 10 — обмотка ротора; // — конденса-
регулируемое сопротивление; 13 — кнопка; 14 — реле указательное; 16 —
18 — реле времени; 19 — реле промежуточное.
в диагонали моста при возникновении второго замыка-
ния на землю в обмотке возбуждения могут быть раз-
личными (они зависят от того, где произошло второе за-
мыкание на землю — ближе к положительному или
отрицательному полюсу обмотки ротора), в схеме на
рис. 5-25,6 предусмотрены два поляризованных реле
с разным включением обмоток. Для уменьшения влия-
ния на работу этих реле переменной составляющей тока

266 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 5
Таблица 5-2
Данные потенциометра в устройстве по рис. 5-25, а
Номинальное на-
пряжение цепи
возбуждения, в
500
400
250
150
Пределы величи-
ны сопротиваения
потенциометра,
ом
2 050
1 150
330
125
2 550
1 450
410
155
Мощность, потреб-
ляемая потенциомет-
ром, при номиначьном
напряжении не бо iee,
em
122
140
190
130
небаланса, помимо указанного выше дросселя, включен-
ного последовательно с обмотками реле, параллельно
обмоткам реле включена емкость. Наличие емкости за-
медляет действие реле, предотвращая их вибрацию, и
уменьшает величину переменной составляющей тока, за-
ходящей в обмотку реле. Время замедления, создавае-
мое наличием емкости С, должно учитываться при выбо-
ре уставки времени действия реле времени В.
Величина сопротивления потенциометра, рекомендо-
ванная Чебоксарским электроаппаратным заводом для
устройства КЗР-1, приведена в табл. 5-2.
Задание на работу. 1. Ознакомиться с устройствами
КЗР-1 и КЗР-2, схемы которых приведены на
рис. 5-25,а и б.
2. Собрать испытательную схему по рис. 5-26, ими-
тировав обмотку ротора реостатами.
3. Включив рубильник IP и установив реостат R\
так, чтобы движок находился примерно на середине его,
при помощи вольтметра определить наличие «заземле-
ния» обмотки и его местоположение.
4. Включить защиту от двойных замыканий на зем-
лю по типу КЗР-1 (в одном случае) и КЗР-2 (в другом
случае), отрегулировать уставку движка на потенцио-
метре защиты так, чтобы через диагональ моста прохо-
дил минимальный ток.
5. Включить рубильник 2Р и убедиться, что устрой-
ство работает. Определить чувствительность его в зави-
симости от местоположения движка реостата 7?2-
6. Отключить рубильник 2Р. Через добавочный
трансформатор 110/110 в и автотрансформатор подать

§ 5-8] ЗАЩИТА ОБМОТКИ РОТОРА СИНХРОННОЙ МАШИНЫ 267
на диагональ моста добавочное напряжение переменно-
го тока. Выяснить поведение защиты от двойных замы-
каний на землю под воздействием переменного напря-
жения небаланса, величина которого регулируется авто-
трансформатором в пределах 0—20 в.
7. Собрать схему по рис. 5-23,6. Убедиться в работо-
способности схемы.
Рис. 5-26. Схема имитации опыта определения
замыкания .на землю обмотки ротора .в одной
точке.
Указание по выполнению лабораторной работы.
'1. Реостаты, имитирующие сопротивление обмотки
ротора, должны быть рассчитаны на ПО в, 2 а и иметь
каждый сопротивление 25 ом.
2. При выполнении испытания по п. 7 задания на
работу на сопротивления, имитирующие обмотку ротора,
напряжение постоянного тока не подавать.
Контрольные вопросы
1. Принцип работы защиты от замыкания на землю в одной и
двух точках обмотки ротора.
2. Причины, не позволяющие использовать защиту типа КЗР-1
или КЗР-2 для защиты роторов тихоходных машин от двойных
замыканий на землю.
3. Назначение дросселя, -включаемого последовательно с обмот-
ками |реле в защитах КЗР-1 и КЗР-2.
4. В каких случаях защита от замыканий «а землю обмоток
ротора включается действием на 'сигнал, .в каких — на отключение^
5. Чем опасно «появление замыкания на землю .в двух точках
обмотки ротора?

Глава шестая
ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ
ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИКИ,
СМОНТИРОВАННЫХ НА ПАНЕЛЯХ
ИЛИ ЩИТАХ УПРАВЛЕНИЯ
6-1. ОБЪЕМЫ ПРОВЕРОК
В соответствии с [Л. 1] устройства релейной защиты
и автоматики, установленные на электрических станциях
или подстанциях, должны проверяться как при новом
включении, так и периодически для своевременного вы-
явления и замены неисправных элементов. Внеочеред-
ные проверки производятся после неправильного дейст-
вия устройства как при нарушениях в энергетической
системе, так и при нормальной работе.
Объемы проверок и их программы различны:
а) для полной проверки цри новом включении;
б) для полной периодической проверки, которая про-
водится примерно 1 раз в 3 года;
в) для частичных проверок, осуществляемых в про-
межутках между полными проверками (примерно 1 раз
в год);
г) для послеаварийных проверок, выполняемых по
специальным программам применительно к конкретным
условиям нарушения.
В зависимости от вида и целевого назначения
в объем проверки, кроме выяснения специальных вопро-
сов (если это требуется), включается выполнение сле-
дующих работ, имеющих общий характер:
1. Проверка соответствия технической документации
фактическому выполнению устройства: соответствие
принципиальных, принципиально-монтажных и монтаж-
пых схем, наличие протоколов предыдущих проверок,

§ 6-1]
ОБЪЕМЫ ПРОВЕРОК
269
паспортов реле и иных аппаратов устройства, задания
уставок и т. п.
2. Производство внешнего осмотра проверяемой па-
нели. Обращается внимание на целость крышек, стекол
и цоколей реле и автоматов, наличие пломб, отсутствие
неизолированных концов проводов, тщательность креп-
ления проводов и отдельных аппаратов к панели, на-
личие легко обозреваемых указательных реле, отсутст-
вие выпавших самопроизвольно сигналов, состояние
предохранителей (наличие только калиброванных вста-
вок), исправность сигнальных ламп, наличие оконцева-
телей на проводах, целость зажимов, правильность
маркировки, отсутствие ветхой и пересохшей изоля-
ции, отсутствие застрявших контактов реле, отсут-
ствие видимых следов подгаров и оплавлений кон-
тактов.
Внешний осмотр производится без снятия крышек
с реле.
После внешнего осмотра проверяется состояние за-
тяжки винтов зажимов путем «прожима» отверткой,
а у накладок и отключающих устройств — закручива-
нием рукой. Недовинченный зажим фиксируется в про-
токоле или отчете осмотра. Здесь же отмечаются все
замеченные дефекты.
3. Проверка правильности монтажа и правильности
присоединения проверяемой панели к измерительным
трансформаторам и коммутационным аппаратам.
Производится «прозвонка» проводов; выясняется
соответствие монтажа монтажной или принципиально-
монтажной схеме; проверяется правильность фази-
ровки.
4. Проверяется сопротивление изоляции. Состояние
изоляции определяется при помощи мегомметра и путем
присоединения контролируемых цепей к источнику ста-
ционарного напряжения 1 000 в.
5. Проверяются исправность и правильность включе-
ния трансформаторов тока и напряжения.
6. Проверяется исправное действие отдельных аппа-
ратов устройства путем снятия их электрических харак-
теристик, определения уставок срабатывания, выяснения
механической исправности и т. п.

270 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
7. Измеряются токи небаланса в цепи реле и напря-
жения небаланса на зажимах реле (если они оказывают
влияние на работу устройства).
8„ Проверяются нагрузка на трансформаторы тока
и напряжения и допустимость работы указанных аппа-
ратов при выбранных сечениях соединительных кабелей.
9. Проверяется падение напряжения в оперативных
цепях и обмотка указательных реле. Проверяются
надежность работы включающих и отключающих кату-
шек коммутационных аппаратов и состояние блок-
контактов.
10. Опробуется действие полностью собранного и
отрегулированного устройства защиты и автоматики на
коммутационные аппараты (например, выключатели).
Воспринимающий орган устройства включается или
на ток от постороннего источника (нагрузочное устрой-
ство), или на первичный ток нагрузки защищаемого при-
соединения, или на ток защищаемого объекта, который
создается искусственным коротким замыканием и вклю-
чением на это короткое замыкание выделенного генера-
тора с постепенным подъемом возбуждения и регули-
ровкой тока до величины /н.ген, или путем специального
проведения опыта короткого замыкания.
Если производство проверки устройства не требовало
отключения цепей трансформаторов тока и напряжения
и фазировка этих цепей не вызывает сомнения, допу-
стимо производить опробование путем имитации дейст-
вия воспринимающего органа защиты замыканием его
контактов; в этом случае проверяется только оператив-
ная цепь устройства.
Опробование работы устройств автоматики (напри-
мер, регуляторов напряжения, частоты, мощности и т. п.)
производится по индивидуальным программам.
Проверки комплектов устройств защиты, смонтиро-
ванных на панелях при учебных лабораторных занятиях,
проводятся в объеме частичной проверки. Для каждой
лабораторной работы намечена ограниченная про-
грамма.
Проверка отдельных элементов устройства, измери-
тельных трансформаторов, а также настройка устройств
на заданные уставки проводятся в качестве самостоя-
тельных отдельных работ и описаны выше.

§ 6-2] ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ МОНТАЖА 271
6-2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ
МОНТАЖА И ИЗОЛЯЦИИ
Цель работы, а) Ознакомление с панелью устройства
релейной защиты или автоматики, монтажной схемой и
принципом маркировки; б) изучение методов проверки
правильности присоединения цепей проверяемого устрой-
ства релейной защиты или автоматики; в) изучение ме-
тодов проверки исправного состояния изоляции всех эле-
ментов, входящих в комплект данного устройства.
Краткая теория. Проверка правильности монтажа,
т. е. соответствия выполнения электрических соединений
принципиально-монтажной или монтажной схеме, вы-
полняется двумя способами. Первый способ применяется
при открытом наглядном монтаже и состоит в тщатель-
ном просмотре каждого провода между зажимами у его
«начала» и «конца».
Второй способ предполагает «прозвонку» провода,
т. е. создание замкнутой электрической цепи через про-
веряемый провод с воздействием на различные индика-
торы: звонок (отсюда происходит название способа),
вольтметр, лампу. Такой способ применяется при мно-
гослойной и скрытой проводке, например при прохожде-
нии пучка проводов и жил контрольных кабелей через
перфорированные короба, а также при определении жи-
лы соединительного кабеля, связывающего панель дан-
ного устройства с трансформаторами тока и коммута-
ционными аппаратами, территориально удаленными от
панели [Л. 1, 6, 12].
Во избежание получения неправильных результатов
вследствие наличия обходных цепей все проверяемые
провода должны быть отсоединены с обоих концов. Схе-
мы проверки представлены на рис. 6-1. В случае, когда
искомая жила найдена, звонок зазвонит (рис. 6-1,а),
или произойдет отклонение стрелки вольтметра
(рис. 6-1,6), или загорится лампа (рис. 6-1,в). Прозвон-
ка жил контрольных кабелей, концы которых находятся
в разных помещениях, производится или путем прослу-
шивания через телефонные трубки (рис. 6-2,а), или при
помощи мегомметра (рис. 6-2,6).

272 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
При использовании телефонных трубок одновременно
осуществляются проверка соответствия жил кабеля и
связь между ведущими проверку работниками. Приме-
няются низкоомные телефонные трубки, а в качестве
источника питания — сухой элемент на 4—6 в. Проверка
ведется следующим образом: с обеих сторон жилы ка-
беля отсоединяются и разводятся; источник напряжения
2/7 зЬонок
т-ггов
Рис. 6-1. Прозвонка коротких проводов или жил
кабелей.
а — при помощи звонка; б — при помощи вольтметра;
в — при помощи лампы.
присоединяется полюсом «плюс» к одному из выводов
от телефонной трубки, в которой катушки телефона и
микрофона соединены последовательно. Полюс «минус»
присоединяется к зачищенной свинцовой оболочке про-
веряемого кабеля. Если проверяется кабель марки
КВРГ (голый, небронированный), полюс «минус» соеди-
няется с общим контуром заземления.
Помощник проверяющего, находящийся с противопо-
ложной стороны испытуемого кабеля (сторона //), под-
ключает один конец от трубки к «земле» или свинцовой
оболочке, а другой — к любой жиле. Ведущий проверку,
находящийся со стороны /, свободным концом, связан-
ным с трубкой, прикасается поочередно ко всем жилам.

§ 6-2] ^ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ МОНТАЖА 273
В тот момент, когда ведущий проверку присоединяет
свою трубку к жиле, связанной с трубкой помощника,
образуется замкнутая цепь и в обеих трубках слышен
характерный треск. При этом проверяющие могут пере-
говариваться. Если проверяемый кабель до этого не
М1101
УМЖП-56
б)
Рис. 6-2. ПроЗ|ВО;нка жил контрольных кабелей.
«— при помощи телефонных трубок; б — при помощи мегомметра с при-
'ставкои.
имел маркировки, найденную жилу однозначно марки-
руют, для чего необходимо предварительно заготовить
оконцеватели и указатели марок проводов.
После отыскания одной жилы ее можно использовать
в качестве обратного провода вместо общего контура
заземления; при этом слышимость улучшается.
Во избежание ошибок следует предварительно про-
верить изоляцию жил кабеля.
18—2727

274 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 6
При прозвонке жил кабеля вторым способом — с по-
мощью мегомметра целесообразно воспользоваться
специальной приставкой к мегомметру Ml 101 типа
УМЖК-56 (устройство маркировки жил кабеля).
При этом работа может быть произведена одним чело-
веком.
Устройство типа УМЖК представляет собой набор
из 16 калиброванных сопротивлений различной величи-
ны, подключаемых к жилам с одного конца прозвани-
ваемого кабеля. Общая точка, связанная со всеми со-
противлениями, соединяется с броней.
Мегомметр зажимом Л (линия) подключается к од-
ной из жил с другого конца кабеля, а зажимом 3 (зем-
ля) — к устройству заземления или броне кабеля. При
вращении рукоятки мегомметра стрелка прибора уста-
новится против деления на вспомогательной шкале,
указывающего номер проверяемой жилы. Контур тока,
образующийся при этом, будет следующим: источник
напряжения, вмонтированный в мегомметр, — измери-
тельный механизм, мегомметра — жила кабеля — сопро-
тивление приставки — броня кабеля (земля)—источ-
ник. Величина тока, проходящего по рамке измеритель-
ного механизма, при переключении цепи с одной жилы
на другую будет изменяться вследствие изменения ве-
личины сопротивления приставки; угол отклонения
подвижной системы при этом также будет меняться.
На вспомогательной шкале, располагаемой поверх
основной, указываются соответственно 16 цифр (услов-
ные номера жил).
От состояния изоляции цепей и аппаратуры
устройств защиты и автоматики зависят надежность и
правильность работы данной установки. Нарушение
изоляции даже в одной точке может привести к тяже-
лым последствиям. Так, например, при повреждении
изоляции в токовых цепях защиты (рис. 6-3) может
произойти отказ в действии, так как реле фазы С, в це-
пи которой произошло нарушение изоляции, окажется
зашунтированным и в обмотку не будет попадать рас-
четный ток короткого замыкания. Нарушение изоляции
в цепях напряжения сопровождается перегоранием пре-
дохранителей или работой защитных автоматов и мо-
жет вызвать отказ или ложное действие защиты. След-

§ 6-2] ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ МОНТАЖА 275
Рис. 6-3. Пример нарушения изоляции
в цепи .переменного тока.
ствием нарушения изоляции в цепях постоянного опера-
тивного тока может быть отказ в действии защиты, на-
пример при повреждении изоляции между полюсами +
и — (рис. 6-4, в точках К-1 и К-2)у либо ложное отклю-
чение действующего оборудования, когда повреждена
изоляция на полюсе + _
и в цепи после контак- Л " шу
тов выходного реле
(в точках К-1 и К-3).
Вследствие указанных
причин проверка изо-
ляции является необ-
ходимой частью про-
верки любого устрой-
ства защиты и авто-
матики.
Для измерения со-
противления изоляции
используется мегомметр на номинальное напряжение
1 000 или 2 500 в. Такое напряжение мегомметр даег
только при холостом ходе. При подключении искомого
сопротивления напряжение вследствие падения напря-
жения в цепи мегомметра значительно снижается. Ско-
рость вращения рукоятки мегомметра при измерении
должна соответствовать указанной заводом-изготови-
телем.
Мегомметр должен быть подсоединен к испытуемой
цепи с помощью специальных одиночных проводов с со-
18*
Рис. G-4. Пример нарушения изоля-
ции .в цепи постоянного оперативного
тока защиты.

276 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
противлением изоляции не ниже 100 Мом. Перед изме-
рением следует проверить исправность мегомметра и
соединительных проводов.
При новом включении устройства защиты (автома-
тики) следует перед сборкой схемы измерить сопротив-
ление изоляции каждого элемента в отдельности (реле,
соединительных проводов, кабелей, трансформаторов то-
ка и пр.). Полностью смонтированная установка также
должна быть проверена, так как в процессе монтажа
возможны нарушения изоляции.
Измерение сопротивления изоляции при плановых
проверках, полной или частичной, следует начинать на
всем полностью собранном устройстве (комплектной па-
нели), без деления его на части. Если полученные ре-
зультаты соответствуют предыдущим измерениям, про-
верка изоляции данной цепи заканчивается. Если же за-
меры оказались ниже, то путем деления схемы на эле-
менты следует выявить аппарат или соединительный про-
вод с ухудшенной изоляцией.
Проверку изоляции начинают с зажимного ряда / па-
нели защиты (рис. 6-5). Источники питания, предусмот-
ренные в проверяемой цепи, а также все заземления при
этом должны быть отсоединены. При получении неудов-
летворительных результатов схему разделяют с по-
мощью накладок на зажимном ряду панели и прове-
ряют изоляцию в сторону кабелей и в сторону панели.
Если первый замер окажется пониженным, то отделяют
трансформаторы тока от жил кабелей на зажимном ря-
ду // и т. д.
Следует измерять изоляцию каждого провода на
землю и между отдельными фазами, жилами, цепями
(тока, напряжения, постоянного тока, сигнализации).
Во всех случаях сопротивление изоляции должно быть
не ниже указанного в Правилах технической эксплуата-
ции (ПТЭ). Включать в работу устройство с сопротив-
лением изоляции ниже указанного в ПТЭ запрещается.
После измерения все проверявшиеся жилы кабелей
и провода должны быть разряжены.
Для объективной оценки качества изоляции следует
руководствоваться следующими данными:
Изоляция провода и обмоток реле на ме-
таллической панели г113У 50 Мом

§ 6-2] ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ МОНГАЖА 277
Изоляция жил кабелей длиной до 300 м . . гиз^25 Мом
Изоляция вторичных обмоток выносных
трансформаторов тока гиз^50 Мом
Кроме измерения сопротивления изоляции, смонти-
рованная установка должна быть проверена на электри-
ческую прочность изоляции, для чего к испытуемой цепи
подается в течение 1 мин напряжение 1 000 в от источни-
ка переменного тока большой мощности \(S> 200 ва).
•=- Отсоединяется
Рис. 6-5. Проверка сопротивления изоляции устрой-
ства защиты.
Рекомендуется применять однофазный трансформа-
тор напряжения типа НОС. Такая же проверка произ-
водится и для работающих устройств 1 раз в 3 года.
Не связанные цепи при проверке изоляции повышен-
ным напряжением объединяются, а все элементы данной
установки, не рассчитанные на испытательное напряже-
ние 1 000 в (аккумуляторные батареи, конденсаторы, по-
лупроводниковые приборы), должны быть исключены из
схемы или закорочены.
При подаче испытательного напряжения слабое ме-
сто изоляции может быть обнаружено, так как произой-
дет пробой, о чем свидетельствуют резкое снижение по-
казаний вольтметра и увеличение показаний миллиам-
перметра. 'Схема проверки электрической прочности изо-
ляции представлена на рис. 6-6.
Проверка производится в следующем порядке. Все

278 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл б
элементы цепи с испытательным напряжением ниже
1 000 в должны быть выведены из схемы, все заземления
снимаются, вторичные обмотки трансформаторов напря-
жения и аккумуляторные батареи отсоединяются. После
включения установки напряжение плавно увеличивается
до 500 е. Если при этом отсутствуют искровые разряды
и пробой, то напряжение повышается до 1 000 в и дер-
жится до 1 мин. Затем напряжение плавно снижается
до нуля. На этом проверка заканчивается, после чего
все цепи должны быть восстановлены в соответствии со
схемой устройства.
/Y исг/ь/туемои
цепи
Рис. G-6. Проверка электрической прочно-
сти изоляции.
Задание на работу. 1. Ознакомиться с принципиаль-
но-монтажной схемой одного из устройств защиты или
автоматики, смонтированных на панели (по указанию
преподавателя).
2. Найти на панели реле и зажимы на зажимном ря-
ду, относящиеся к испытуемому устройству, обратить
внимание на устройство зажимов (простой или испыта-
тельный).
3. Осуществить проверку правильности монтажа то-
ковых цепей испытуемого устройства. Для этого:
а) пользуясь любым индикатором (см. рис. 6-1) про-
верить правильность подсоединения проводов, связываю-
щих реле и аппараты с зажимным рядом; проверить,
соответствует ли фактически выполненная маркировка
проводов и аппаратуры маркировке, указанной в мон-
тажной или принципиально-монтажной схеме;
б) применяя один из описанных ранее методов
(рис. 6-2), проверить правильность маркировки и при-
соединения жил кабеля, соединяющего трансформаторы
тока с панелью защиты.

§ 6-2] ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ МОНТАЖА 279
4. Измерить сопротивление изоляции испытуемого
устройства защиты (автоматики). При получении вели-
чины сопротивления изоляции ниже допустимой выявить
участок или элемент с пониженной изоляцией и заме-
нить его.
5. Ознакомиться с устройством установки, служащей
для испытания электрической прочности изоляции.
6. По усмотрению преподавателя произвести провер-
ку электрической прочности изоляции рассматриваемой
защиты.
Указания к проведению работы. 1. Предполагается
наличие в лаборатории стандартной панели какой-либо
защиты (завода «Электропульт» или Чебоксарского
электроаппаратного завода) и всей необходимой доку-
ментации к ней.
2. В отчете по данной лабораторной работе предста-
вить:
а) принципиально-монтажную схему проверяемого
устройства, зажимный ряд, расположение реле на пане-
ли, внутреннюю схему каждого реле и аппарата;
б) схемы испытаний, проведенных по пп. 3 и 4 за-
дания;
в) дать заключение о состоянии изоляции проверяе-
мого устройства и правильности выполнения монтажа.
3. Проверка исправности мегомметра производится
путем соединения зажимов «Линия» и «Земля»; при
исправности мегомметра во время вращения его рукоят-
ки стрелка прибора указывает 0.
Контрольные вопросы
.1. Как .выполнить прозвонку кабеля при наличии только одного
мегомметра, без приставки УМЖК?
2. Как осуществляется контроль состояния изоляции в сети по-
стоянного тока?
3. Принципы выполнения маркировок, применяемых в эксплуа-
тации.
4. Назначение .принципиальной, принципиально-монтажной и
монтажной схем устройств релейной защиты и автоматики.
5. На что должно быть обращено внимание при внешнем
осмотре панели?
6. Чем опасно нарушение изоляции в оперативных цепях за-
щиты?
7. Почему при проверке состояния изоляции недостаточно осу-
ществлять только измерение сопротивления изоляции и необходимо
производить еще проверку повышенным напряжением?

280 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. G
8. Как отыокать место с ослабленной изоляцией .в полностью
смонтированном устройстве?
9. Как проверить исправность .мегомметра?
10. Каким образом производится проверка электрической проч-
ности изоляции?
6-3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ПРОВЕРКА ПЕРВИЧНЫМ ТОКОМ
ОТ ПОСТОРОННЕГО ИСТОЧНИКА
Цель работы. Изучение методов проверки устройств
релейной защиты первичным током от однофазного на-
грузочного устройства.
Краткая теория. При проверке правильности выпол-
нения монтажа, испытания изоляции, настройке и регу-
лировке отдельных аппаратов комплектного устройства
релейной защиты электрические цепи между элементами
устройства нарушаются. После восстановления схемы
или при новой сборке ее возможны ошибки. Поэтому
перед включением защиты в действие исправность ее
должна быть проверена первичным током.
Проверка проводится при полностью собранной схе-
ме и позволяет убедиться в отсутствии обрывов, закоро-
ток и других нарушений. Такая проверка является окон-
чательной и должна производиться как при новом вклк>
чении, так и при плановых проверках. Включение изме-
рительной аппаратуры при испытании осуществляется
без отсоединения проводов с использованием специаль-
ных, предназначенных для этой цели испытательных за-
жимов, блоков или токоизмерительных клещей прибора
ВАФит. п. [Л. 1,6,26].
Различают три способа проверки защиты первичным
током:
1) от постороннего источника переменного тока, в ка-
честве которого может быть использован либо однофаз-
ный, либо трехфазный силовой трансформатор;
2) подъемом тока с нуля на искусственное короткое
замыкание1;
3) током нагрузки и рабочим напряжением.
1 В отдельных случаях проверка производится натурным ис-
пытанием на искусственно вызванное .короткое замыкание или на-
рушение, оговоренное программой.

§ 6-3]
ПРОВЕРКА ПЕРВИЧНЫМ ТОКОМ
281
Способ проверки защиты первичным током от одно-
фазного нагрузочного трансформатора обычно приме-
няется для максимальных токовых защит линий сетей 3,
6, 10 кв. При такой проверке первичные обмотки транс-
форматоров тока в зависимости от схемы соединения
вторичных обмоток соединяются съемными перемычка-
ми. Схема собирается так, чтобы по всем ее элементам
проходил ток. Одновременно проверяется коэффициент
трансформации трансформаторов тока. Мощность
нагрузочного трансформатора должна обеспечить
во вторичных обмотках трансформаторов токи поряд-
ка 1—5 а. Замер токов осуществляют с помощью
амперметров, подключенных к зажимам на панели за-
щиты.
По результатам измерений определяется правиль-
ность собранной схемы, а также выявляются допущен-
ные в ней ошибки или неисправности. Например, при
проверке защиты, использующей схему соединения обмо-
ток трансформаторов тока в полную звезду (рис. 6-7,а),
при отсутствии каких-либо нарушений в схеме, учиты-
вая, что по первичным обмоткам проходит один и тот
же ток /ь показания амперметров должны быть сле-
дующими:
Если показания окажутся отличными от данных, это
будет означать неправильность сборки схемы. Так, на-
пример, одинаковые показания всех амперметров
А) = Ia = h = /с = zr~
II х
возможны при неправильном включении вторичной об-
мотки одного из трансформаторов тока (изменена поляр-
ность включения вторичной обмотки, рис. 6-7,6). Отсут-
ствие показаний всех амперметров, т. е. 1л:=1в=:1с = 1о=0,
свидетельствуют об обрыве нулевого провода.
Если /л=/в = —-; /с = 0 и /0 = 2—L, то имеет место
И т fit
обрыв провода в фазе С (рис. 6-7,г). Если закорочена

232 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл б
вторичная обмотка трансформатора тока фазы С
(рис. 6-7,(9), то IA=IB=j±n Ic -|- /0 = -£.
На рис. 6-8 представлены схемы для проверки тем
же методом защит, соединенных по схеме неполной звез-
:ЧТ§13
^®^^й
б)
№~<Ш
Зажимный
ряд по ноли
щ
б;
д)
Рис 6-7. Проверка защиты первичным
током от постороннего однофазного
'источника.
'а — схема испытания, б — действительная схе-
*ма при изменении полярности одного транс-
форматора тока, в — действительная схема
^полной звезды; г — действительная схема при
обрыве цепи фазы С, д — действительная схе-
ма при замыкании накоротко цепи вторичной
'обмотки фазы С.
ды (рис. 6-8,а) и на разность токов двух фаз (рис. 6-8,6).
Здесь же приведены показания амперметров, соответст-
вующие исправной схеме.
Применение в качестве постороннего источника трех-
фазного трансформатора целесообразно при проверке

§ G 3] ПРОВЕРКА ПЕРВИЧНЫМ ТОКОМ 283
дифференциальных защит генераторов и трансформато-
ров.
Подъем тока с нуля при искусственном коротком за-
мыкании производится для проверки защит генерато-
ров и станционных трансформаторов. В первичной цепи
Рис. 6-8. Проверка защиты .первичным током от
нагрузочного устройства.
а — при соединении по схеме неполной звезды; б — при
соединении на разность токов двух фаз.
оборудования, защита которого проверяется, устанавли-
вается металлическая закоротка между тремя фазами—
создается режим трехфазного короткого замыкания. Ве-
личина тока короткого замыкания выбирается так, что-
бы она была достаточной для четкой работы проверяе-
мой защиты. Ток в цепи статора генератора регулиру-
ется путем изменения тока возбуждения. Если проверка
защиты выполняется при пониженной скорости враще-
ния в процессе прогрева турбины, то для получения не-
обходимой величины тока ротора питание подается либо

284 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛГЙПОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
от резервного возбудителя, либо от предусмотренного
на генераторе устройства компаундирования.
Проверка током нагрузки и рабочим напряжением
производится для сложных защит, требующих питания
как от трансформаторов тока, так и от трансформато-
ров напряжения.
В данной лабораторной работе учащимся предлага-
ется произвести проверку защиты от постороннего одно-
фазного источника переменного тока.
Задание на работу. 1. Ознакомиться со схемой за-
щиты и записать данные всей аппаратуры.
2. Подобрать нагрузочный трансформатор, по мощ-
ности обеспечивающий достаточный ток во вторичных
обмотках трансформаторов тока; подобрать ампермет-
ры.
3. В зависимости от задания собрать одну из схем,
указанных на рис. 6-7 и 6-8.
4. Подать питание на схему и с помощью нагрузоч-
ного устройства установить в первичной цепи транс-
форматоров необходимый по величине ток.
Таблица 6-1
Название схемы
№
опыта
Показания приборов
/i
'л
'в
'с
/о
Поясняющая
схема
Заключение
5. Записать в табл. 6-1 показания всех приборов. По
аналогии с рис. 6-7 дать схему, поясняющую замеры,
полученные амперметрами при опыте № 1. Дать заклю-
чение о состоянии токовых цепей проверяемой защиты.
6. Проделать то же самое после внесения препода-
вателем некоторых изменений в схему (опыт № 2).
Указания к проведению работы. 1. Проверке под-
вергается защита, смонтированная либо на стандартной
панели, либо на учебном стенде.

§ 6-4] ПРОВЕРКА ПЕРВИЧНЫМ ТОКОМ НАГРУЗКИ 285
2. По усмотрению преподавателя может быть зада-
на одна из схем соединения трансформаторов тока, под-
ключаемых к панели релейной защиты:
а) полная звезда;
б) неполная звезда;
в) включение реле на разность токов двух фаз.
Контрольные вопросы
1. Какие существуют методы проверки защиты первичным
током?
2. Какова цель лрове/рки?
3. Как выбрать мощность .нагрузочного трансформатора?
4. Почему при обрыве нулевого -провода ib схеме на рис. 6-7,з
в опыте по рис. 6-7,а все приборы покажут нуль?
5. На .какой поминальный ток должны быть выбраны ампер-
метры в схеме на рис. 6-7,а?
6-4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ПРОВЕРКА ПЕРВИЧНЫМ ТОКОМ НАГРУЗКИ
И РАБОЧИМ НАПРЯЖЕНИЕМ
Цель работы. Ознакомление с объемом и методом
проверки устройств релейной защиты первичным током
нагрузки и рабочим напряжением.
Краткая теория. Проверка устройств релейной защи-
ты током нагрузки и рабочим напряжением произво-
дится в случаях, когда защита предусматривает пита-
ние как от токовых цепей, так и от цепей напряжения
(например, направленные, дистанционные защиты) или
когда необходимо проверить защиту без отключения
оборудования, на котором она установлена. В полном
объеме проверка выполняется при новом включении
устройства защиты. При этом производятся проверка
токовых цепей защиты, проверка цепей напряжения,
снятие векторных диаграмм [Л. 1, 6, 12, 26, 31].
а) Проверка токовых цепей защиты. Схе-
ма подключения амперметров для проверки исправно-
сти токовых цепей током нагрузки представлена на
рис. 6-9. По первичным цепям проходят токи, равные
по величине и сдвинутые по фазе на 120°. Заключение
о исправности схемы можно сделать на основании пока-
заний приборов. Для случая соединения обмоток транс-
форматоров и реле по схеме полной звезды при пра-

286 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 6
вильно собранной схеме замеры амперметров должны
оказаться равными:
IA=IB = IC =
/,
и L zz 0.
Если при проверке окажется, что
1А=ГВ = 1С =
/,
/i
а/0==2—Ц то это значит, что вторичная обмотка
одного из трансформаторов включена неправильно.
При показаниях приборов 1А=1В = —L-; /с = 0 и
/i
/0 = —L можно сделать вывод, что во вторичнои^цепи
трансформатора тока фазы С произошел обрыв провода.
в с
_^^tQQ fi
А_жа
.... .,„ ,«* ^ СШ
^Зажимный
ряд
Рис. 6-9. Проверка токовых цепей защиты током
нагрузки.
При обрыве нулевого провода в нормальном режиме
показания амперметров будут соответствовать исправ-
ной схеме. Таким образом, наличие таких показаний не
дает возможности судить о исправности цепи нулевого
провода. Исправность этой цепи проверяется по нали-
чию тока небаланса.
Для измерения тока небаланса, проходящего по ну-
левому проводу, следует включить в его цепь миллиам-
перметр. Отклонение стрелки миллиамперметра свиде-
тельствует о исправности цепи нулевого провода, отсут-
ствие показаний — о ее обрыве. При недостаточной чув-
ствительности контрольного миллиамперметра иногда

§ 6-4] ПРОВЕРКА ПЕРВИЧНЫМ ТОКОМ НАГРУЗКИ
287
создают специально условия, при которых по нулевому
проводу мог бы проходить достаточный для замера ток.
Можно временно исключить из схемы один из транс-
форматоров тока (рис. 6-10,а); тогда по нулевому про-
воду будет проходить суммарный ток двух фаз. Вторич-
ная Обмотка ИСКЛЮ- а в С К реле
чепного из схемы
трансформатора тока
должна быть при этом
закорочена, а милли-
амперметр заменен ам-
перметром. Если за-
земление вторичных
обмоток трансформа-
торов тока выполнено
у самих трансформа-
торов, то для получе-
ния суммы токов двух
фаз в нулевом проводе
достаточно на входе
панели защиты времен-
но заземлить одну из
фаз и отключить ее
(рис. 6-10,6).
Получить доста-
точный для замера
миллиамперметром ток
небаланса можно так-
же путем включения
в цепь одной фазы до-
бавочного сопротивле-
ния порядка 5—10 ом.
Трансформатор тока
данной фазы оказы-
вается перегруженным, погрешность его резко возра-
стает, чем и вызывается появление большого тока не-
баланса в нулевом проводе (рис. 6-10,в).
б) Проверка цепей напряжения. Для про-
верки правильности подключения цепей напряжения
следует прежде всего проверить маркировку фаз. Наи-
более простым методом фазировки-проверки правильно-
сти маркировки фаз является способ подключения к ис-
Рнс. 6-10 Проверка исправности ну-
левого -провода.
а и б — методом исключения из схемы
одного трансформатора; в — методом вклю-
чения добавочного сопротивления.

288 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
пытуемой цепи специального прибора-указателя чередо-
вания фаз — фазоуказателя.
Три провода, подключенные к выводам прибора, обо-
значенным Л, В, С, подсоединяют к тем зажимам папе-
с в я
Зажимы прове-
ряемой защиты
Зажимы с избестными
фазами напряжения
Рис. 6-11. Проверка правильности -маркировки цепей напря-
жения.
а —с помощью фазоуказателя, б —с помощью вольтметра; в — при
использовании цепей напряжения с известной маркировкой.
ли проверяемой защиты, к которым подается питание
от трансформатора напряжения (рис. 6-11,а). При пра-
вильно выполненном монтаже стрелка прибора будет
вращаться по часовой стрелке.
Рассматриваемый прибор может быть использован
только для определения последовательности фаз, так

§0 4] ПРОВЕРКА ПЬРВИЧНЫМ ТОКОМ НАГРУЗКИ 289
как при подведении к его зажимам, обозначенным Л,
5, С, питания от фаз В, С, А или С, Л, В диск также
будет вращаться по направлению, указанному стрелкой.
Маркировка фаз напряжения может быть безоши-
бочно проверена с помощью фазоуказателя только в том
случае, когда правильность маркировки одной из фаз
заведомо известна. Так, например, на трансформаторах
напряжения в ряде случаев заземляется не нулевая точ-
ка, а одна фаза (часто заземляют фазу Ь). Для выяв-
ления данной фазы следует воспользоваться вольтмет-
ром, подключаемым одним выводом к «земле», а вто-
рым— поочередно к каждому зажиму (рис. 6-11,6). По-
казания вольтметра при этом будут: Ua=UM$; £Д = 0;
^с='£/м.ф и £/0 = £/ф.
Правильность маркировки фаз а и с теперь может
быть проверена фазоуказателем.
Если маркировка ни одной из фаз неизвестна, фази-
ровка цепей напряжения осуществляется так же, как
для силовых трансформаторов, когда ,в качестве вспо-
могательных используются промаркированные цепи от
другого трансформатора (или цепи с известной марки-
ровкой от того же самого трансформатора напряже-
ния, рис. 6-11,в).
Порядок работы следующий. На зажимном ряду па-
нели измеряются напряжения относительно земли всех
четырех проводов проверяемой цепи; по показаниям
вольтметра определяется заземленный провод. Проверя-
ются напряжения всех фаз относительно земли для
вспомогательных цепей напряжения.
Подключив вольтметр одним выводом к фазе А вспо-
могательной цепи (правая панель), проводом, соединен-
ным с другим выводом прибора, касаются поочередно
трех фаз проверяемой цепи (левая панель); при под-
ключении к одноименной фазе вольтметр покажет нуль,
при подключении к другим фазам — междуфазное на-
пряжение, к нулевому проводу — фазное напряжение.
Аналогичным образом определяют фазы В и С.
Если маркировку цепей напряжения сравнить не
с чем, фазировку осуществляют пофазной подачей на-
пряжения на испытуемую цепь — поочередно включают
по одной фазе трансформатора напряжения с первичной
его стороны. При таком методе фазировки нагрузка,
19—2727

290 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 6
подключенная к трансформатору, во избежание получе-
ния неправильных замеров должна быть отсоединена,
в) Снятие векторных диаграмм. При про-
верке ряда защит оказывается недостаточным убедить-
ся в исправности токовых цепей и цепей напряжения,
а нужно еще знать, правильно ли произведена их вза-
имная фазировка. Векторные диаграммы токов и напря-
иве
Рис. 6-12. Построение векторной диа-
граммы методом ваттметра.
жении позволяют сделать вывод о правильности вклю-
чения реле направления мощности, реле сопротивления,
дифференциальных реле, т. е. таких реле, которые тре-
буют определенного сочетания фаз токов и напряжений.
Снятие векторных диаграмм сводится к определению
углов сдвига фаз токов и соответствующих напряжений.
Определение угла может производиться в зависимо-
сти от наличия приборов в лаборатории с помощью од-
нофазного ваттметра, фазометра или вольтамперфазо-
индикатора типа ВАФ с приставкой в виде токоизмери-
тельных клещей.
Снятие векторных диаграмм с помощью однофазно-
го ваттметра. Способ поясняется рис. 6-12. Пусть вели-
чина и фаза измеряемого тока определяются вектором
1Л. Включим токовую обмотку однофазного ваттметра

CJ6 4J ПРОВЕРКА ПЕРВИЧНЫМ ТОКОМ НАГРУЗКИ 291
на ток фазы Л, а обмотку напряжения поочередно бу-
дем подсоединять на напряжения UBC, Uca, Uab-
Показание прибора будет положительным, если ток
отстает или опережает напряжение на угол до 90°:
Pi = IaUbc cos (xi =kOa (знак +);
P2=IaUab cos a2 = k06 (знак —);
Ps = IAUCACOsa3 = kOe (знак —),
где к — масштабный коэффициент.
Таким образом, построение векторной диаграммы по
показаниям ваттметров сводится к следующему. Пред-
варительно строятся симметричная звезда междуфазных
напряжений, по отношению к которым ориентируется
определяемый вектор тока (рис. 6-12). На осях UBC,
Уса и 0ЛВ откладываются в выбранном масштабе k за-
меры Ри Р2 .и Р3, т. е. определяются точки ау б, в—про-
екции тока /А на оси UBC, UCa и Uab. Обязательно дол-
жен быть учтен знак замера ( + ) или (—). Из точек а,
бив восстанавливаются перпендикуляры. Их пересе-
чение определяет конец вектора тока 1А. Как видно из
диаграммы на рис. 6-12, вектор тока 1А может быть
определен по двум замерам: Р\ и Р2, третий замер Я3
является, таким образом, контрольным. Для облегчения
построения диаграмм может быть предварительно вы-
полнена координатная сетка на осях фазных напряже-
ний (рис. 6-13).
Снятие векторных диаграмм с помощью однофазно-
го кругового фазометра. Способ очень прост. Последо-
вательная обмотка кругового фазометра включается
в испытуемую цепь тока. Параллельная обмотка под-
ключается к напряжению, по отношению к которому
ориентируется вектор тока. По шкале прибора непо-
средственно определяется угол сдвига между током и
напряжением. Контрольная проверка может произво-
диться поочередным подключением обмотки напряже-
ния фазометра к напряжениям UABy UBC и UCa-
Снятие векторных диаграмм при помощи прибора
ВАФ. Способ описан в § 1-5.
19*

292 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
В качестве примера ниже рассмотрен метод постро-
ения векторной диаграммы токов и напряжений и про-
верки правильности включения реле направления мощ-
Защищагмый объект
Fun згициты
Дата проверки
Векторная диаграмма
О,
НапряХ Наказания ваттметра
Жение
В
шт.
Тон
Напря-]
\жечие
Напря-
жение
fi-0
+чи
25а
ш
606
\f\-B\
1026
Ш
+W
+39
2^
2,4 а
Ж-о\
б1в
WC]
1006
CzO
-50
+ 9
+39
2,5 а
щ
606
\C-fl
1016
/\-о
-48
+ 10
15лга\
-49
\1 баттметраГ
ватт
! Активная
Реактивная] от шин
Трансформа- Трансформаторы
торы тока\ {напряжения]
Рис. 6-13. Координатная сетка для построения векторной диа-
граммы методом ваттметра.
ности защиты от междуфазных коротких замыканий
(рис. 6-14).
Измерение углов производится с помощью фазомет-
ра. К параллельной обмотке прибора может подводить-
ся любое напряжение; принимаем междуфазное напря-

§ 6-4] ПРОВЕРКА ПЕРВИЧНЫМ ТОКОМ НАГРУЗКИ
293
жение Uac. Последовательная обмотка фазометра по-
очередно включается в цепи тока фаз Л, В и С.
Записываем показания фазометра для трех этих его
включений. Предположим, что показания прибора при
Зажимный ряд
у панели
/Г реле
н ТТ
Ш «бадрант
v
ПГкбадрант
Jtutfun нулевых
моментоб
реле фазы А
Рис. 6-14. Проверка правильности включе-
ния реле направления мощности методом
снятия векторных диаграмм.
а — схема подключения фазометра; б —векторная
диаграмма.
этом оказались следующими: ф! = + 165°; ф2 = —75° и
Фз=+45°.
Производим построение векторной диаграммы
(рис. 6-14,6) в следующем порядке: 1) строим диаграм-
му фазных напряжений Ua, £/*>, Uc (векторы напряже-

294 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл Ь
ний равны по величине и сдвинуты на 120° один отно-
сительно другого).
2. Проводим вектор междуфазного напряжения UaCy
подводимого к параллельной обмотке фазометра.
3. Под углом ф1 = + 165° относительно вектора Uac
проводим вектор тока /А; под углом q>2 = —75° относи-
тельно того же вектора Uac проводим вектор тока /в,
под углом ф3 = +45° — вектор /с.
Для анализа правильности включения реле мощно-
сти (например, включенного в фазу А) следует восполь-
зоваться векторной диаграммой. Допустим имеется
реле мощности смешанного типа (а = 45°), включен-
ное по 90°-ной схеме. На той же диаграмме
(рис. 6-14,6) проводим линию нулевых моментов (ли-
нию изменения знака вращающего момента). Если век-
тор тока /А оказался расположенным в зоне отрица-
тельных моментов, контакты реле направления мощно-
сти должны быть разомкнуты. В этом можно убедить-
ся, посмотрев на контактную систему реле.
Поскольку проверка выполняется методом подачи
тока нагрузки и рабочего напряжения, состояние кон-
тактов реле определяется распределением мощностей по
защищаемой линии в момент проверки защиты. Только
при точно известном направлении активной мощности Р
и реактивной Q можно сделать окончательный вывод
о правильности включения реле. Так, если при проверке
защиты активная и реактивная мощности для данной
стороны линии направлены к шинам, вектор тока фазы
А должен располагаться в пределах III квадранта. По
векторной диаграмме убеждаемся в этом и делаем вы-
вод о правильности выполнения схемы.
Задание на работу. 1. Ознакомиться со схемой то-
ковой направленной защиты, предлагаемой для провер-
ки. При выполнении защиты на стандартной панели
отыскать все зажимы в зажимном ряду, относящиеся
к данной защите.
2. Произвести проверку исправности токовых цепей
защиты. Для этого:
а) пользуясь схемой на рис. 6-9, подключить нужное
число приборов к соответствующим зажимам панели;

fc l> 4] ПРОВЕРКА ПСРВПЧПЫМ ТОКОМ НАГРУЗКИ 995
б) подать напряжение к первичной цепи защиты; по
вспомогательным измерительным приборам, предусмот-
ренным на стенде и контролирующим ток первичной це-
пи, убедиться в равенстве первичных токов;
в) произвести запись показаний всех приборов
в табл. 6-2;
Таблица 6-2
<1А
'IB
'1С
'А
'в
'с
'о
Поясняю-
щая cxeMd
Заключение
г) при использовании схемы полной звезды произ-
вести одним из описанных выше методов проверку ис-
правности нулевого провода;
д) на основании показаний приборов сделать вывод
о исправности и правильности выполнения токовых це-
пей защиты.
3. Произвести проверку (фазировку) цепей напряже-
ния данной защиты.
4. Снять векторную диаграмму токов и напряжений,
питающих данную защиту. При этом:
а) нарисовать схему подключения выбранного при-
бора (фазометра, ваттметра, ВАФ);
б) осуществить подключение прибора в соответст-
вии с принятой схемой;
в) произвести запись показаний прибора при всех
необходимых замерах, указав исходный для отсчета уг-
лов вектор напряжения;
г) по данным опыта построить векторную диа-
грамму.
Указания к выполнению работы. 1. В лаборатории
предполагается наличие направленной защиты, смонти-
рованной на стандартной панели или учебном стенде.
Должна быть предусмотрена возможность получения
в первичной цепи защиты достаточного по величине то-
ка нагрузки (не менее 20% /„ом); токи в фазах должны
быть равны.

296 ШЮВЬРКА УСТРОЙСТВ РЕЛКПНОП ЗАЩИТЫ [Гл 6
2. На стенде следует предусмотреть три ампермет-
ра, контролирующих ток в первичной цепи.
3. При снятии векторных диаграмм независимо от
применяемого способа должны соблюдаться указанные
ниже правила:
а) За исходную принимается любая система симмет-
ричных напряжений, синхронная с измеряемыми тока-
ми, имеющая строго определенное чередование фаз.
Может быть использована система фазных или между-
фазных напряжений. Анализ векторной диаграммы бу-
дет проще при построении векторов токов относитель-
но векторов фазных напряжений, но в случае, когда
асимметрия фазных напряжений превышает 5%, реко-
мендуется использовать более симметричную систему
междуфазных напряжений.
б) При 'проверке направленных и дистанционных за-
щит, у которых действие реле зависит от взаимного рас-
положения векторов тока и напряжения, диаграммы
должны сниматься при подведении к измерительным
приборам токов и напряжений с панели проверяемой
защиты. Построение векторной диаграммы токов при
проверке дифференциальных защит может производить-
ся относительно любой системы напряжений.
в) Во избежание ошибок используемые при снятии
векторных диаграмм измерительные приборы должны
иметь проверенную и обозначенную маркировку выво-
дов. Полярность обмоток приборов должна совпадать
с полярностью обмоток реле.
г) Для того чтобы полученная векторная диаграмма
вторичных токов и напряжений соответствовала диа-
грамме первичных токов и напряжений, следует начала
обмоток приборов подсоединять к началам вторичных
обмоток измерительных трансформаторов тока и напря-
жения. Так, генераторный зажим последовательной об-
мотки прибора соединяется в зажимном ряду с прово-
дом, идущим от трансформатора тока данной фазы,
а второй вывод — с проводом, идущим к реле; генера-
торный зажим параллельной обмотки при подведении
к ней фазного напряжения соединяется с проводом дан-
ной фазы, конец — с нулевым проводом; если подводит-
ся междуфазное напряжение f/at., то генераторный за-
жим соединяется с проводом фазы а, а конец обмотки—

§ 6-5] ПРОВЕРКА ЦЕПЕЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 297
с фазой с. При таком включении направление токов во
вторичных обмотках прибора и реле будет таким же,
каким оно было бы при непосредственном включении
прибора в цепь.
Контрольные вопросы
1. Отличие способа проверки защиты первичным током нагрузки
и рабочим напряжением от других способов проверки. Основные
особенности различных способов проверки комплектных устройств
защиты и автоматики.
2. Каким образом может быть прозерена исправность нулевого
провода трансформаторов тока, соединенных в схему полной
звезды?
3. При проверке рабочим током исправности цепей тока, соеди-
няющих комплектное устройство защиты с трансформаторами тока
фаз Л, В in С, кратковременно закоротили вторичную цепь у выво-
дов трансформатора тока фазы А. В цепь нулевого провода транс-
форматоров включены токовые реле защиты от замыкания на зем-
лю. В каких случаях указанное закорачивание вторичной цепи
трансформаторов тока приведет к срабатыванию защиты от замы-
кания на землю?
4. Последовательность операций включения измерительных при-
боров в цепи тока и напряжения комплектного устройства защиты
при использовании испытательных зажимов на панели защиты.
б. Преимущество использования клещей прибора ВАФ при про-
верке исправности токовых цепей комплектного устройства перед
способом непосредственного замера тока путем включения ампер-
метра последовательно в проверяемую токовую цепь.
6. Методы фазировки цепей напряжения.
7. Способы выполнения маркировки проводов. Особенности мар-
кировки проводов на испытуемой панели комплектного устройства.
8. Способы снятия векторных диаграмм токов и напряжений.
Особенности каждого из способов.
9. Как можно проверить правильность включения реле направ-
ления мощности с углом максимальной чувствительности — 45°,
включенного ло 90°-ной схеме, током нагрузки, если известны вели-
чины активной и реактивной мощностей, проходящих по защищае-
мой линии?
6-5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.
ПРОВЕРКА ЦЕПЕЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ
ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРА
Цель работы. Ознакомление со способом проверки
комплекта дифференциальной токовой защиты трансфор-
матора первичным током нагрузки.
Краткая теория. Способ проверки правильности
включения токовых цепей дифференциальной токовой

298 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 6
защиты первичным током нагрузки является достаточно
простым и полноценным. Испытание проводится при
включенном трансформаторе, когда по его цепи прохо-
дит ток нагрузки, величина которого должна быть не
ниже 20% /„ом-
Для выявления возможных ошибок и неисправностей
необходимо:
а) измерить токи во всех фазах в цепи каждого пле-
ча защиты;
б) измерить ток небаланса в цепи каждого реле и
нулевом проводе или напряжение небаланса на зажимах
обмотки реле;
в) снять векторную диаграмму токов, проходящих
в плечах защиты.
А В С Uh6 ™J* 1нбЛ^
Рис 6-15. Проверка исправности токовых цепей дифферен-
циальной токовой защиты трансформатора.
Схема включения измерительной аппаратуры для
проверки токовых цепей дифференциальной токовой за-
щиты трансформатора, выполненной с реле типа
РНТ-565, представлена на рис. 6-15 (на схеме показано
включение приборов в одну фазу). По показаниям ам-
перметров, измеряющих токи в плечах защиты, можно
судить о правильности выбора коэффициентов трансфор-

§ 6-5]
ПРОВЕРКА ЦСПЕЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ
299
мации двух групп трансформаторов тока: токи Ik и /д
должны быть примерно равны и близки при номиналь-
ной нагрузке трансформатора к 5 а*.
Полученные замеры позволяют сделать вывод о пра-
вильности выбора числа 'витков уравнительной обмотки
при известном числе витков дифференциальной обмот-
ки. Так как уравнительная обмотка служит для 'вырав-
нивания магнитных потоков, обусловленных токами,
проходящими в плечах защиты, равенство н. с. при пра-
вильно выбранном числе витков уравнительной обмотки
должно иметь вид:
Если равенство не соблюдается, значит число витков
подобрано неправильно.
Величина тока небаланса при использовании реле
РНТ (ДЗТ) измеряется с помощью миллиамперметра,
подключенного последовательно с обмоткой самого
реле в цепь вторичной обмотки промежуточного насы-
щающегося трансформатора — к зажимам 11, 12, пере-
мычка между которыми снимается. Для измерения тока
небаланса следует брать прибор с внутренним сопро-
тивлением не больше 0,5—4 ом.
Можно воспользоваться миллиамперметром прибора
ВАФ, у которого на пределе 50 ма сопротивление со-
ставляет 0,2 ом.
Для измерения тока небаланса в нулевом проводе
предусматривается подключение миллиамперметра к со-
ответствующим входным зажимам панели.
Напряжение небаланса на обмотке реле измеряется
вольтметром с большим внутренним сопротивлением
(гу>2500 ом)у подключенным к зажимам 10, 11 дан-
ного реле. При правильно собранной схеме величины
тока и напряжения небаланса должны быть малы и не
способны вызвать срабатывание реле.
Векторная диаграмма токов, проходящих в плечах
защиты, снимается одним из известных методав^ На
* Предполагается, что коэффициент трансформации трансфор-
маторов тока, соединенных в полнио или неполную звезду со сто-
роны низшего напряжения силового трансформатора, /?t = /homi/5.

300 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
Таблица 6-3
Напряжена
подводимо
фазометру
"ас
Токи,
7АЛВ
+ 20°
проходящие
!кВС
+ 140°
' по последовательной обмотке фазометра
!кСА
— 100°
!АЛ
— 160°
7дв
— 40°
7лс
+ 80°
рис. 6-15 дана схема включения фазометров, последова-
тельные обмотки которых подключаются к входным за-
жимам панели. К параллельным обмоткам подводится
питание от заранее проверенной системы симметричных
напряжений, синхронной с измеряемыми токами. Мож-
но подводить любое напряжение, например Uac. Для по-
строения векторной диаграммы необходимо выполнить
шесть измерений, по ре-
зультатам которых опре-
делить углы сдвига фаз
Uab токов, проходящих в пле-
чах защиты относительно
Uac. При включении по-
следовательной обмотки
фазометра следует пом-
нить общее правило: ге-
нераторный вывод дол-
жен быть соединен с за-
жимом панели, связан-
ным с трансформатором
тока; конец обмотки сое-
диняется с зажимом, свя-
занным с реле. Прибор
поочередно включается в
цепь токов, подходящих
от двух групп трансфор-
маторов тока. Результаты всех измерений сводятся
в таблицу. В качестве примера даны следующие цифры
(табл. 6-3).
На основании приведенных измерений строится век-
торная диаграмма токов, для чего вектор каждого тока
проводится под соответствующим углом относительно
исходного вектора напряжения U(tc (рис. 6-16).
Рис. 6-16. Векторная диаграмма
токов, проходящих в плечах диф-
ференциальной токовой защиты
трансформатора.

§ 6-5] ПРОВЕРКА ЦЕПЕЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 301
По полученной диаграмме можно сделать вывод
о правильности выполнения схемы дифференциальной
защиты. В данном случае:
а) векторы трех токов, проходящих в проводах со сто-
роны высшего напряжения 0кАВ, 1'кВСу t\са)> сдвинуты
на 120°; то же относится к векторам токов, проходящих
в проводах со стороны низшего напряжения (/дл, 1АВ
б) векторы токов одноименных фаз сдвинуты на угол
180° 0кАв и La> 1квс и 4в*> 1кса и 4с) > следовательно
схема собрана правильно
Получение векторной диаграммы токов, отличной от
данной, будет свидетельствовать о наличии ошибок
в схеме включения защиты. Если, например, векторы
токов одноименных фаз оказались совпадающими, это
значит, что звезда трансформаторов тока собрана с об-
ратной полярностью. Ошибки, выявленные с помощью
векторных диаграмм, должны быть устранены, после
чего следует вновь снять диаграмму.
Задание на работу. 1. Ознакомиться со схемой вы-
полнения проверяемой дифференциальной токовой защи-
ты силового трансформатора.
2. Записать данные защищаемого силового транс-
форматора, измерительных трансформаторов тока и
реле.
3. Произвести расчет вторичных токов со сторон
звезды (/ ) и треугольника (/д) силового трансфор-
матора.
4. При заданном токе срабатывания защиты произве-
сти выбор чисел витков дифференциальной и уравни-
тельной обмоток реле РНТ. Установить расчетное число
витков в каждой обмотке.
5. Подобрать измерительную аппаратуру для измере-
ния всех необходимых токов и построения векторной
диаграммы.
6. Произвести фазировку цепей напряжения, исполь-
зуемых при снятии векторных диаграмм.
7. Собрать схему испытания в соответствии с рис. 6-13.
8. Включить силовой трансформатор в работу, создав
режим с током нагрузки не ниже 20% /ном-

302 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
9. Произвести необходимые измерения. Данные за-
нести в табл. 6-4.
10. По полученным результатам сделать вывод о пра-
вильности выбора коэффициентов трансформации транс-
форматоров тока, проверить, соблюдается ли равенство
н. с. у реле РНТ.
11. Измерить углы сдвига фаз каждого из шести то-
КО'В по отношению к принятому за исходное напряжение;
результаты измерений записать в ту же таблицу.
Таблица 6-4
Замеряемый ток
Величина
Угол по отноше-
нию к ориентирую-
щему напряжению U
[\АВ
!кВС
!кСА
\!АА
[АВ
'лс
!нбА
!пбВ
7нбС
7h6q
12. По данным табл. 6-4 построить векторную диа-
грамму токов.
13. По полученной диаграмме сделать вывод о пра-
вильности выполнения дифференциальной токовой за-
щиты трансформатора. Если при про!верке обнаружены
неисправности или ошибки в схеме, их следует выявить
и устранить.
Указания к выполнению работы. 1. Ток срабатыва-
ния проверяемой дифференциальной токовой защиты
задается преподавателем.
2. Допускается измерение токов в плечах защиты про-
изводить с помощью вольтамперфазоиндикатора (ВАФ)
с использованием измерительных клещей.
3. При заранее выполненном в лаборатории монтаже
дифференциальной токовой защиты силового трансфор-
матора и заранее сфазированных трансформаторах то-
ка, перед тем как учащиеся будут снимать векторную
диаграмму и определять токи небаланса, фазировку
трансформаторов тока целесообразно нарушить и пору-
чить учащимся восстановить ее по данным замеров и
построения векторной диаграммы.

fc 6-6] ПРОВЕРКА ТРЕХСТУПЕНЧАТОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 303
Контрольные вопросы
1. Почему при проверке дифференциальной токовой защиты
трансформатора недостаточно измерить токи в плечах защиты и
в цепи реле, а следует дополнительно произвести построение вектор-
ной диаграммы токов?
2. Как произвести построение векторной диаграммы токов при
использовании прибора типа ВАФ с токоизмерительными клещами?
3. О чем свидетельствует неравенство токов в плечах диффе-
ренциальной токовой защиты со сторон звезды и треугольника си-
лового трансформатора, полученное при проверке защиты?
4. Чем опасно включение € обратной полярностью всех трех
трансформаторов тока одной группы дифференциальной токовой за-
щиты?
6-6. лабораторная работа,
проверка комплекта
трехступенчатой токовой
направленной защиты
от замыкании на землю
Цель работы, а) Ознакомление с защитой от замы-
кания на землю, выполненной по типовой схеме
(рис. 6-17) для сетей с большим током замыкания на
землю; б) изучение методов определения токов небалан-
Цепи переменного тона
РМ 3 1РТ 2РТ 5 ЗРТ
'Ши
Цепи напряжений
зи0
На сигнал
Щ, На сиг-
2РУ2 f-V-
зру2 у$?
■Л К цепям
> отключения #
J выключателей
Рис. 6-17. Принципиальная схема трехступенчатой направленной то-
ковой защиты нулевой последовательности (комплект защиты типа
КЗ-5 Чебоксарского электроаппаратного завода).

304 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
са в цепи обмотки реле, «включенного на юк нулевой
последовательности, и способов снятия векторных диа-
грамм тока и напряжения нулевой последовательности;
в) проверка током нагрузки и рабочим напряжением
правильности включения органа, определяющего знак
мощности нулевой последовательности.
Краткая теория. Особенности определения тока не-
баланса в цепи обмотки реле, -включенного на сумму
токов трех фаз, заключаются в том, что величина тока
небаланса при нормальном режиме р.аботы защищаемого
присоединения мала и в токе небаланса содержатся
составляющие высших гармоник.
Известны четыре способа измерения малых величин
токов небаланса.
а) Первый способ предполагает включение по-
следовательно с обмоткой реле миллиамперметра с весь-
ма малым сопротивлением или, что лучше, осциллогра-
фа. Показания этих приборов, однако, не определяют
результирующий эффект от воздействия тока небаланса
на воспринимающую систему реле. Кроме того, включе-
ние последовательно с обмоткой реле измерительного
прибора изменяет величину тока небаланса.
б) Второй способ заключается в том, что после-
довательно с токовой обмоткой реле включается токо-
вая обмотка ваттметра (рис. 6-18). Обмотка напряже-
ния ваттметра подключается к источнику синусоидаль-
ного напряжения поочередно на фазы UAB, UBc и UCa
так, чтобы абсолютная величина напряжения была из-
вестна и во время замеров неизменна. В нулевом про-
воде трех трансформаторов тока, соединенных на сум-
му токов, как указывалось ранее, ток небаланса содер-
жит значительный процент высших гармоник.
Стрелка ваттметра под влиянием взаимодействия
напряжения основной гармоники с током, содержащим
наряду с основной гармоникой составляющие высших
гармоник, будет колебаться около среднего показания.
Таким образом, можно построить векторную диаграмму
для основной гармоники тока небаланса и определить
его величину.
в) Третий способ (предложен в Челябэнерго
И. К. Чепелем [Л. 38]) предполагает производство за-
мера тока небаланса с использованием токового реле

^ 6-(ij ПРОВЕРКА ТРЕХСТУПЕНЧАТОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 305
защшы, ^скшовлеппоп па присоединении. Сицноиь
способа поясняется рис. 6-19. Требуется измерить вели-
чину и фазу тока небаланса, проходящего по обмотке
токового реле, включенного па ток нулевой последова-
тельности (па сумму токов фаз /д + /б + /с). Пусть ток
небаланса определяется вектором Iuq.
Рис. 6-18. Измерение тока небаланса методом ваттметра.
а — схема измерения; б — векторная диаграмма: / — реле защиты нуле-
вой последовательности; 2 — ваттметр; 3 — вольтметр; 4 — автотранс-
форматор.
Включим параллельно обмотке токового реле авто-
трансформатор. Регулировкой автотрансформатора бу-
дем изменять величину тока через амперметр 2 до зна-
чения, при котором срабатывает токовое реле 1 защиты.
Фиксируем значение тока через амперметр и напряже-
ние, к которому подключен автотрансформатор (UA\
-UА; UB\ -UB\ Uc; -Uc; UAB; -UAB; UBC; -UBC;
U с л', —Uca)-
Если вектор /„о совпадает с вектором —Uca
(рис. 6-19), величина тока через амперметр, при ко-
тором реле сработает, будет наименьшей: /мип; если
автотрансформатор включен па напряжение +UCa, ве-
личина тока через амперметр наибольшая: /Макс- Ток не-
баланса определяется из соотношения
20—2727

806 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл Ь
•'мин + ' нб — •'макс ' нб>
т. е.
Ai6 =
'Mai с — 'мин
При подключении автотрансформатора к любым
другим напряжениям величины токов через амперметр
находятся между максимальным и минимальным зна-
А В
их
0
ТйГ"
а <
Ь-
с ■
О'
а)
Рис. 6-19. Измерение тока небаланса при помощи реле защиты, вклю-
ченного на этот ток.
а — схема измерения; б — поясняющая диаграмма; / — реле защиты нулевой
последовательности; 2 — амперметр; 3 — вольтметр; 4 — автотрансформатор;
5 — сопротивление добавочное Яд^>Яреле.
чениями и не являются определяющими. Таким образом,
при опыте нужно определить напряжения, к которым
подключается автотрансформатор, соответствующие ма-
ксимальному и минимальному значениям токов через
амперметр, при которых срабатывает реле. Напряжение
при токе /Макс находится в противофазе с напряжением,
при котором ток равен /мип.
Некоторая ошибка может получиться, если вектор
тока не совпадает с ориентирующими напряжениями;
максимальная ошибка по току равна А/ = /Нб'(1 —

§ 6-6] ПРОВЕРКА ТРЕХСТУПЕНЧАТОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 307
—cos 15°) — 0,03 /пб. Максимальная ошибка по углу рав-
на 15°.
г) Четвертый способ предполагает производст-
во замера тока небаланса с использованием измеритель-
ных клещей, являющихся разъемным магнитопроводом
измерительного трансформатора тока. Первичной обмот-
кой этого трансформатора служит провод, по которому
проходит замеряемый ток небаланса. Ко вторичной об-
мотке подключается измерительный прибор (миллиам-
перметр). Преимущество способа заключается в том,
что при измерении не нарушается контролируемая цепь
защиты; недостатком является то, что на показания
прибора оказывает влияние наличие высших гармоник
в токе, проходящем по контролируемому проводу; как
правило, это влияние отлично от слияния, оказывае-
мою на реле, включенное в контролируемую цепь. Дру-
гим недостатком является то, что при малых величинах
тока небаланса погрешность замера увеличивается за
счет влияния токов, проходящих по близко расположен-
ным цепям. Уменьшить влияние высших гармоник на
замеры можно, если в качестве измерительного прибора
применить милливаттметр с включением цепей напря-
жения на синусоидальное напряжение основной гармо-
ники, аналогично тому как это производится по второму
способу измерения токов небаланса.
Особенность снятия векторных диаграмм токов и
напряжений нулевой последовательности заключается
в том, что при отсутствии замыкания на землю в пер-
вичной цепи защищаемого объекта по обмоткам тока
реле, включенного на сумму токов Ia+Ib + Ic, проходит
только ток небаланса /„б, а по обмоткам напряжения
реле, включенного на сумму напряжений UA + UB+UC>
проходит ток, обусловленный напряжением небаланса
Uuq. Наличие тока /Пб и напряжения [/Пб указывает на
исправность цепей тока или напряжения нулевой после-
довательности (соответственно), но не позволяет устано-
вить правильность подключения к измерительным транс-
форматорам обмоток тока и напряжения реле мощности
нулевой последовательности или реле других типов,
предназначенных ориентировать действие защиты в за-
висимости от знака этой мощности.
20*

308 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 6
При проверке током нагрузки и рабочим напряже-
нием правильности включения реле направления мощ-
ности нулевой последовательности ibo вторичных цепях
искусственно создаются условия, близкие к имеющим
место при однофазном коротком замыкании на защи-
щаемой линии [Л. 31].
Обычно имитируется однофазное короткое замыка-
ние непосредственно у шин подстанции, где установлена
проверяемая защита. Для этого, исходя из векторной
диаграммы на рис. 6-20, на зажимы защиты следует
подать:
а) ток поврежденной фазы (например, /А);
б) напряжение нулевой последовательности, равное
сумме напряжений неповрежденных фаз (в данном слу-
чае Ов+Ос).
Таким образом, из токовой цепи защиты необходимо
исключить два трансформатора тока (фаз В и С), а из
цепи напряжения — одну поврежденную фазу (Ua = 0).
Схема, соответствующая такому режиму, показана на
рис. 6-20,а.
В зажимном ряду панели рассматриваемой защиты
в токовых цепях устанавливаются две перемычки, зако-
рачивающие вторичные обмотки трансформаторов тока
двух исключенных из схемы фаз (В и С), после чего
цепи этих фаз отсоединяются от панели проверяемой
зашиты.
Для подачи на реле мощности напряжения, равного
сумме Ub+Oc обычно используется дополнительный
вывод Од, предусмотренный у вторичной обмотки транс-
форматора напряжения, соединенной в разомкнутый
треугольник. С целью удобства проверки защиты с по-
мощью дополнительной (испытательной) жилы при мон-
таже вывод Од подсоединяется к зажимному ряду дан-
ной панели. Таким образом, при испытании следует
снять перемычку па зажиме, связанном с выводом Оь
и установить ее па зажиме, соединенном с выводом Од.
Вывод Од необходимо соединить с тем зажимом пане-
ли, с которым нормально связан вывод 0\.
Снятие векторной диаграммы токов и напряжений
производится одним из способов, рассмотренных в § 6-5,
т. е. способом однофазного ваттметра, фазометром или

§ 6-6] ПРОВЕРКА ТРЕХСТУПЕНЧАТОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 309
"?
:?
^
II
Со
/
/
/
t
(^ «*-
^ '
<*
\(Ж
V54
DHOLU
qndoumiAidocb
sf *
о
ч о
о
•8*
о
КС
о
S eg
s ё
с
<=> «
см 2
CD си сз
• <-> ^
о S
S I я

310 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл. 6
прибором ВАФ. На диаграмме может быть построено
взаимное расположение векторов тока 3 /0 и напряже-
ния 3 U0 или эти векторы могут быть ориентированы по
отношению к векторам тока 1Л, /Б, 1С или напряжений
Uав, Ubc, Uca-
Фазировка трансформатора напряжения с соедине-
нием обмоток в разомкнутый треугольник должна быть
произведена относительно фаз вторичных обмоток того
же трансформатора, соединенных в звезду. Если обе
вторичные обмотки трансформатора электрически свя-
заны (обе обмотки заземлены), фазировку можно про-
извести при помощи вольтметра (рис. 6-21,а). Исполь-
зовать для проверки дополнительный вывод обмотки,
соединенной в разомкнутый треугольник, целесообразно
в том случае, если заземленные и исключаемые фазы
этой обмотки трансформатора напряжения не совпадают
(например, заземлена фаза С, а исключается фаза А).
Вольтметр подключается одним зажимом к дополни-
тельному выводу обмоток, соединенных в разомкнутый
треугольник, Од, а другим — поочередно ко всем фазам
и нулевой точке вторичных обмоток, соединенных в звез-
ду. Показания вольтметра записываются. При правиль-
ном включении обмоток измерительного трансформа-
тора напряжения потенциал V2L точки 2 соответствует
напряжению
Потенциал точки 1 при переходе с одной фазы на дру-
гую меняется и соответственно равен:
V, = 0 ; Oih =0, ;
IflA «A ' 1&А ^А '
(Предполагается, что заземлены точки х вторичной обмот-
ки трансформатора напряжения, соединенной в звезду,
рис. 6-21, а.)
Показания вольтметра, определяемые разностью потен-
циалов точек 1 и 2, оказываются равными:
при подключении на фазу а
Оа = 0 —UA4-Uh=U —3U-
а ал cL l ЬА аА о>

§ 6-GJ ПРОВЕРКА ТРЕХСТУПЕНЧАТОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 311
Рис. 6-21. Определение величины и фазы напряжения 3U0 при ими-
тации однофазного короткого замыкания.
а — схема подключения вольтметра; б — векторная диаграмма лри заземлении
нулевой точки вторичной обмотки трансформатора напряжения, соединенной
в звезду; в — схема, поясняющая подключение вольтметра к обмоткам транс-
форматора напряжения при заземлении фазы В обмотки, соединенной в звез-
ду, г —векторная диаграмма при заземлении фазы В вторичной обмотки
трансформатора напряжения, соединенной в звезду.
на фазу Ь
на фазу с

312 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл 6
на вывод о
Отсюда
и
0 = -зОл.
зи0 = исА-ис.
•uh
Следовательно, для того чтобы определить величину
и направление вектора 3 f/0, надо из концов векторов
фазных напряжений обмоток, соединенных в звезду, от-
ложить iB том же масштабе соответствующие показания
вольтметра. Точка пересечения трех радиусов, отмечен-
ных циркулем, определяет один конец вектора 3 U0.
Второй конец вектора находится в точке векторной диа-
граммы, соответствующей заземленной точке обмотки
трансформатора, соединенной в звезду. Векторная диа-
грамма исходных напряжений и построенный данным
методом вектор испытательного напряжения, имитирую-
щий напряжение нулевой последовательности, показаны
на рис. 6-21,6.
При построении векторной диаграммы заземленные
точки обмоток, соединенных в звезду и разомкнутый
треугольник, совмещаются.
Часто заземление вторичной обмотки трансформато-
ра напряжения, соединенной в звезду, производят не
е точке х, как указано на рис. 6-21,а, а в точке Ь, т. е.
заземляется фаза Ub В этом случае потенциал точ-
ки / вольтметра по отношению к земле при переходе
с одной фазы на другую будет равен (рис. 6-21,в):
у ^0 —Oh;
\ак ах Ьх '
Потенциал точки 2 вольтметра по отношению к земле
при подключении вольтметра к точке Од и заземлении
вторичной обмотки трансформаторов напряжения, соеди-
ненной в разомкнутый треугольник в точке 02, равен:

§6-0] ПРОВЕРКА ТРЕХСТУПЕНЧАТОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ 313
Показания вольтметра, определяемые разностью потен-
циалов точек 1 и 2, будут равны:
при подключении к точке a Ua = U _ О — ЗО'
при подключении к точке b Ub = — з£/0;
при подключении к точке с UC = (J — Ц — зО0.
Таким образом, для определения вектора 3U0 надо из
концов векторов междуфазного напряжения О . и О . т
вычесть показания вольтметра Ua и Ос. Точка пересечения
соответствующих радиусов определит местоположение
па диаграмме вектора 3U0 (рис. 6-21,г).
Задание на работу. 1. Ознакомиться со схемой трех-
ступенчатой токовой направленности защиты нулевой
последовательности. Составить спецификацию всех реле,
входящих в ее комплект. Списать паспорт измеритель-
ных трансформаторов тока и напряжения, питающих
комплект защиты.
2. Осуществить проверку комплекта данной защиты
первичным током нагрузки и рабочим напряжением.
а) Произвести одним из рассмотренных ранее мето-
дов измерение 'величины тока небаланса, соответствую-
щего номинальной нагрузке защищаемой линии.
б) С помощью вольтметра проверить правильность
подключения дополнительного испытательного вывода
Од трансформатора напряжения со стороны обмоток,
соединенных в разомкнутый треугольник (рис. 6-21); по-
казания вольтметра записать в табл. 6-5.
Таблица 6-5
Трансформатор напряжения типа . . .
Номинальные фазные напряжения:
1/н1 = ...«; 1/н2а = . . . в; UH2A = • ' ' в
Выводы обмоток, соединенных в
звезду
Показания вольтметра
а
Ь
с
0
По данным табл. 6-5 в масштабе построить вектор-
ную диаграмму вторичных напряжений и вектора 3 ГУо-
Сделать вывод о правильности подключения зажима Од.

314 ПРОВЕРКА УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ [Гл.6
в) Создав для данной защиты режим, имитирующий
однофазное короткое замыкание (см. рис. 6-20,а), с по-
мощью любого прибора (ваттметра, фазометра, ВАФ)
произвести построение векторной диаграммы реле на-
правления мощности (взаимное расположение векторов
3 U0 и /А или /Б, или /с).
г) Проверить состояние контактов реле мощности,
соответствующее моменту проверки защиты. Зная на-
правления мощностей — активной и реактивной — для
той стороны линии, где установлен проверяемый ком-
плект защиты (условие задается преподавателем), по
состоянию контактов убедиться в правильности выпол-
нения схемы проверяемой защиты. Обосновать вывод
построением векторной диаграммы.
3. Зная напряжение оперативного тока, проверить
возможность использования указанных в схеме типов
сигнальных реле (1РУ, 2РУ, ЗРУ, 4РУ).
4. Произвести настройку всех реле проверяемого
комплекта защиты (реле тока 1РТ, 2РТ, ЗРТ и реле вре-
мени 1РВ и 2РВ) на заданные уставки (величины /ср
и tCp задаются преподавателем).
5. Опробовать работу устройства защиты:
а) в соответствии с заранее составленной програм-
мой от руки замыкать контакты отдельных реле и на-
блюдать за поведением всего комплекта (при этом про-
веряется исправность оперативных цепей);
б) имитировать однофазные короткие замыкания
в пределах 1, 2 и 3-й зон защиты (проверяется работа
защиты в целом).
Указания к выполнению работы. 1. Для проверки
может быть предложена трехступенчатая направленная
защита нулевой последовательности, смонтированная
на стандартной панели или выполненная в виде ком-
плектного устройства типа КЗ-5, схема которого дана
на рис. 6-17.
2. Учитывая, что в учебных лабораториях не может
быть реально осуществлена проверка «рабочим напря-
жением» (например, от трансформаторов напряжения
ПО кв типа НКФ), измерительные трансформаторы для
проверяемой защиты должны быть имитированы шестью
однофазными трансформаторами с соединением обмоток

§ 6 6] ПРОВЕРКУ^ ТРЕХСТУПЕНЧАТОЙ ТОКОВОП ЗЛЩН1Ы 3l5
трех трансформаторов а/А"^ и трех А/д Желатель-
но, чтобы на зажимы панели были поданы напряжения,
соответствующие реальным величинам вторичных на-
пряжений трехобмоточного измерительного тоанссЬопма-
110 000 / 100 / ,.. F т [
тора напряжения / —==- / 100.
3. Для выполнения пункта задания 2,г следует 'вос-
пользоваться векторной диаграммой соответствующего
типа реле направления мощности (см. § 3-2, рис. 3-4).
Совместив эту диаграмму с диаграммой, построенной
при имитации однофазного короткого замыкания, про-
верить, в зоне каких моментов располагается вектор
тока 1А при заданном направлении мощностей в ли-
нии: если в зоне положительных моментов — контакты
реле должны быть замкнуты, если в зоне отрицательных
моментов — они должны быть разомкнуты.
4. Расчет сигнальных реле производить по {Л. 32].
Контрольные вопросы
1. Каким образом осуществляется отстройка рассматриваемой
защиты по рис. 6-17 от действия разрядников?
2. Как и для какой цели выполняется ускорение защиты после
работы устройства АПВ?
3. Назначение сопротивления 1R, шунтирующего обмотку вы-
ходного промежуточного реле в устройстве защиты по рис. 6-17;
какова величина этого сопротивления?
4. Назначение реле направления мощности нулевой последова-
тельности в комплекте защиты от замыканий на землю линий в се-
тях с большим током замыкания на землю.
5. Назначение .полупроводниковых выпрямителей 1В и 2В
в устройстве защиты по рис. 6-17.
6. Способы измерения тока небаланса в цепи трансформаторов
тока, 'соединенных ,на сумму токов фаз Л, В, С.
7. Почему наличие .напряжения небаланса на зажимах обмотки
напряжения, включенной на сумму напряжений фаз Oa + Ub + Uc,
сридетельствует об исправности (целостности) цепи напряжения?
8. Чем объясняется наличие составляющих высших гармоник
в токе небаланса во вторичной цепи трансформаторов тока, соеди-
ненных на сумму токов фаз Л, В, С?
9. Назначение добавочного 'выхода Од в схеме трансформато-
ров напряжения, соединенных «в разомкнутый треугольник.
10. Вторичная обмотка трансформатора напряжения, соединен-
ного в звезду, заземлена в одном случае в нулевой точке обмотки
(рис. 6-21,а), в другом—на выводе фазы Ъ (рис. 6-21,в). Меняется
ли на диаграмме местоположение вектора 3£/0 = £/сД +^д по отно-
шению к векторам фазных напряжений первичной цепи? Меняется
ли способ построения вектора 3(/о методом вольтметра?

ЛИТЕРАТУРА
1. Общая инструкция по проверке устройств релейной защиты,
электроавтоматики и вторичной коммутации, ОРГРЭС и ЦСЗ Мос-
энерго, Госэнергоиздат, 1952.
2. Голубев М. Л., Аппаратура для проверки релейной за-
щиты и автоматики, Госэнергоиздат, 1962.
3. Лукьянов Т. П., Наладка электроустановок, Профтехиз-
дат, 1962.
4. Басе Э. И., Б ер ко вич М. А., Савостьянов А. И.,
Семенов В. А., Электромонтер по эксплуатации релейной защиты
и автоматики, Профтехиздат, 1963.
5. Электронный миллисекундомер типа ЭМС-54, Инструкция и
описание, Центральное бюро технической информации завода «Энер-
гоприбор», Москва, 1960.
6. Б е р к о в и ч М. А., Семенов В. А., Основы техники и
эксплуатации 1релейной защиты, изд-во «Энергия», 1965.
7. С т у п е л ь Ф. А., Электромеханические реле, изд-во Харь-
ковского университета, 1956.
8. ОРГРЭС, Инструкции по проверке реле тока типа ЭТ-520,
времени ЭВ-120, тока ИТ-80, Госэнергоиздат, 1960—1963.
9. Роги,некий В. Ю., Электропитание радиоустройств, Гос-
энергоиздат, 1963.
10. О внесении изменения в инструкцию по проверке и регули-
ровке реле максимального тока серии ИТ-80, Решение технического
управления по эксплуатации ГПК ЭиЭ № Э-1/64 от 15 января
1964 г.
11. Чернобровой Н. В., Релейная защита, изд-во «Энер-
гия», 1966.
12. Камнев В. Н., Монтаж и обслуживание устройств вто-
ричной коммутации, Профтехиздат, 1962.
13. Федосеев А. М., Основы релейной защиты, Госэнергоиз-
дат, 1961.
14. Б а р з а м А. Б., Системная автоматика, изд-во «Энергия»,
1964.
15. Чебоксарский электроаппаратный завод, Инструкция по мон-
тажу и эксплуатации реле типа РТ-40, 1964.
16. Фабрикант В. Л., Проектирование элементов устройств
релейной защиты и автоматики, Рижский политехнический институт,
1964—1965.
17. ОРГРЭС, Инструкция по проверке и регулировке реле на-
правления мощности серий ИМБ и РБМ, 1965.
18. Чебоксарский электроаппаратный завод, Инструкции по
монтажу и эксплуатации фильтр-реле РТФ-1, РТФ-2, РТФ-3, РНФ-1,
1963.
19. Фабрикант В. Л, Фильтры симметричных составляю-
щих, Госэнергоиздат, 1962.

ЛИТЕРАТУРА
31?
20. Т у н А. Я , Наладка бесконтактной аппаратуры электропри-
водов, 1Изд-во «Энергия», 1964.
21. ОРГРЭС, Инструкция по наладке, проверке и эксплуатации
дифференциальных реле типов РНТ-562, РНТ-563, Госэнергоиздат,
1963.
22. ОРГРЭС, Инструкция по наладке, проверке и эксплуатации
дистанционных защит типов ПЗ-157, ПЗ-158, Госэнергоиздат, 1963.
23. Г а е в е н к о Ю. А., Новые типы дистанционных защит ли-
ний электропередачи. Госэнергоиздат, 1955.
24. ОРГРЭС, Инструкция по наладке и проверке дистанционной
защиты ти'па ПЗ-153, Госэнергоиздат, 1964.
25. Чебоксарский электроаппаратный завод, Реле сопротивления
типов КРС-132, КРС-131, Инструкция ОБК 469066.04.
26. ОРГРЭС, Инструкция по проверке трансформаторов тока,
используемых в схемах релейной защиты, Госэнергоиздат, 1960.
27. Никитский В. 3., Новый способ снятия вольт-амперных
характеристик трансформаторов тока, «Электрические станции»,
1964, № 10.
28. Т р е й м а н А. Н., Проведение лабораторных работ по ре-
лейной защите и автоматике, Профтехиздат, 1963.
29. Б а р з а м А. Б., О некоторых решениях и технике релейной
защиты, «Электрические станции», 1964, № 10.
30. К а м н е в В. Н., Лабораторные работы по релейной защите
и автоматике, Профтехиздат, 1964.
31. ОРГРЭС, Инструкция по проверке правильности включения
реле направления мощности, Госэнергоиздат, 1960.
32. А в е р б у х А. М., Рыбак X. А., Задачи <по релейной за-
щите и методы их решений, Госэнергоиздат, 1961.
33. ЦСЗ Мосэнерго, Инструкция № Р-29 по наладке 'И проверке
дистанционной защиты ПЗ-156А, 1955.
34. П о п о в В. С, Электротехнические измерения и приборы,
Госэнергоиздат, 1963.
35. Рижский опытный завод Латвэнерго, Лабораторный релей-
ный стенд, Описание и инструкция, г. Рига, 1963.
36. Сирота И. М., Защита от замыкания на землю в элек-
трических системах, Изд-во АН УССР, 1955.
37. ОРГРЭС, Инструкция, проверка токовых цепей дифферен-
циальных защит трансформаторов и автотрансформаторов, изд-во
«Энергия», 1964.
38. Б а р з а м А. Б., Расчет токовой защиты от замыкания на
землю для генераторов, работающих на шины, «Электрические
станции», 1949, № 4.
39. Справочник ino релейной защите, под общей редакцией
М. А. Берковича, Госэнергоиздат, 1963.
40. Чебоксарский электроаппаратный завод, Устройство блоки-
ровки типа КРБ-123, Инструкция по монтажу и эксплуатации, 1965.
41. Чебоксарский электроаппаратный завод, Устройство блоки-
ровки типа КРБ-124, Инструкция по монтажу и эксплуатации, 1965.
42. Мураш ко Н. В., Фильтр напряжения обратной последо-
вательности с компенсацией небаланса по частоте, «Электрические
станции», 1964, № 11

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие « 3
Глава первая. Общие указания по выполнению учебных
лабораторных испытаний 5
1-1. Назначение лабораторных работ 5
1-2. Отчеты и протоколы испытаний О
1-3. Объем проверок в условиях эксплуатации и в ла-
боратории 8
1-4 Измерение тока и напряжения 9
1-5. Измерение углов между векторами тока и напря-
жения 10
1-6. Определение чередования фаз 18
1-7. Измерение времени действия реле и автомагов . 18
1-8. Аппаратура для изменения тока, напряжения и угла
между ними 26
1-9. Комплектные испытательные устройства ... 31
1-10. Лабораторная работа. Измерительная аппаратура и
испытательные устройства 33
1-11. Лабораторная работа. Лабораторный стенд для
испытания устройств защиты и автоматики . . 34
Глава вторая. Проверка механической исправности и
электрические испытания реле 43
2-1. Проверка механической исправности .... 43
2-2. Электрические испытания 46
2-3. Лабораторная работа. Проверка механической ис-
правности реле 55
2-4. Лабораторная работа. Испытание электромагнит-
ных реле 62
2-5. Лабораторная работа. Испытание индукционных
реле тока 71
2-6. Лабораторная работа. Испытание полупроводнико-
вых реле 74
2-7. Лабораторная работа. Испытание устройств для со-
здания выдержки времени 86
2-8. Лабораторная работа. Способы увеличения коэф-
фициента возврата реле 96
Глава третья. Проверка электрических характеристик
комплектных реле 101
3-1. Испытание комплектных реле 101
3-2. Лабораторная работа. Испытание реле направле-
ния мощности 101
3-3. Лабораторная работа. Фильтр-реле тока и напря-
жения обратной последовательности . . . . 117
3-4. Лабораторная работа. Испытание магнитных уси-
лителей ..... 131
3-5. Лабораторная работа. Испытание дифференциаль-
ных реле с быстронасыщающимся трансформатором 137
3-6. Лабораторная работа. Испытание однофазных реле
полного сопротивления 150
3-7. Лабораторная работа. Проверка работы многофаз-
ного направленного компенсированного реле сопро-
тивления 167

ОГЛАВЛЕНИЕ
319
Глава четвертая. Трансформаторы тока в устройствах
релейной защиты и автоматики 182
4-1. Основные сведения . 182
4-2. Лабораторная работа. Проверка трансформаторов
тока 187
4-3. Лабораторная работа. Схемы соединения обмоток
трансформаторов тока 205
4-4. Лабораторная работа. Трансформаторы тока нуле-
вой последовательности 211
Глава пятая. Испытания комплектных устройств релей-
ной защиты и автоматики 222
5-1. Особенности испытания комплектных устройств . 222
5-2. Лабораторная работа. Настройка уставок макси-
мальной токовой защиты 223
5-3. Лабораторная работа. Настройка максимальной то-
ковой направленной защиты и устройства АПВ на
линиях кольцевой сети с одной точкой питания . 229
5-4. Лабораторная работа. Настройка поперечной токо-
ковой дифференциальной направленной защиты па-
раллельных линий 237
5-5. Лабораторная работа. Включение генераторов на
параллельную работу. Несинхронное АПВ . . 243
5-6. Лабораторная работа. Настройка защиты асинхрон-
ных двигателей. Работа асинхронных двигателей
после действия устройств АПВ и АВР питающих
линий 249
5-7. Лабораторная работа. Испытание устройств авто-
матической разгрузки при понижении частоты и
устройств автоматического деления энергосистем
при повышении частоты 256
5-8. Лабораторная работа. Защита обмотки ротора
синхронной машины от замыканий на землю в од-
ной и дв}х точках 261
Глава шестая. Проверка устройств релейной защиты и
автоматики, смонтированных на панелях или щитах
управления 268
6-1. Объемы проверок 268
6-2. Лабораторная работа. Проверка правильности вы-
полнения монтажа и изоляции 271
6-3. Лабораторная работа. Проверка первичным током
от постороннего источника 280
6-4. Лабораторная работа. Проверка первичным током
нагрузки и рабочим напряжением 285
6-5. Лабораторная работа. Проверка цепей дифферен-
циальной токовой защиты трансформатора . . 297
6-6. Лабораторная работа. Проверка комплекта трех-
ступенчатой токовой направленной защиты от замы-
каний на землю 303
Литература '46

Барзам Анатолий Бенционович,
Пояркова Татьяна Михайловна.
Лабораторные работы по релейной защите и
автоматике.
Редактор /С. И. Баумштейн
Художественный редактор Д. И. Чернышев
Технический редактор Т. Г. Усачева
Корректор 3. Б. Шлайфер
D
Сдано в набор 21/XI 1967 г.
Подписано в печать 20/11 1967 г. Т-01784
Формат 84Х108'/з2 Бумага типографская Кч 1
Усл. печ. л 16,8 Уч.-изд. л. 16,68
Тираж 15 000 экз. Цена 73 коп. Заказ 2727
п
Издательство „Энергия".
Москва, Ж-114,Шлюзовая наб., 10.
О
Московская типография № 10 Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР.
Шпючовач наб , 10