ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus
Релейная защита воздушных линий 110-220 кВ типа ЭПЗ-1636 [25] Расчет уставок устройств релейной защиты [24] ДИСТАНЦИОННАЯ ЗАЩИТА [18] Максимальная токовая защита [14] Проверка релейной защиты [13] Дифференциальная защита линий [12] Защита синхронных генераторов [12] Измерительные трансформаторы [10] Принципы построения измерительных и логических органов релейной защиты на полупроводниковой и интегральной базе [10] Токовая направленная защита [9] Защита электродвигателей [9] Реле [9] Защита от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью [8] Правила выполнения схем РЗА [8] Проверка защиты первичным током нагрузки и рабочим напряжением [8] Высокочастотные защиты [7] Защита воздушных и кабельных линий электропередачи [7] Защита трансформаторов и автотрансформаторов [7] Защита предохранителями и автоматическими выключателями [7] Защита от коротких замыканий на землю в сети с глухозаземленной нейтралью [6] Векторные диаграммы. Короткие замыкания в электрических системах [6] Действие релейной защиты при качаниях [6] Аппаратура для проверки релейной защиты [5] Защита шин [3] Особенности защиты линий и трансформаторов, подключенных к линиям без выключателей на стороне высшего напряжения [3] Оперативный ток [3] Общие сведения [3] Управление выключателями [2]

4-3. Переменный оперативный ток

а) Источники переменного оперативного тока

Источниками переменного оперативного тока для релейной защиты являются в основном трансформаторы тока, а для автоматики и частично для релейной защиты — трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд подстанций [Л. 15, 20—22, 23, 28, 52—54].

Трансформаторы тока являются самым надежным источником оперативного тока. При питании оперативных цепей от трансформаторов тока оперативным током является ток короткого замыкания, проходящий по его вторичной обмотке. Величина этого тока при правильно выбранных параметрах всегда обеспечивает надежное действие защиты и отключение выключателя.

Трансформаторы напряжения не могут служить источником оперативного тока для непосредственного питания защиты от коротких замыканий, поскольку при коротких замыканиях напряжение снижается и может оказаться недостаточным для отключения выключателя. Поэтому трансформаторы напряжения используются как источники оперативного тока для защиты от однофазных замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью, когда ток замыкания на землю мал, а междуфазные напряжения имеют нормальную величину, а также для питания цепей газовой защиты трансформаторов, когда при некоторых видах внутренних повреждений ток короткого замыкания может иметь недостаточную величину для отключения выключателя, а напряжение оставаться достаточно высоким. Кроме того, трансформаторы напряжения могут использоваться как источник питания зарядных устройств.

Для выполнения релейной защиты линий, трансформаторов, генераторов и другого оборудования на переменном оперативном токе применяется несколько способов.

Первый способ состоит в использовании реле прямого действия типов РТМ, РТВ, РНМ, РНВ (см. гл. 3). Воспринимающие органы этих реле питаются от трансформаторов тока и напряжения, а исполнительные органы действуют непосредственно на отключение выключателей без посредства оперативного тока. С помощью реле прямого действия выполняются максимальные токовые защиты с зависимой характеристикой времени срабатывания и токовые отсечки мгновенного действия (см. гл. 7), а также защита минимального напряжения. При выполнении указанных защит этому способу следует отдавать предпочтение как наиболее простому и экономичному.

Второй способ состоит в питании реле и отключающих катушек выключателей переменным током непосредственно от трансформаторов тока и напряжения. Этот способ применяется с использованием реле косвенного действия типов РТ-85, РТ-86, РТ-95, ЭВ-215, ЭВ-245, РВМ-12, РВМ-13, РП-321, РП-341 (см. гл. 3), выпускаемых специально для работы на переменном оперативном токе. Применение указанных реле обеспечивает возможность выполнения не только максимальных токовых защит, но также направленных, дифференциальных и других сложных защит.

Третий способ состоит в том, что получаемый от тех же источников переменный оперативный ток выпрямляется специальными выпрямительными устройствами (блоками питания) и питание реле и отключающих катушек выключателей производится постоянным (выпрямленным) током, так же как от аккумуляторной батареи. Этот способ обеспечивает выполнение практически всех видов защиты и автоматики.

Четвертый способ состоит в том, что питание отключающих катушек выключателей производится от специальных устройств, которые в нормальном режиме запасают энергию путем заряда конденсаторов. При срабатывании защиты энергия, запасенная в предварительно заряженных конденсаторах, используется для работы отключающих катушек выключателей.

В ряде случаев возможно комбинированное применение двух или трех из указанных способов, если при этом обеспечивается наилучшее решение.

б) Схемы питания переменным оперативным током непосредственно от трансформаторов тока

На рис. 4-4 приведена схема питания отключающей катушки выключателя от трансформаторов тока через промежуточный насыщающийся трансформатор ПНТ.

Промежуточные трансформаторы выполняются со специальной характеристикой, приведенной на рис. 4-5. Из этой характеристики,

показывающей зависимость вторичного тока от первичного, видно, что начиная с первичного тока 40—50 А вторичный ток составляет 8—13 А и при увеличении первичного тока до 100 А остается почти неизменным. Трансформатор с такой характеристикой называется насыщающимся. Таким образом, насыщающийся трансформатор ограничивает величину тока, что дает возможность использовать для выполнения защиты реле с обычными контактами, не рассчитанными на замыкание и размыкание больших токов (реле РТ-40, РТ-81 и др.).

На рис. 4-6 показана простейшая схема с дешунтированием отключающей катушки выключателя, питаемой непосредственно от трансфор матора тока. В нормальном режиме отключающая катушка КО зашунтирована размыкающим контактом реле Т. Поэтому вторичный ток трансформатора тока ТТ (ток нагрузки) проходит только через обмотку реле. При возникновении короткого замыкания реле Т срабатывает и, размыкая контакт, дешунтирует отключающую катушку. В результате вторичный ток трансформатора тока (теперь ток короткого замыкания) будет проходить через последовательно соединенные обмотку реле и отключающую катушку, которая при этом производит отключение выключателя.

Достоинством такой схемы является ее простота. Однако область ее применения ограничена величинами токов во вторичных цепях трансформаторов тока, которые могут дешунтировать контакты обычных реле. В такой схеме контакты реле быстро подгорают, вследствие чего ухудшается или даже нарушается электрическая цепь через контакт реле. При этом вторичный ток трансформатора тока начинает замыкаться через отключающую катушку в нормальном режиме, что может привести к отключению выключателя при отсутствии повреждения, так как для обеспечения надежного действия отключающая катушка всегда имеет ток срабатывания меньше, чем реле защиты. Кроме того, при нарушении электрической цепи на контактах реле вторичные обмотки трансформаторов тока оказываются нагруженными не только реле, но и отключающей катушкой, имеющей значительное потребление. Поскольку на такой режим работы трансформаторы тока не рассчитаны, они будут работать с большой погрешностью, т. е. будут давать вторичный ток значительно меньший, чем при допустимой нагрузке. В результате этого защита с зависимой характеристикой времени срабатывания будет работать с большей выдержкой времени, чем это было предусмотрено, что может послужить причиной неселективного действия.

Поэтому схемы с дешунтированием отключающих катушек выключателей выполняются с использованием специальных реле РТ-85, РТ-86, РТ-95, как показано на рис. 4-7, а также реле РП-341, имеющих специальные мощные переключательные контакты (см. гл. 3).

В этой схеме отключающая катушка выключателя КО нормально отключена замыкающим контактом 2 токового реле Т/В и вторичный ток трансформаторов тока замыкается только через обмотку реле и его размыкающий контакт 1. При срабатывании реле вначале замыкается контакт 2, чем подключается отключающая катушка, а затем размыкается шунтирующий ее контакт 1, создавая цепь через последовательно соединенные обмотку реле и отключающую катушку.

Схема, приведенная на рис. 4-7, не имеет недостатков схемы на рис. 4-6 и поэтому получила преимущественное и широкое распространение.

в) Блоки питания

Для питания релейной защиты, автоматики и отключающих катушек выключателей выпрямленным током промышленностью выпускаются специальные блоки питания.

Блоки питания БПТ-11 и Б П Н -11 (рис. 4-8) выпускаются вместо комбинированного блока питания БП-10.

Блок тока БПТ-11 состоит из промежуточного насыщающегося трансформатора ТТ, выпрямителя ВТ и конденсатора С. Насыщающийся трансформатор ТТ имеет две первичные обмотки, которые включаются в цепь трансформаторов тока одним из следующих способов:

1) обмотки соединены последовательно и включены на разность вторичных токов трансформаторов тока двух фаз;

2) каждая обмотка включена на фазный ток трансформаторов тока так, чтобы магнитный поток в сердечнике трансформатора ТТ был пропорционален разности фазных токов, подводимых к его обмоткам.

Блоки питания БПТ-11 имеют два выходных напряжения 110 и 24 В. Длительно допустимый ток нагрузки составляет при напряжении 110 В — 0,25 А и при напряжении 24 В — 0,6 А. Максимальный кратковременный ток нагрузки, допустимый в течение 3—5 с, составляет соответственно 0,75 и 1,6 А.

Блок напряжения БПН-11 включает в себя два независимых элемента, каждый из которых состоит из трансформатора напряжения ТН и выпрямителя ВН. Каждый элемент может быть использован как самостоятельно, так и в схеме с другим элементом. Секции первичных обмоток трансформаторов ТН соединяются последовательно при питании от источника 220 В и параллельно при питании от источника 110 В.

Длительно допустимый ток нагрузки составляет при напряжении 110 В — 0,15 А и при напряжении 24 В — 0,6 А на каждый элемент.

Блоки питания БП -101 рассчитаны на питание выпрямленным током релейной защиты, автоматики и цепей управления выключателями на напряжении 24, 48 и 110 В с нагрузкой, не превышающей кратковременно 240 Вт. Выпускаются блоки тока БПТ-101 и блоки напряжения БПН-101.

Блок тока БПТ-101 (рис. 4-9) состоит из насыщающегося трансформатора ТТ и выпрямителя В. Конденсатор С на вторичной стороне насыщающегося трансформатора предназначен для стабилизации напря жения. Блоки типов БПТ-101/1 и БПТ-101/3 рассчитаны на выпрямленное напряжение 110В, а блоки БПТ-101/2 и БПТ-101/4 — на 24 и 48 В.

Блок напряжения БПН-101 (рис. 4-10) состоит из промежуточного трансформатора напряжения ТН и выпрямителя В. Конденсатор С предназначен для защиты выпрямителей от перенапряжений. Секции первичной обмотки могут соединяться последовательно при включении на напряжение переменного тока 220 В и параллельно на напряжение 110В. Блок напряжения типа БПН-101/1 рассчитан на питание выпрямленным напряжением 110 В, а БПН-101/2 — 24 и 48 В.

Блоки питания БП-1000 предназначены для питания релейной защиты, автоматики и цепей управления выключателями с электромагнитными приводами и рассчитаны на кратковременную нагрузку 800—1 500 Вт при напряжении выпрямленного тока 110 и 220 В.

Блок тока типа БПТ-1002 выпускается взамен блока БПТ-1001. Kак видно из упрощенной схемы, приведенной на рис. 4-11, блок тока состоит из насыщающегося трансформатора ТТ, выпрямителя ВТ, дросселя Д и конденсатора С. Первичная обмотка насыщающегося трансформатора включается на отдельные трансформаторы тока и имеет пять секций для подбора наивыгоднейшего числа витков. Дроссель и конденсатор, включенные параллельно вторичной обмотке трансформатора, предназначены для стабилизации напряжения. Длительно допустимый ток нагрузки блока составляет 7 А для номинального выпрямленного напряжения 110 В и 3,5 А для 220 В. Кратковременно в течение 5 с блок выдерживает прохождение тока по его первичной обмотке до 50 А при нагрузке 10 Ом для выпрямленного напряжения 110 В и 40 Ом для 220 В.

Блок напряжения типа БПН-1002 выпускается взамен блока БПН-1001. Как видно из упрощенной схемы на рис. 4-12, блок напряжения состоит из трехфазного промежуточного трансформатора напряжения ТН с двумя вторичными обмотками и двух трехфазных выпрямителей ВН. Секции первичных обмоток могут соединяться последовательно и параллельно, а сами обмотки — в звезду или в треугольник. В зависимости от схемы соединения первичные обмотки могут включаться на напряжение переменного тока 100, 110, 127, 220 и 380 В трансформаторов напряжения или трансформаторов собственных нужд. Длительно допустимый ток нагрузки составляет 6,4 А для номинального выпрямленного напряжения 110 В и 3,2 А для 220 В.

Все рассмотренные блоки могут быть использованы как для индивидуального питания защиты отдельных видов оборудования (рис. 4-13), так и группового или централизованного питания защиты группы однотипного оборудования или всей подстанции (рис. 4-14).

г) Зарядное устройство УЗ-400

Зарядное устройство (рис. 4-15) предназначено для заряда конденсаторов, энергия разряда которых используется при срабатывании защиты для действия отключающих катушек выключателей.

Основными элементами зарядного устройства типа УЗ-400 являются промежуточный трансформатор напряжения ТН и выпрямитель ВН. Первичная обмотка трансформатора ТН имеет две секции, которые соединяются параллельно при напряжении 110 В и последовательно при напряжении 220 В. Напряжение на вторичной обмотке составляет около 280 В, а выпрямленное напряжение — около 400 В.

Для того чтобы при понижении напряжения питания не происходило разряда конденсатора (блок заряжаемых конденсаторов на рис. 4-15

не показан) через обратное сопротивление выпрямителя, предусмотрено реле минимального напряжения РН. Обмотки реле включены параллельно первичным обмоткам трансформатора ТН, а контакт — между выпрямителем и блоком конденсаторов. При понижении напряжения до 70—80% номинального реле срабатывает и, размыкая контакт, отключает блок конденсаторов от зарядного устройства. Сопротивление R2 предусмотрено для ограничения величины зарядного тока.

Поляризованное реле ПР типа РП-7 установлено для сигнализации о неисправности устройства УЗ-400. В нормальном режиме, когда конденсаторы заряжены, реле ПР находится в сработанном состоянии и держит контакт разомкнутым. При пробое конденсаторов или повреждении выпрямителя выпрямленное напряжение резко снижается, вследствие чего реле ПР отпадает и, замыкая контакт, подает сигнал о неисправности устройства. Конденсатор, включенный параллельно обмотке реле ПР, предотвращает вибрацию контактов реле из-за пульсации выпрямленного напряжения.

Зарядное устройство УЗ-400 рассчитано на заряд батареи конденсаторов емкостью 500 мкФ до напряжения 400 В. Устройство потребляет в нормальном режиме около 9 В-А.

Блоки конденсаторов серии БК-400 (рис. 4-16), предназначенные для запасания энергии при заряде от зарядного устройства УЗ-400, состоят из конденсатора С типа МГБП емкостью 10 мкФ на рабочее

напряжение 400 В и разделительных диодов Д. Выпускается три типа блоков для воздействия на отключающие катушки приводов выключателей различных типов: БК-401 на 40 мкФ, 400 В для приводов типов УГП, УПГП, ПГМ, ППМ, РБА и т. д.; БК-402 на_80 мкФ, 400 В для приводов типов ПС-10, ПЭ-2, ПЭ-11 и т. п.; БК-403 на 200 мкФ, 400 В для приводов типов ПС-30, ПЭ-3 и т. п.

 

На рис. 4-17 приведены схемы подключения к зарядному устройству двух блоков БК-400, относящихся к разным выключателям. На рис. 4-17, а показана схема с контактным разделением цепей. При таком включении блоков БК-400 защита, действующая на отключение выключателя, должна иметь выходное промежуточное реле с двумя контактами. Размыкающим контактом производится отделение блока БК-400 от зарядного устройства и заряженного блока другого выключателя, для того чтобы он не разрядился одновременно с первым, а замыкающим контактом предварительно заряженный блок подключается к отключающей катушке КО, которая при этом срабатывает от проходящего через нее тока разряда блока. После отключения выключателя защита, возвращаясь в исходное положение, вновь подключает блок конденсаторов БК-400 к зарядному устройству, чем обеспечивает его повторный заряд и подготовку к новому действию. Диоды в этой схеме не используются.

На рис. 4-17, б показана схема с разделением цепей при помощи диодов Д, находящихся в блоках конденсаторов БК-400. В этой схеме при срабатывании защиты, например РЗ1 предварительно заряженный блок конденсаторов С1 подключается к отключающей катушке КО1, которая при этом срабатывает от тока разряда. Второй блок конденсаторов С2 при этом разрядиться не может, так как этому препятствует диод Д2, который пропускает ток только в прямом направлении от зарядного устройства к блоку конденсаторов, а в обратном направлении имеет очень большое сопротивление. Аналогично работает схема при срабатывании защиты РЗ2.

Время заряда конденсаторов от зарядного устройства УЗ-400 составляет около 0,3 с для блока БК-401, 0,6 с — для БК-402 и 1,5 с — для БК-403.

6 Июнь, 2009              31012              ]]>Печать]]>
3 / 15 ( Отлично )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Дva plus trи ? (цифрой)

Вверх страницы