Материал: РЗА Копьев

держки времени, необходимые для обеспечения требований селективности защиты, KL - выходной орган защиты, KH1, KH 2, KH3 - эле-

менты сигнализации.

Если поведение защиты представить в виде логической функции Т, то условие срабатывания можно записать в виде

T (KA1OR KA2 OR KA3) OR((KA4 OR KA5 OR KA6) AND DT1) OR((KA7 OR KA8 OR KA9 ) AND DT2 ) =1,

где KA1, KA2 , KA3 , KA4 , KA5 , KA6 , KA7 , KA8 , KA9 - логические

сигналы на выходах токовых измерительных органов защиты; DT1, DT2 - операторы временной задержки.

Чувствительность первой ступени определяется графически по величине защищаемой зоны при двухфазном коротком замыкании или по выражению

I (2)

k1 кз min ,

ч Iсз1

где Iкз(2)min - ток двухфазного короткого замыкания в начале

защишаемой линии.

Чувствительность второй ступени проверяется по минимальному току двухфазного короткого замыкания в конце линии. Значение коэффициента чувствительности должно быть не менее 1,2 .

Чувствительность третьей ступени проверяется, как для обычной максимальной токовой защиты.

В Ы В О Д Ы

1.Токовые отсечки реагируют на увеличение тока контролируемого объекта.

2.Селективность токовых отсечек обеспечивается за счет ограничения их зоны действия.

3.Токовые ступенчатые защиты, представляющие собой сочетание токовых отсечек и максимальной токовой защиты, обеспечивают быстрое отключение коротких замыканий.

4.По принципу действия токовые ступенчатые защиты не обеспечивают требование селективности в кольцевых сетях и в радиальных сетях с несколькими источниками питания.

60

5.Токовые ступенчатые защиты не обеспечивают требуемой чувствительности в сильно нагруженных линиях .

6.Токовые ступенчатые защиты применяются главным образом для защиты от междуфазных коротких замыканий в радиальных распределительных сетях напряжением до 35 кВ.

61

3.5 Максимальная токовая направленная защита

3.5.1Варианты выполнения реле мощности

3.5.2Расчет параметров

3.5.3Схемы максимальных направленных защит

Для обеспечения селективности действия максимальных токовых защит в кольцевых сетях с односторонним и радиальных сетях с двухсторонним питанием пусковой орган защиты выполняется в виде двух реле - реле тока и реле направления мощности, контакты которых соединены последовательно. Реле направления мощности (в дальнейшем будем называть реле мощности) замыкает свой контакт при положительном направлении тока. Условились за положительное направление тока считать направление тока от шин в линию. Принцип работы токовой направленной защиты рассмотрим на примере однолинейной схемы

(Рис.49).

Рис.49 Схема максимальной токовой направленной защиты

62

При возникновении короткого замыкания на линии, т.К1, срабатывают токовое реле КА1 и реле мощности KW1 , и защита запускается. При коротком замыкании вне линии, т.К2 , ток направлен из линии к шинам, реле мощности не работает и блокирует действие защиты.

Введение задержки на срабатывание обеспечивает выполнение требования селективности.

3.5.1. Варианты выполнения реле мощности

Индукционное реле мощности (Рис.50). Конструктивно индукционное реле мощности представляет собой четырехполюсную магнитную систему 1 с расположенными на сердечнике двумя обмотками: токовой 2 и напряженческой 3.

Рис. 50 Индукционное реле мощности Рис. 51 Векторная диаграмма реле

Между полюсами электромагнита помещен внутренний стальной сердечник и подвижный алюминиевый ротор 6 с закрепленным на нем контактом 4. При протекании тока по обмоткам создаются магнитные потоки ФI и ФU . За счет взаимодействия этих потоков с индуктированными

в цилиндре токамисоздается вращающиймомент:

M вр kФIФU sin ,

где ФI - поток, создаваемыйтоковойобмоткой; ФU - поток, создаваемыйобмоткой напряжения;- угол междупотоками

63

Если в выражении для вращающего момента заменить потоки пропорциональными величинами - током в реле I р и напряжением U р , а угол

, равным ему углом 900 ( р ), то выражение для момента

будет иметьвид:

M вр k1ФIФU sin(900 ( P )) k1ФIФU cos( P ).

Угол, при котором вращающий момент максимален, называется углом максимальной чувствительности. Угол , определяющий сдвиг вектора тока в обмотке напряжения относительно приложенного напряжения, называется углом внутреннего сдвига реле. В зависимости от значения угла внутреннего сдвига характеристика реле меняет свое положение в плоскости координат. При реле называют реле реактивной мощности

или синусным; при - реле активной мощности или косинусным. При промежуточных значениях угла реле реагирует на обе составляющие мощности и называется реле смешанного типа. Эти реле имеют наибольшее распространение в схемах релейной защиты. Угол внутреннего сдвига можно менять, включая в цепь обмотки напряжения реле активное или емкостноесопротивление.

Рассмотренное реле позволяет определить направление мощности короткого замыкания. Изменение знака момента происходит при изменении направления тока в первичной цепи. Так, при коротком замыкании в точке К1 (Рис.48) момент положителен, а при коротком замыкании в

точке К2 - отрицателен. В схемах релейной защиты используется спо-

собность реле определять направление тока, поэтому такие реле назы-

вают реле направлениямощности.

Полупроводниковые реле мощности Наличие ряда недостатков индук-

ционных реле, таких, как трудность отстройки от "самохода", вибрация контактной системы, низкая механическая устойчивость, поставили вопрос о необходимости их замены на полупроводниковые реле. В настоящее время промышленностью выпускаются различные виды полупроводниковых реле мощности. Одна из возможных реализаций реле на микроэлектроннойосновепредставленана Рис.52.

Реле состоит из входных преобразователей тока 1 и напряжения 2; двух фильтров низких частот 3 и 4; усилителей-ограничителей 5, 6; детектора знака активной мощности 7, выполненного на основе интегратора и перемножителя; порогового элемента 8, выполненного на компараторе; исполнительного блока 9.

64