ЗАЩИТ
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.......................................................	3
1.	Принципы выполнения дифференциальных токовых защит ... 4
2.	Токи небаланса в дифференциальных защитах .................12
3	Принцип действия насыщающихся трансформаторов тока .	.	.17
4.	Устройство и конструкция реле РНТ..........................22
5.	Исполнения и основные технические данные реле РНТ разных типов 34
6.	Расчет уставок и выбор числа витков первичных обмоток реле РНТ 47
7.	Выбор уставок на короткозамкнутой обмотке реле РНТ .	.	.60
8.	Наладка реле РНТ ..........................................61
9.	Проверка правильности включения токовых цепей дифференциальных
защит ...	 71
Приложения......................................................  83
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1	Правила устройства электроустановок/ Минэнерго СССР.—6-е изд, пе-
рераб. и доп М. Эчергоатомиздат, 1986.
2	Дроздов А. Д., Платонов В. В. Реле дифференциальных защит элемен-
тов энергосистем М : Энергия, 1968.
3	Беркович М. А., Молчанов В. В, Семенов В. А. Основы техники релей-
ной защиты М.: Энергоатом издат, 1984.
4	. Королев Е. П., Либерзон Э. М. Расчеты допустимых нагрузок в токо-
вых цепях релейной защиты М.- Энергия, 1980.
5	Гриценко И. П. Методические указания по техническому обслуживанию
дифференциальных защит с реле серий РНТ и ДЗТ-10 (МУ-34-70-038-83). М.:
СПО Союзтехэиерго, 1983.
6	. Жданов Л. С., Овчинников В. В. Электромагнитные реле РТ и PH. М -
Энергоиздат, 1981.
7	. Использование детектора искажения формы дифференциального тока
в защитах с реле РНТ и ДЗТ/ В А. Аллилуев, А. С. Засыпкин, Г. П. Варганов.
В В Нехаев, А Г Кийко// Электрические станции 1982. № 4. С. 65—68.
8	Аллилуев В. А., Засыпкин А. С., Петров В. П. Дифференциальные за-
щиты с реле РНТ и ДЗТ и детектором искажения формы тока типа УБ//Элек-
трические станции 1987. № 10. С 66—70.
9	. Овчинников В. В. Электромагнитные реле тока и напряжения. М.:
Энергия, 1965
БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 621
Основана в 1959 году
В. В. ОВЧИННИКОВ
РЕЛЕ РНТ
В СХЕМАХ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ
ЗАЩИТ
З-е издание, переработанное и дополненное
МОСКВА
ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ
1989
Б БК 31.27-05
0-35
УДК 621.316.925.2
Рецензент ИР.Таубес
Редакционная коллегия серии:
В.Н. Андриевский, С А. Бажанов, М.С. Бернер, Л.Б. Годгельф, В.Х. Иш-
кин, Д.Т. Комаров, В.Н. Кудрявцев, В.П. Ларионов, ЭС Мусаэлян,
С.П. Розанов, В.А. Семенов, А.Д. Смирнов, А.Н. Трифонов, А.А Фила-
тов, А.Н. Щепеткин
Овчинников В.В.
0-35 Реле РНТ в схемах дифференциальных защит. — 3-е изд.,
перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989. — 88 с.: ил. —
(Б-ка электромонтера; Выл. 621).
ISBN 5-283-01029-5
Рассмотрены принципы действия, расчеты уставок дифференциаль-
ных токовых защит, устройство реле с насыщающимися трансформа-
торами тока, технические данные реле РНТ-562 - РНТ-567, схемы их
включения. Даны рекомендации по наладке и техническому обслужи-
ванию реле РНТ, РНТМ и по проверке токовых цепей дифференциаль-
ных защит. Второе издание вышло в 1973 г. В 3-м издании даны совре-
менная классификация и объему проверок, описаны модернизирован-
ные реле РНТМ.
Для электромонтеров и мастеров служб РЗиА.
2202080000-332
О -------------- 166-89	ББК 31.27-05
051(011-89
Производственное издание
ОВЧИННИКОВ Владимир Васильевич
РЕЛЕ РНТ В СХЕМАХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ
Редактор А. В. Волковицкая
Художественные редакторы В. А. Гозак-Хозак, Ю. В. Созанская
Технический редактор Е. В. П р о н ь. Корректор Н. И. Курдюкова
ИБ № 2312
Набор выполнен в издательстве. Подписано в печать с оригинала-макета 05.05.89.
Формат 60 х 88 1/16. Бумага офсетная № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 5,39.
Усл. кр.-отт. 5,75. Уч.-изд. л. 5,71. Тираж 20000 экз. Заказ 6730. Цена 30 к.
Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Отпечатано в ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Зна-
мени МПО ’’Первая Образцовая типография” Союзполиграфпрома при Госком-
издате СССР. 113054, Москва, М-54, Валовая, 28.
ISBN 5-283-01029-5
©Энергоатомиздат, 1989
ПРЕДИСЛОВИЕ
Надежная работа энергосистем и входящих в их состав электростан-
ций, электросетей и электроустановок потребителей электроэнергии
в значительной мере зависит от уровня эксплуатации устройств релей-
ной защиты и электроавтоматики.
Повышение культуры эксплуатации до уровня, обеспечивающего
успешное выполнение задач, поставленных Энергетической программой
СССР на длительную перспективу, и гарантирующего безаварийную
работу энергосистем, возможно при условии повышения квалифика-
ции кадров, внедрения передовых методов наладочных и эксплуата-
ционных работ, улучшения подготовки кадров.
Настоящий выпуск является одним из серии ’’Библиотека элек-
тромонтера”, посвященной вопросам наладки и эксплуатации как от-
дельных реле, так и различных устройств в целом. В третьем издании
внесены изменения и уточнения, учитывающие опыт наладки и эксплу-
атации реле РНТ и схем дифференциальных токовых защит, приведены
сведения о модифицированном варианте РНТМ.
Книга рассчитана на мастеров и квалифицированных монтеров, зна-
комых с основами теории релейной защиты. Сведения, изложенные
в книге, помогут также освоить рабочее место молодым техникам и
инженерам, специализирующимся в области релейной защиты и не име-
ющим опыта наладки и эксплуатации релейной аппаратуры.
Автор выражает признательность рецензенту И.Р. Таубесу эа ценные
замечания по рукописи.
Замечания и пожелания просьба направлять по адресу: Москва, М-114,
Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.
Автор
1.	ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ТОКОВЫХ ЗАЩИТ
Продольная дифференциальная защита обладает высоким быстро-
действием и обеспечивает избирательное отключение защищаемого
элемента электрической системы, благодаря этому защита находит
широкое применение
Рассмотрим принцип построения схемы дифференциальной защиты
на примере продольной дифференциальной защиты
генератора
На рис.1 показаны генератор и две линии электропередачи, по кото-
рым осуществляется питание нагрузки В продольную дифференциаль-
ную защиту генератора входят два комплекта трансформаторов тока
ТА1 и ТА2, установленных на выводах генератора, и токовые реле КА.
Трансформаторы тока обоих комплектов имеют одинаковые коэффи-
циенты трансформации. Вторичные обмотки обоих комплектов транс-
форматоров тока связаны соединительными проводами, к которым
подключены токовые реле защиты.
Цепь, связывающая реле с соединительными проводами, называет-
ся дифференциальной, а каждый комплект трансформаторов
тока с соответствующими соединительными проводами до места подклю-
чения реле - плечом защиты.
Продольная дифференциальная защита генератора обычно выполня-
ется в двух- или трехфазном исполнении с двумя или тремя токовыми
реле Для упрощения цепи, соединяющие трансформаторы тока ТА1 и
ТА2 и токовые реле КА, показаны только в одной фазе
При коротком замыкании (КЗ) на одной из линий (К1 на рис 1, а)
к месту повреждения поступает ток /г, проходящий по первичным об-
моткам обоих комплектов трансформаторов тока от выводов Л2 к Л1.
При условных положительных направлениях токов, обычно принимае-
мых для обмоток трансформаторов тока, вторичные токи имеют на-
правление от И1 к И2 (показано стрелками) Соответствующая вектор-
ная диаграмма первичного тока /г и вторичных токов fr — в первом и
1'т — во втором комплектах трансформаторов тока показана на рис.1, в
В рассматриваемом случае вторичные токи /у и /у проходят через
обмотки реле КА в противоположных направлениях При равенстве
4
Рис 1 Принцип действия продольной дифференциальной защиты генератора
а — КЗ вне зоны действия защиты, б - то же в зоне действия защиты, в — век-
торная диаграмма токов в плечах защиты при КЗ вне зоны действия защиты,
г - то же в зоне действия защиты
коэффициентов трансформации и отсутствии погрешностей у транс-
форматоров тока комплектов ТА1 и ТА2 ток в реле КА равен нулю
/р = /г - 1г = 0	(1)
В режиме нагрузки генератора ток в первичных обмотках ТА1 и ТА2
имеет то же направление, что и в режиме внешнего КЗ, и ток в реле КА
также отсутствует Таким образом, дифференциальная защита на ре-
жимы нагрузки и внешнего КЗ не реагирует.
В действительности в реле дифференциальной защиты всегда про-
ходит небольшой ток, так называемый ток небаланса Появление
этого тока объясняется тем, что трансформаторы тока имеют разные
погрешности, вследствие этого при нагрузке и внешнем КЗ равенство
вторичных токов нарушается
1г 1г>
1р = 1г ~ 1г = 1нб 0.
Чем больше первичный ток, тем больше погрешность трансформа-
торов тока и тем больше небаланс
Рассмотрим теперь повреждение в обмотках или на выводах защищае-
мого генератора (точка К2 на рис 1, б) При этом ток будет проходить
5
Рис.2. Работа продольной дифференциальной защиты генератора при повреждении
на выводах статора при двустороннем питании места повреждения:
а - принципиальная схема; б - векторная диаграмма токов в плечах защиты
только через ТА1, а ток// будет равен нулю. Под действием тока//
который пойдет через реле КА, последнее сработает и отключит по-
врежденный генератор.
Рассмотрим случай, когда на шины генераторного напряжения рабо-
тают два генератора Г1 и Г2, в одном из которых возникает повреж-
дение (точка К2 на рис.2, а). Ток к месту КЗ будет поступать от двух
источников питания, и обтекаться током будут оба комплекта транс-
форматоров тока. Однако в отличие от первого случая (короткое замы-
кание в точке К1 на рис.1, а) направление тока в обмотках ТА2 генера-
тора Г1 изменится на противоположное (рис.2, а). В реле FCA1 будет
проходить сумма токов, под действием которых оно подействует на
отключение поврежденного генератора Г1:
/р = _41 + /г2-	.	(2)
Таким образом, дифференциальная защита срабатывает при пов-
реждениях, возникающих на участке, ограниченном трансформаторами
тока. Этот участок называется зоной действия дифференци-
альной защиты. Рассмотренная нами защита генератора называется про-
дольной дифференциальной защитой. По принципу дей-
ствия она не реагирует на витковые замыкания, поскольку при замыка-
нии витков какой-либо фазы статора токи, проходящие через первич-
6
ные обмотки ТА1 и ТА2, одинаковы, и ток в реле отсутствует. Поэтому
для защиты от витковых замыканий на генераторах, имеющих в каж-
дой фазе статора две параллельные ветви и более, применяется допол-
нительно поперечная дифференциальная защита [1].
Из рассмотренного примера вытекает следующее общее правило: для
правильной сборки токовых цепей дифференциальной защиты вторич-
ные обмотки трансформаторов тока должны быть соединены между
собой и с обмотками реле так, чтобы при внешнем коротком замыка-
нии (или в режиме нагрузки защищаемого элемента) вторичные токи
в обмотках реле были противоположными.
Особенности выполнения схем токовых цепей дифференциальных
защит трансформаторов и автотрансформаторов определяются главным
образом неравенством вторичных токов в плечах защиты и несовпаде-
нием первичных токов по фазе при схеме соединения обмоток звезда -
треугольник (У/Д). Неравенство вторичных токов обусловлено неравен-
ством номинальных первичных токов в выводах разного напряжения
трансформатора, что, в свою очередь, определяется отличием коэффи-
циента трансформации (или коэффициентов трансформации у многооб-
моточных трансформаторов) от единицы. Так, для двухобмоточного
трансформатора соотношение номинальных токов и напряжений опреде-
ляется номинальным коэффициентом трансформации 7VT:
где /нн, /вн — токи и UHH и UBH — напряжения на сторонах низшего и
высшего напряжений трансформатора соответственно.
Для того чтобы дифференциальная защита не действовала при внеш-
них КЗ и в режиме нагрузки, коэффициенты трансформации комплек-
тов трансформаторов тока, установленных с разных сторон силового
трансформатора, выбираются так, чтобы вторичные токи, подводимые
к реле, были возможно ближе по значению. При выборе трансформато-
ров тока по существующей шкале коэффициентов трансформации раз-
ность вторичных токов в режиме нагрузки или внешнего КЗ может
получиться довольно большой. В этом случае вторичные токи подаются
в обмотки реле через отдельные1 или встроенные в реле промежуточные
трансформаторы. Подбором коэффициентов трансформации промежу-
точных трансформаторов обеспечивается дополнительная компенсация
неравенства вторичных токов из такого расчета, чтобыД, = 0.
При соединении обмоток силового трансформатора в схему У/Д
между первичными токами со стороны высшего и низшего напряжений
получается угловой сдвиг, одинаковый для всех фаз трансформатора.
Для наиболее распространенной группы соединения обмоток У/Д-11
1 Отдельные промежуточные трансформаторы тока в настоящее время практи-
чески не применяются.
7
Рис.З. Схема соединения обмоток и векторные диаграммы токов в силовом транс-
форматоре с группой соединения обмоток У/Д-11
угол между линейными токами на стороне треугольника и линейными
токами на стороне звезды составляет 330°.
На рис.З, а показано токораспределение в обмотках силового двухоб-
моточного трансформатора с группой соединения обмоток У/Д-11, на
рис.З, б изображены соответствующие векторные диаграммы.
Задаваясь условными положительными направлениями токов 1д,
1в, Jc со стороны высшего напряжения и учитывая, что направления
фазных токов Ja, Ij,, Jc отличаются от направлений токов/4,1С на
180°, показываем начала стрелок VARJa.Jb.Jc как бы ’’входящими”
в полярные концы А, В, С, а начала стрелок фазных токовJc —
выходящими из полярных концов а, Ь, с.
Учитывая выбранные положительные направления линейных токов
Jab>Jbc>Jca, можем, например, для точки а написать равенство
Jab Jb ~ Ja ~ О*
Аналогичные выражения получаются для точек b и с. Тогда линейные
токи низшего напряжения для фаз А, В, С равны:
Jab ~ Ja — lb ',
Jbc ~ Jb ~ Jc',
Jca ~ Jc — Ja-
(3)
Такие рассуждения совпадают с физическими представлениями о
направлении токов через понизительный трансформатор в сторону
нагрузки и соответствуют ГОСТ.
На рис.З, б токи_/д, I},, 1С совпадают с векторами^, _[в, Jc- Векторы
линейных токов Jab,Jbc,Jca получаются сдвинутыми относительно век-
торов токов/4,1в, Jc на 330° (-30°).
8
Рис.4. Принципиальная схема соединения токовых цепей (о) и векторные диаграм-
мы вторичных токов (б) дифференциальной защиты трансформатора с группой
соединения обмоток У/Д-11
Векторы токов, проходящих во вторичных обмотках трансформа-
торов тока, установленных с разных сторон защищаемого трансформа-
тора, также будут иметь угловой сдвиг на 330° При соединении вто-
ричных обмоток трансформаторов тока по схеме У/У в цепях диффе-
ренциальных реле даже при одинаковых по значению вторичных токах,
проходящих от комплектов ТА 7 и ТА2, получался бы значительный
ток небаланса, обусловленный геометрической разностью этих токов.
Для компенсации сдвига токов по фазе вторичные обмотки трансфор-
маторов тока со стороны обмоток силового трансформатора, включен-
ных по схеме звезда, собираются в треугольник, а со стороны треуголь-
ника силового трансформатора — в звезду.
Однако не всякое соединение вторичных обмоток трансформаторов
тока в треугольник обеспечивает компенсацию сдвига по фазе между
токами. Как показано на рис.4, а, схема соединения трансформаторов
тока в цепях дифференциальной защиты должна повторять группу сое-
динения обмоток силового трансформатора. При этом обмотки транс-
форматоров тока ТА1 на стороне звезды силового трансформатора
собираются в треугольник, а на стороне треугольника (комплект ТА2) —
в звезду. При таком соединении токовых цепей в реле КА проходит
9
разность токов Jca и lea, векторы которых одинаковы по величине'
и направлению. В результате ток в реле отсутствует.
Следует отметить, что при установке трансформаторов тока на сто-
роне обмотки НН на фазных выводах цепи вторичных обмоток транс-
форматоров тока собираются на всех сторонах защищаемого трансфор-
матора одинаково: либо в звезду, либо в треугольник.
При определении коэффициентов трансформации трансформаторов
тока необходимо учитывать, что вторичные токи, которые проходят
в реле от группы трансформаторов тока, соединенных в треугольник,
равны геометрической разности двух фазных токов ив 1,73 (х/З1) раза
больше тока в обмотках этой группы трансформаторов тока. Как вид-
но из рис.4, б, вторичные линейные токи_/дд, 1'вс> icA являются гео-
метрической разностью фазных токов _/g, (подробнее см.
[4])-
Для дифференциальной защиты шин (ДЗШ) комплекты трансфор-
маторов тока устанавливают на всех присоединениях, отходящих от
защищаемых шин. В режиме нормальной работы и при внешних КЗ
геометрическая сумма первичных токов всех присоединений, подклю-
ченных к сборным шинам, равна нулю, а при повреждении в защища-
емой зоне — току в месте КЗ.
Чтобы в соответствии с принципом действия дифференциальной
защиты геометрическая сумма вторичных токов, поступающих в реле,
была пропорциональна геометрической сумме первичных токов, должны
быть выполнены два условия:
1)	коэффициенты трансформации трансформаторов тока К] всех
присоединений, подключенных к защищаемым шинам, должны быть
одинаковы вне зависимости от значений рабочих токов присоединений.
Если различные присоединения имеют трансформаторы тока с неодина-
ковым Ki, то в схеме защиты используются специальные промежуточ-
ные трансформаторы (выносные или встроенные в реле);
2)	полярность включения обмоток трансформаторов тока должна
быть вполне определенной: первичные обмотки подключаются к шинам
одноименными зажимами (обычно Л1), при этом вторичные обмотки
соединяются параллельно также одноименными зажимами. Если поляр-
ность включения первичных обмоток на каком-либо присоединении
(или даже на одной фазе присоединения) отличается от полярности на
остальных присоединениях (или фазах), то вторичные обмотки долж-
ны быть подключены к токовым цепям защиты с учетом имеющегося
отличия.
Обмотки дифференциальных реле подключаются к токовым цепям
таким образом, как показано на рис.5, а, б, где изображена принципи-
альная схема дифференциальной защиты одиночной (несекционирован-
ной) системы шин.
При КЗ в зоне действия защиты (рис.5, а) вторичные токи от каждой
группы трансформаторов тока проходят через реле КА в одном направ-
10
Рис.5. Принципиальные схемы соединения токовых цепей дифференциальной
защиты шин и токораспределение в реле ДЗШ:
а - защита одиночной системы шин, КЗ на шинах; б - защита одиночной систе-
мы шин, КЗ на пинии; в — защита двойной системы шин с фиксированным распре-
делением присоединений; I, II - индивидуальные комплекты I и II систем шин со-
ответственно; III - общий комплект пусковых реле
пении и, суммируясь, приводят защиту в действие. При внешнем КЗ
(рис.5, 6), например на присоединении 1, первичные токи Z2 и /3 про-
ходят через первичные обмотки трансформаторов тока своих присое-
динений от зажимов Л2 к зажимам Л1, соответственно вторичные токи
направлены от И1 к И2. Через первичные обмотки трансформаторов
тока присоединения 1 проходит сумма токов (I2 + Z3) в направлении от
зажимов Л1 к зажимам Л2, вторичные токи от этой группы трансформа-
11
торов тока равны сумме токов (/’г + /з), направленных от зажимов И2
к зажимам И1. В результате ток в дифференциальной цепи и обмотке
релеАИ отсутствует.
В большинстве случаев на станциях и ответственных подстанциях при-
соединения подключены к двум и более системам шин и секций. При
этом шиносоединительные и секционные выключатели нормально замкну-
ты или разомкнуты, а все присоединения закреплены или, как выража-
ются, ’’зафиксированы” за определенной системой шин и секцией.
К ДЗШ при такой сложной схеме первичных соединений предъявля-
ется требование избирательного отключения только повредившейся
секции или системы шин. Трансформаторы тока должны быть на всех
(исключая иногда маломощные присоединения, например трансформа-
торы 2,5 или 6,3 МВ • А) элементах, в том числе и на тех, которые соеди-
няют защищаемую систему (секцию) с другой системой (секцией)
тех же шин. Поэтому трансформаторы тока установлены также на шино-
соединительном (секционном) выключателе.
На рис.5, в показана принципиальная схема токовых цепей дифферен-
циальной защиты двойной системы шин с фиксированным распределе-
нием присоединений с двумя комплектами трансформаторов тока на
шиносоединительном выключателе. Защита имеет три комплекта пуско-
вых токовых реле. Реле I включены дифференциально на соединенные
параллельно комплекты трансформаторов тока всех присоединений
первой системы шин AI и шиносоединительного выключателя QA. Ана-
логично реле П включены в токовые цепи присоединений второй сис-
темы шин АП и шиносоединительного выключателя QA. Реле III вклю-
чены на сумму токов, проходящих через реле комплектов I и II, т.е.
на сумму токов всех присоединений, отходящих от защищаемых шин.
При КЗ на системе шин AI обеспечивается срабатывание реле I и III
(на рис.5, в контакты реле I и III показаны в замкнутом состоянии).
2.	ТОКИ НЕБАЛАНСА В ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТАХ
Одной из основных причин появления тока небаланса в обмотках реле
дифференциальных защит как в нормальном режиме, так и при внешнем
коротком замыкании являются погрешности трансформаторов тока.
Величина погрешностей зависит от величины и характера нагрузки
на трансформаторы тока и возрастает при увеличении первичного тока.
Установившееся значение тока небаланса. Для того чтобы при внеш-
них коротких замыканиях величины токов небаланса не достигали чрез-
мерных значений, трансформаторы тока выбираются по 10%-ным кри-
вым предельно допустимых погрешностей [4]. При правильно выбран-
ной нагрузке в цепях вторичных обмоток сердечники трансформаторов
тока не достигают пределов магнитного насыщения при любых воз-
можных кратностях токов внешних КЗ. Токи небаланса не превышают
12
допустимых пределов даже в случае применения разнотипных транс-
форматоров тока, резко отличающихся по точности работы.
В дифференциальных защитах генераторов, не-
смотря на равенство первичных токов, вторичные токи в плечах защиты
несколько различаются по величине (в пределах 10 %) и по фазе (до 7 °)
из-за наличия погрешностей у трансформаторов тока. Для снижения тока
небаланса, обусловленного погрешностями трансформаторов тока,
нужно соблюдать следующие правила:
1)	использовать сердечники с возможно более высокими характе-
ристиками намагничивания (класса Д, Р);
2)	подбирать экземпляры трансформаторов тока так, чтобы характе-
ристики намагничивания двух трансформаторов, установленных на од-
ной и той же фазе, были наиболее близкими. Целесообразно заранее
снять характеристики намагничивания и сгруппировать трансформаторы
тока попарно для монтажа в каждой фазе со стороны выводов и нуля
защищаемого генератора;
3)	снизить, насколько возможно, нагрузку на трансформаторы тока и
постараться сделать ее в обоих плечах защиты примерно одинаковой
изменением сечения и длины жил соединительного кабеля.
В дифференциальных защитах шин ток небаланса,
как правило, больше, чем в дифференциальных защитах генераторов.
На рис.5, б видно, что через трансформаторы тока поврежденного эле-
мента проходит сумма токов. Через трансформаторы тока осталь-
ных присоединений проходит только часть тока внешнего КЗ. Чем боль-
ше первичный ток, тем больше ток намагничивания в трансформаторах
тока. Следовательно, трансформаторы тока поврежденного присоедине-
ния работают с большими погрешностями, что обычно обусловливает
повышенные значения тока небаланса в реле по сравнению с дифферен-
циальными защитами генераторов. Поэтому подбор трансформаторов
тока с наиболее высокими характеристиками намагничивания и сниже-
ние нагрузок на трансформаторы тока в дифференциальных защитах
шин приобретают особенно важное значение.
Установившиеся значения тока небаланса наиболее велики в диф-
ференциальных защитах трансформаторов (однако,
так же как и в дифференциальных защитах генераторов и шин, должны
находиться в пределах допустимых 10% по величине и 7° по фазе).
Кроме перечисленных выше причин, определяющих ток небаланса,
в дифференциальных защитах генераторов и сборных шин, в защитах
трансформаторов существенную роль играет конструктивная разно-
типность трансформаторов тока, устанавливаемых на сторонах выс-
шего, среднего и низшего напряжений защищаемого трансформатора.
У разнотипных трансформаторов тока, характеристики намагничивания
резко различаются, и даже при одинаковых сопротивлениях нагрузки
на трансформаторы тока разница в токах намагничивания велика. Для
трансформаторов тока, вторичные обмотки которых соединены в треу-
13
Рис.6. Неустановившийся ток при замыкании цепи с индуктивностью
гольник, нагрузки увеличиваются в 3 раза [4]. Иначе говоря, даже при
одинаковом сопротивлении в плечах трансформаторы тока, соединен-
ные в треугольник, более загружены, чем трансформаторы тока, соеди-
ненные в звезду.
Следует также иметь в виду, что в дифференциальных защитах транс-
форматоров (автотрансформаторов) на величину тока небаланса допол-
нительно влияют намагничивающий ток и изменение коэффициента
трансформации защищаемого трансформатора.
Токи небаланса в переходном режиме, обусловленные апериодичес-
кой составляющей в первичном токе. В переходном режиме, например,
в начальный момент КЗ на величину и характер тока небаланса боль-
шое влияние оказывает апериодическая составляющая первичного тока.
Известно, что при включении или отключении элементов электричес-
кой системы токи на всех участках принимают новые установившиеся
значения постепенно. Процесс изменения токов называется переход-
ным процессом. Причиной возникновения переходных процес-
сов является наличие индуктивности в полном сопротивлении линий
электропередачи, обмоток генераторов, трансформаторов, реакторов.
На рис.6 показано, что полный ток неустановившегося (переходного)
процесса /полн при замыкании цепи с индуктивностью состоит из двух
слагающих: постепенно затухающего апериодического и синусоидального
токов.
Апериодический ток, изменяющийся только по величине, а по зна-
ку остающийся постоянным, называется свободной составляющей пол-
ного тока /св. Переменный по знаку синусоидальный ток называется
установившейся составляющей полного тока /у.
Так как в цепи с индуктивностью ток не может измениться скачком,
а до включения цепи он был равен нулю, то ток должен остаться рав-
ным нулю и в первый момент после включения. Поэтому начальное
значение свободного (апериодического) тока равно по значению, но
14
обратно по знаку установившейся составляющей тока /у в момент
включения (/ = 0). При этом /полн = 4в +	= 0.
Во все последующие моменты полный ток, представляющий собой
алгебраическую сумму свободной и установившейся составляющих,
уже не равен нулю. До момента времени, соответствующего точке а
(рис.6), /св и /у имеют разные знаки, /Полн определяется как разность
7СВ и 7у. На участке ав токи 7СВ и /у суммируются. Через полпериода
от момента включения (7 = Г/2)/св складывается с максимальным
(амплитудным) значением установившегося тока /у, и ток 7ПОЛН также
будет максимальным. В дальнейшем /св затухает, 7ПОЛН достигает ус-
тановившегося значения. Следует заметить, что на рис.6 показан процесс
изменения токов при наиболее неблагоприятном режиме, когда момент
включения соответствует максимальному значению /у.
Аналогичный процесс изменения тока происходит при КЗ в элек-
тросети. Разница заключается лишь в том, что ток до момента КЗ, как
правило, равен не нулю, а току нагрузки и возрастает после возникно-
вения КЗ.
Максимальное мгновенное значение полного тока называется удар-
ным током (точка б, рис.6). Ударный ток больше установившегося
значения тока короткого замыкания примерно в 1,5—1,8 раза.
В дифференциальных защитах при внешнем КЗ, как указывалось,
проходит лишь ток небаланса, обусловленный погрешностью транс-
форматоров тока. Особенно большой величины ток небаланса достигает
во время переходного процесса. Объясняется это тем, что неизменная
по знаку апериодическая составляющая первичного тока подмагничивает
сердечники трансформаторов тока, насыщение сердечников приводит к
резкому увеличению погрешности трансформаторов и повышению тока
небаланса в дифференциальной цепи. Кривая тока небаланса, форма ко-
торой определяется сложными переходными процессами, протека-
ющими одновременно в первичной и во вторичной цепях трансформато-
ров тока, приведена на рис.7, а. Характерной особенностью кривой тока
небаланса при внешнем КЗ является то, что она смещена отно-
сительно горизонтальной оси, т. е. имеет большую
апериодическую составляющую. Токи небаланса в реле
дифференциальной защиты могут достигать больших значений также
при включении под напряжение ненагруженных силовых трансформа-
торов, а также при восстановлении на них напряжения после отключения
внешнего КЗ.
Ток намагничивания силового трансформатора проходит только по
обмотке, включаемой под напряжение. Для дифференциальной защиты
трансформатора такой режим соответствует КЗ в защищаемой зоне,
так как вторичные токи поступают в реле только от одного плеча токо-
вых цепей. Большие броски тока намагничивания объясняются тем,
что в момент подачи или восстановления напряжения индуктивное со-
15
Рис.7. Токи небаланса в переходном режиме:
а — кривые первичного тока небаланса при внешнем КЗ; б — включение транс-
форматора под напряжение; в - характеристика намагничивания трансформатора;
г - кривая тока намагничивания
противление трансформатора резко уменьшается из-за насыщения маг-
нитопровода.
На рис.7, в изображена характеристика намагничивания трансфор-
матора. Установившийся ток холостого хода (намагничивающий ток)
невелик и составляет 0,5—5% номинального тока трансформатора.
Величина намагничивающего потока Ф, который зависит от напряжения,
поданного на обмотку трансформатора:
Ux = 4,44/й'1Фм,	(4)
где Ui — амплитудное значение напряжения, поданного на первичную
обмотку трансформатора; f — частота переменного тока, равная 50 Гц;
Wj — число витков первичной обмотки; Фм — амплитудное значение
магнитного потока в сердечнике трансформатора.
В момент подачи напряжения магнитный поток не может изменять-
ся скачком от нуля до установившегося значения. Возникает переходный
процесс, характеризующийся наличием двух потоков: постепенно зату-
хающего свободного потока Фсв и установившегося потока Фу. При
7 = 0 результирующий поток ФПОлн = 0> ПРИ t = ^72 совпадающие по зна-
ку Фсв + Фу Дают максимальное значение результирующего потока Фм.
Максимальное значение результирующего потока превышает его ус-
тановившееся значение в 1,5—1,8 раза. По характеристике намагничи-
16
вания видно, что в установившемся режиме холостого хода величина
Фуст соответствует точке, расположенной на крутой части кривой,
при этом ток намагничивания невелик.
Максимальное значение магнитного потока при переходном процессе
соответствует пологой части кривой и обусловливает насыщение маг-
нитопровода трансформатора. При этом начальный ’’бросок” намагни-
чивающего тока превышает в сотни раз амплитуду намагничивающего
тока при холостом ходе и в 3—10 раз — амплитуду номинального тока
трансформатора.
Начальный ’’бросок” намагничивающего тока спадает очень резко,
приближаясь к установившемуся значению /х, так как в пологой части
характеристики намагничивания (отрезок а-б) небольшому изменению
потока ДФ соответствует значительное изменение тока Д7нам.
На рис.7, г показано изменение намагничивающего тока во времени.
До тех пор пока намагничивающий ток не достигнет установившегося
значения, кривая располагается несимметрично относительно оси вре-
мени. ’’Бросок” тока намагничивания может увеличиться еще больше
за счет Фост, обусловленного намагничиванием сердечника трансфор-
матора в предшествующем режиме. Если свободная составляющая
совпадает с Фост, суммарное значение магнитного потока в 2—2,5 раза
превысит установившееся значение, что вызовет еще большее увели-
чение броска тока намагничивания.
Поскольку токи небаланса в установившемся режиме относительно
малы, от них можно отстроиться уставкой срабатывания реле. Но от
больших значений /Hg, обусловленных ’’бросками” тока намагничива-
ния в неустановившемся режиме, уставкой -срабатывания отстроиться
трудно, так как защита окажется нечувствительной к КЗ в защищаемой
зоне. Поэтому ток срабатывания дифференциальной защиты отстраи-
вают от максимального значения тока небаланса в установившемся режи-
ме (после затухания апериодической составляющей переходного про-
цесса). Для предотвращения ложной работы дифференциальной защиты
от бросков намагничивающего тока силовых трансформаторов при
включении их под напряжение, а также от бросков тока небаланса при
внешних КЗ токовые реле включаются в дифференциальные цепи ч е-
рез специальные промежуточные насыщающиеся
трасфоматоры тока (НТТ).
3.	ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ НАСЫЩАЮЩИХСЯ
ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА
Выше было показано, что кривые токов намагничивания и токов
небаланса в неустановившемся режиме располагаются почти полностью
по одну сторону оси времени из-за наличия большой апериодической
составляющей. Кривая тока КЗ, поступающего в реле при поврежден®
17
2-6730
в защищаемой зоне, имеет почти симметричную синусоидальную форму.
В момент возникновения короткого замыкания на форму кривой
тока в реле оказывает некоторое влияние свободная апериодическая
составляющая переходного процесса, содержащаяся в первичном токе.
Однако кривая полного тока КЗ меняет знак каждые полпериода,
т.е. несмотря на наличие апериодической составляющей с момента
возникновения короткого замыкания смещена относительно оси вре-
мени не полностью.
Применение промежуточных НТТ основано на отличии формы кри-
вой бросков намагничивающих токов силовых трансформаторов и то-
ков небаланса при внешних коротких замыканиях от нормальной сину-
соиды, расположенной симметрично относительно горизонтальной оси.
Первичная обмотка НТТ (рис.8, а} включается в дифференциальную
цепь защиты, а от вторичной обмотки питается токовое исполнительное
реле. Сердечник НТТ шихтуется специальной сталью с широкой петлей
гистерезиса, а сечение сердечника, параметры реле и обмоток подбира-
ются так, что во вторичную цепь хорошо трансформируется только си-
нусоидальный ток. Апериодический ток практически не трансформи-
руется и в реле не попадает, а производит лишь подмагничивание сер-
дечника.
Таким образом, насыщающийся трансформатор при
наличии в первичном токе 1п апериодической сос-
тавляющей автоматически увеличивает ток сраба-
тывания реле (загрубляет реле), и дифференциальная защита не
реагирует на броски намагничивающего тока силовых трансформаторов,
а при внешних КЗ — на токи небаланса неустановившегося режима.
Рассмотрим подробнее физические процессы, происходящие в НТТ.
При прохождении тока по первичной обмотке происходит намагничи-
вание его сердечника. Для каждого сорта ферромагнитного материала
существует своя кривая намагничивания, представляющая собой за-
висимость магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н.
При определенных размерах сердечника и числе витков первичной об-
мотки wn можно построить магнитную характеристику, т.е. график
зависимости магнитного потока Ф от тока Zn в обмотке.
В простейшем случае, когда сечение сердечника одинаково на всех его
участках, а воздушный зазор отсутствует, магнитная характеристика
отличается от кривой намагничивания только масштабами, так как
магнитный поток Ф пропорционален индукции В, а напряженность поля
Н пропорциональна намагничивающему току 7нам.
Процесс намагничивания ферромагнитных материалов является
не вполне обратимым. Из физики известно, что при ослаблении нама-
гничивающего тока /нам уменьшение магнитной индукци В идет не по
кривой намагничивания {l-0-^l на рис.8, 6), а несколько выше. При
отключении тока магнитная индукция не спадает до нуля, так как сер-
дечник остается намагниченным (остаточная намагниченность). Чтобы
18
Рис.8. Принцип действия насыщающегося трансформатора тока:
а — схема; б - кривая намагничивания ферромагнитного материала; в — кри-
вые намагничивания при КЗ в защищаемой зоне и в условиях срабатывания ре-
ле; г — то же при включении защищаемого трансформатора под напряжение
уничтожить остаточное магнитное поле, т.е. сделать индукцию В равной
нулю, нужно пропустить по первичной обмотке ток обратного направ-
ления, создающий такую напряженность магнитного поля Н, которая
скомпенсирует остаточную намагниченность. Необходимая для этого
напряженность поля Н называется задерживающей или коэр-
цитивной силой.
1Г
Если ток обратного направления увеличивать, то сердечник намагни-
чивается в обратном направлении. Когда напряженность магнитного поля
достигает значения —Нтах, равного по абсолютной величине напряжен-
ности +Нтах, индукция В будет примерно равна Втах, т.е. окажется
близкой по абсолютной величине к тому максимальному значению
Втах, при котором было начато ослабление намагничивающего тока.
При новом уменьшении тока изменение магнитного поля будет проис-
ходить в такой же последовательности, давая новую, расположенную поч-
ти симметрично со старой, ветвь кривой.
Процесс отставания изменений магнитного доля от изменений намаг-
ничивающего тока называется гистерезисом, а изображающая
' его замкнутая кривая — петлей гистерезиса.
Значение магнитной индукции Вг при токе намагничивания, равном
нулю,называется остаточной индукцией.
На рис. 8, в, г изображены кривые, показывающие, как трансформи-
руется ток с различной формой кривой во вторичный контур насыща-
ющегося трансформатора. При прохождении по первичной обмотке
синусоидального тока, значения которого меняются во времени от
+1тах Д° —Imax, магнитная индукция сердечника также изменяется от
+Втах ДО ~Втах- При этом ЭДС на вторичной обмотке, а следовательно,
и ток в реле получают большие значения. На этом же рисунке показана
петля гистерезиса, соответствующая срабатыванию реле.
Если в первичной обмотке проходит апериодический ток (рис.8, г),
располагающийся по одну сторону оси времени, перемагничивание сер-
дечника происходит по так называемой динамической петле
гистерезиса (7—2—7; 3—2—3), так как индукция изменяется в
небольших пределах на величину Ва. При таком изменении индукции
ток в реле будет мал, хотя абсолютные значения бросков тока небаланса
в переходном режиме велики.
Для того чтобы при наличии апериодической слагающей реле могло
сработать, требуется значительное увеличение переменной составляющей
в первичном токе. Для надежной отстройки дифференциальных реле от
небаланса при переходных режимах очень важную роль играют следу-
ющие особенности выполнения реле с НТТ.
1.	Уставка срабатывания исполнительного реле, включенного в цепь
вторичной обмотки НТТ, всегда остается неизменной и называется
вторичным током срабатывания 7^р дифференциального
реле. Поскольку Гср для данного типа реле неизменный, наводящий его
магнитный поток Фср, а следовательно, и индукция Вср также имеют
постоянное значение. Но в условиях, когда насыщение сердечника еще
не произошло, магнитный поток Ф пропорционален произведению тока
в первичной обмотке трансформатора на число витков, т.е. пропорцио-
нален магнитодвижущей силе (МДС), создаваемой током первичной
обмотки, следовательно, МДС Fcp, необходимая для срабатывания реле,
является постоянной величиной.
20
Уставка срабатывания защиты регулируется изменением числа витков
первичной обмотки НТТ. Чем грубее заданная уставка срабатывания
дифференциальной защиты, тем меньше число витков первичной обмот-
ки НТТ требуется включить в схему, и наоборот, для получения мень-
шего тока срабатывания защиты нужно включить большее число витков
первичной обмотки.
Ток в первичной обмотке НТТ, при котором реле срабатывает, назы-
вается первичным током срабатывания реле (7ср).
2.	Параметры НТТ (размер магнитопровода, сорт стали, обмоточные
данные) выбираются из такого расчета, чтобы соблюдать два требования.
С одной стороны, индукция срабатывания Вср должна быть по воз-
можности меньшей (рис.8, в). В этом случае при повреждении в защища-
емой зоне, когда ток короткого замыкания 7К в несколько раз превы-
шает первичный ток срабатывания реле 7ср, возросшая индукция ±Втах
обеспечит повышенную кратность вторичного тока 7К, и реле подей-
ствует надежно и быстро.
С другой стороны, для надежной отстройки от апериодических токов
переходных процессов Вср должна быть как можно ближе к макси-
мальной индукции, получающейся при насыщении магнитопровода. В
этом случае Вл окажется в несколько раз меньше Вср, и ток в реле 7Hg
будет во много раз меньше тока срабатывания 7ср.
Даже при наличии большой переменной составляющей в полном токе
переходного процесса в первые моменты трансформация происходит
слабо, так как изменение индукции на участке Оа соответствует пологой
части петли гистерезиса (сердечник насыщен). В последующие моменты
времени, когда апериодическая составляющая уже исчезла и по первич-
ной обмотке проходит только переменный ток установившегося не-
баланса, трансформация улучшается. Но от установившегося небаланса
реле не срабатывает, поскольку, как известно, уставка на нем грубее
этого вида небаланса.
При повреждении в защищаемой зоне апериодическая составляющая
тока короткого замыкания (начальные один-два периода) вносит в
действие дифференциальной защиты замедление на 0,01—0,04 с. Происхо-
дит это за счет насыщения магнитопровода апериодической составля-
ющей тока КЗ.
Отличие тока срабатывания исполнительного реле РТ-40 (или ЭТ-521)
от заданного в паспорте ухудшает качество дифференциального реле.
Если /ср больше указанного в паспорте, то при повреждении в защи-
щаемой зоне вторичный ток реле 7К из-за насыщения магнитопровода
НТТ может оказаться недостаточным для надежного действия реле.
При уменьшении вторичного тока срабатывания 7ср ниже заданного
ухудшается отстройка от апериодической составляющей токов небаланса
и токов намагничивания.
Качество настройки исполнительного реле и справность НТТ косвен-
но характеризуются коэффициентом надежности. Под
коэффициентом надежности понимается отношение максимально воз-
можного тока в исполнительном реле 1тах к току 1ср при подаче в пер-
вичную обмотку синусоидального тока.
Для реле РНТ коэффициент надежности определяется отношением
напряжений на обмотке исполнительного реле при подаче в первичную
обмотку 2/ср и 1ср; 51ср и 1ср:
,, _ kpU/cp) _ ^p(S^cp)	...
l^p(^cp)	Пер)
4.	УСТРОЙСТВО И КОНСТРУКЦИЯ РЕЛЕ РНТ
Основными элементами реле РНТ являются промежуточный транс-
форматор (НТТ) и исполнительный орган — реле РТ-40 или ЭТ-521
(рис.9).
Промежуточный НТТ имеет два назначения:
1)	обеспечивает отстройку реле от токов небаланса при переходных
процессах;
2)	служит одновременно для выравнивания магнитодвижущих сил
(МДС), возникающих под действием различных по величине вторичных
токов в плечах дифференциальной защиты.
Промежуточный НТТ имеет трехстержневой сердечник. На левом
стержне расположена вторичная обмотка wBT, к которой подключено
исполнительное реле. На среднем стержне магнитопровода расположены
три или две первичные обмотки vvn, включаемые в токовые цепи диф-
ференциальной защиты. Кроме того, на среднем и правом стержнях раз-
мещены две секции и w” короткозамкнутой обмотки, используемой
для улучшения отстройки зашиты от ’’бросков” намагничивающих токов
силовых трансформаторов и токов небаланса в переходном режиме при
внешних КЗ.
При повреждении в зоне действия дифференциальной защиты, когда
ток в первичной обмотке /п быстро делается синусоидальным, проис-
ходит непосредственная трансформация из первичной обмотки wn во вто-
ричную wBT и в часть короткозамкнутой обмотки w'K, откуда он посту-
пает в другую часть короткозамкнутой обмотки w*. Магнитные потоки
среднего и правого стержней Фсред и Фк суммируются и образуют поток
в левом стержне, обусловливающий ток /2 во вторичной обмотке wBT
и обмотке реле/СЛ. Таким образом, переменный ток из первичных обмо-
ток трансформируется двумя путями: при помощи прямой трансфор-
мации из wn во вторичную обмотку и двойной трансформацией из
wn в Wk, а затем из в wDT. При токе 12, превышающем ток сраба-
тывания реле, защита действует.
При внешних КЗ апериодическая составляющая практически не
трансформируется в короткозамкнутый контур. Апериодическая слага-
ющая первичного тока /п создает в среднем стержне апериодический
22
Рис.9. Принцип выполнения реле РНТ
поток, разветвляющийся в левый и правый стержни. Апериодические
потоки в среднем и правом стержнях ухудшают трансформацию из об-
мотки wn в обмотку w'K, а затем и в обмотку wBT (за счет насыщения
стержней). Апериодический поток среднего и левого стержней умень-
шает прямую трансформацию переменного тока из первичной обмотки
во вторичную wBT и дополнительно ухудшает вторичную трансформа-
цию из короткозамкнутой обмотки в обмотку wBT. Таким образом,
апериодический ток особенно сильно ослабляет двойную трансформа-
цию, этим и достигается значительное увеличение тока срабатывания (за-
грубление) реле при наличии апериодической слагающей. При увеличе-
нии числа витков короткозамкнутой обмотки иЛи уменьшении сопро-
тивления 7?к двойная трансформация проявляется сильнее, и, следова-
тельно, сильнее действует апериодический ток на загрубление реле.
Но, изменяя число витков короткозамкнутой обмотки, важно сох-
ранить неизменной уставку реле по переменному току, т.е. МДС сра-
батывания Fcp при подаче в первичную обмотку тока, не содержащего
апериодической составляющей, не должна зависеть от изменения ус-
ловий двойной трансформации.
На реле РНТ старого исполнения (РНТ-562 — РНТ-564) число витков
короткозамкнутой обмотки регулируют обычно таким образом, чтобы
отношение	оставалось постоянным. В этом случае магнитные
потоки в среднем Фсред и правом Фк стержнях насыщающегося транс-
форматора обеспечивают неизменный результирующий поток в левом
стержне Фр, что обусловливает неизменность уставки реле по перемен-
ному току.
Если в цепь короткозамкнутой обмотки ввести активное сопротив-
ление RK при неизменном числе витков и то им можно вли-
ять на двойную трансформацию так же, как и изменением числа вит-
ков короткозамкнутой обмотки. При этом поток двойной трансфор-
мации Фк проявляется сильнее при уменьшении Фк. У реле новых об-
разцов (РНТ-565 — РНТ-567) уставка на короткозамкнутой обмотке
регулируется активным сопротивлением RK, включенным последова-
23
Рис. 10. Кривые, характеризующие коэф-
фициент смещения Ксм при:
а — синусоидальном токе; б — неси-
нусоидальном токе
тельно в цепь короткозамкнутой
обмотки. Число витков коротко-
замкнутой обмотки не регулируется.
Таким образом, при наличии в токе /п, проходящем в первичной об-
мотке НТТ, апериодической составляющей автоматическое загрубление
реле происходит по двум причинам: из-за насыщения сердечника НТТ
и за счет влияния короткозамкнутой обмотки, которая особенно сильно
ослабляет трансформацию части периодической составляющей тока
небаланса, претерпевающей двойную трансформацию.
Поведение реле РНТ в схемах дифференциальных защит при внешних
КЗ и включениях силовых трансформаторов под напряжение, т.е. в пе-
реходных режимах с апериодической составляющей, оценивают косвенно
по характеристикам зависимости относительного тока сра-
батывания реле от коэффициента смещения.
Относительный ток срабатывания
4р.отн _ 4р.п/4р sin г
где /Ср.п —переменная составляющая тока срабатывания при наличии
постоянной (апериодической) составляющей; /ср яи — синусоидальный
ток срабатывания реле при отсутствии постоянной (апериодической)
составляющей.
Коэффициент смещения к = 4м.а/4р.п> где 4м.а — пос-
тоянная (апериодическая) составляющая тока в реле; /ср п —та же,
что и в предыдущей формуле, переменная составляющая тока сраба-
тывания при наличии постоянной (апериодической) составляющей.
Коэффициент смещения, равный отношению постоянного тока под-
магничивания реле к действующему значению переменного тока при
срабатывании реле, характеризует смещение кривой тока относительно
оси времени при заданной форме кривой тока. Так, при синусоидальной
форме тока полное смещение кривой относительно оси времени получа-
ется при /а, равном амплитудному значению переменной составляющей
Imax, т.е. /а = 1тах =\Z2ZCp.n-В этом случае Лсм «^2= 1,41 (рис.10,а).
Токи небаланса в реле дифференциальных защит имеют несийусои-
дальную форму, поэтому полное смещение кривой тока относительно
оси времени получается при меньших коэффициентах смещения. На-
пример, при форме кривой тока, изображенной на рис.10, б, коэффици-
ент смещения примерно равен 0,9.
24
Рис.11. Характеристики загрубпения дифференциальных реле с НТТ:
а - для реле РНТ-562, РНТ-563; А-А, Б-Б, В-В, Г—Г — при разных отпайках
короткозамкнутой обмотки; 0—0 — при разомкнутой короткозамкнутой об-
мотке; б - для реле РНТ-565, РНТ-566, РНТ-566/2, РНТ-567, РНТ-567/2
При заводских и лабораторных испытаниях реле РНТ зависимости
относительного тока срабатывания /ср,Отн от коэффициента смещения
ксм снимаются путем одновременной подачи в первичную обмотку реле
переменного и постоянного тока, которым заменяют апериодическую
составляющую.
При заданном числе витков короткозамкнутой обмотки и неизмен-
ном постоянном токе постепенно увеличивают переменный синусоидаль-
ный ток до срабатывания реле. Затем изменяют постоянный ток, опыт
повторяют и т.д. Полученные точки наносят на график и по ним строят
кривую загрубления реле при определенном числе витков wK. При
большем числе витков wK у реле старых модификаций или меньших
7?к у реле новых модификаций кривая располагается выше, что указыва-
ет на более высокую степень загрубления реле. Кривые строятся в от-
носительных единицах (рис.11).
По горизонтальной оси графика отложены коэффициенты смещения
&см = ЛДср.п, по вертикальной оси — относительные токи срабатывания
Лр.отн = 4р.п/4р sin- При отсутствии апериодической составляющей
отношение Icp.n/Icp sin = 1, что соответствует начальной точке всех
кривых.
Характеристики загрубления реле, снятые указанным выше способом,
достаточно точно характеризуют поведение реле в первые моменты КЗ
в зоне дифференциальной защиты, когда в реле одновременно с синусои-
дальными токами повреждения проходит апериодическая составляющая
тока.
Однако для условий внешних КЗ и включений силовых трансформа-
торов под напряжение приведенная выше методика дает только прибли-
25
Рис. 12. Принципиальные схемы включения реле РНТ в дифференциальную защиту
трансформаторов:
а — включение РНТ-562; б - то же РНТ-563
женную картину поведения реле, так как в этих случаях в токовых
цепях защиты циркулируют несинусоидальные токи. Поэтому при но-
вом включении в программу проверки дифференциальных защит транс-
форматоров и автотрансформаторов вносится пункт по опытному опре-
делению надежности отстройки реле РНТ от бросков намагничивающего
тока (см. § 8,е).
Компенсация неравенства МДС, возникающих под действием вто-
ричных токов в плечах дифференциальной защиты, достигается специ-
альным включением первичных обмоток реле РНТ.
На рис.12, а показана упрощенная схема включения реле РНТ-562
(РНТ-565) в одну фазу токовых цепей дифференциальной защиты
26
двухобмоточного трансформатора. Одна из трех первичных обмоток
wp (рабочая) включается в дифференциальную цепь защиты, по ко-
торой проходит разность токов 1\ и/£. Первичные обмотки wjyp и wuyp
(уравнительные) используются специально для компенсации неравенства
МДС, обусловленных токами, поступающими от каждого плеча защиты.
В схеме защиты двухобмоточного трансформатора достаточно исполь-
зовать одну уравнительную обмотку wjyp. Как правило, непосредствен-
но к рабочей обмотке подключают цепи трансформаторов тока той сто-
роны, где вторичный ток больше, а к уравнительной обмотке — от
трасформаторов тока с меньшим вторичным током. Число витков и
взаимная полярность уравнительной и рабочей обмоток выбираются из
следующих соображений.
Чтобы при внешнем КЗ или под нагрузкой ток в исполнительном
реле отсутствовал, ЭДС на wBT должна быть равна нулю. Данное усло-
вие выполняется только в том случае, если сумма всех потоков в маг-
нитопроводе равна нулю. Магнитные потоки создаются током/г, кото-
рый проходит по обмоткам wiyp и wp, а также током/1, который про-
ходит по обмотке wp.
Чтобы результирующий магнитный поток равнялся нулю, необходимо
потоки, создаваемые токами _/J и/2, сделать одинаковыми по значению
и противоположными по направлению. Поскольку величина магнитного
потока пропорциональна МДС, равенство Ф1 = Ф2 можно выразить че-
рез токи и витки
+/2^р = />р.
Число витков рабочей обмотки определяется по выражению
Wp ” ^cp/^Icpj
где Fcp — МДС срабатывания реле (величина для данного типа реле
постоянная, известная из его паспорта); 1'ср - вторичный ток сраба-
тывания защиты (ток в первичных обмотках НТТ, при котором реле
срабатывает), отнесенный к расчетной стороне защищаемого трансфор-
матора.
При известном числе витков рабочей обмотки легко найти необхо-
димое число витков уравнительной обмотки:
(z'l - Z2)Wp
wIyp= ------Р------•
12
Взаимная полярность уравнительной и рабочей обмоток должна
быть такой, чтобы направление результирующего потока от тока /'j в
рабочей обмотке было противоположно направлению потока от тока
/2 в рабочей и уравнительной обмотках (на рис. 12 полярности обмоток
27
отмечены точками). В рабочей обмотке РНТ-562 и РНТ-565 проходит
алгебраическая сумма токов, поступающих от всех плеч дифференци-
альной защиты. Магнитный поток, возникающий при внешнем корот-
ком замыкании или в нормальном режиме от тока/р, уравновешивается
магнитными потоками уравнительных обмоток.
При КЗ в защищаемой зоне магнитные потоки рабочей и уравни-
тельных обмоток суммируются, обеспечивая надежное действие реле.
Рабочая обмотка реле РНТ-562, РНТ-565, включаемая в дифференци-
альную цепь защиты, мало влияет на загрузку трансформаторов тока,
так как при внешнем КЗ и в нормальном режиме по ней проходит раз-
ность токов, проходящих в плечах защиты, Ip —/г- Уравнительные
обмотки, которые включаются в плечи защиты, обтекаемые полным
током внешнего короткого замыкания (или нормального режима),
являются дополнительной нагрузкой на трансформаторы тока. По-
этому при расчете необходимо учитывать полные сопротивления урав-
нительных обмоток.
Реле РНТ-563, РНТ-564, РНТ-566, РНТ-567 не имеют специальной
обмотки, включаемой в дифференциальную цепь защиты;
На рис.12, б показан пример принципиальной схемы включения
первичных обмоток таких реле в токовые цепи защиты. Полярности
и числа витков обмоток выбираются из такого расчета, чтобы при внеш-
нем коротком замыкании и в нормальном режиме сумма магнитных
потоков, создаваемых токами обмоток wjp, vvjip, wjjjp, равнялась
нулю.
При повреждении в защищаемой зоне магнитные потоки, обуслов-
ленные МДС первичных обмоток, суммируются и обеспечивают сраба-
тывание реле. Реле с несколькими рабочими обмотками применяются,
в частности, в следующих случаях: 1) при использовании трансформа-
торов тока с различными номинальными вторичными токами 5 и 1 А,
2) при использовании в защите установки одного напряжения (диф-
ференциальная защита шин) трансформаторов тока с разными коэф-
фициентами трансформации, например 1500/1 и 750/1.
В этих случаях значения токов, поступающих от разных плеч защи-
ты, сильно отличаются друг от друга. Реле с независимыми рабочими
обмотками оказываются конструктивно более целесообразными по
сравнению с реле, в котором токи суммируются в дифференциальной
обмотке, а небаланс компенсируется за счет магнитных потоков урав-
нительных обмоток.
Реле РИТМ, представляющее собой модернизированный вариант
реле РНТ, обеспечивает повышенную чувствительность дифференци-
альных токовых защит к внутренним КЗ. Если в большинстве случа-
ев ток срабатывания дифференциальных защит, выполненных с по-
мощью реле РНТ, составляет 1,3—1,7 номинального тока защищаемого
присоединения (см. § 6), то реле РНТМ позволяют иметь уставку по-
рядка (0,3-0,5) /ном.
28
Рис. 13. Структурная схема реле РНТМ
Благодаря несинусоидальности токов небаланса в переходном и
установившемся режимах внешнего КЗ и при бросках намагничива-
ющего тока удалось сконструировать специальное полупроводниковое
устройство, автоматически увеличивающее при несинусоидальной фор-
ме тока в реле ток срабатывания реле в требуемое число раз [7]. При
внутренних КЗ, когда ток в реле близок к синусоидальному, устройство
не срабатывает и реле не загрубляется.
Полупроводниковое устройство, которым комплектуется модер-
низированное реле РНТ, состоит из устройства детектирования фор-
мы дифференциального тока, канала загрубления по току плеча и по-
лупроводникового ключа. Структурная схема реле РНТМ показана на
рис.13.
Входным элементом по отношению к устройству детектирования
формы дифференциального тока (позиция 8) является трансформатор
TAV, первичная обмотка которого включена в короткозамкнутую
цепь НТТ', при этом ток в короткозамкнутой цепи в требуемом для
-эффективной работы устройства детектирования диапазоне пропор-
ционален дифференциальному току.
Вторичная обмотка трансформатора 7L4 V через схему расщепления 1,
выпрямительный мост 2, корректирующий элемент 3, инерционный эле-
мент 4, схему сравнения 5 и расширитель импульсов 6 подключена к
полупроводниковому ключу 7.
При возникновении пауз в дифференциальном токе во вторичном
напряжении трансформатора 7L4K появляются интервалы времени,
в которые напряжение U2 на выходе инерционного элемента 4 превы-
шает напряжение иг на выходе корректирующего элемента 3. При
этом на выходе схемы сравнения 5 появляется импульс напряжения
29
U3, который сглаживается расширителем импульсов 6 и преобразуется
в постоянное напряжение U4, поступающее на вход полупроводникового
ключа (симистора) 7. При этом ключ открывается и подключает парал-
лельно исполнительному органу КА регулируемый резистор R^, что
приводит к загрублению реле.
При отсутствии пауз в дифференциальном токе, что соответствует
протеканию синусоидального тока при КЗ в защищаемой зоне, устрой-
ство детектирования формы дифференциального тока не срабатывает.
При синусоидальном токе напряжение Ui больше напряжения U2 (Ut =»
» 1,2С72). В этом случае напряжение 1/3 на выходе схемы сравнения
равно нулю, полупроводниковый ключ не включается, и загрубления
реле не происходит.
В дифференциальных защитах некоторых видов оборудования, та-
ких, как, например, понижающие трансформаторы с устройством ре-
гулирования напряжения под нагрузкой (РПН), возможно протека-
ние значительных синусоидальных токов небаланса при внешних КЗ,
когда устройство детектирования формы дифференциального тока
не действует. Для предотвращения излишнего срабатывания диффе-
ренциальной защиты в устройство дополнительно введен гак назы-
ваемый канал загрубления по току плеча, состоящий из промежуточно-
го трансформатора тока 7L4, переменного резистора Д11, выпрямитель-
ного моста 9, сглаживающего фильтра 10, порогового устройства 11.
При превышении током плеча максимального значения тока нагрузки
защищаемого присоединения срабатывает пороговое устройство 11 и
на вход полупроводникового ключа 7 поступает сигнал, что приводит
к открытию ключа и, как следствие, загрублению реле.
Таким образом, реле РНТМ имеет два тока срабатывания: низший
ток срабатывания Icp j — при КЗ в защищаемой зоне, когда полупровод-
никовое устройство не срабатывает, и высший ток срабатывания /ср2 —
при прохождении токов небаланса в режиме внешнего КЗ и при брос-
ках намагничивающего тока, когда полупроводниковое устройство
срабатывает.
Кратность изменения тока срабатывания характеризуется коэффи-
циентом изменения тока срабатывания:
^и.ср — АзртДср!"
Для дифференциальных защит с реле РНТ, уже находящихся в экс-
плуатации, разработано автономное устройство для детектирования
искажения формы дифференциального тока, принцип действия которого
аналогичен принципу действия устройства в реле РНТМ [7].
Конструктивно реле всех перечисленных выше типов выполнены
одинаково. Насыщающийся трансформатор тока, исполнительное токо-
вое реле, пластмассовые контактные колодки (рис.14), а у реле РНТМ
и специальное полупроводниковое устройство установлены на металли-
30

Рис.14. Общий вид реле РНТ:
а - РНТ-565 - РНТ-567 (со снятой штепсельной колодкой), исполнение с зад-
ним присоединением; б — РНТ-562, исполнение с передним присоединением;
в - насыщающийся трансформатор тока
ческом цоколе 1 и закрываются застекленным кожухом 2. На среднем
стержне магнитопровода 12 расположена катушка 3, содержащая:
у реле РНТ-563, РНТ-566 — три независимые, а у реле РНТ-563/2,
РНТ-564, РНТ-566/2, РНТ-567, РНТ-567/2 - две независимые рабочие
обмотки, а также секцию короткозамкнутой обмотки;
у реле РНТ-562, РНТ-565 — рабочую и две уравнительные обмотки,
а также секцию короткозамкнутой обмотки.
31
Рис.15. Основные размеры реле РНТ:
а - переднее присоединение; б — заднее присоединение
Тип реле	Расстояние между центрами крайних шпилек А, мм	Резьба шпилек	
		контактных Б	крепящих В
РНТ-563 - РНТ-567	14x3	М4	Мб
РНТ-562 - РНТ-564	16 ХЗ	М5	Мб
На правом стержне расположена катушка 4 с секцией коротко-
замкнутой обмотки, на левом — катушка 5 со вторичной обмоткой.
Первичные обмотки (рабочие и уравнительные) имеют отпайки для из-
менения числа включенных витков, что производится установкой штеп-
сельных винтов в соответствующие гнезда на пластинках 6, цифры
около которых указывают число включаемых витков рабочих или урав-
нительных обмоток.
32
Рис.16. Разметка отверстий для установки и кре-
пления реле РНТ:
а - переднее присоединение; б - заднее
присоединение
Короткозамкнутые обмотки реле РНТ-
562 - РНТ-564 также имеют отпайки для
изменения числа включенных витков, вы-
веденные на металлическую пластинку 7.
Гнезда короткозамкнутых обмоток обозначены буквами. Минимальное
число короткозамкнутых витков получается при установке штепсель-
ных винтов в гнезда Л—Л, максимальное — при установке в гнезда/1—F
(см. рис. 17,18).
Степень отстройки от переходных токов посредством короткозам-
кнутой обмотки реле РНТ-565 — РНТ-567 регулируется изменением
сопротивления RK, включенного последовательно в цепь короткозам-
кнутой обмотки. При полностью введенном сопротивлении RK полу-
чается наименьшее загрубление реле, с уменьшением RK отстройка от
действия апериодической составляющей первичного тока улучшается.
В качестве исполнительного органа в реле типов РНТ-565 — РНТ-567
применено реле РТ-40, в реле типов РНТ-562 — РНТ-564 — реле ЭТ-521.
Принцип действия, описание конструкции, а также рекомендации по
регулировке и наладке реле РТ-40 изложены в [6,9].
На шкале реле РТ-40 (ЭТ-521) нанесена черта, соответствующая
нормальному положению указателя уставки — такому его положению,
при котором при правильной регулировке исполнительного органа ток
срабатывания получается следующий, А:
Реле РТ-40
Реле ЭТ-521
.............................0,17-0,16
.............................0,222-0,225
Для замера тока в исполнительном органе во всех типах реле РНТ
цепь его обмотки выведена на колки 11—12 (рис.15), между которыми
установлена съемная перемычка. Параллельно обмотке исполнительного
органа реле РНТ-564 — РНТ-567 включено сопротивление Дш, с помощью
которого можно в небольших пределах регулировать МДС срабатывания.
Реле РНТ всех типов могут применяться в схемах как с передним,
так и с задним присоединением внешних проводов. Детали для перед-
него или заднего присоединения проводов (по требованию заказчика)
поставляются заводом-изготовителем комплектно с реле. Доступ к
зажимам 10-12 в схемах с передним присоединением проводов воз-
можен только с внутренней стороны реле. Основные размеры реле РНТ
показаны на рис.15, разметка отверстий в панели для установки и креп-
ления реле РНТ — на рис.16.
33
3-6730
5.	ИСПОЛНЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ
РЕЛЕ РНТ РАЗНЫХ ТИПОВ
Реле РНТ-562 и РНТ-565 предназначены для дифференциальной заши-
ты двух- и трехобмоточных силовых трансформаторов, генераторов,
мощных шунтирующих реакторов (с отбором и без отбора мощности
на промежуточном напряжении) и могут применяться для дифферен-
циальной защиты шин. Первичные обмотки реле выполнены примени-
тельно к трансформаторам тока с номинальным вторичным током 5 А.
Отличие реле РНТ-565 (выпускается с 1965 г.) от реле РНТ-562 зак-
лючается в применении исполнительного органа РТ-40 и в способе от-
стройки реле от переходных токов (у РНТ-562 регулируется число
витков короткозамкнутой обмотки отпайками’, у РНТ-565 изменяется
Дк). Кроме того, у РНТ-565 в несколько более широких пределах и
более точно регулируется ток срабатывания и степень выравнивания
токов в плечах защиты, что определяется большей МДС срабатывания
Fcp и большим числом отпаек у первичных обмоток.
Магнитодвижущая сила срабатывания, определенная заводом-изго-
товителем, равна, А:
Реле РНТ-565 .........................100±5
Реле РНТ-562 .........................60±4
У РНТ-565 МДС срабатывания при необходимости может быть из-
менена в некоторых пределах регулировкой Аш. Широкого распро-
странения в эксплуатации указанный способ, однако, не получил.
Схемы реле позволяют производить ступенчатую регулировку токов
срабатывания в следующих пределах.
1.	При использовании в защитах трехобмоточных трансформаторов,
когда для настройки уставки используется только рабочая обмотка:
Реле РНТ-565 ............2,87-12,5 А (при Fq, = 100 А)
Реле РНТ-562 .............3	12 А (при Fcp = 60 А)
2.	При использовании реле в защитах двухобмоточных трансфор-
маторов, генераторов, реакторов, сборных шин дополнительно для
настройки уставок без переделки внутренней схемы реле может быть
использована свободная уравнительная обмотка. В этом случае пределы
токов срабатывания следующие, А:
Реле РНТ-565 .............1,45-12,5 (при = 100 А)
Реле РНТ-562 .............1,5-12 (при F^ = 60 А)
Характеристики загрубления реле показаны на рис.11.
Включение реле РНТ с разомкнутой короткозамкнутой обмоткой,
как правило, не рекомендуется. Однако в отдельных случаях, напри-
мер в защитах генераторов и синхронных компенсаторов, когда число
витков рабочих обмоток недостаточно для настройки заданного тока
срабатывания защиты на реле РНТ-562, можно дополнительно использо-
34
Таблица 1
Обмотка	Полное число витков		Марка, диаметр провода, мм	
	РНТ-562	РНТ-565	РНТ-562	РНТ-565
"р wlyp- wHyp	20 19 каждая	35 34 каждая	ПБД-1,56	ПСД-1,56
	48	110	ПБД-1	ПЛД-0,8
«'к	28 отпайки 3, 8, 16	100	ПБД-1,45	ПЭВ-2/0,8
	56 отпайки 6, 16, 32	200	ПБД-1,45	ПЛД-0,8
Исполнительный орган	2 х 500 (ЭТ-520)	2 х 750 (РТ-40)	ПЭВ-2/0,35	ПЭВ-2/0,2
вать витки iv^, расположенные, как и рабочая обмотка, на среднем
стержне магнитопровода. Витки w'K включаются последовательно со-
гласно с витками рабочей обмотки. При этом важно помнить, что при
разомкнутой короткозамкнутой обмотке МДС срабатывания РНТ-562
снижается с 60 до 48—53 А. Коэффициент надежности реле при токе в
первичной обмотке, равном 5/ср, не менее 1,35, а при токе 2/ср — не
менее 1,2.
Рабочие и уравнительные обмотки реле РНТ-562 и РНТ-565 длительно
выдерживают ток 10 А в нормальном режиме работы, когда одновре-
менно обтекаются током все первичные обмотки, а суммарный магнит-
ный поток в сердечнике промежуточного трансформатора тока, создава-
емый этими обмотками, равен нулю. Реле имеют один замыкающий
контакт. Обмоточные данные РНТ-562 и РНТ-565 приведены в табл.1.
Число витков на промежуточных отпайках указано в схемах внутрен-
них соединений реле на рис. 17.
Реле типов РНТ-563, РНТ-563/2, РНТ-566, РНТ-566/2 предназначены
для дифференциальной защиты силовых трансформаторов при исполь-
зовании в схеме трансформаторов тока с разными номинальными вто-
ричными токами.
У реле РНТ-563 и РНТ-566 две рабочие обмотки рассчитаны на номи-
нальный ток 1 А, третья обмотка — на ток 5 А. Наличие трех первичных
обмоток позволяет использовать эти реле в защитах трехобмоточных
трансформаторов.
Реле типов РНТ-563/2 и РНТ-566/2 применяются для защиты двух-
обмоточных трансформаторов, поскольку у них только по две пер-
вичные обмотки. Одна рабочая обмотка рассчитана на номинальный
ток 1 А, вторая — на ток 5 А. Реле типов РНТ-563 и РНТ-563/2 — реле
старого типа, РНТ-566 и РНТ-566/2 выпускаются с 1965 г. Первая группа
реле отличается от реле серии РНТ-566 типом исполнительного органа
35
а)
Рис 17. Схемы внутренних соединений реле:
а - РНТ-562; б - РНТ-565
(ЭТ-520 — у реле РНТ-563 и РТ-40 — у реле РНТ-566), способом отстрой-
ки от токов небаланса при переходных процессах (у реле РНТ-563 — от-
пайками короткозамкнутой обмотки, у РНТ-566 — сопротивлением
Як), обмоточными данными.
36
Таблица 2
рабочая обмот- ка	Ток срабатывания, А			
	РНТ-563 при Fcp = 60A	РНТ-566 при Fcp = 100 А	РНТ-563/2 при Fcp =60 А	РНТ-566/2 при Fcp = 100A
wIr>	0,33-2	0,34-2	0,33-2	0,34-2
vvHp	0,66-4	0,625-4	4,6-30	4,35-33,3
wIIIp	4,6-30	2,57-20	—	—
Таблица 3
Тип реле	Ток термической стойкости, А				
	при включении всех витков обмотки			при включении части витков, выполненных проводом боль- шего диаметра	
	I	II	III	t	fft Wj И Wj	и>2 И и>2
РНТ-563	0,7	1,4	10	3	5
РНТ-566	0,7	1,5	7	1,8	3,5
РНТ-563/2	2	15	—	5	18
РНТ-566/2	2	15	—	—	-
Магнитодвижущая сила срабатывания по заводским данным следу-
ющая, А:
Реле РНТ-563, РНТ-563/2 .............. 60±4
Реле РНТ-566, РНТ-566/2 ............. 100±5
На реле РНТ-566, РНТ-566/2 намагничивающая сила в некоторых
пределах регулируется сопротивлением
Пределы ступенчатой регулировки токов срабатывания указаны в
табл.2. Коэффициент надежности реле при токе в первичной обмотке,
равном 5/ср, — не менее 1,35, при токе 2/ср — не менее 1,2. Термическая
стойкость рабочих обмоток реле при длительном прохождении по ним
тока в нормальном режиме при равновесии МДС (магнитный поток в сер-
дечнике трансформатора отсутствует) указана в табл.З. Реле имеют
один замыкающий контакт.
Обмоточные даннные приведены в табл .4. Число витков на проме-
жуточных отпайках показано в схемах внутренних соединений реле
на рис.18.
Реле РНТ-564, РНТ-567, РНТ-567/2 предназначены для дифференциаль-
ной защиты шин и имеют по две первичные рабочие обмотки. У реле
РНТ-564 и РНТ-567 обе первичные обмотки выполнены применительно
к трансформаторам тока с номинальным вторичным током 5 А, у реле
РНТ-567/2 — с током 1 А.
37
Таблица 4
Число витков обмотки
Тип реле	"’1р	>v'i		ПГ »'Т	,vI!p	Г И’2	И’2	tn И’2	,vlllp	w'3	w"	и’вт
РНТ-563	182	24	128	30	91	12	48	31	13	2	11	48
РНТ-566	295	35	210	50	161	24	84	53	39	6	33	ПО
РНТ-563/2	182		—	—	13	—	—	—	—	—	—	48
РНТ-566/2	295	35	260	—	23	2	21	—	—	—	—	110
Тип реле	Число витков обмотки		Марка, диаметр провода, мм		
	»VK	»vK	I рабочая		
			»V1	п Wl	нг
РНТ 563	15(2,5, 9)	30(4, 10, 18)	ПЭВ-2/1	ПЭВ-2/0.8	ПЭВ-2/1
РНТ 566	100	200	ПЭТВ-0,8	ПЭТВ-0,59	ПЭТВ-0,8
РНТ-563/2	15 (2, 5, 9)	30(4, 10, 18)	ПБД-1,16	ПБД-1,16	ПБД-1,16
РНТ-566/2	100	200	ПЭТВ-0,86	ПЭТВ-0,86	—
Марка, диаметр провода, мм
Тип реле	II рабочая			III рабочая		
	IV2	н W2	ttf W2	1V3	п IV3	wBT
РНТ-563	ПБД-1,25	П БД 0.8	ПЭВ-1,25	ПБД-1,81	ПБД-1,81	П БД-1,0
РНТ-566	ПЭТВ-0,93	ПЭТВ-0,59	ПЭТВ-0,93	ПЛД-1,08	ПЛД-1,08	ПЛД-0,8
РНТ-563/2	ПБД-2,26	ПБД-2,26	ПБД-2,26	—	—	ПБ Д-0,8
РНТ-566/2	ПСД-1,68	ПСД-1,68	—	—	—	ПЛД-0,8
Тип реле	Марка, диаметр провода, мм		Исполнительный орган		
	>v'K	н ”'к	Тип	Число вит- ков	Марка, диаметр провода, мм
РНТ-563	ПБД-1,81	ПБД-1,81	ЭТ-520	2x500	ПЭВ-2/0,35
РНТ-566	ПЭТВ-0,8	ПЛД-0,8	РТ-40	2x750	ПЭВ-2/0,2
РНТ-563/2	ПЭТВ-0,8	ПБД-1,81	ЭТ-520	2x500	ПЭВ-2/0,35
РНТ-566/2	ПЭТВ-0,8	ПЛД-0,8	РТ-40	2x750	ПЭВ-2/0,2
Реле РНТ-567, РНТ-567/2 имеют исполнительный орган РТ-40, и сопро-
тивлением RK производится плавная регулировка в цепи короткозам-
кнутой обмотки. Реле РНТ-564 имеет в качестве исполнительного органа
реле ЭТ-520 и ступенчатую регулировку витков короткозамкнутой об-
мотки.
38
Магнитодвижущая сила срабатывания следующая, А:
Реле РНТ-564 ................................100±3
Реле РНТ-567, РНТ-567/2 .....................100±5
Реле всех типов имеют регулировку МДС срабатывания (в неболь-
ших пределах) посредством переменного сопротивления Аш.
Пределы ступенчатой регулировки токов срабатывания при Fcp ~
=100 А приведены ниже.
У реле РНТ-564 — при включении I рабочей обмотки от 4,16 до 20 А;
при включении II рабочей обмотки от 5,3 до 100 А.
У реле РНТ-567 — при включении I и II рабочих обмоток от 5,26 до
100 А.
У реле РНТ-567/2 — при включении I или II рабочей обмотки от 1,05
до 20 А.
Таблица 5
Число витков обмотки
Тип реле	I рабочая			II рабочая			wBT	н’к	It WK
	wIp	Г	ft	wIIp	w2	ft w2			
РНТ-564	24	20	4	19	15	4	125	28	56
							отвод до 48	3, 8, 16	6, 16, 32
РНТ-567	19	4	15	19	4	15	110	100	200
РНТ-567/2	95	20	75	95	20	75	110	100	200
Тип реле	Марка и диаметр провода обмоток, мм				
	I рабочая		II рабочая		wBT
	w'i	н W1		w"	
РНТ-564	ПСД-1,81	ПСД-1,81	ПСД-2,26	ПСД-2,26	ПБД-1 .
РНТ-567	ПСД-2,26	ПСД-2,26	ПСД-2,26	ПСД-2,26	ПЛД-0,8
РНТ-567/2	ПСД-1	ПСД-1	ПСД-1	ПСД-1	ПЛД-0,8
Тип реле	Марка и диаметр провода обмоток, мм		Исполнительный орган		
	WK	ft WK	Тип	Число витков	Марка, диаметр провода, мм
РНТ-564	ПБД-1,45	ПБД-1,45	ЭТ-520	2x500	ПЭВ-2/0,35
РНТ-567	ПЭТВ-0,8	ПЛД-0,8	РТ-40	2x750	ПЭВ-2/0,2
РНТ-567/2	ПЭТВ-0,8	ПЛД-0,8	РТ-40	2x750	ПЭВ-2/0,2
39
Коэффициент надежности при токе 51ср — не менее 1,35; при токе
2/ср — не менее 1,2.
Длительная термическая стойкость первичных обмоток при вклю-
чении любого числа витков (в том числе и полного) в нормальном ре-
жиме работы следующая:
Реле РНТ-564 ...................12 А (I обмотка)
20 А (II обмотка)
Реле РНТ-567.....................20 А
Реле РНТ-567/2 .................. 4 А
Реле имеют один замыкающий и один размыкающий контакты. Об-
моточные данные реле приведены в табл.5. Число витков на промежу-
точных отпайках у реле РНТ-564 и РНТ-567 показано в схемах внут-
ренних соединений этих реле на рис. 19.
Рис. 18. Схемы внутренних соеди
а - РНТ-563; б- РНТ-563/2;
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с индуктив-
ной нагрузкой, постоянная времени которой не превышает 0,005 с,
равна:
Реле ЭТ-520 .......50 Вт при напряжении до 220 В
и токе до 2 А
Реле РТ-40 ........60 Вт при напряжении 250 В
и токе до 2 А
О 7 14 21 28 35 260218176134 92 50
О 4 8 12 16 20 24 13710981 53 25
0123456	33 26 19 12 5	КА
О 7 14 21 28 35 260 218176134 92 50
012	21 16 15 12 9 6 3	КА

нений реле:
в - РНТ-566; г - РНТ-566/2
Рис 19. Схемы внутренних соединений реле:
а - РНТ-564; б - РНТ-567, в - РНТ-567/2
42
Время действия реле РНТ всех типов при первичном токе, равном
трехкратному току срабатывания и не содержащем апериодической
составляющей, равно 0,035—0,04 с.
Реле РНТМ предназначены для дифференциальной защиты силовых
трансформаторов, генераторов, мощных электродвигателей и сборных
шин. Отличает реле РНТМ от всех типов реле РНТ, как показано в § 4,
повышенная чувствительность к КЗ в зоне действия дифференциаль-
ной защиты. Устройство и действие полупроводниковой приставки,
состоящей из блока детектирования канала загрубления по току плеча
и электронного ключа, рассмотрим на примере реле РНТМ-565, схема
которого приведена на рис.20.
Первичная обмотка трансреактора 714 V, являющегося входным
устройством детектирования, включена в короткозамкнутую цепь
(и»к - и»") реле РНТ.
Вторичная обмотка трансреактора TAV через схему расщепления
(конденсаторы Cl, С2 и резисторы Rl, R2), выпрямительный мост
VS1, корректирующий элемент (конденсатор СЗ, резистор R3), инер-
ционный элемент (конденсатор С4, диод VD3 и резистор R4), схему
сравнения (транзистор VT1, диод VD4, резисторы R5, R6) и расшири-
тель импульсов (транзистор VT2, диод VD5, конденсатор С5 и резисторы
R7 — R9) подключена к полупроводниковому ключу. Полупроводни-
ковый ключ состоит из транзистора VT3, симистора VD7, выпрямитель-
ного моста К52, конденсатора Сб, диодов VD6, VD12 и резистора
R10.
Транзистор VT2 и резисторы R7 — R9 предназначены для уменьше-
ния постоянной времени цепи разряда конденсатора С5 расширителя
импульсов при UA > U4cp, где t/4cp — напряжение на конденсаторе С5
в условиях срабатывания устройства детектирования. При напряжении
UA < 1/4Ср транзистор К712 закрыт, так как напряжение на резисторе R8
недостаточно для его отпирания, и постоянные времени цепей заряда и
разряда конденсатора С5 велики. Поэтому напряжение расширителя им-
пульсов имеет сглаженную форму. Уменьшение постоянной времени
цепи разряда расширителя импульсов при t/4 > TZ4cp позволяет исклю-
чить задержку на возврат устройства детектирования после исчезно-
вения искажения формы дифференциального тока или при искажении,
находящемся за порогом чувствительности, который определяется
параметрами корректирующего элемента.
Работа устройства детектирования в режимах КЗ в зоне и вне зоны
действия дифференциальной защиты, а также при бросках тока намаг-
ничивания показана на рис.21. При КЗ в зоне этому соответствует си-
нусоидальная форма тока (рис.21, а), напряжения Ux и U2 имеют сгла-
женную форму; при этом Ux > U2 на величину падения напряжения
на диодах VD3 и VD4. Напряжение на переходе эмиттер—база транзи-
43
Рис.20. Принципиальная схема реле РНТМ-565
стора VT1 имеет обратную полярность, транзистор VT1 постоянно за-
крыт, и устройство детектирования не срабатывает.
При бросках намагничивающего тока и при внешних КЗ процессы,
протекающие в устройстве детектирования, характерны тем, что напря-
жение U2 (см. рис.20) в определенные интервалы времени превышает
напряжение l/i. На временной диаграмме рис.21, б, поясняющей прин-
цип действия РНТМ в условиях броска намагничивающего тока, когда в
дифференциальном токе и, соответственно, во вторичном напряжении
трансреактора 714 V возникают паузы, в течение одного периода промыш-
ленной частоты можно выделить следующие интервалы.
С момента времени tt начинается заряд конденсаторов СЗ и С4 кор-
ректирующего и инерционного элементов; на отрезке — Т3 транзи-
стор VT1 закрыт, и устройство детектирования не срабатывает.
В момент времени т2 с появлением паузы во вторичном напряжении
трансреактора ТИК начинается разряд конденсатора СЗ через резистор
R5 и конденсатора С4 через резистор R.4\ до момента времени Т3 на-
пряжение на переходе эмиттер — база транзистора VT1 отрицательно,
транзистор закрыт, и устройство детектирования не работает.
44
В момент времени t3 напряжение U2 Ui, транзистор VT1 открыва-
ется и на резисторе R6 формируется импульс напряжения U3, который
сглаживается расширителем импульсов (напряжение С/4) и поступает
на вход полупроводникового ключа (переход эмиттер — база тран-
зистора VT3). Симистор VD7 полупроводникового ключа открыва-
ется и подключает параллельно исполнительному органу КА регули-
руемый резистор Лщ, что приводит к загрублению реле РНТМ. Сте-
пень загрубления изменяется резистором Кш. Разряд конденсатора
СЗ будет происходить до конца паузы (момент t4), разряд конденсатора
С4 прекратится при U2 (момент г5).
Устройство детектирования срабатывает, загрубляя реле РНТМ, и в
режиме, как указывалось, внешнего КЗ. При этом процессы в устрой-
стве (рис.21, в) и работа отдельных его узлов аналогичны тем, которые
происходят в реле при броске намагничивающего тока (см. выше).
В дифференциальной защите трансформаторов с регулированием
напряжения под нагрузкой, оснащенных устройствами РПН, где воз-
можно протекание значительных синусоидальных токов небаланса,
в схему вводится канал загрубления по току плеча, состоящий (см.
рис.20) из промежуточного трансформатора тока ТА, переменного ре-
зистора R11, выпрямительного моста VS3, конденсатора С7, стабили-
трона VD11K резисторов R12 mR13.
Для получения эффекта загрубления первичная обмотка проме-
жуточного трансформатора тока ТА, уравнительная Wiyp и рабочая wp
обмотки трансформатора НТТ включаются в плечо защиты защищаемого
45
силового трансформатора (у понижающего двухобмоточного транс-
форматора — со стороны НН).
В тех случаях, когда ток плеча превышает максимальное значение
тока нагрузки защищаемого трансформатора, выходное напряжение
канала загрубления, поступая на вход полупроводникового ключа,
обеспечивает его срабатывание и, как следствие, загрубление реле РНТМ.
При внутренних КЗ, например для указанного выше включения канала
загрубления в плечо защиты со стороны НН, выходное напряжение
канала равно нулю, что исключает в этом случае излишнее загрубление
реле РНТМ.
Порог срабатывания канала загрубления определяется стабилитроном
VD11, а ток срабатывания регулируется переменным резистором RU.
Стабилитроны VD1, VD2, VD8 — VD10 предназначены для защиты полу-
проводникового устройства от перенапряжений.
В дифференциальных защитах генераторов, блоков генератор —
трансформатор, электродвигателей, синхронных компенсаторов, где
погрешность выравнивания токов в плечах защиты не превышает 1 —2 %,
канал загрубления реле по току плеча в работу не вводится.
Работоспособность устройства детектирования и контроль установки
высшего и низшего токов срабатывания реле РНТМ обеспечивается
посредством накладки SX1. При установке накладки SX1 в положение
Проверка срабатывание устройства детектирования происходит даже
при подаче синусоидального тока. Реле РНТМ при этом загрубляется;
при помощи регулируемого резистора настраивается требуемый
высший ток срабатывания /ср2. При установке накладки SX1 в поло-
жение Работа устройство детектирования при синусоидальном токе не
срабатывает, и реле РНТМ не загрубляется. В положении накладки
SX1 Работа установкой штепсельных винтов в соответствующие гнезда
на переключающих колодках НТТ настраивается низший ток срабатыва-
ния/ср1.
Чебоксарским электроаппаратным заводом выпущена опытно-про-
мышленная партия реле РНТМ-565 с минимальным током срабатывания
(1,45 + 0,07) А; коэффициент £и ср может изменяться резистором Rш
в пределах от двух до пяти.
Рижский опытный завод ПО "Союзэнергоавтоматика” выпустил пар-
тию устройства детектирования искажения формы тока типа УБ (устрой-
ство бесконтактное), отличающегося от полупроводникового устройства
реле РНТМ тем, что УБ не содержит канала загрубления по току
плеча.
Согласно [8], рекомендуемой областью применения устройства УБ в
защитах с реле РНТ являются защиты трансформаторов, не имеющих ус-
тройств РПН, генераторов, мощных электродвигателей и сборных шин.
Во всех указанных случаях синусоидальные составляющие токов
небаланса обусловлены неточностью установки расчетного числа витков
на РНТ и не превышают 1—3 % тока реле.
46
Рис.22. Схема включения реле РНТ-565
с УБ в защите трансформатора блока
На рис.22 показана схема включения реле РНТ-565 с УБ (АСУ) в диф-
ференциальную защиту трансформатора блока генератор G — трансфор-
матор 77. В плечо трансформатора тока ТА1 для более точного вырав-
нивания вторичных токов включен повышающий автотрансформатор
тока TL с коэффициентом передачи Ktl = 5/IOtbTL 
6.	РАСЧЕТ УСТАВОК И ВЫБОР ЧИСЛА ВИТКОВ
ПЕРВИЧНЫХ ОБМОТОК РЕЛЕ РНТ
Выбор уставок реле РНТ, применяемых в схемах дифференциальных
защит, сводится к расчету тока срабатывания реле и определению числа
витков рабочих и уравнительных обмоток. Для определения тока сра-
батывания производится расчет первичного тока срабатывания защиты.
Во всех случаях первичный ток срабатывания защиты должен быть
47
больше максимального значения периодической составляющей тока
небаланса при внешних коротких замыканиях:
/с.з ~ ^и/цб.Р>	(О
где кн — коэффициент надежности; /нб.р — расчетный ток небаланса.
В ответственных случаях, когда ложное отключение защищаемой
электроустановки может привести к обесточению электроприемников,
ток срабатывания должен отстраиваться от максимального тока нагруз-
ки на случай обрыва в токовых цепях защиты:
/с.з ~ max:	(?)
где 7„ тах — первичный ток в сети при максимальной нагрузке.
Из двух расчетных значений тока /сэ, полученных по (6) и (7), в
качестве уставки принимается большее. Для определения расчетного
числа витков первичных обмоток реле РНТ необходимо знать токи
срабатывания реле /ср. Ток срабатывания реле определяется как пер-
вичный ток срабатывания защиты, приведенный к вторичной стороне
трансформаторов тока. При определении 1ср учитывается схема соеди-
нения вторичных обмоток трансформаторов тока.
При схеме соединения обмоток трансформаторов тока в звезду ток
срабатывания реле равен:
/ср = 4.3А/-	(8)
При схеме соединения обмоток в треугольник в обмотках реле про-
ходят токи в 1,73 (х/Т) раза большие фазных токов:
/ср = 1,734.3Д/,	(8а)
где 1,73 - коэффициент схемы.
Определение расчетных чисел витков первичных обмоток РНТ произ-
водится по-разному в зависимости от схемы включения реле РНТ в за-
щите генераторов, сборных шин, трансформаторов и показано ниже.
Поскольку расчетные числа витков в большинстве случаев не сов-
падают с действительными числами витков на отпайках реле, принимают
ближайшие (обычно ближайшие меньшие) числа витков, которые могут
быть установлены на реле. При этом действительный ток срабатывания
реле будет отличаться от расчетного и требуется повторный расчет тока
срабатывания с учетом действительного числа витков, установленного
на реле.
Из-за отличия установленного числа витков от расчетного получается,
кроме того, неполная компенсация разницы вторичных токов в плечах
дифференциальных защит трансформаторов и сборных шин. Небаланс
по этой причине также не должен превышать 5 % уставки срабатывания
реле. По окончании расчета уставок производится оценка чувствитель-
ности защиты в режиме, когда токи КЗ имеют наименьшие значени” 'w
нимальный режим).
48
Для дифференциальных защит коэффициент чувствительности кч > 2.
В режиме опробования, когда защищаемое оборудование (шины, транс-
форматор) включается под напряжение с одной стороны, допустимо
снижение коэффициента чувствительности до 1,5.
Применительно к реле РНТ коэффициент чувствительности определя-
ется отношением суммарной МДС при минимальном режиме к МДС сра-
батывания реле:
_ FKmin _
кч =------- > 2.
Fcp
Суммарная МДС в минимальном режиме равна:
Ркт1п	+ I2w2 + I3w3,
где/ь J2,I_3 — токи в первичных обмотках РНТ при КЗ в защищаемой
зоне (минимальный режим); w2, w3 — число включенных витков
первичных обмоток реле, обтекаемых током каждого плеча защиты.
Ток срабатывания продольной дифференциальной защиты генератора
выбирается по следующим условиям.
1.	По отстройке от наибольшего тока небаланса согласно (6). В этом
случае кн = 1,3.
Расчетный ток небаланса определяется погрешностью трансформато-
ров тока и рассчитывается по выражению
^нб.р = ОД^одн^к max г
где 1ктах — максимальный ток внешнего КЗ; Лодн — коэффициент
однотипности, принимаемый для защиты генератора равным 0,5.
2.	По отстройке от номинального тока генератора на случай обрыва в
токовых цепях защиты. Расчетным является (7). При этом кн = 1,3;
1ктах = Люм.г, гДе 4юм.г — номинальный первичный ток генератора.
Из двух токов срабатывания, полученных по (6) и (7), в качестве
расчетного принимается больший.
Расчетное число витков рабочей обмотки реле РНТ wpp определяется
по выражению
wp.p = ^ср/^ср>	(9)
где Fcp — МДС срабатывания реле РНТ; /ср — ток срабатывания реле,
определенный по (8).
Обычно в схемах дифференциальных защит генераторов применяют
реле РНТ-562 и РНТ-565, хотя принципиально возможно использование
реле РНТ и других типов. Схема включения реле в дифференциальной
защите генератора показана на рис. 23.
Дифференциальная защита шин (ДЗШ). Первичный ток срабатывания
пусковых и избирательных органов дифференциальной защиты шин вы-
49
4-6730
Рис.23 Схема включения реле РНТ в дифференциальной защите генератора
бирается по (6) и (7). При расчете /сз по условию отстройки от тока
небаланса ки = 1,5, а по условию отстройки от 1нтах при обрывах в то-
ковых цепях кн = 1,2.
Если трансформаторы тока всех присоединений имеют одинаковые
коэффициенты трансформации, число витков рабочих обмоток изби-
рательных и пусковых органов рассчитывается так же, как и в защите
генератора по (9). Схема включения реле РНТ не отличается от схемы,
показанной на рис.5. В тех случаях, когда в ДЗШ используются транс-
форматоры тока с разными коэффициентами трансформации, компен-
сацию неравенства вторичных токов приходится выполнять специаль-
ным включением нескольких рабочих обмоток на каждом РНТ.
На рис.24 показана схема включения избирательных и пусковых
органов в дифференциальной защите двойной системы шин. Плечи
токовых цепей с одинаковыми Kjсобираются между собой параллельно,
и каждая группа включается на отдельную рабочую обмотку реле РНТ.
На схеме токовые цепи всех присоединений с к[Г включены на первые
рабочие обмотки избирательных и пускового органов, а цепи присое-
динений с Kj2 — на вторые рабочие обмотки.
Чтобы в режиме нагрузки или внешнего КЗ токи в исполнительных
реле отсутствовали, полярность включения и число витков рабочих об-
моток должны отвечать следующим условиям:
7tWl - I2W-2 = О ИЛИ lyWi = Z2w2.
Число витков рабочих обмоток определяется по известным МДС и
первичному току срабатывания реле, приведенному ко вторичной сто-
50
— I
Рис.24. Схема включения реле РНТ в дифференциальной защите шин-
I, II — индивидуальные комплекты I и II систем шин соответственно; III -
обший комплект пусковых реле
роне трансформаторов тока:
wlp ~ ^Ср/Лср> гДе^1Ср = 4.з/^Л>
w2p = ^Ср/Лср, ГДе ^2 ср = ^С.з/^/2-
Здесь /1Ср и /2ср — токи срабатывания реле для первой и второй
групп трансформаторов тока соответственно.
Выражая числа витков через первичные токи срабатывания защиты
и преобразуя уравнения, получаем:
^Ср^Л	^ср^/2
^,р =—; w2p =—Д--------------;
^с.з	Л.з
.	_	^Ср^Л	ср % 12
1с.з	—> ‘с.з----------,
Wlp	W2p
51
откуда следует равенство
F ср К11 _ ^"ср^12
wlp	W2p
или
W1D
—(10)
w2p	К12
Числа витков рабочих обмоток при известном /с 3 рассчитываются
в следующем порядке.
1	Определяется расчетное число витков первой (или второй) рабочей
обмотки
wip =—---
7С.З
2.	Выбирается ближайшее меньшее число витков, которое можно
установить на реле WiycT.
3.	Рассчитывается действительный ток срабатывания защиты с учетом
того, что и>1УСТ отличается от wlp:
г	_ рсркп
^с.з.уст ---- 
я' 1 уст
4.	Определяется расчетное число витков второй рабочей обмотки
по выражению:
KI2
w2p ~ wlycT--•
KI1
5.	Если расчетное число витков w2p на Р6-46 установить невозможно,
в качестве уставки принимается ближайшее число витков м>2уст.
6.	Рассчитывается дополнительный ток небаланса /нб.д, получающий-
ся из-за несоответствия установленного числа витков w2yCT расчетным
виткам w2p:
_	_ w2p ~ я'густ „
*нб.д	*ктах,
W2p
где max — суммарный первичный ток, проходящий при расчетном
внешнем КЗ по группе трансформаторов тока с коэффициентом транс-
формации Kj2.
7.	Производится повторный расчет /сз с учетом /нб.д:
^с.з ~ ^-нС^нб.р + ^нб.д)-
52
8.	Производится повторное определение чисел витков и>1уст и w2ycT,
как показано в пп.1—5, и /нб.д по п.6. В большинстве случаев /Нб.д не
превышает 5 % Гсз, вследствие этого дальнейшего уточнения тока сра-
батывания, как правило, не требуется.
9.	Проверяется коэффициент чувствительности защиты
^"4 = ^ктт{Гс-3.
Дифференциальная защита трансформаторов (автотрансформаторов).
Первичный ток срабатывания защиты 7С,3 выбирается из двух условий:
а) из условия отстройки от расчетного тока небалансар по (6),
= 1,3.
Расчетный ток небаланса 7Нб.р в дифференциальных защитах транс-
форматоров состоит из трех слагаемых:
Л1б.р = Лнб.р + ^2нб.р + ^знб.р>	(11)
где Лнб.р = 0,1; Ik max — ток небаланса, обусловленный погрешностью
трансформаторов тока; Лнб.р — то же, обусловленный изменением
коэффициента трансформации 7VT защищаемого трансформатора.
Для двухобмоточного трансформатора
^2нб.р 7 ^^т^ктах,
где ANT — половина диапазона регулирования напряжения его среднего
значения. Так, при диапазоне регулирования ±10 % A2VT = 0,1 вырав-
нивание вторичных токов производится для среднего значения напря-
жения, поэтому и ANT принимается от среднего или номинального значе-
ния 1/ном.т-
Для трехобмоточчого трансформатора учитывается отклонение на-
пряжения от среднего значения по двум из трех обмоток:
^2нб.р =	max +	max-
Третье слагаемое тока небаланса /3H6 р обусловлено неточностью
уставки на реле расчетных чисел витков рабочих обмоток.
Для двухобмоточного трансформатора
J	_ wlp “ wlyCT J
^Знб.р	*ikmax*
wlp
Для трехобмоточного трансформатора
_ wlp - wlyCT	w2p - w2yCT
*знб.р---------------Цктах т	22к/дсх>
Wlp	w2p
где wlp, w2p, wlycT, w2ycT — расчетные и установленные числа витков
рабочих обмоток реле для неосновных сторон защищаемого трансфор-
53
матора; liKmax, Iixmax — ток ПРИ расчетном внешнем КЗ на стор<
нах, где используются соответственно wIycT и и^уст-
В предварительном расчете первичный ток срабатывания защиты ZC 3
выбирается по отстройке тока небаланса ZHg р = Лнб.р + Лнб.р (без
учета составляющей Лнб.р) !
б) по условию отстройки от броска тока намагничивания при включе-
нии трансформатора под напряжение
Л.з = ЛЛом.т>
где/ном т — номинальный ток защищаемого трансформатора.
Коэффициент надежности кн = 1,3-М ,5. Если при пробных включениях
трансформатора обнаружится, что защита имеет недостаточную отстрой-
ку от броска тока намагничивания, а увеличение влияния короткозам-
кнутой обмотки (см. § 7) также не дает эффекта, то кн должен быть
увеличен.
После расчета первичного тока срабатывания 1С З выбираются устав-
ки на реле РНТ в следующем порядке.
1.	Определяются вторичные номинальные токи / в плечах дифферен-
циальной защиты для каждой стороны защищаемого трансформатора
при номинальном коэффициенте трансформации силового трансформа-
тора. Под токами /н понимаются токи, соответствующие мощности
наиболее мощной обмотки защищаемого трансформатора (у трехоб-
моточных трасформаторов в ряде случаев мощность обмотки низшего
напряжения составляет 50 % мощности обмоток высшего и среднего
напряжения):
I = — кт,
Ki
где К/ — коэффициент трансформации трансформаторов тока; ксх —
коэффициент схемы; при соединении обмоток трансформаторов тока
в звезду ксх = 1, при соединении в треугольник ксх = 1,73.
Сторона с большим вторичным током в плече называется основ-
ной стороной защищаемого трансформатора.
2.	Определяется ток срабатывания реле, отнесенный к стороне с
большим током в плече (основной стороне):
г _ 'с.з
'ср 1	~ Ксх •
К1
3.	Определяется расчетное число витков обмоток реле РНТ для основ-
ной стороны. Условимся считать основной стороной обмотку I защища-
емого трансформатора. Полное расчетное число витков, по которым
проходит ток плеча защиты основной стороны,
w 1 р = Лср//сс ! .
54
Рис.25. Схемы включения реле РНТ-562 (РНТ-565) в дифференциальной защите
трансформатора (автотрансформатора);
а — двухобмоточного с использованием одной уравнительной обмотки;# —
то же двух уравнительных обмоток; в - трехобмоточного с использованием
двух уравнительных обмоток
4.	Выбирается установленное число витков основной стороны wlyCT.
Если Wjp получается дробным, го, как правило принимается ближай-
шее меныпее число витков wlycT, которое можно установить на реле.
Допускается установка ближайшего большего числа витков wycT при
условии, что в этом случае установленное число витков не отличается
от расчетного больше чем на 5 %. Для схемы включения реле РНТ-565
или РНТ-562 по рис. 21, а, в wJycT = wpa6.ycT>' Япя схемы по рис.21, б
w)ycr = и'паб.уст + Мур ует; Для схем включения реле РНТ-566,
РНТ-566/2, РНТ-563, РНТ-563/2 wlycT= wjyCT. Число витков основной
стороны получается наименьшим по сравнению с числами витков дру-
гих (неосновных — II, III) сторон защищаемого трансформатора.
55
5.	Определяется число витков обмоток реле РНТ для неосновных
сторон II и III (последнее — только для трехобмоточного трансформа-
тора) из условия, чтобы в режиме нагрузки или внешнего КЗ ток в
исполнительном реле отсутствовал.
Этому условию удовлетворяют равенства (при прохождении по всем
обмоткам силового трансформатора равных мощностей):
при отключенной обмотке III
^1 у СТ Л НОм -WIIp^2HOM = О'	(13)
при отключенной обмотке II
WI у ст Л ном — wIIIp^3HOM = 0,	(14)
где Л ном» Л ном» Л ном ~ номинальные вторичные токи для сторон I—III
защищаемого трансформатора.
Преобразуя (13) и (14), получаем выражения для расчета числа вит-
ков обмоток реле РНТ сторон II и III:
I 1НОМ
wIIp ~~ wIycT»
•'гном
Лном
Шр	^1уст°
1зном
6.	Выбираются установленные числа витков неосновных сторон vvnycT
И WIIIyCT-
Принимаются ближайшие большее или меньшее число витков, ко-
торые можно установить на реле РНТ.
Для схемы включения реле РНТ-565 или РНТ-562 по рис.25, в
wIIycT ~ wpa6.yCT + wIyp.ycT>
WHIycT ~ wpa6.ycT + wIIyp.ycT-
Для схемы по рис.25, а, б
wIIycT ~ wpa6.ycT wIIyp.ycT-
7.	Определяется расчетное значение первичного тока небаланса /Нб.р
с учетом составляющей /знб.р» обусловленной округлением расчетных
чисел витков для сторон II и III защищаемого трансформатора. Значе-
ние /3нб.р определяется по (12).
8.	Повторно определяется первичный ток срабатывания защиты
7 рз и вторичный ток срабатывания 7'ср i, отнесенный к основной стороне
с учетом /знб.р- Если Гср1 окажется больше 7ср1, полученного ранее
при расчете по п.1, то нужно принять новое значение wiycT, ближайшее
меньшее по сравнению с ранее принятым. Затем повторяется расчет
56
числа витков для неосновных (II и III) сторон защищаемого транс-
форматора.
9.	Проверяется чувствительность защиты при КЗ в защищаемой
зоне в расчетных минимальных режимах. Коэффициент чувствительности
рассчитывается по выражению
кч = ^к miniFср,
где FKmjn =7р.к ^р.уст — суммарная МДС, получающаяся при КЗ
в защищаемой зоне в минимальном режиме; 1р к — ток, проходящий
по обмоткам реле РНТ от трансформаторов тока только одной из сторон
защищаемого трансформатора. Такое условие принято для упрощения
расчета кч; токи от других сторон трансформатора обеспечивают еще
более высокий коэффициент чувствительности; wp уст — та часть витков
реле РНТ, по которым проходит ток /р к.
Пример расчета дифференциальной защиты трансформатора. Мощ-
ность трансформатора 90 000 кВ-А, номинальные напряжения 115±
±10 %/10,5 кВ, группа соединения обмоток У/Д11. Питание имеется
как со стороны высшего напряжения, так и со стороны низшего напря-
жения. Регулирование напряжения со стороны обмотки высшего напря-
жения в пределах ± 10 %. На обеих сторонах защищаемого трансфор-
матора установлены трансформаторы тока с номинальным вторичным
током 5 А. В защите применены реле РНТ-565. Выбор уставок защиты
приведен в табл .6 и 7.
Таблица 6
Параметр
Обмотка 110 кВ (ВН)
Обмотка 10,5 кВ (НН)
Первичный номинальный ток
трансформатора, А
$ном
‘НОм г—' г
V 3 (/Ном
90 000
=------ = 452
3-115
90 000
-=------- = 4950
УЗ- 10,5
Коэффициент трансформации
установленных трансформато-
ров тока Kj
Схема соединения трансформа-
торов тока
Номинальные вторичные токи в
плечах защиты, А
600/5
6 000/5
±сх
НОМ —
90000 • УЗ
-------------= 6,52
Т- 115-600/5
90000- 1
—--------------- = 4,12
Т- 10,5  6000/5
Включение обмоток реле
РНТ-565:
WP
Да
57
Продолжение табл 6
Параметр	Обмотка 110 кВ (ВН)	Обмотка 10,5 кВ (НН)
«Тур	-	Да
Wyp Максимальный первичный ток 7Кшсх, А, при внешнем КЗ, про- ходящий через ТА при КЗ-	Не и с п(	)Льзуется
на шинах 10,5 кВ (ток при- веден к 110 кВ)	2780	—
на шинах 110 кВ	1600	—
Таблица 7
Параметр
Числовое значение
Расчетный ток небаланса /цб.р-А > ПРИ КЗ на шинах
10,5 кВ с учетом регулирования напряжения
Анб.р + Лнб.р ОД^кдих + A/VT ^ктах	0,1 • 2780+ 0,1  2780=555
Выбор первичного тока срабатывания /сз р, А, при отстройке от тока небаланса	1,3-555 =720
отстройке от броска тока намагничивания транс- форматора	1,5 -452=680
Принятый /с з р	720
Расчетное число витков рабочей обмотки реле РНТ-565	
_ ^ср	_ ^сх
wpa6.p------— j ^ср.р ~ 4 з р
^ср.р
Установленное число витков рабочей обмотки
н’раб.уст
Ток срабатывания защиты при и<раб.у ст
,	_ FcpA/
Л\3 ~ -------------
й'раб.уст^сх
Расчетное число витков обмоток реле РНТ 565 для
стороны 10,5 кВ (рабочая плюс уравнительная обмот-
ки)
Л/110
н7р ~ "’раб.уст------
!ню,5
Установленное число витков обмоток РНТ-565 для
стороны 10,5 кВ wlvCT (рабочая плюс уравнительная
обмотки)
100-600/5
--------т=г = 9,63
720 х/3
8+1=9
100-600/5
-----—- = 770
9 v/з
6,52
9------ = 13,9
4,12
58
Продолжение табл. 7
Параметр	Числовое значение
Число витков уравнительной обмотки, включенной со стороны 10,5 кВ	
B'lyp ~ wIycT — wpa6 уст	14-9=5
Составляющая тока небаланса, А, вызванная неточностью установки на реле расчетных чисел витков	
,	wIp - и7уст г	13,9 - 14
•*3нб	*ктах wlp	13,9
Уточненный ток небаланса, А 7нб ут ~ 4)6 р + Ънб Уточненный ток срабатывания защиты, А	555 + 20=575
4 з.ут = ^чДнб.ут	1,3 • 575 -750
Необходимость дальнейшего пересчета пересчет не производится, если /с 3 >7С 3 уТ Надежность действия защиты — кч при двухфазном КЗ на выводах 10,5 кВ в минимальном режиме	770 >750 ^ктп ~ 1750 А
_ ^ктт к	„ ^сх	1750 /р к = 	 X 1,73 = 25,2 600/5
^ктт	25,2 - 9
^ср	100
Fwnin = ^p.Kwp.ycT	
wp уст = wpa6 уст	
Использование в схемах дифференциальных защит трансформаторов
и автотрансформаторов, блоков генератор-трансформатор, электродви-
гателей реле РНТМ позволяет настраивать следующие уставки срабаты-
вания-
Л:р 1 ~ (0,3	0,5)/ном;
/ср2 = (1,5 ч- 2)/ном.
На реле РНТМ дифференциальных защит генераторов уставки сра-
батывания выбираются в следующих диапазонах-
Л:р 1 (ОД • 0,2)/ном
59
Л:р2 — (0,6 • 0,8)7НОМ.
При этом очевидно, что при выборе числа витков рабочей обмотки
реле и оценке надежности действия защиты (проверке коэффициента
чувствительности) в расчете участвует ток /ср,.
7.	ВЫБОР УСТАВОК НА КОРОТКОЗАМКНУТОЙ ОБМОТКЕ РЕЛЕ РНТ
Надежность отстройки реле от бросков тока намагничивания осу-
ществляется двумя путями: выбором тока срабатывания (см. § 6) и
выбором параметров короткозамкнутой цепи. У реле РНТ-562, РНТ-563,
РНТ-563/2. РНТ-564 последнее достигается изменением числа вклю-
ченных витков короткозамкнутой обмотки, у реле РНТ-565, РНТ-566,
РНТ-566/2, РНТ-567, РНТ-567/2 — регулированием активного сопротив-
ления RK, включенного последовательно в цепь короткозамкнутой
обмотки.
С увеличением числа витков короткозамкнутой обмотки или умень-
шением сопротивления RK надежность отстройки реле от переходных
токов увеличивается. Однако при этом увеличивается время действия
реле при КЗ в защищаемой зоне. По данным [2], при усилении действия
короткозамкнутой обмотки и малонагруженных трансформаторах тока
замедление реле может достигать 0,03—0,04 с, а полное время сраба-
тывания зашиты при наиболее неблагопрятных условиях 0,12 с.
В дифференциальной защите генераторов апериодическая составля-
ющая в токе небаланса относительно невелика, поэтому для обеспечения
быстродействия защиты целесообразно принимать минимальную ус-
тавку: отпайки А—А (см. рис.17, 18) или RK - 10 Ом. Опыт эксплу-
атации показывает, что в реле схемы дифференциальной защиты шин
для надежной отстройки реле от переходных токов также достаточно
минимальной уставки на короткозамкнутой обмотке (отпайки А—А
или RK = 10 Ом).
В дифференциальных защитах трансформаторов минимальные ус-
тавки на короткозамкнутой обмотке РНТ не рекомендуются. Опыт
показывает, однако, что обычно достаточными являются уставки на
отпайке Б-Б или соответственно при RK = 2,5 -г 3 Ом.
Когда трансформаторы тока оказываются сильно загруженными
(вместе с дифференциальной в токовые цепи включены другие защиты
или велико сопротивление соединительных проводов), следует усили-
вать действие короткозамкнутых обмоток путем использования от-
паек В В, Г—Г или соответственно установкой сопротивления RK =
= 1 Om,Rk = 0.
Модернизированные реле типа РНТМ имеют меньшую задержку на
срабатывание при внутренних КЗ с апериодической составляющей благо-
даря уменьшению тока срабатывания дифференциальной защиты.
60
8.	НАЛАДКА РЕЛЕ РНТ
Перед вводом в эксплуатацию нового реле необходимо проверить
его исправность и настроить заданные уставки. Реле, находящиеся в экс-
плуатации, требуют различных проверок. Наладка и проверки реле про-
водятся в соответствии с ’’Типовым положением о видах, объеме и сро-
ках проверок устройств релейной защиты и электроавтоматики в энер-
госистемах”. Проверки подразделяются на следующие категории: про-
верка при новом включении; профилактический контроль; профилак-
тическое восстановление; опробование; внеочередная проверка; после-
аварийная проверка.
При новом включении производится полный объем работ
на усройстве релейной защиты — от проверки схемы и маркировки,
внешнего осмотра и оценки общего состояния аппаратуры до электричес-
кой настройки реле, проверки взаимодействия схемы защиты и ком-
плексного опробования с воздействием на выключатель.
При профилактическом контроле, представляющем
собой периодическую проверку работоспособности устройства, выявля-
ются и устраняются причины возможных в процессе эксплуатации вне-
запных отказов его элементов. Несколько большим объемом проверки
характеризуется первый после нового включения профилактичес-
кий контроль.
Основное назначение профилактического восстано-
вления устройства — периодическое устранение последствий про-
цессов износа и старения путем замены или восстановления элементов
устройства для предотвращения возникновения постепенных его отка-
зов. При профилактическом восстановлении должны выполняться также
задачи профилактического контроля.
Под опробованием понимается дополнительная проверка рабо-
тоспособности наименее надежных элементов устройств.
Внеочередные проверки проводятся при частичных из-
менениях схем или реконструкциях устройств, при восстановлении
цепей, нарушенных в связи с ремонтом основного оборудования, а
также при необходимости изменения уставок или характеристик
реле и устройств.
Объемы проверок определяются фактическим состоянием уст-
ройств, а при профилактических контроле и восстановлении — условия-
ми работы реле и других элементов устройств в процессе эксплуатации:
степенью загрязненности и увлажненности, вибрации панелей, на кото-
рых смонтированы устройства, и т.д.
Если наладка при новом включении выполнена с высоким качест-
вом, то объем профилактических контроля и восстановления, как пра-
вило, значительно меньше, чем при новом включении, и, в конечном сче-
те, определяет длительную безаварийную эксплуатацию устройств.
а)	Оценка общего состояния реле и внешний осмотр
61
Для предварительной оценки общего состояния реле необходимо
проверить МДС срабатывания и возврата реле при включении всех
витков первичных обмоток па вновь вводимом в эксплуатацию реле
и на уставке срабатывания — при эксплуатационных проверках
Проверка должна производиться в соответствии с указаниями п. ”г”
настоящего параграфа Для одновременной проверки исправности
внешнего монтажа включение проверочного устройства следует про-
изводить на сборке зажимов панели защиты
При внешнем осмотре проверяется наличие пломб, целость смотро-
вого стекла, плотность прилегания стекла к кожуху и кожуха к цоко-
лю, состояние уплотнении Далее производится очистка от пыли и гря-
зи кожухов и цоколей реле, шпилек или пластин, посредством которых
реле подключены к внешним цепям, наружного монтажа схемы и сборки
контактных зажимов защиты. Проверяются надежность крепления реле
и надежность изоляции его выводов относительно панели
б)	Внутренний осмотр, проверка и регулировка механической ча-
сти реле
Объем проверки механической части устанавливается по результатам
внешнего и внутреннего осмотров реле и предварительного измерения
первичного тока срабатывания и возврата, отклонение которых от за-
данных значений более чем на ±5 % указывает на наличие неисправностей
в реле
После вскрытия реле все детали тщательно очищаются от пыли и гря-
зи Проверяется надежность крепления узлов и деталей реле к цоколю,
а также затяжки винтов и гаек, крепящих проводники внутреннего
монтажа и шпильки (пластины) наружного монтажа на выводах реле
Проверяется состояние промежуточного насыщающегося трансформа-
тора надежность крепления трансформатора к цоколю реле, целость
наружной изоляции обмоток; выполнение выводов обмоток, целость
и надежность их изоляции; наличие зазоров между соседними выводами
с задней стороны лицевого щитка, затяжка винтов, изоляция выводов
не должна попадать под крепящие винты; плотность стяжки листов стали
магнитопровода; наличие по всей длине и целость резьбы на штепсель-
ных винтах и в гнездах щитка уставок, штепсельные винты должны
иметь такую длину, чтобы обеспечивался надежный контакт между
пластинками лицевого щитка, штепсельными винтами и втулками, к
которым крепятся выводы обмоток
Для надежной затяжки штепсельных винтов рекомендуется при-
менять специальный ключ, изображенный на рис 26 Ключ легко изгото-
вить нз алюминиевой трубки, внутренний диаметр которой на 1 — 1,5 мм
меньше диаметра штепсельного винта На внутренней поверхности труб-
ки надфилем пропиливаются канавки в количестве, равном числу ребер
на поверхности изоляционной головки штепсельного винта
В реле, имеющих регулируемые сопротивления/?к и Rш, проверяется
исправность и надежность контактов и выводов указанных сопротив-
62
Рис 26 Ключ для затяжки штепсельных винтов
пений Осматривается и проверяется меха-
ническая часть исполнительного реле Про-
верка реле типа РТ-40 производится в соот-
ветствии с рекомендациями [6] При пра-
вильной установке упоров, ограничиваю-
щих начальное и конечное положения якоря
реле РТ-40 (ЭТ-521), и при правильной за-
тяжке пружины указатель уставки должен
быть установлен на черте шкалы
При использовании у реле РНТ-567 и
РНТ-567/2 двух контактов — замыкающего
и размыкающего — суммарный воздушный
зазор между двумя мостиками и двумя парами неподвижных контак-
тов должен быть не меньше 1,5—2 мм при максимальном повороте
контактных мостиков вокруг своих осей
в)	Проверка изоляции
Проверка изоляции включает измерение сопротивления изоляции
и испытание электрической прочности ее повышенным напряжением
Сопротивление изоляции токоведущих частей реле относительно кор-
пуса и между собой должно измеряться мегаомметром на 1 кВ в сле-
дующей последовательности Снимаются перемычки, соединяющие пер-
вичные обмотки Измеряется сопротивление изоляции первичных
обмоток относительно корпуса и между собой, вторичной и коротко-
замкнутой обмоток относительно корпуса, токоведущих частей ис-
полнительного реле относительно корпуса и между собой Испытание
электрической прочности изоляции производится подачей переменного
напряжения 1 кВ относительно ’’земли” в полной схеме защиты в те-
чение 1 мин
г)	Настройка электрических характеристик реле
Источники питания и способы регулирования
тока Для настройки реле РНТ питание его первичных обмоток должно
осуществляться синусоидальным током Указанное требование вытекает
из реальных условий работы реле в схеме защиты токи, поступающие в
реле от трансформаторов тока, имеют синусоидальна ю форму Питание
схемы для настройки реле должно подаваться от междуфазных напряже-
ний переменного тока 110 или 220 В, а последовательно с первичной об-
моткой реле необходимо включать активное сопротивление /?д, значение
которого примерно в 10 раз превышает полное сопротивление реле
Кривая междуфазного напряжения имеет, как правило, синусоидаль-
ную форму, в то время как кривая фазного напряжения часто отличается
от синусоиды При подведении синусоидального напряжения непосред
6
Рис.27. Схема для настройки исполнительного органа реле РПТ
ственно к зажимам реле, например, от регулировочного автотрансформа-
тора, ток будет несинусоидальным из-за насыщения сердечника НТТ реле.
Поэтому для регулирования тока лучше всего использовать схему с
реостатом.
При использовании схемы с нагрузочным трансформатором или ПАТР
для получения синусоидальной формы кривой тока последовательно
с обмоткой реле необходимо включать Ra, минимальные значения
которых должны быть следующими:
Число витков первич-
ной обмотки ....5	10	20	40	60	120	180
Значения Яд, Ом. . .	.1,5	3	5	10	15	30	50
Настройка и проверка исполнительного реле.
Вторичный ток срабатывания 12 ср — величина для реле РНТ неизменная,
определяется рабочей уставкой на исполнительном органе. Для реле РНТ,
у которых в качестве исполнительного органа применено реле типа
ЭТ-520, среднее значение вторичного тока срабатывания равно 0,225 А, а
для реле с исполнительным органом типа РТ-40 — 0,17 А.
При проверке реле отключается от вторичной обмотки НТТ, для этого
снимается перемычка 11-12 (рис.27). Питание от испытательной схемы
подается на зажимы 10—11, т.е. непосредственно на обмотку реле. Из-
меряются токи срабатывания и возврата, а также напряжение срабатывав
ния реле. Для замеров следует пользоваться миллиамперметром со шка-
лой 300- 500 мА класса 0,2—0,5 и высокоомным вольтметром со шка-
лой 1—5 В.
Для реле ЭТ-520 ток срабатывания при положении указателя на
риске шкалы (рабочая точка реле) должен находиться в пределах 0,222—
0,228 А. Напряжение срабатывания при питании от источника синусои-
дального тока должно быть 1,5-1,6 В. Коэффициент возврата по току
должен равняться примерно 0,85. При отклонении параметров ЭТ-520
от указанных реле необходимо отрегулировать согласно рекоменда
циям, данным в [9].
Ток срабатывания реле РТ-40 на рабочей уставке должен быть равег
0,17 А с возможным отклонением в меньшую сторону на 0,01 А. При
подведении к обмотке реле синусоидального напряжения, равного
64
Рис.28. Снятие характеристик зависимости между первичным током и вторичным
напряжением на НТТ:
а — испытательная схема; б — характеристики репе РНТ-562, РНТ-563, в —
характеристики реле РНТ-565 - РНТ-567; 1 - короткозамкнутая обмотка разо-
мкнута; 2 - короткозамкнутая обмотка замкнута
3,6 В, реле должно срабатывать; допускается отклонение напряжения
срабатывания в меньшую сторону на 0,1 В. Коэффициент возврата
реле РТ-40 должен быть 0,85. При отклонении параметров РТ-40 от
указанных выше реле регулируется в соответствии с рекомендациями,
данными в [6].
Проверка исправности НТТ. Об исправности магнитопро-
вода, отсутствии обрывов и витковых замыканий в первичных и вто-
ричной обмотках НТТ, а также о правильности выполнения коротко-
замкнутой обмотки можно судить по характеру зависимости между
током в первичных обмотках НТТ и напряжением на зажимах испол-
нительного реле.
Зависимость между первичным током /п и вторичным напряжением
на реле i/p снимают по схеме на рис.28, а до насыщения сердечника НТТ.
Насыщение характеризуется тем, что напряжение t7p, достигнув макси-
мального значения, становится постоянным, несмотря на дальнейшее
увеличение первичного тока. У реле РНТ насыщение НТТ наступает при
токах в первичных обмотках, равных примерно 4,5—5 /ср.
5-6730
65
Чтобы график зависимости £7р от /п был пригоден для оценки ис-
правности НТТ при любых уставках на реле, по горизонтальной оси
откладывают не ток, а МДС F„, подсчитываемую путем умножения
значений тока на число включенных витков первичной обмотки.
Вольтметр, используемый для замеров Up, должен иметь внутрен-
нее сопротивление не менее 1 000 Ом на пределе 2—3 В. Снятие харак-
теристик проводится в следующем порядке.
Якорь исполнительного реле заклинивают в отпавшем положении.
На рабочих обмотках устанавливают максимальное число витков. По-
очередно в каждую рабочую обмотку подают ток, плавно регулируе-
мый движком автотрансформатора АТ в пределах 0—5 /ср. Для значе-
ний тока 0,5; 1; 2; 3; 5/ср измеряют Up и строят характеристики за-
висимости Up от Fn.
Характеристики снимаются как при замкнутой, так и разомкнутой
короткозамкнутой' обмотке. При правильной взаимной полярности
Wk и Wk и при любых уставках (А—А; Б-Б; В—В; Г—Гили RK от 0
до 10 Ом) характеристики располагаются несколько ниже, чем при
разомкнутой короткозамкнутой обмотке. На рис.28, б показаны при-
мерные зависимости Up от Fn для реле РНТ-562 и РНТ-563 (напряжения
измерялись авометром типа Ц-4311), на рис.28, в — для реле РНТ-565 —
РНТ-567.
Оценку исправности магнитной системы и обмоток реле можно
осуществить сравнением характеристик, снятых при крайних уставках
на короткозамкнутой обмотке А—А и Г—Г или RK = 10 Ом и RK = 0.
По характеристике зависимости Up от Fn судят также о надежности
работы реле при КЗ в защищаемой зоне, поскольку отношения напря-
жений Up при 2/ср; 3/ср; 5/ср к напряжению Up при токе срабатывания
/ср примерно пропорциональны отношениям токов 12 в исполнитель-
ном реле при тех же кратностях (2; 3; 5/ср) к току 1г в условиях
срабатывания.
У исправных, правильно настроенных реле коэффициенты надеж-
ности (см. § 3) должны быть:
, - ^р^р)
к н =------- — не менее 1,2;
Ч>(4Р)
лн ---------- - не менее 1,35.
Ч>(4Р)
В практике, однако, при правильной регулировке исполнительного
реле имели место отклонения в меньшую сторону коэффициентов
надежности Ан и к'^ от значений, гарантируемых заводом. В отдель-
ных случаях у реле РНТ-565, РНТ-566 к'^ не превышал значения 1,2—1,25.
Указанные отклонения могут быть объяснены несоответствием парамет-
ров магнитопровода техническим условиям.
66
На тех экземплярах реле, у которых отмечен указанный недостаток,
допускается снижение на 5-7 % тока срабатывания реле РТ-40 (пример-
но до 0,16 А), МДС срабатывания реле должна при этом остаться равной
100 А, что обеспечивается изменением сопротивления Кш (см. ниже).
Важно иметь в виду, что сравнивать полученные при данной проверке
зависимости с типовыми и снятыми при ранее проводившихся провер-
ках можно только в том случае, если они снимались однотипными при-
борами (например, тестером ТТ-1, авометров Ц-4311). Объясняется
это тем, что форма кривой Up сильно отличается от синусоиды.
Проверка исправности к о р о т к о з а м к н у т о й об-
мотки. Доля участия короткозамкнутой обмотки в трансформации
тока /п во вторичную обмотку НТТ зависит от числа включенных витков
секций Wk и w" (РНТ-562 - РНТ-564) или от RK (РНТ-565 -РНТ-567).
Проверка короткозамкнутой обмотки заключается в замерах напря-
жений на секциях w^, w« и на их отпайках при разомкнутом контуре
короткозамкнутой обмотки. Проверка производится по схеме рис.28, а.
На реле, у которых уставки регулируются отпайками, для размы-
кания контура короткозамкнутой обмотки снимаются штепсельные
винты, предназначенные для включения отпаек. В одну из первичных
обмоток с полным числом витков подается ток /п (2-е-2,5) /ср и изме-
ряются напряжения между общей точкой секций wK и wK (вывод 9,
см. рис.17-19) и всеми отпайками. У исправного реле на одноименных
отпайках секций и напряжение должно быть примерно одинако-
вым, а при переходе от отпаек A-А к отпайкам Г-Г напряжения воз-
растают (отпайки и выводы реле на рисунке не показаны).
На реле с плавной регулировкой уставок короткозамкнутой обмотки
контур размыкают на выводе 9. При исправных и правильно включен-
ных короткозамкнутых обмотках на секциях м>к и w* возникают при-
мерно одинаковые напряжения, а напряжение в рассечке на выводе
9 будет равно примерно двойному напряжению одной из секций. Так,
при подаче в первичную обмотку РНТ тока, соответствующего 3Fcp
(300 А), на секциях и w* напряжение 9-10 В, а в рассечке на вы-
воде 9 составляет 18-19 В. Для замеров пригоден вольтметр с большим
внутренним сопротивлением (не менее 1000 Ом на 1 В) и с пределами
шкалы 0,5—30 В.
Настройка и проверка первичных параметров
реле РНТ. На первичных обмотках реле устанавливается полное
число витков. На короткозамкнутой обмотке регулируется величина
RK или включаются отпайки, выбранные при расчете уставок защиты
[для правильной установки значения RK контур короткозамкнутой об-
мотки должен быть разомкнут на зажиме 9 (см. рис.17—19)]. При
питании первичных обмоток синусоидальным током измеряют первич-
ный ток срабатывания и подсчитывают МДС срабатывания реле (/срх
хвУусттах). Измерение /ср и подсчет Fcp производят для каждой пер-
вичной обмотки отдельно.
67
У реле РНТ-562 и РНТ-563 МДС срабатывания должна быть равна
60 А. Рекомендуется добиваться отклонения МДС срабатывания в пре-
делах ±2 А. При большем отклонении от нормы необходимо изменить
вторичный ток срабатывания реле 1'Ср, т.е. подрегулировать в допус-
тимых пределах (0,222—0,228 А) ток срабатывания исполнительного
органа ЭТ-520. После регулировки исполнительного органа вновь про-
веряется МДС срабатывания РНТ.
У реле РНТ-564 — РНТ-567 МДС срабатывания должна быть равна
100 А. Точная установка МДС срабатывания у реле указанных типов
возможна путем изменения сопротивления Дш. Но такая регулировка
допускается только в том случае, если параметры исполнительного ор-
гана (ЭТ-520 у реле РНТ-564 и РТ-40 у реле РНТ-566, РНТ-567) нахо-
дятся в указанных выше пределах, за исключением случая, когда коэф-
фициент надежности оказался ниже допустимого.
Для проверки работы реле на заданной уставке штепсельными вин-
тами устанавливают расчетные числа витков первичных обмоток. Из-
меряют токи срабатывания реле поочередно для всех плеч дифферен-
циальной защиты (токи срабатывания реле обратно пропорциональны
числу витков первичных обмоток, включенных в соответствующее
плечо защиты):
Лер ~ ^cp/wn-
Подсчитываются МДС срабатывания для каждого плеча, значения
которых должны быть в норме, если настройка исполнительного ор-
гана при полных числах витков рабочих обмоток была произведена
правильно.
Отклонения токов срабатывания от расчетных значений не должны
превышать ±5 %. Если отклонение /ср превышает 5 %, допускается из-
менить уставку на обмотках данного плеча на 1—2 витка. При этом
обязательно следует оценить расчетом, не оказалась ли точность вы-
равнивания токов в плечах выше допустимых пределов ±5 %. При
недопустимом повышении небаланса из-за неточности выравнивания
токов в плечах следует оставить расчетные витки.
При проверке первичного тока срабатывания для предотвращения
разброса из-за наличия у НТТ широкой петли гистерезиса ток в пер-
вичных обмотках реле РНТ следует изменять плавно и в одну сторону,
т.е. повышать при измерении значения тока срабатывания и понижать
при измерении тока возврата. Замеры токов срабатывания и возвра-
та производят 2—3 раза, в протокол вносят среднее показание.
Проверка работы контактов. Проверяется однократ-
ность замыкания и размыкания, отсутствие вибрации и искрения на кон-
тактах реле при подаче в первичные обмотки тока в пределах (1,05—
5)7ср. Проверка работы контактов при больших токах не требуется,
68
так как величина вторичного тока, поступающего в обмотку испол-
нительного реле, ограничивается насыщением НТТ.
Практически вторичный ток в исполнительном органе не может
превосходить 0,32—0,35 А у реле РНТ-562 — РНТ-564 и 0,22—0,25 А
у реле РНТ-565 - РНТ-567.
Работу контактов следует проверять как при плавном подъеме пер-
вичного тока, так и при подаче токов разных значений толчками.
Предварительная регулировка контактов и устранение вибрации про-
изводятся при снятом с контактов оперативном токе. При окончатель-
ной проверке работы контакты реле должны замыкать и размыкать
цепь нагрузки, на которую они нормально работают в схеме- защиты.
Рекомендации по устранению вибрации и нечеткой работы контактов
реле ЭТ-520 приведены в [9]. У реле РТ-40 предусмотрено амортизиру-
ющее устройство, снижающее вибрацию контактов [6].
Чтобы сердечник НТТ после отключения тока не остался намагни-
ченным, по окончании проверки работы контактов в первичные об-
мотки подают ток, равный 4—5/ср, и затем плавно снижают его до нуля.
Отключать напряжение с испытательной схемы нужно в момент, когда
ток в реле равен нулю.
При проверке работы контактов большие токи, превышающие пре-
делы термической стойкости первичных обмоток, следует подавать
кратковременно во избежание перегрева обмоток.
Повторный осмотр и проверка рабочей уставки.
По окончании регулировки и проверки реле необходимо зачистить
контакты, повторно проверить крепление и положение спиральной пру-
жины, контактов, упоров, затяжку всех винтов и гаек, штепсельных
винтов. Закрыть реле кожухом и вновь проверить ток срабатывания.
По окончании проверки реле пломбируется.
д)	Особенности настройки и проверки реле РНТМ
Комплекс работ по техническому обслуживанию реле РНТМ вклю-
чает в себя все работы, относящиеся к наладке и проверке реле РНТ,
изложенные в п. а—г. Ниже приведены рекомендации по выполнению
работ, обусловленных особенностями конструкции реле РНТМ.
После осмотра и механической ревизии полупроводникового ус-
тройства (проверки правильности подключения к схеме, качества паек
и гальванических покрытий и др.) проверяется правильность функци-
онирования устройства в следующей последовательности
1.	Накладка SX1 (см. рис.20) устанавливается в нейтральное по-
ложение, резистор R11 выводится. В первичную обмотку НТТ, соот-
ветствующую основной стороне дифференциальной защиты, от регу-
лируемого источника подается синусоидальный ток; измеряется низ-
ший ток срабатывания /ср j.
2.	Накладка SX1 устанавливается в положение Работа; резистор
R'w выводится до минимально возможного сопротивления. В первич-
ную обмотку НТТ от регулируемого источника подается синусоидаль-
69
ный ток; при плавном изменении тока в диапазоне 1,05—8/ср1 про-
веряют, что исполнительный орган (РТ-40) в исходное положение не
возвращается. Указанный опыт свидетельствует о правильном функ-
ционировании устройства детектирования.
3.	Накладка SX1 устанавливается в положение Проверка. При изме-
нении в первичной обмотке НТТ синусоидального тока в диапазоне
от 0 до 3/Ср, исполнительный орган реле срабатывать не должен, что
свидетельствует о правильном срабатывании устройства детектиро-
вания.
4.	Накладка SX1 вновь устанавливается в нейтральное положение;
соединяются последовательно первичные обмотки НТТ (при макси-
мальной уставке по числу витков) и промежуточного трансформатора
тока ТА. Измеряется ток срабатывания реле /ср, соответствующий
набранному числу витков обмотки НТТ.
При полностью введенном резисторе R11 плавно изменяют ток в диа-
пазоне от 0 до 3/ср и убеждаются, что исполнительный орган реле не
срабатывает (сработал канал загрубления по току плеча). Далее в ука-
занной ниже последовательности производится настройка токов сра-
батывания реле РНТМ.
1.	Накладка SX1 устанавливается в положение Работа, резистор
R11 выводится. На первичных обмотках НТТ устанавливаются рас-
четные числа витков. Плавно увеличивая в первичных обмотках НТТ
синусоидальный ток, фиксируют момент срабатывания исполнитель-
ного органа; фактическое значение низшего тока срабатывания срав-
нивают с расчетным значением тока /ср i.
2.	Высший ток срабатывания реле /ср2 измеряется следующим об-
разом. Накладка SX1 устанавливается в положение Проверка; резистор
выводится до минимально возможного значения сопротивления.
В первичные обмотки НТТ от регулируемого источника подается ток,
значение которого устанавливают равным расчетному значению выс-
шего тока срабатывания /ср2. Плавным увеличением сопротивления
резистора добиваются срабатывания исполнительного органа ре-
ле. Зафиксировав положение движка резистора Лщ, снижают ток до
возврата исполнительного органа; далее плавным увеличением тока
определяют фактическое значение /ср2.
3.	Определение токов /ср1 и /ср2 следует произвести для каждого
плеча токовых цепей защиты.
Ток срабатывания канала загрубления по току плеча /срЛ1 настра-
ивается следующим образом.
1.	На первичной обмотке НТТ, соединенной последовательно с обмот-
кой трансформатора ТА, устанавливается число витков w 100/1,27ср п.
2.	В последовательно соединенные первичные обмотки НТТ и проме-
жуточного трансформатора тока ТА подается ток; устанавливается
значение тока, равное /ср п. Исполнительный орган реле должен при
этом сработать.
70
3.	Увеличением сопротивления резистора R11 добиваются возвра-
та реле.
4.	Фиксируется положение движка резистора R11. Определяется ток
срабатывания канала загрубления /Ср.п и сравнивается с расчетным
значением; при необходимости корректировки тока /Ср.п изменяют
первоначально установленное значение сопротивления резистора R11.
е) Проверка отстройки реле РНТ и РНТМ дифференциальной за-
щиты трансформатора от бросков намагничивающего тока
Поскольку ток небаланса, обусловленный бросками намагничива-
ющего тока, не поддается точному расчету, требуется опытная провер-
ка надежности отстройки реле РНТ и РНТМ от этого вида небаланса.
Защищаемый трансформатор многократно (3—4 раза) включается
под напряжение, при этом ведется наблюдение за контактами реле.
В момент постановки трансформатора под напряжение подвижный
контактный мостик реле не должен замыкать неподвижные контак-
ты. Если наблюдалось, хотя бы однократно, вздрагивание контакт-
ного мостика, необходимо на короткозамкнутой обмотке реле изме-
нить уставку так, чтобы улучшить отстройку от апериодической состав-
ляющей и повторно проверить надежность отстройки реле от бросков
намагничивающего тока.
9. ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВКЛЮЧЕНИЯ ТОКОВЫХ ЦЕПЕЙ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ
При новом включении, а также во всех случаях, когда производи-
лись отсоединения или переключения хотя бы в одном плече токовых
цепей, необходима полная проверка исправности и правильности вклю-
чения токовых цепей дифференциальной защиты. Исключение состав-
ляют случаи, когда токовые цепи разрывались только на испытательных
блоках. После восстановления токовых цепей посредством рабочих
крышек испытательных блоков вместо полной проверки токовых це-
пей достаточно убедиться в том, что во вторичных цепях всех трансфор-
маторов тока, включенных в схему защиты, и в обмотках дифферен-
циальных реле проходят соответствующие токи.
Наиболее полноценным, наглядным и простым
способом проверки правильности сборки токо-
вых цепей дифференциальных защит является
проверка первичным током нагрузки.
Для получения при проверке защиты под нагрузкой четких резуль-
татов необходимо на всех присоединениях, токовые цепи которых
включены в дифференциальную защиту, создать нагрузку с токами не
менее 15—20 % номинальных токов трансформаторов тока, исполь-
зуемых в проверяемой защите. Если создание нагрузки с достаточными
для проверки значениями токов затруднительно, применяют искус-
ственные способы создания первичных токов, позволяющие проверить
-	71
исправность цепей защиты. Так, дифференциальную защиту генерато-
ра или сборных шин можно проверить током короткого замыкания
путем подъема возбуждения генератора на закоротку до получения
тока, близкого к номинальному току генератора.
Эффективна проверка защиты током КЗ при питании от посторон-
него источника.
Существует также ряд косвенных способов проверки исправности
токовых цепей дифференциальной защиты. Однако все эти способы
являются не окончательными, предварительными, требующими пос-
ледующей обязательной проверки первичными токами.
Ниже на примере дифференциальных защит трансфор-
маторов и автотрансформаторов рассмотрены различные
способы проверки правильности включения токовых цепей.
а)	Проверка первичным током нагрузки.
Для проверки токовых цепей дифференциальной защиты первичным
током нагрузки силовой трансформатор (автотрансформатор) вклю-
чается под нагрузку так, чтобы токи проходили во всех вторичных
токовых цепях, включенных в схему защиты. Полная проверка включает
в себя: замеры значений и снятие векторных диаграмм токов в каждом
плече защиты; построение и анализ векторных диаграмм токов; за-
меры напряжений небаланса на обмотках исполнительных органов
реле РНТ и тока небаланса в нулевых проводах токовых цепей и в ну-
левом проводе дифференциальной цепи.
Изменение напряжений небаланса на обмотках исполнительных ор-
ганов или токов небаланса, проходящих в реле, позволяет сразу же
оценить правильность выполнения схемы токовых цепей и определить,
не допущена ли ошибка при соединении трансформаторов тока или
при выборе их коэффициента трансформации или числа витков первич-
ных обмоток реле РНТ. Ошибка сразу же выявится, так как приведет
к увеличению тока небаланса. Однако установить точно, какая ошиб-
ка допущена, только на основании измерений токов небаланса нельзя.
Для этого нужно измерить токи в плечах защиты и снять векторные
диаграммы. Снятие векторных диаграмм и измерение токов небаланса
взаимно дополняют друг друга, благодаря этому обеспечивается бо-
лее полноценная проверка.
Векторные диаграммы токов наиболее удобно и быстро снимают-
ся с помощью вольтамперфазоиндикатора ВАФ-85 (ВАФ-85М). Схе-
ма прибора показана на рис.29. В качестве измерительного прибора
Р применен магнитоэлектрический прибор типа М-494. Для измерения
малых токов от и до 2эи мА переключатель SCI ставится в положение
”мА”, измеряемый ток подается на зажимы, обозначенные * , ”10 мА”,
”50 мА”, ”250 мА”. Трансформатор 77 служит для уменьшения вход-
ного сопротивления прибора, а отводы от его первичной обмотки —
для переключения прибора на разные пределы измерений. Вторичная
обмотка Т1 питает измерительный прибор Р через выпрямители VD1
72
Рис.29. Принципиальная схема вольтамперфазоиндикатора ВАФ-85
и VD2. Резистор R1 является нагрузкой выпрямителя; с него снимается
напряжение, подаваемое на прибор. Резисторы R2 и R13 служат для за-
водской подгонки прибора, конденсаторы С8 и С9 пропускают пере-
менную составляющую в непроводящий полупериод. Выпрямитель
работает по схеме двухполупериодного выпрямления.
Для измерения больших токов переключатель SCI ставится в поло-
жение I, U. Провод, по которому проходит измеряемый ток, охватыва-
ется губками токоизмерительных клещей Tj. Переключателем SC3
выбирается нужный предел измерений. Переключатель SC2 ставится в
положение ВЕЛИЧИНА. Токоизмерительные клещи являются обыч-
ным трансформатором тока с разъемным сердечником, у которого
первичной обмоткой служит провод с изменяемым током. Резисторы
R3, R4, R5, R6 служат нагрузкой вторичной обмотки Tj. Напряжение,
снимаемое с этих резисторов, выпрямляется выпрямителем VD3 и
подается на прибор.
Конденсатор С7 пропускает переменную составляющую в непрово-
дящий полупериод; резисторы R12, R14 и конденсатор С5 служат для
заводской подгонки прибора. При измерении напряжение подается на
зажимы U. и отмеченный * ; переключателем SC4, рукоятка которого
6-6730
73
совмещена с рукояткой SC3, выбирается предел измерений. Добавоч-
ные резисторы R7 - R11 служат, как и у обычного вольтметра, для
изменения пределов измерений. Переключатель SC2 остается в положе-
нии ВЕЛИЧИНА.
Для измерения угла сдвига между векторами напряжения, поданно-
го на статор сельсина Uab , и любым другим вектором тока’ или напря-
жения на зажимы А, В, С подается трехфазное напряжение 127—220 В.
Сельсин С, работающий в качестве индукционного фазорегулятора,
имеет трехфазный статор и однофазный ротор. От ротора сельсина
питается обмотка поляризованного реле К, выполняющего роль ме-
ханического выпрямителя — его контакты в течение одного полупери-
ода замкнуты, в течение следующего полупериода разомкнуты.
При измерении угла между напряжением Uab и током провод, по
которому проходит ток, охватывается клещами. Переключатель SC3
ставится в положение, соответствующее току. С резисторов R3-R6
или R3-R1I напряжение подается через контакты К на измерительный
прибор Р. Переключатель SC2 ставится в положение ФАЗА, переклю-
чатель SCI — в положение /, U.
Ось ротора имеет лимб с тормозом. При отпущенном тормозе сель-
син является обычным индукционным указателем чередования фаз,
и при правильном чередовании его ротор вращается по часовой стрел-
ке. Если же ротор сельсина затормозить и поворачивать с помощью
лимба относительно статора, то сельсин будет работать как фазоре-
гулятор и изменять сдвиг фазы напряжения на обмотке реле К относи-
тельно напряжения питания статора.
Отсчет углов производится относительно напряжения Uab- При
изменении сдвига фазы напряжения на обмотке реле К относительно
напряжения, подаваемого на прибор Р, изменяется среднее значение
выпрямленного напряжения, а следовательно, и показания прибора.
Таким образом, прибор является указателем сдвига фа? между на-
пряжением на зажимах А, В и током, поданным на зажимы * , I. Напря-
жение питания, поданное на зажимы А, В, С, должно быть синхронно
с током, фаза которого измеряется.
При замерах токов и снятии векторных диаграмм включение прибо-
ров можно производить либо в плечи токовых цепей на сборке зажимов
панели защиты, либо в дифференциальные цепи (последовательно с
первичными обмотками реле РНТ) с поочередной подачей токов от
каждого плеча путем закорачивания и отсоединения токовых цепей
других плеч.
При снятии и построении векторных диаграмм необходимо соблю-
дать условие, согласно которому проверяющий выбрал положитель-
ные направления токов в плечах защиты. Обычно положительные направ-
ления токов в плечах принимаются от трансформатора тока в реле.
В соответствии с этим сторона токоизмерительных клещей ВАФ-85,
74
обозначенная звездочкой, при снятии векторных диаграмм должна
быть всегда обращена в сторону трансформаторов тока.
Порядок снятия векторной диаграммы токов следующий.
Зажимы прибора ВАФ-85, обозначенные А, В, С, присоединяются
к зажимам цепей трансформатора напряжения или любого другого
синхронного источника напряжения.
Переключатель SC2 ставится в положение ФАЗА, переключатель
SCI — в положение I, U. Отпускается тормоз, и по вращению лимба
проверяется порядок чередования фаз; при правильном чередовании
лимб вращается по часовой стрелке. После проверки чередования фаз
лимб останавливается тормозом.
Собирается вторичная цепь клещей с соблюдением полярности: нож-
ки вилок, отмеченные звездочкой, вставляются в гнезда, отмеченные
таким же знаком. Переключатель SC3 устанавливается в положение
1 А или 5 А в зависимости от того, в цепях каких трансформаторов
тока производятся измерения — с номинальным вторичным током 1 А
или 5 А. Клещами (звездочкой в сторону трансформаторов тока) охва-
тывается провод, приходящий к панели от трансформаторов тока,
например провод фазы А.
Прибор показывает какую-то величину. Вращением лимба стрелка
прибора подводится к нулю. Лимб следует вращать в такую сторону,
чтобы направления поворота лимба и стрелки прибора были одинако-
выми; например при вращении лимба против часовой стрелки стрел-
ка прибора должна двигаться справа налево. Установив стрелку прибора
на нуль, отсчитывают угол сдвига фаз между напряжением Цдв и током
фазы А по числу делений шкалы лимба, указываемому отметкой ПО
или 220. В зависимости от напряжения 110 или 220 В. поданного на сель-
син, угол по шкале определяется по отметке 110 или 220 В соответ-
ственно. В данном примере (рис.30, а) угол отсчитывается по отмет-
ке 110 и равен 30°. Векторная диаграмма для данного случая (рис.30, в)
показывает, что ток /4 отстает от напряжения Сдв на угол 30°. Если
при установке стрелки прибора на нуль лимб окажется в положении,
указанном на рис.30, б, то это значит, что ток опережает напряжение,
этому соответствует векторная диаграмма на рис.30, г.
На рис.31, а показаны принятые положительные направления токов
в плечах и в дифференциальных цепях защиты трехобмоточного транс-
форматора. Поскольку вторичные токи не скомпенсированы по ве-
личине, векторы строятся не по токам, а по МДС:
Плечо	МДС
1................................ zZlWp
Н..................................J.2 (vvIjp	+ н’р)
ш..................................-2з Онур	ж wp)
75
К панели защиты
Рис.30. Схема включения прибора ВАФ-85
При правильном включении токовых цепей дифференциальной защи-
ты геометрическая сумма МДС для каждой фазы должна равняться нулю:
1\ Wp + /2 (Wjyp + Wp) + Z' (wIIyp + Wp) = 0.
Векторная диаграмма, построенная по МДС для приведенного при-
мера, показана на рис.31, б.
Измерение токов небаланса производится в полностью собранной
схеме миллиамперметром, имеющим сопротивление не больше 0,5—
4 Ом. Для измерений пригоден миллиамперметр прибора ВАФ-85, у ко-
торого на пределе 50 мА сопротивление прибора составляет 4 Ом. Мил-
76
Рис.31. Проверка дифференциальной защиты током нагрузки:
а — схема защиты; б' — векторная диаграмма магнитодвижущих сил, созда-
ваемых токами, проходящими в плечах защиты
лиамперметр должен включаться на зажимы 11-12 при снятой между
этими зажимами перемычке (см. рис.17—19).
Измерение напряжения небаланса производится на зажимах 10-11
реле РНТ с помощью вольтметра, имеющего внутреннее сопротивление
не менее 1000 Ом на 1 В и шкалу, позволяющую измерять минималь-
ные напряжения 0,05—0,1 В. Для зтой цели также можно использовать
ВАФ-85, имеющий на всех пределах, в том числе и на шкале 1 В, вход-
ное сопротивление 2500 Ом на 1 В. При правильном соединении токо-
77
вых цепей защиты и правильном выборе коэффициентов трансформа-
ции трансформаторов тока и витков первичных обмоток РНТ токи и
напряжения небаланса на обмотках исполнительных реле должны быть
во много раз меньше тока и напряжения срабатывания РНТ.
Напряжение срабатывания у реле РНТ-562 — РНТ-564 равно 1,5—
1,56 В, а у реле РНТ-565 - РНТ-567 - 3,5-3,6 В.
Чтобы оценить величину небаланса при новом включении защиты,
нужно его сравнить с небалансом на реле другой такой же защиты,
о которой заведомо известно, что она включена правильно. При после-
дующих проверках защиты напряжения небаланса сравнивают с вели-
чинами, полученными во время предыдущих проверок. Следует при
этом помнить, что сравнивать небалансы можно при нагрузках, близ-
ких друг к другу по значению.
В дифференциальных защитах трансформаторов и автотрансформа-
торов с регулированием напряжения под нагрузкой положение пере-
ключателя ответвлений влияет на небаланс: минимальный небаланс
обычно получается при среднем положении переключателя, максималь-
ный — при крайних положениях.
б)	Проверка цепей защиты током КЗ
Достаточный для проверки защиты первичный ток может быть по-
лучен путем установки с одной из сторон трансформатора трехфаз-
ной закоротки и подачей с другой стороны пониженного напряжения.
Ток, проходящий по обмоткам трансформатора, определяется из
выражения:
_ спит
'т.к ~ —7=5----------->
v3 (2ПИТ + ZT)
где С7ПИТ — линейное напряжение питающей сети на выводах проверя-
емого трансформатора; ZnHT _ сопротивление источника питания до
выводов силового трансформатора, защита которого проверяется,
приведенное к напряжению источника питания, Ом/фаза; ZT — сопро-
тивление проверяемого трансформатора, определяемое из выраже-
ния, Ом/фаза:
_ ик % ^ном
Ю0Рном
где С7НОМ — номинальное напряжение обмотки трансформатора, к ко-
торой подается питание, кВ; РНОм — номинальная мощность трансфор-
матора, МВ • А, ик - напряжение КЗ, %.
Для того чтобы при проверке не превысить номинального тока про-
веряемого трансформатора, необходимо соблюдать следующее условие:
_ ик % t/H0M
б'пит ~	•
100
78
Рис 32. Схема проверки токовых цепей
дифференциальной защиты трансформатора
током КЗ от трансформатора собствен-
ных нужд
При проверке от мощного источ-
ника питания гок можно определять
по упрощенной формуле, не учиты-
вая ^пит'
^пит
В качестве источника питания при
испытании защиты током КЗ мож-
но использовать генератор, рабо-
тающий с пониженным током воз-
буждения, или трансформатор собственных нужд. Например, для про-
верки цепей дифференциальной защиты трансформатора 15 МВ  А,
38,5/10,5 кВ, 225/827 А; «к = 8,2 % со схемой соединения обмоток
У/Д-11 можно использовать трансформатор 320 кВ • А; 6,3/0,23 кВ;
29,4/805 A, wK = 5,5%.
Проверим возможность использования трансформатора 320 кВ • А
расчетом. На защищаемом трансформаторе установлены трансформа-
торы тока 300/5 — со стороны 38,5 кВ и 1000/5 — со стороны 10,5 кВ.
Для получения у проверяемого трансформатора тока короткого
замыкания, равного номинальному току, напряжение питания дол-
жно быть:
а)	при установке закоротки на стороне 10,5 кВ
8,2
Ц,ит = ----- • 38,5 = 3,16 кВ;
100
б)	при установке закоротки на стороне 38,5 кВ
С/пит = —  Ю,5 = 861 В.
100
Из расчета видно, что для получения достаточных для проверки
защит вторичных токов закоротку целесообразно устанавливать на
стороне 38,5 кВ, а на обмотку 10,5 кВ подавать питание 0,23 кВ от
трансформатора 320 кВ • А по схеме, показанной на рис.32.
При этом в обмотках 10,5 кВ проверяемого трансформатора и
0,23 кВ трансформатора 320 кВ • А будет проходить ток, рассчитан-
79
ный по выражению
ylO,S _	^ПИТ^ПИТ.Т
к х/з\-^пит.т + ^исп.т)
где /пит.т — сопротивление трансформатора 320 кВ • А, от которого
подается на схему питание; ZHCn т — сопротивление трансформатора,
защита которого проверяется.
Сопротивления обоих трансформаторов должны быть приведены
к напряжению питания 6,3 кВ; Лпит.т — коэффициент трансформации
питающего трансформатора 320 кВ • А-
5,5 %	6,32
^-пит т —-----* ------- 6,8 Ом;
100	0,32
8,2%	10,52	6,3	2
^-исп.т =----- ' ------ ’ (------) = 452 Ом.
100	15	0,23
Подставим числовые значения в выражение тока короткого замы-
кания:
И 0,5 _
1 к
6300
1,73 (6,8 + 452)
6,3
0,23
= 217 А.
Ток на стороне 38.5 кВ
10,5
738,5 = 217 . -------- = 59>2 д
к	38,5
Вторичные токи в цепях защиты:
а) на стороне 10,5 кВ
к 1000/5
б) на стороне 38,5 кВ
.	59,2
,38.5 = -------ч/з’= j д
к
Полученные вторичные токи достаточны для проверки защиты.
Поскольку номинальный ток трансформатора 320 кВ • А больше
тока, получаемого при проверке защиты (217 А < 805 А), примене-
ние такого трансформатора в проверочной схеме вполне допустимо.
Рассмотренный вариант проверки токовых цепей требует относитель-
но трудоемких операций по прокладке кабелей и установке закорот-
ки на сравнительно большой ток. В ряде случаев возможна провер-
80
Рис.33. Проверка токовых цепей дифференциальной
защиты трансформаторов уравнительным током
Шины ВН
I 7УР
ка защиты малыми токами короткого замы-	~Г		“Г
кания, получаемыми путем подачи на выводы	(Ор	I
высшего напряжения проверяемого транс-	у~)	J	y~j
форматора напряжения 380 В. При этом пита- ^Hom| I равном
ние подается непосредственно от близко рас-	гЧ	I	!	гЧ
положенной сборки. Закоротка устанавлива-	[	Ч-1
ется со стороны низшего напряжения транс-	1 Шины нн j
форматора. На трехобмоточных трансфор-
маторах закоротки целесообразно устанавливать одновременно на двух
сторонах.
Поскольку токи при проверке защиты указанным способом отно-
сительно невелики, зто может вызвать затруднения при снятии вектор-
ных диаграмм. Для повышения чувствительности прибора ВАФ-85
наматывают на магнитопровод измерительных клещей несколько вит-
ков вспомогательною провода. По мере необходимости провод может
наматываться до заполнения окна, но так, чтобы магнитопровод кле-
щей не размыкался. Показания прибора при этом увеличиваются про-
порционально числу намотанных витков провода, включаемого в рас-
сечку токовой цепи на измерительных зажимах.
в) Проверка защиты созданием уравнительного тока между парал-
лельно включенными трансформаторами.
При наличии на подстанции двух параллельно работающих трансфор-
маторов с регулировкой коэффициента трансформации для проверки
защиты можно использовать уравнительный ток, проходящий при парал-
лельной работе трансформаторов с разными коэффициентами транс-
формации (рис.33).
Уравнительный ток можно определить из следующего выражения:
17Т1 - (/у 2
Zti + ZT2
где t/qi, — фазные напряжения на выводах трансформаторов на
стороне НН.
Выразим и Uy 2 в долях номинального напряжения:
f/Tl = fcit7HOM; Uy2 = k2UnoM.
Сопротивления трансформаторов, выраженные через цк, равны:
“кСном
100 7НОМ
81
Подставив значение Zj- в выражение /ур, получим
,	_	^Т1 - иТ2
1ур —	.
“ki^TI	цк2^Т2
Ю07ном1	Ю0^ном2
Для трансформаторов с одинаковыми ик и 7НОМ уравнение примет
следующий вид:
100(l/fi — Uf2)
Л'р =-------------------Агом>
«кС^Т! + иТ2)
подставляя 17т 1 = ^i^hom и С7т2 = ^г^ном, получаем
r _ 100(к 1 — &2)7Ном
/ур -	----------------- .
ик(*1 + *1)
У широко используемых в настоящее время трансформаторов с
устройствами регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) ве-
личина ик при изменении положения РПН меняется. Поскольку, од-
нако, для оценки величины уравнительного тока высокая точность
не требуется, приведенная формула расчета /ур вполне приемлема и
для трансформаторов с РПН.
Пример. Определить, на каком ответвлении следует установить переключатели
для создания необходимого уравнительного тока при проверке защиты параллель-
но включенных одинаковых трансформаторов мощностью по 20 МВ • А 110±2 X
X 2,5 %/10,5 кВ, ик = 11,6 %.
Для проверки защиты уравнительный ток (0,2-0,3) 7Н является достаточным.
При установке переключателя ответвлений на одном из трансформаторов в
среднее положение (k^ — 1), а на втором в крайнее верхнее положение +5 %(к^ =
= 0,95) уравнительный ток по выражению (27) будет равен:
100	1 - 0,95
7уп = ---- •	7НОМ - 0,22/НОМ.
1	11,6	1 + 0,95
Такой уравнительный ток достаточен для проверки защиты.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Р-010-83
Министерство энергетики
и электрификации СССР
(организация, выполняющая
проверку)
(предприятие, объект)
(присоединение)
19 г-
Протокол
проверки при новом включении дифференциальной защиты с
реле типа РНТ-
1.	Основные технические данные.
1.1.	Защита
Назначение	Место уста- новки	Обозначение на схеме	Фаза	Год выпус- ка	Тип	Заводской номер
						
						
						
1.2.	Защищаемый объект
1.2.1.	Данные трансформатора (автотрансформатора, реактора)
Тип	Мощность, МВ • А			Напряжение, кВ			Номинальный ток, А		
	вн	сн	НН	ВН	СН	НН	ВН	СН	НН
									
1.2.2. Данные генератора (синхронного компенсатора, электродвигателя)
Тип	Мощность, МВт	Напряжение, кВ	Коэффициент мощности	кпд, %	Номинальный ток, А
					
1.2.3. Данные системы шин
Напряжение, кВ	Количество присоединений	Максимальный ток нагрузки, А
		
83
1.3. Данные трансформаторов тока защиты
Обозначение на схеме	Тип	Место уста- новки	Номинальный ток, А		Коэффициент -трансформа- ции	Схема сое- динений
			первичный	вторичный		
						
						
						
2.	Уставки защиты
2.1.	Параметры срабатывания
Плечо защиты	Ток срабатывания, А		Обозначение обмотки	RK, Ом
	первичный	вторичный	“И ЧИСЛО витков	
				
				
				
2.2.	Дополнительные указания:
Уставки заданы
(кем, когда, номер документа)
3.	Проверка состояния устройств защиты
3.1.	Осмотр, проверка механической части и проверка изоляции дифференциаль-
ных реле
Обозначение реле	Состояние реле и контактных поверхностей по результатам осмотра и механической регу- лировки	Сопротивление изоляции обмо- ток и контактов на корпус и между собой, МОм, не менее
		
		
		
3.2.	Измерены сопротивления изоляции дифференциальной защиты и ее внеш-
них цепей
Цепи	Сопротивление изоляции относительно цепей, МОм, не менее		
	корпуса	токовых	оперативных
Токовые			
Оперативные			
Сигнализации			
84
3.3.	Испытана изоляция дифференциальной защиты.
Изоляций всех токоведущих цепей защиты по отношению к корпусу испыта-
на переменным напряжением 1 кВ, 50 Гц в течение 1 мии.
Повторно произведена проверка сопротивления изоляции защиты согласно
требованиям п.3.2.
Сопротивление изоляции...............................................
4.	Проверка электрических характеристик реле РНТ
4.1.	Проверка исполнительного органа при отключенном НТТ
Обозначение ре- ле	Напряжение сраба- тывания, В	Ток, А		Плант nnQ-
		срабатывания	возврата	врата
				
				
				
4.2. Проверка правильности выполнения короткозамкнутых обмоток реле
Обозна- чение реле	Число вит- ков рабо- чей об- мотки	Параметры срабатывания реле '	при				Ток коротко- замкнутого контура реле при Лк = =	Ом
		RK- 	Ом		/? - 03 Л к		
		/ср, А	^ср, А	/ср, А	/ср, А	
						
						
						
4.3.	Проверка МДС срабатывания и тока срабатывания реле на рабочих ус-
тавках
Обозна- чение реле	Плечо защи- ты	Рабочая обмот- ка реле	Число витков	Ампервит- ки сраба- тывания реле, А	Ток, А		Коэффи- циент воз- врата
					сраба- тыва- ния	воз- вра- та	
							
							
							
							
							
							
							
							
							
85
4.4. Проверка коэффициента надежности
Обозначе- ние реле	Ток в обмотке исполнительного органа, А, при токе в первичной обмотке			Коэффициент надеж- ности	
	/ ср	2/ср	5/ ср	^Н2	^Н5
					
					
					
4.5.	Проверка надежности работы контактов реле
При напряжении оперативного тока, соответствующем (1,0—1,1) UH0M, прове-
рены отсутствие вибрации и искрения контактов исполнительного органа как
при плавном изменении первичной МДС от 1,05 до 5,0FCp, так и при подаче то-
ков разных значений в указанном диапазоне толчком.
Вибрация и искрение контактов отсутствуют, параметры настройки реле до
и после проверки не изменились.
5.	Комплексная проверка защиты
5.1.	Опробование защиты в полной схеме присоединения
Проверено взаимодействие реле защиты при Сном и 0,8Цгом- Взаимодействие
соответствует принципиальной схеме.
5.2.	Проверка токов срабатывания дифференциальных реле в полной схеме
защиты
Обозначение ТТ плеча защиты	Обозначе- ние реле	Обмотка реле		Ток подан на зажимы панели (ИБ)	Ток срабаты- вания, А
		Обозна- чение	Число витков		
					
					
					
					
					
					
					
					
					
					
					
					
86
5.3.	Определение времени срабатывания защиты при 1р — 27 Ср —________А
(ток подавался иа зажимы панели).
Ток подан в реле		
Время действия защиты, с		
6.	Проверка защиты рабочим током......
7И0М ~ А со стороны кВ.
6.1.	Проверена отстройка защиты от бросков тока намагничивания: при
кратном включении на напряжение кВ, контакты всех дифференциальных
репе оставались неподвижными.
6.2.	Снятие векторной диаграммы токов
При снятии векторной диаграммы токов напряжение подавалось со стороны
_____кВ.
Обозначение ТТ плеча зашиты	Фаза	Токи в цепях защиты	
		Значение, А	Угол, зл.град
	А		
	В		
	С		
	0		
	А		
	В		
	С		
	0		
	А		
	В		
	С		
	0		
6.3. Проверка выравнивания МДС дифференциальных реле
Исключены токи плеча защиты	Снят испытательный блок	Реле	Напряжение на обмотке исполнительного органа, В
			
			
			
			
			
			
			
			
			
6.4. Проверка напряжения небаланса
Обозначение реле	Напряжение небаланса, мВ
	
	
	
П рим ечание.
7.	Заключение
Проверку производили
Руководитель работ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИБОРОВ И УСТРОЙСТВ, НЕОБХОДИМЫХ
ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ
С РЕЛЕ РНТ
1	Амперметр электромагнитный типа Э 514/2* (2,5—5 А, класс точно-
сти 0,5)
2	Амперметр электромагнитный Э 513/4 (0,25—1,0 А, класс точности 0,5).
3	Вольтметр электромагнитный Э 515/1 (1,5—15,0 В, класс точности 0,5).
4	Комбинированный прибор Ц4311, Ц4312 или Ц4352 (класс точности иа
переменном токе 1,0—1,5)
5	Вочьтамперфазометр ВАФ 85М (1—250 В, 10—250 мА, 1—10 А, 180—
0—180°, класс точности 4 — при измерении тока и напряжения, 1,5 — при изме-
рении угла сдвига фаз)
6	Фазометр однофазный Д 578/1 (0—90—180—270—360°, 5—10 А;
100—127—220 В, класс точности 0,5)
7	Вольтметр универсальный цифровой В7-22 (на постоянном токе 0,0001—
1000 В, класс точности 0,15—0,35, ча переменном токе 0,0001—300 В, класс
точности 0 7—4 5)
8	Измерительный трансформатор тока И 515М (0,5—50/5 А, класс точ-
ности 0,1)
9	Мегаомметр М 4100/4 на 1000 В (0—200 МОм, 0—1000 кОм)
10	Миллисекундомер Ф 209 (1—104 мс, минимальная погрешность
±0,005%)
11	Мост постоянного тока ММВ Р3009 (0,05—5 104 Ом)
12	Реостаты РСП 3, РСП 4 (95—265 Ом, 2,0—1 А, 3,5—14 Ом, 14—7 А).
13	Реостат нагрузочный PH 5 (диапазон регулирования тока при напря-
жении 220 В 0 85—30 А)
14	Испытатель изоляции вторичных цепей ИВК (17вы,=2000 В, /?из—
40 МОм)
15	Водяной реостат
При наличии комплектной установки для проверки релейной защиты,
например, У5052 часть перечисленной аппаратуры (измерительные ТТ, ампер-
метры и др ) не требуется
" Приборы по п. 1 и далее могут быть заменены на приборы с аналогич-
ными параметрами
30 к.
ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ!
ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ готовит к изданию в 1989 году
в серии «Библиотека электромонтера» следующие книги:
Байтер И. И., Богданова Н. А. Релейная защита и автоматика пи-
тающих элементов собственных нужд тепловых электростанций.—
3-е изд., перераб. и доп.—7,5 л.: 35 к.
Будаев М. И. Высокочастотные защиты линий ПО—220 кВ.—6,5 л.:
35 к.
Гордон С. В. Моя профессия — электролинейщик —7 л.: 35 к.
Кузнецов А. П. Определение мест повреждения на воздушных ли-
ниях электропередачи. — 7 л.: 35 к.
Рыжавский Г. Я. Измерения при наладке ВЧ каналов связи по ли-
ниям высокого напряжения.—7,5 л.: 35 к.
Шабад М. А. Защита трансформаторов 10 кВ —7.5 л.: 35 к.
С аннотациями на эти книги Вы можете ознакомиться
в тематическом плане выпуска литературы Энергоатом-
издата на 1989 год, который имеется во всех книжных ма-
газинах, распространяющих научно-техническую литера-
туру, а также в технических библиотеках.
им на
ttifPir fit^ет.пи»ос1м1