МАКСИМАЛЬНЫЕ ЗАЩИТЫ НА ПЕРЕМЕННОМ ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ

а) Требования к трансформаторам тока, питающим оператив­ные цепи

Источником переменного оперативного тока в схемах мак­симальных защит по соображениям, изложенным в § 1-9, в, обычно служат трансформаторы тока.

Основным требованием, предъявляемым к трансформаторам тока, питающим оперативные цени, является условие, чтобы мощность этих трансформаторов тока S_Т была достаточна для покрытия мощности, потребляемой оперативной цепью S_о.ц, т. е. катушкой отключения выключателя и вспомогательными реле оперативной схемы защиты:

S_Т ≥ S_о.ц (4-16)

Величина S_о.ц в зависимости от типа привода выключателя колеблется от 30 до 500—1000 Вт.

Номинальная мощность трансформаторов тока, при которой обеспечивается работа с погрешностью, не превосходящей 10%, относительно мала и при номинальном вторичном токе составляет 15 -75 В·А. Из сопоставления приведенных цифр следует, что нагрузка оперативных цепей во многих случаях может оказаться больше номинальной мощности трансформаторов.

Полученная зависимость S_Т от z_н при I₁ = пост, показана на рис. 4-15. Пока z_н мало, трансформатор работает впрямоли­нейной части характеристики намагничивания (рис. 3-2). Здесь Δ I незначительно и S_Т растет почти пропорционально росту z_н. При некотором z_н (оптимальном) S_Т, достигает максимума. При дальнейшем увеличении z_н трансформатор насыщается, I_намиΔ I растут очень быстро, величина (I₁— Δ I) уменьшается имощ­ность S_Т начинает снижаться. Таким образом, каждый трансфор­матор тока имеет предельную максимальную мощность S_макс, больше которой его нельзя загрузить. У отечественных трансфор­маторов тока максимум отдаваемой мощности при номинальном токе достигает 300—1500 В·А. С увеличением нагрузки сверх номинальной ток намагничивания трансформаторов тока и по­грешность по току Δ I превосходят 10%. В условиях максималь­ных значений отдаваемой мощности погрешность Δ Iповышается до 30 — 60%.

Чтобы избежать больших погрешностей в цепях, питающих защиту, можно выделять питание оперативных цепей на отдель­ные трансформаторы тока. Однако такое разделение питания за­щиты и оперативных цепей для максимальной защиты обычно не требуется, так как правильную работу этой защиты можно обес­печить и при сильно нагруженных трансформаторах тока.

Если погрешность трансформаторов тока превышает 10%, то тогда подсчет вторичных токов срабатывания защиты и токов к. з., при которых задается время действия зависимых защит, нельзя вести по номинальному коэффициенту трансформации n_T.

Для подобных расчетов используются характеристики, ана­логичные 10%-ным (рис. 3-3), но построенные для 20 — 60%-ной погрешности (рис. 4-16).

Уменьшение нагрузки на трансформаторы тока можно полу­чить последовательным соединением двух трансформаторов тока или повышением коэффициента трансформации (см. гл. 3).

б) Приставки к приводам выключателей

Рассмотренные возможности работы трансформаторов тока в режиме максимальной отдачи мощности оказываются недостаточ­ными для мощных выключателей 110 — 220 кВ, приводы которых имеют особенно большое потребление. Поэтому для расширения области применения оперативного переменного тока необходимо создание приводов с малым потреблением мощности и несколь­кими отключающими катушками переменного тока.

В качестве одного из способов, позволяющего уменьшить потребление мощности приводов выключателей и приспособить имеющиеся приводы к работе на переменном оперативном токе, используются дополнительные устройства к приводам выключате­лей, получившие название приставок [Л. 25]. Принцип выпол­нения приставки и ее работы иллюстрируется на рис. 4-17.

В обычном приводе (рис. 4-17, а) боек 1, освобождающий механизм отключения выключателя, приводится в действие сердечником 9 катушки отключения НО, которая должна для этого получать значительную энергию от источника питания. При наличии приставки (рис. 4-17, б) освобождение механизма отключения производится не катушкой отключения, а мощной отключающей пружиной 2.

Нормально пружина 2 сжата и заперта в таком положении защелкой 3, При подаче тока в один из электромагнитов 4 его сердечник втягивается и ударяет по защелке. Защелка повертывается вокруг оси 5, ролик 6 скаты­вается с конуса 7, освобождая пружину 2 и подвижную систему 8. Послед­няя ударяет по бойку 1, который освобождает механизм отключения.

Возврат подвижной системы 8 в начальное положение осуществляется специальным заводящим электромагнитом ЗЭ, обмотка которого получает ток при включении выключателя от ключа КУ (рис. 4-17, в) и, притягивая подвижную систему 8 к упору 10, сжимает пружину 2 и запирает ее роликом 6 защелки 3. Таким образом, электромагниты приставки 4 выполняют роль катушки отключения привода, но в отличие от последней потребляют 15 — 100 Вт, т. е. значительно меньшую мощность, так как для приведения в действие защелки 3 требуются небольшие усилия по сравнению с усилиями для освобождения отключающегося механизма выключателя.

 

 

в) Схемы максимальных защит на переменном оперативном токе

[Л. 24, 25, 26, 90]

Схемы максимальных защит с питанием оперативных цепей от переменного тока могут выполняться:

1) с питанием от трансформаторов тока — на принципе дешунтирования катушки отключения при срабатывании защиты;

2) с питанием от блоков питания;

3) с питанием от предварительно заряженных конденсаторов.
Ниже рассматривается каждая из трех схем.

Соображения, изложенные в § 4-3 и 4-4 о свойствах трехфаз­ных и двухфазных схем и области их применения, остаются в силе и для защит на переменном оперативном токе.

г) Схемы с дешунтированием катушки отключения выключателя

Подобные схемы выполняются как с зависимой характеристикой времени действия, так и с независимой.

Схемы защит с зависимой характеристикой в двухфазном ис­полнении с одним и двумя токовыми реле показаны на рис. 4-18.

 

 

 

При отклонении частоты на 1 Гц время действия меняется на 2%. Эта особенность реле должна учитываться при выборе ступени селективности. Подобные реле типа РВМ-12 на 4 с и РВМ-13 на 9 с выпускаются Чебоксарским электроаппаратным заводом. Их устройство показано на рис. 4-22. Реле имеет два насыщающих трансформатора, что позволяет включать их на ток двух фаз. Реле срабатывает при токе 2, 5 — 5 А в зависимости от соединения обмоток и имеет потребление мощности 10 В·А при токе, равном двойному I_c.р. Разброс времени действия реле составляет у РВМ-12 0, 12 сиу РВМ-13 - 0, 25 с.

Конденсатор 3, подключенный параллельно вторичной обмотке трансформатора, сглаживает кривую вторичного тока. Реле приходит в действие при замыкании обмотки 4 контактами реле времени (рис. 4-20) или непосредственно пусковыми реле за­щиты.

Ток срабатывания реле равен 2, 5 или 5 А в зависимости от соединения первичных обмоток трансформатора.

Потребление реле зависит от тока в первичной обмотке реле. При двойном токе I_{с р} потребление равно 5 Вт. Наибольшего значения оно достигает при разомкнутой вторичной цепи транс­форматора 1.

Переключающие контакты могут переключать 150 А перемен­ного тока и устроены, как показано на рис. 4-19.

Схемы защит с независимой характеристикой имеют несколько разновидностей.

В схеме на рис. 4-20 вспомогательные реле 2 и 3 и катушка отключения 4 включены на разность токов двух фаз. Такое вклю­чение упрощает оперативную цепь, так как позволяет применять

Расчет защиты по схеме с дешунтированием катушки отключения выпол­няется для определения тока срабатывания пусковых реле и проверки на­дежности действия остальных элементов, питающихся от трансформаторов тока.

Расчет состоит из четырех частей:

1) Выбирается первичный и вторичный токи срабатывания токовых пусковых реле (I_с.з и I_с.р) по выражениям (4-4) — (4-6). Проверка погрешности трансформаторов тока производится для защиты с независимой характеристикой при I_с.з, а для зависимых — при токе к. з., при котором задается время действия защиты. При этом сопротивление обмоток реле времени и промежуточных реле z_р принимается наибольшим, т. О. при разомкнутой вторичной цепи трансформаторов этих реле.

2) Проверяется надежность работы вспомогательных реле и катушек отключения после их дешунтирования.

Для надежного действия катушки отключения после дешунтирования необходимо, чтобы вторичный ток трансформаторов тока был меньше ве­личины

= k_нI_с.к.о (4-19)

где I_с.к.о— ток срабатывания катушки отключения; k_н — коэффициент надежности, равный 1, 2 — 1, 4.

 

В тех случаях, когда применяются приставки к приводам выключа­телей, имеющие незначительное потребление катушек отключения КО, погрешности трансформаторов тока после дешунтирования КО получаются меньше 10%. Тогда расчет ведется по приведенным выше формулам (4-21) и (4-22), но I_нам принимается в них равным нулю.

д) Схемы с питанием оперативных цепей защиты от блоков питания

 

В сети с изолированной нейтралью для защит, не рассчи­танных на действия при к. з. за трансформаторами с соедине­нием обмоток λ /Δ, применяется включение блоков БПТ на раз­ность двух токов _а — _с по рис. 4-26.

При необходимости действия защиты при к. з. за трансфор­маторами с соединением обмоток λ /Δ устанавливается второй то­ковый блок, включаемый на ток /_в или разность токов _а — _с. Выходные цепи обоих блоков включаются параллельно (рис. 4-27, а).

При соединении трансформаторов тока в двухфазную звезду второй блок включается в общий провод, где проходит ток от­сутствующей фазы I_b.

Аналогичные схемы из двух токовых блоков применяются в сети с глухозаземленной нейтралью.

Блок напряжения включается на линейное напряжение (рис. 4-27, б). Принципиальная схема комбинированного блока тока и напряжения БП-10 приведена на рис. 4-28.

Блоки питания могут устанавливаться на каждом присоеди­нении для питания только его защит или использоваться как

 

При токах, превышающих 1'_вх, т. е. за пределом точки феррорезонанса (опрокидывания), стабилизируется величина выход­ного напряжения U_вых, улучшается форма кривой U_вых за счет уменьшения в ней гармонических составляющих и уменьшается реактивная нагрузка промежуточного, а следовательно, и основ­ных трансформаторов тока.

Отечественная промышленность выпускает комбинированные блоки БП-10 мощностью 40 Вт, блоки тока БПТ-100 мощностью примерно 240 Вт и БПТ-1002 кратковременной мощностью до 1500 Вт, блоки напряжения БПН-100 и БПН-1002. Все блоки рассчитаны в среднем на 11О или 220 В. Тип блока выбирается в зависимости от величины нагрузки. В Горэнерго разработаны и применяются блоки питания с магнитным суммированием токов и напряжения, питающих блоки.

 

е) Схемы защиты с использованием энергии заряженного кон­денсатора для питания оперативных цепей

 

 

Зарядное устройство УЗ-400(рис. 4-31) состоит из повышающего трансформатора ТН, выпрямителя В идвух вспомогательных реле: поляризованного РП и реле минималь­ного напряжения РН.

Напряжение от трансформатора напряжения подается на за­жимы 2—8; оно повышается до 400 В, выпрямляется и подается через размыкающие контакты реле РН на выходные зажимы 5 — 7. К этим зажимам подключается конденсатор С. Повышение напря­жения до 400 В позволяет уменьшить емкость конденсатора С, так как энергия, запасенная конденсатором, пропорциональна квадрату напряжения: W = U²C/2.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. XVI. Любой опыт, несовместимый с организацией или структурой самости, может восприниматься как угроза, и чем больше таких восприятий, тем жестче организация структуры самости для самозащиты.
2. Абстрактные модели защиты информации
3. Автомат продольно-токовой дифференциальной защиты.
4. АЗП – автомат защиты от перенапряжения.
5. Антивирусные средства защиты информации
6. Безопасность и опасность: свойства и условия возникновения. Этапы защиты от опасностей.
7. Блок регулирования, защиты и управления GCU.
8. Блокировка максимальной направленной защиты при замыканиях на землю
9. БЛОКИРОВКА МАКСИМАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ ЗАМЫКАНИЯХ НА ЗЕМЛЮ
10. В потоке выводов и заключений
11. Ваша доминирующая стратегия психологической защиты в общении с партнерами
12. Выбор реле защиты от недопустимого тока возбуждения