.ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
А. Н. КОЖИН
релейная защита
линий 3-10кв
на переменном
оперативном токе

БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 321
А. Н. КОЖИН
РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА
ЛИНИЙ 3-10 кв
НА ПЕРЕМЕННОМ
ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ
ИЗДАНИЕ ВТОРОЕ,
ПЕРЕРАБОТАННОЕ
«ЭНЕРГИЯ»
МОСКВА 1971

6П2.1.ов2
К 59
УДК 621.316.925:621.315.1.027.5
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
Большим Я. М., Каминский Е. А., Мандрыкин С. А., Розанов С. П.,
Синьчугов Ф. И.. Смирнов А. Д-, Соколов Б. А., Устинов П. И.
Кожин А. Н.
К 58 Релейная защита линий 3—10 кв на переменном
оперативном токе. Изд. 2-е, перераб. М., «Энергия»,
1971.
64 с. с илл. (Б-ка электромонтера. Вып. 3'21).
В брошюре изложены вопросы выполнения релейной защиты ли¬
ний напряжением 3—10 ке на переменном оперативном токе. Рас¬
смотрено выполнение защиты с использованием реле прямого де
ствия, принципа дешунтироввння катушек отключения, блоков питания.
Брошюра предназначена для электромонтеров, работающих по
эксплуатации устройств релейной защиты.
3~3'8	6П2.1.082
115-70
Андрей Николаевич Кожин
релейная защита линии 3—10 кв
НА ПЕРЕМЕННОМ ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ. ИЗД. 2-е
Редактор А. Г. Бордачев
Технический редактор Н. В. Сергеев
Корректор Н. В. Лобанова

Сдано в набор 23/Х 1970 г	Подписано к печати 7/Ѵ 1971 г. Т-06261
Формат 84Х1081/,,	Бумага типографская № 2
Усл печ . л. 3,36	Уч.-изд. л. 3.67
Тираж 20 000 экз.	Цена 14 коп.	Зак. 1434
Издательство „Энергия*. Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10.
Московская типография № 10 Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР.
Шлюзовая наб., 10.

ВВЕДЕНИЕ
Для питания цепей дистанционного управления вы¬
ключателями, релейной защиты, автоматики и сигнали¬
зации могут быть использованы источники как постоян¬
ного, так и переменного тока. В качестве источников
постоянного оперативного тока используются аккумуля¬
торные батареи, а переменного оперативного тока —
трансформаторы тока, трансформаторы напряжения и
трансформаторы собственных нужд. Аккумуляторные
батареи требуют больших затрат на установку их, а
уход за ними отнимает много времени и внимания у
обслуживающего персонала. В связи с этим в настоящее
время в ряде случаев отказываются от применения по¬
стоянного оперативного тока и используют переменный
оперативный ток.
Защиты линий 3—10 кв на переменном оперативном
токе в большинстве случаев проще, надежнее и дешевле,
чем защита на постоянном оперативном токе. Промыш¬
ленностью освоен выпуск аппаратуры, применение ко¬
торой позволяет выполнить релейную защиту линий и
других элементов сети на переменном оперативном токе.
В настоящее время выпускаются приводы к выключа¬
телям, имеющие встроенные реле прямого действия, реле
тока и промежуточные реле с мощными контактами,
реле времени, блоки питания и зарядные устройства.
Существуют следующие основные способы выполне¬
ния релейной защиты на переменном оперативном токе:
а) с использованием реле прямого действия, встраи¬
ваемых в приводы выключателей;
б)	с дешунтировапием катушки отключения выключа¬
теля, включенной во вторичную цепь трансформаторов
тока;
3

в)	с использованием блоков питания оперативных
цепей от трансформаторов тока и напряжения, а также
от трансформаторов собственных нужд;
г)	с использованием энергии предварительно заря¬
женного конденсатора.
В настоящей брошюре рассматривается релейная
защита линий 3—10 кв, выполняемая с использованием
первых трех способов. Для защиты на переменном
оперативном токе используются также промежуточные
насыщающиеся трансформаторы, например типа ТКБ-1.
Однако они не могут быть широко рекомендованы к
применению, так как при больших кратностях токов
короткого замыкания имеет место значительное повы¬
шение напряжения на зажимах вторичных обмоток
трансформаторов тока, что может привести к пробою
изоляции вторичных цепей трансформаторов тока.
В последнее время изданы книги и брошюры, в ко¬
торых достаточно подробно описана конструкция ап¬
паратуры, используемой для релейной защиты на пере¬
менном оперативном токе [Л. 1—4]. В связи с этим в
данной брошюре описание конструкции аппаратов дано
кратко в объеме, необходимом для понимания схем и
расчетов защиты. Наибольшее внимание уделено мето¬
дам расчета защиты на переменном оперативном токе,
которые иллюстрируются примерами.
1.	ПОВРЕЖДЕНИЯ ЛИНИЙ 3—10 кв
На кабельных и воздушных линиях напряжением
3—10 кв в результате пробоя изоляции, перекрытия изо¬
ляторов, прикосновения к токоведущим частям посто¬
ронних металлических предметов и по другим причинам
могут возникнуть короткие замыкания между фазами
или замыкания одной фазы на землю.
Наиболее опасными являются короткие замыкания
между фазами, к которым относятся замыкания между
двумя или тремя фазами, а также замыкания двух фаз
на землю в разных точках сети. В месте повреждения,
как правило, возникает электрическая дуга, которая раз¬
рушает оборудование. Короткие замыкания сопровожда¬
ются прохождением больших токов по поврежденной
линии и другим элементам сети, что вызывает перегрев
проводников, по которым они проходят, и механические
повреждения. При замыканиях между фазами также
имеет место значительное снижение напряжения в сети.
4

Это приводит к нарушению работы электродвигателей,
освещения и других потребителей электроэнергии.
Замыкания одной фазы на землю не вызывает нару
шений питания потребителей и значительных разруше¬
ний электрооборудования и линий. Однако дуга, возника¬
ющая в месте повреждения, разрушает изоляцию, что
может привести к замыканиям между фазами. Кроме
того, наличие замыкания одной фазы на землю вызывает
повышение напряжения неповрежденных фаз относи¬
тельно земли в 1,73 раза. Это увеличивает вероятность
пробоя на землю в других точках системы и возникно¬
вения замыкания между фазами через землю.
Для быстрой ликвидации последствий повреждений
предусматриваются устройства релейной защиты, кото¬
рые производят автоматическое отключение поврежден¬
ной линии при междуфазных коротких замыканиях. При
замыканиях одной фазы на землю защита, как правило,
действует на сигнал. На радиальных линиях для защиты
их от повреждений между фазами предусматривается
максимальная токовая защита с выдержкой времени и,
если возможно, токовая отсечка, действующая без за¬
медления. Для защиты от замыкания одной фазы на
землю обычно предусматривается специальная защита
нулевой последовательности.
Приводы выключателей. Включение линий 3—
10 кв, как их отключение, осуществляется с помощью
выключателей, управление которыми производится с
помощью приводов. От типа привода зависит возмож¬
ность осуществления релейной защиты на переменном
токе. Некоторые типы приводов, например ПП-67 и вы¬
ключателя ВМП-10П, имеют встроенные реле тока пря¬
мого действия и катушки отключения со сравнительно
малым потреблением (на переменном токе порядка 50—
20 ва). Наличие в этих приводах реле прямого действия
позволяет выполнить защиту с использованием этих реле.
Реле с малым потреблением могут быть использованы
для осуществления защиты с использованием принципа
дешунтирования и блоков питания.
Ряд приводов, особенно приводы старых типов, име¬
ют не более трех встроенных реле тока или катушек от¬
ключения (электромагнитов отключения). Это ограни¬
чивало возможность их использования при применении
реле прямого действия. В выпускаемых в настоящее вре¬
мя приводах ПП-67 и встроенных в выключатель ВМП-
5

IОП имеется возможность предусмотреть установку до
пяти встроенных реле. Электромагнитные приводы, на'
пример приводы типов ПЭ-11, ПС-10, не имеют встроен'
ных реле тока, а их электромагниты отключения (ка¬
тушки отключения) обладают сравнительно большим
потреблением (на постоянном токе порядка 500 вт и бо¬
лее). В связи с этим при применении электромагнитных
приводов защита на переменном оперативном токе мо¬
жет быть выполнена с использованием мощных блоков,
питания, например типа БПТ-1002 и типа БПН-1002,
или конденсаторов и зарядных устройств типа УЗ-401.
2.	ЗАЩИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЛЕ
ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
Встроенное реле тока прямого дейст¬
вия типа РТМ имеет следующее устройство. В корпу¬
се привода помещается катушка, внутри катушки име¬
ется стальной сердечник. При отсутствии тока в обмотке
реле сердечник находится в крайнем нижнем положе¬
нии. При прохождении тока через обмотку реле вокруг
нее образуется электромагнитное поле. Если ток больше
определенной величины, то происходит втягивание сер¬
дечника внутрь катушки. В конце хода сердечника его
ударник бьет по отключающему рычагу привода, что
приводит к отключению выключателя. Действие реле,
производимое им в соответствии с его основным назначе¬
нием, называется срабатыванием, а наименьший ток,
при котором оно происходит, называется током сраба¬
тывания реле. Ток срабатывания реле, который указан
на шкале, называется уставкой реле по току.
Изменение уставки реле производится включением
того или иного числа витков его обмотки с помощью
переключателя поворотного или штепсельного типа. Чем
меньше включено витков обмотки, тем больше уставка
реле. В реле тока типа РТМ, встроенных в приводы ти¬
па ПП-67, предусмотрено регулирование тока срабаты¬
вания изменением числа витков обмотки, а также изме¬
нением величины воздушного зазора между сердечни¬
ком и стопом.
Основные технические данные реле РТМ привода
ПП-67 и привода выключателя ВМП-10П даны
в табл. 1.
6

Таблица І
Тип привода
Вариант реле
Устав¬
ка, а
Полное сонрогивление
обмотки при положении
якоря, ом
Воз¬
душ¬
ный за¬
зор, мм
Нижнее
Верхнее
ПП-67
РТМ-І
5
7,5
10
15
0,64
0,36
0,28
0,12
2,3
1,2
0,9
0,34
36
РТМ-П
1,0
15
20
25
0,23
0,089
0,070
0,064
0,71
0,28
0,198
0,16
36
РТМ-ІП
30
40
50
60
0,073
0,068
0,057
0,029
0,244
0.18
0,138
0,05(5
40
РТМ-ІѴ
75
100
125
150
0,0375
0,0365
0,027
0,015
0,104
0,08
0,0512
0,026
52
ВМГІ-10П
5
9
9
15
15
25
25
40
40
70
120
0,64
0,49
0,306
0,22
0,134
0,12
0,072
0,066
0,046
0,044
0,025
2,1
1,72
0,75
0,64
0,3
0,268
0,13
0,116
0,066
0,062
0,025
Встроенное реле тока с выдержкой вре¬
мени прямого действия типа РТВ имеет ка¬
тушку с сердечником, которая помещается в корпусе
привода. Сердечник реле полый, и внутри него помеща¬
ются пружина и ударник. Пружина верхним концом
упирается в стопорное кольцо, укрепленное на ударни¬
ке, а нижним — в сердечник. В нижней части корпуса
реле расположен часовой механизм выдержки времени,
который связан с ударником тягой. Когда величина
тока, проходящего через обмотку реле, становится рав¬
ной или большей тока срабатывания, сердечник втягива-
7

ется fi катушку и сжимает пружину, которая давит на
стопорное кольцо ударника. Однако быстрому движению
ударника вверх препятствует часовой механизм, с кото¬
рым он связан тягой. При небольших токах пружина
сжимается не полностью. Чем больше ток, тем быстрее
работает часовой механизм. Если пружина полностью
сжата, то часовой механизм работает с минимальной
выдержкой времени, соответствующей данной уставке
■по времени. Это время минимально и не зависит от ве¬
личины тока в реле.
Та б лица 2
Тип привода
Вариант реле
Ток сраба¬
тывания.
а
Полное сопротивле¬
ние реле при положе¬
нии якоря, ом
нижнее
верхнее
ПП-67
РТВ I и РТВ IV
5
6
7,5
10
1,6
1,0
0,73
0,40
4,5
3,8
2,1
1,03
РТВ II и РТВ V
10
12,5
15
17,5
0,4
0,26
0,20
0,15
1,14
7,4
5,7
4,16
РТВ III и РТВ IV
20
25
30
35
0,092
0,066
0,049
0,043
0,26
0,17
0,14
0,12
В конце хода ударника происходит расцепление его
с часовым механизмом. Ударник получает возможность
свободно двигаться вверх под действием пружины. Ско¬
рость его движения резко увеличивается, и в конце свое¬
го хода он бьет по отключающему рычагу привода вы¬
ключателя. Происходит отключение выключателя.
Уставка реле по току регулируется с помощью пере¬
ключателя поворотного типа. Регулировка выдержки
времени реле осуществляется установочным винтом, ко¬
торый расположен в нижней части часового механизма.
Описание реле типа РТВ разных конструкций приводит¬
ся в (Л. 1, 3, 4]. Основные технические данные реле РТВ
привода ПП-67 приведены в табл. 2, привода выключа¬
теля ВМП-10П в табл. 3.
8

Таблица 3
Тип привода
Вариант реле
Устав¬
ка, а
Ток
срабаты¬
вания, а
Полнее сопротивле¬
ние реле при положе¬
нии икоря, ом
нижнее
верхнее
ВМП-ЮП
РТВ-ІѴ
5
4,95
2,13
3,38
Пределы уставок
6
6
1,51
2,66
по току 5—10 а
7
6,6
1,12
2,1
8
7,8
0,88
1,61
9
8,4
0,68
1,52
10
9,3
0,54
1,07
РТВ-Ѵ
11
10,25
0,5
0,86
11—20 а
12
11,9
0,45
0,9
14
14,25
0,33
0,65
16
16,5
0,23
0,46
18
18,5
0,19
0,35
20
19,5
0,17
0,33
РТВ-ѴІ
20
20
0,17
0,33
20—35 а
22
21,5
0,16
0,29
24
23,75
0,15
0,27
27
26,75
0,14
0,25
30
30
0,13
0,22
35
34,5
0,125
0,19
На рис. 1 приведены временные характеристики реле
РТВ. По горизонтальной оси отложена кратность тока
в реле по отношению к току срабатывания, а по верти¬
кальной оси — выдержка времени в секундах. Характе¬
ристики, 'приведенные на рис. 1, а и б, имеют относитель¬
но «пологий» вид. Независимая часть характеристики
начинается при кратности тока в реле около трех. На
рис. 1,в приведены относительно «крутые» характери¬
стики. Независимая часть характеристики начинается
при кратности тока реле около 1,6—1,7. Целесообраз¬
ность использования в конкретных случаях характери¬
стик «пологого» или «крутого» вида рассмотрена в сле¬
дующих разделах брошюры.
Электромагниты отключения приводов.
Для дистанционного отключения выключателя или от¬
ключения его от релейной защиты, выполненной с реле
косвенного действия, используются встроенные в привод
электромагниты отключения (катушки отключения).
В пружинных приводах предусмотрены отдельные элек¬
тромагниты для дистанционного отключения и отключе¬
ния от защиты. Потребление электромагнитов дистан-
9

ционного отключения несколько больше, чем у электро¬
магнитов, предназначенных для действия от защиты.
Это объясняется тем, что электромагниты для дистанци¬
онного отключения, кроме отключения, выполняют еще
дополнительные функции (воздействие на механизм
блок-контактов).
Основные технические данные электромагнитов от¬
ключения привода типа ПП-67 приведены в табл. 4 и
привода выключателя типа ВМП-10П в табл. 5.
Схемы защиты с реле РТМ и РТВ. Исполь¬
зуя встроенные реле тока РТМ и РТВ, можно выпол-
Рис. 1. Временная характеристика
реле РТВ.
а — характеристика реле привода
ВМП-10П; б — характеристика реле при¬
вода ПП-67 (первый вариант); в — харак¬
теристика реле привода ПП-67 (второй ва¬
риант).
го

Таблица 4
Тип при¬
вода
Род тока
Номи¬
наль¬
ное
напря¬
жение,
в
Потребляемая мощность
"Р«
при 0.65 Ыном
Серде і-
ник затор¬
можен
Сердеч¬
ник втя¬
нут
Сердеч¬
ник затор¬
можен
Сердеч¬
ник втя¬
нут
ПП-67
Постоянный
24
36
48
110
220
100 віп
45 вт
Переменный
24
127
220
380
400 ва
115 ва
60 ва
30 ва
П родолжсние табл. 4
Токовый электромагнит отключет я
Тип электромагнита
Уставка, а
Потребляемая мощность,
якорь заторможен, са
ТЭО-І
тэо-п
20
20
Примечание. В приводе ПП-57 могут также применяться в качестве токо¬
вых электромагнитов отключения реле типа РТМ-І (табл. 1).
Таблица 5
Тип привода
Род тока
Номиналь¬
ное на-
пряжение,
в
Потребляемая мощ¬
ность, {вт. ва)
Пределы деЙ-
ствия
ПРИ "ком
при 0,65
^ном
ВМП-ЮМ
Постоянный
24
106
45,4
58
110
48
ПО
105
46,5
220
108
46,7
Переменный
НО
315/420
Ѳ6/205
от 65 до
127
318/430
ѲѲ/202
120ўо
220
340/450
112/136
Примечание. В числителе — для нижнего положения якоря, в знамена¬
теле — для верхнего положения.
11

нить простую и надежную защиту от повреждений МёЖ-
ду фазами радиальных линии 3—10 кв. На рис. 2, а при¬
ведена схема защиты реактированной линии,
выключатель которой не рассчитан на отключение ко¬
ротких замыканий до реактора. В связи с этим в схеме
Рис. 2. Схема защиты с использованием встроенных реле
тока РТМ и РТВ.
предусмотрена только максимальная токовая защита
с выдержкой времени, выполненная с использованием
двух реле РТВ. Трансформаторы тока предусмотрены
в двух фазах, что является достаточным для отключе¬
ния коротких замыканий между фазами. Реле тока
включены на фазные токи. Для измерительных приборов
12

выделен отдельный сердечник трансформаторов тока.
В дальнейшем в схемах сердечник для измерительных
приборов не показывается.
Если выключатель реактированной линии рассчитан
на отключение коротких замыканий до реактора, а так¬
же если линия нереактированная, то в некоторых слу¬
чаях предусматривается токовая отсечка. Пример схе¬
мы с отсечкой дан на рис. 2, б. В этой схеме для отсеч¬
ки используется одпо реле тока РТМ, которое включено
на разность токов двух фаз, а не два реле, включенные
на фазные токи. Это снижает чувствительность отсечки
при некоторых видах коротких замыканий в 1,73 раза.
Такое решение вынужденное, когда приводы имеют ог¬
раниченное число встроенных реле тока. Причина сни¬
жения чувствительности защиты при включении реле на
разность токов двух фаз объясняется при изложении
способа расчета защиты. Максимальная токовая защи¬
та в рассматриваемой схеме выполнена с использовани¬
ем двух реле РТВ, включенных на фазные токи.
Следует отметить, что если конструкция привода
позволяет встроить по два реле РТВ и РТМ, то токовая
отсечка выполняется с включением реле на фазные
токи (рис. 2, в). В некоторых случаях может оказаться,
что привод имеет по одному встроенному реле РТВ и
РТМ. При этом используется схема с включением реле
РТВ и РТМ на разность токов двух фаз. Такая схема
приведена на рис. 2, г. В этом случае максимальная то¬
ковая защита, так же как и токовая отсечка, имеет в 1,73
раза меньшую чувствительность, чем при включении
реле на фазные токи.
Расчет защиты с реле прямого действия
Расчет защиты, выполненной с реле прямого дейст¬
вия, производится в следующем порядке: выбирается
ток срабатывания и уставки реле по времени; проверя¬
ется чувствительность защиты; проверяется нагрузка на
трансформаторы тока; проверяется отсутствие опасных
перенапряжений во вторичных цепях трансформаторов
тока (метод расчета приводится при рассмотрении схем
с дешунтированием):
Расчет максимальной токовой защиты.
Выше уже отмечалось, что ток, при котором реле сра¬
батывает, называется током срабатывания реле Л.г.
Ток, при котором реле возвращается в исходное поло¬
13

жение, называется током возврата реле /Е.р. Отношение
тока возврата к току срабатывания называется коэф¬
фициентом возврата реле:
Ток возврата реле меньше его тока срабатывания,
что объясняется наличием сил трения между подвижны¬
ми и неподвижными частями ре¬
ле, препятствующих возврату по¬
движных частей реле в исходное
положение, а также уменьшени¬
ем тока, необходимого для удер¬
жания якоря реле в положении,
соответствующем срабатыванию,
в связи с уменьшением воздуш¬
ного зазора магнитной системы
реле.
На рис. 3 приведена расчетная
схема. Линия 1 питает подстан¬
цию Б, от шин которой отходят
б)
14

защиты линии 1, определяемый рабочим током, не будет
меньше тока его возврата, то защита будет продолжать
работать и через некоторый промежуток времени про¬
изойдет неправильное отключение линии. Для предот¬
вращения этого ток возврата реле должен быть больше
максимального рабочего тока линии.
Из вышесказанного следует, что ток срабатывания
реле тока максимальной токовой защиты должен выби¬
раться исходя из следующих условий:
а)	реле тока не должны срабатывать при прохожде¬
нии по линии максимального рабочего тока;
б)	реле тока, сработавшее при коротком замыкании,
должно вернуться в исходное положение после ликвида¬
ции короткого замыкания, если ток, проходящий по ли¬
нии, уменьшится до величины, равной максимальному
рабочему току.
Ток срабатывания реле выбирается по выражению,
составленному с учетом приведенных расчетных ус¬
ловий:
г 	 ^аап^сх^н^раб-манс	/О\
/с-р — Лвпт ’	W
где /раб-макс — максимальный рабочий ток линии; ит —
коэффициент трансформации трансформаторов тока;
£зап — коэффициент самозапуска двигателей;	— коэф¬
фициент возврата; &Сх — коэффициент схемы включения
реле; k„ — коэффициент надежности.
Коэффициент ka введен для учета погрешностей реле
и трансформаторов тока, а также неточности в опреде¬
лении /раб.макс Для реле РТВ можно принять feH=l,4 и
ftB=0,7, Максимальный рабочий ток линии /раб-макс- оп¬
ределяется для наиболее тяжелого режима работы, ко¬
торый практически может иметь место для данной сети.
Например, при наличии линии, параллельной данной,
следует учитывать отключение параллельной линии.
В этом случае значение /раб-макс равно сумме макси¬
мальных рабочих токов параллельных линий. Коэффи¬
циент /гзан введен для учета увеличения тока при само-
запуске двигателей, питаемых по данной линии. Следует
отметить, что в определении коэффициента возврата
реле РТВ имеются определенные трудности, так как ко¬
эффициент возврата зависит от уставки реле по времени
(выдержки времени в независимой части), кратности
15

тока в реле по отношению к его току срабатывания, а
также времени прохождения тока.
Значение коэффициента возврата определяется для
положения сердечника реле, когда он находится в за¬
цеплении с часовым механизмом. После расцепления
ударника с часовым механизмом он без выдержки вре¬
мени действует на отключение выключателя. Поэтому
после расцепления не представляется возможным вер¬
нуть реле в исходное положение. Ток возврата реле, а
следовательно, и коэффициент возврата реле тем мень¬
ше, чем меньше воздушный зазор. Минимальная величи¬
на воздушного зазора, которая может нас интересовать
при определении коэффициента возврата, имеет место
при расцеплении ударника с часовым механизмом. Для
указанного положения подвижных частей и определяет¬
ся коэффициент возврата. Наименьшая длина воздуш¬
ного зазора в момент расцепления имеет место при мак¬
симальной уставке по времени, равной 4 сек.
При малых кратностях тока в реле пружина, связы¬
вающая якорь и ударник, не влияет на коэффициент воз¬
врата реле. Пружина выполняет при этом функцию же¬
сткой связи между якорем и ударником. При больших
токах в реле пружина полностью сжимается и стремит¬
ся вернуть якорь в исходное положение. При этом
уменьшается ток, при котором реле может вернуться
в исходное положение, и, следовательно, уменьшается
коэффициент возврата реле.
Значение коэффициента возврата &в=0,7 определено
для момента расцепления ударника с часовым механиз¬
мом при уставке по времени /ср=4 сек при кратности
тока в реле, при которой пружина реле полностью сжа¬
та. При использовании уставок по времени
меньших, чем ,fcp=4 сек, коэффициент возврата
больше, чем kB=Q,l. Уточнение целесообразно определять
при наладке защиты. В случае включения реле на фаз¬
ные токи (рис. 2, а) ток в нем равен вторичному току
трансформаторов тока. Коэффициент схемы в выраже¬
нии (2) для этого случая равен ifeCx='l- В случае вклю¬
чения реле на разность фазных токов (рис. 2, г) ток
в нем при прохождении в первичной цепи симметричного
тока нагрузки в 1,73 раза больше вторичного тока транс¬
форматоров тока. Указанное положение учитывается при
определении тока срабатывания введением коэффициен¬
та схемы, равного /?сх=1,73. Таким образом, ток сраба-
16

тЫвания реле, включенного іна разность фазных токов,
в 1,73 раза больше, чем ток срабатывания реле, вклю¬
ченного на фазный ток.
Обратимся вновь к рис. 3. Рассмотрим- способ выбо¬
ра временной характеристики защиты линии 1, установ¬
ленной на подстанции А. При повреждении на линии 2
приходит в действие как защита поврежденной, так и
защита линии 1. Однако повреждение должно; быть от¬
ключено защитой линии 2. Если первой сработает защи¬
та линии 1 и отключит свои выключатель, то будет на¬
рушено электроснабжение потребителей, питаемых не
только по поврежденной линии 2, но и по неповреж¬
денной линии 3, что в данном случае является недопу¬
стимым. Для того чтобы не произошло ложного отклю¬
чения линии /, соответствующим образом выбираются
характеристики реле РТВ защит.
Характеристика срабатывания реле РТВ выбирается
по условию согласования по току и времени: данной за¬
щиты с защитой элемента, расположенного! ближе
к потребителю энергии. Например, характеристика
реле защиты 1 (рис. 3) выбирается по условию согласот
вания с защитой линии 2 или линии 3. Защита, с кото¬
рой производится согласование, может быть выполнена
с использованием предохранителей или реле тока типа
РТВ. В первом случае целесообразно иметь характери¬
стику реле РТВ данной защиты «полого» вида. Во вто¬
ром случае целесообразно для данной защиты предусмот¬
реть характеристику, аналогичную характеристике за¬
щиты, с которой производится согласование.
В том случае, если с данной защитой согласовывает¬
ся защита с независимой от тока выдержкой времени, то
для данной защиты, когда это возможно, целесообразно
принять «крутую» характеристику срабатывания реле
РТВ. Указанный случай может иметь, например, место,
когда максимальная токовая защита понижающего
трансформатора согласовывается с защитой линий, от¬
ходящих от шин низшего напряжения подстанции
(рис. 4).
Пример 1. Рассмотрим иа конкретном примере выбор характе¬
ристики реле РТВ защиты линии по условию согласования с предо¬
хранителями.
Защита трансформатора Т\ (рис. 4) выполнена с помощью пре¬
дохранителей типа ПК с плавной вставкой на 50 а. Временная ха¬
рактеристика плавкой вставки с учетом разброса на 50% (по завод¬
ским данным) приведена на рис. 5,а (кривая /). Характеристика
2—1434	І7

Питающая система
Рис. 5. Выбор характеристики реле типа РТВ.
реле РТВ подбирается таким образом, чтобы разность между време¬
нем срабатывания реле РТВ в зависимой части и временем горения
плавкой вставки была не менее 1 сек и рассматриваемая разность
в независимой части не менее 0,8 сек. На рис. 5,а приведена харак¬
теристика реле РТВ (кривая 2), подобранная с учетом указанного.
Подбор характеристики реле производится в следующем поряд¬
ке. Определяется ток срабатывания реле типа РТВ по выраже¬
нию (2):
.	^вап^сх^н^рвб.макс _ 2,5-1,4-1 -50

kBnt	0,7-30
ГДе feH=l,4j Aïe1,0; /раб.макс^бО Cl\ fea=0,7; Л1т=30, fegan 2,5.
Выдержка времени реле РТВ в независимой части принимается
равной /=0,8 сек. Предполагается, что выключатель имеет привод
типа ПП-67. Наносим на рис. 1,6 характеристику реле, которая имеет
в независимой части выдержку времени /—0,8 сек. Эта характери¬
стика показана на рис. 1,6 пунктиром. Далее эта характеристика пе¬
реносится на рис. 5,а. При этом производится пересчет характери¬
стики на вторичные токи. Это необходимо в связи с тем, что харак¬
теристики предохранителен даются в первичных токах. Перенос ха¬
рактеристики производится по точкам. Для выбранной кратности
тока срабатывания реле типа РТВ определяется ей соответствующий
первичный ток защиты по выражению
(3)
\'сР/
18

где /р//с.р — кратность тока реле; /С.Р— ток срабатывания реле:
Пт — коэффициент трансформации трансформаторов тока.
Например, при /Р//С.Р=2, /с.р=8,2 а и пт = 30 имеем:
/з п=2 - 8,2 - 30= 500 а.
Полученному первичному току соответствует то же время сраба¬
тывания, что и исходной кратности тока срабатывания реле. Для
нашего примера /С.Р=2 сек. Таким образом, имеем точку с коорди¬
натами /с.р=2 сек и /з.п=500 а. Наносим эту точку на рис. 5,а (кри¬
вая 2, точка а). Далее следует убедиться, что в зависимой части
характеристики срабатывания реле РТВ ступень селективности ’(раз¬
ность между временем горения плавкой вставки и временем сраба¬
тывания реле) не менее іД/= I сек. Например, при /3.п=500 а /с.3=
=2,0 сек; время горения плавкой вставки /пр=0,4 сек. Расчетная сту¬
пень селективности: At=t3.„—/пр=2—0,4= 1,6 сек.
Если в зависимой части характеристик срабатывания Л/<1 сек,
то следует рассмотреть возможность увеличения тока срабатывания
реле или выдержки времени в независимой части.
Срабатывание защиты с реле РТВ с другими защи¬
тами, выполненными также с реле РТВ, может быть
произведено, считая, что токи повреждения обеспечива¬
ют работу реле в независимой части временной харак¬
теристики реле. Такой способ рассмотрен в примере 3.
Однако такой способ согласования может привести
к необоснованному загрублению защиты, а также уве¬
личению ее выдержки времени. В связи с этим согласо¬
вание целесообразно производить с учетом действитель¬
ных токов повреждения.
На практике могут встретиться два основных случая
согласования защит. Рассматривается согласование за¬
щиты 1 с защитой 2 (рис. 3, а) :
1)	защиты 1 и 2 имеют зависимые характеристики
срабатывания;
2)	защита / имеет зависимую и защита 2— незави¬
симую характеристики срабатывания.
Согласование производится при максимальном токе
короткого замыкания 7макс при повреждении в начале
линии 2. Ток срабатывания 7с-з(і) и выдержка времени
ti защиты 1 определяется по выражениям
^с.з(і)^^н/с.з(а);	△£,
где /с.з{2) и Zg—ток срабатывания и время действия за¬
щиты 2 при токе /макс', А/ — ступень выдержки времени;
k„ — коэффициент надежности, принимается 1,2—1,5.
При выборе характеристики по рассматриваемому
способу принимается А/ 0,7 сек для независимой части
характеристики. Определение А/ в зависимой части ха-
2*	19
рактеристики представляет большие трудности, так как
погрешность реле зависит от кратности тока в нем. Ори¬
ентировочно для реле РТВ, работающего в зависи¬
мой части, может приниматься 1—2 сек.
В качестве примера произведем согласование по времени макси¬
мальной токовой зашиты с защитами питаемых элементов. Наиболь¬
шая выдержка времени защиты питаемых элементов (линия 2
рис. 3,о) при токе 850 а равна /2=2 сек. Ток срабатывания защиты
линии 1 Іс.х,=1 а. Коэффициент трансформации трансформаторовто¬
ка Нт—60.
Определяем кратность тока повреждения по отношению к току
срабатывания реле:
Ар   4.».міке  850  9 ..
/ср	п/с.р	60-7-2'14-
Выдержка времени защиты линии 1 при повреждениях в начале
питаемых линий определяется по выражению
/і=/2+Л<=2+1=3 сек.
Ступень селективности принята А/=1 сек, так как реле работает
в зависимой части. На временную характеристику реле (рис. 1,6)
наноенм точку А с координатами 7/7с.р=2,14 и t=3 сек. Через эту
точку проводим кривую так, чтобы отношение расстояний всех ее то¬
чек от соседних кривых было таким же, как и точки А. Полученная
кривая есть характеристика выдержки времени защиты линии 1. На
рис. 1,6 она показана пунктиром. Кратность тока в реле при корот¬
ком замыкании в начале линии более трех. Защита в этом случае
будет работать с минимальной, независимой от величины тока вы¬
держкой времени t=l,6 сек.
В том случае, если защита t имеет (независимую и за¬
щита 2 зависимую характеристики, то согласование про¬
изводится при токе срабатывания защиты 1. Для указан¬
ного тока определяется время действия защиты 2
(рис. 3, в). Выдержка времени защиты 1 определяется
по выражению
/1='/2+іА^-
Далее для значения <ti определяется ток срабатыва¬
ния / ел (І)защиты 1 по временной характеристике (рис.
3,в). Согласование обеспечивается, если
Л.з(І) —'kJс-з(2)-
Пример 2. Произвести согласование защиты с независимой вы¬
держкой времени с защитой, выполненной с использованием реле
РТВ. На рис. 5,6 приведены характеристики (кривые 1 и 2) защиты
трансформатора Т2 (рис. 4) н характеристики защиты с реле РТВ
линии. Как следует из рис. 5,6, согласованные защиты трансформа¬
тора с защитой липин с реле РТВ, имеющего ккрутую» характери¬
стику (кривая 3), обеспечивается при меньшем токе срабатывания
защиты трансформатора (/с.з~450 с), чем в случае использования
20

реле РТВ с «пологой» характеристикой '(кривая 1 Л.3=750 а). При
этом разность между временем срабатывания защиты трансформа¬
тора и защиты линии должна быть не менее Л/=0,7—1,0 сек.
Максимальная токовая защита должна иметь необ¬
ходимую чувствительность к повреждениям на линии, на
которой она установлена, а также на линиях, трансфор¬
маторах и других элементах, питаемых по ней. Оценка
чувствительности защиты производится по значению
коэффициента чувствительности, который подсчитывает¬
ся по выражению
где /ь.Атт— минимальный ток двухфазного короткого
замыкания в конце защищаемой зоны.
Защита должна иметь коэффициент чувствительнос¬
ти порядка кч=1,5 при коротких замыканиях на защи¬
щаемой линии « кч=1,2 при коротких замыканиях на
смежных участках.
Расчет токовой отсечки. Для быстрого от¬
ключения повреждений на линии в ряде случаев предус¬
матривается токовая отсечка. Для выполнения ее исполь¬
зуются реле тока типа РТМ, срабатывающие без допол¬
нительной выдержки времени. Ток срабатывания реле
тока отсечки выбирается по условию отстройки от корот¬
кого замыкания в конце защищаемой линии (например,
защиты 1 и 2 на рис. 3) или от короткого замыкания за
понижающим трансформатором при схеме первичных со¬
единений блок линия — трансформатор (например, за¬
щита 3 на рис. 3):
f {g)
nT
где Ік.з. макс — максимальный ток трехфазного коротко¬
го замыкания в расчетной точке.
При расчетах отсечки с реле РТМ коэффициент на¬
дежности принимается равным кп=1,8—2 для реле ста¬
рых типов и кп=1,6—1,8 — для реле новых типов. Сни¬
жение коэффициентов надежности для реле новых ти¬
пов объясняется тем, что они по сравнению с реле старых
типов имеют сердечники с меньшим весом и большую
длину воздушного зазора. В связи с этим реле меньше
подвержены влиянию апериодической составляющей.
Следует отметить, что токовая отсечка работает при пов¬
реждениях не на -всей линии, а только на части ее, если
21

защищаемая линия соединяет шины двух подстанций
(рис. 3, линии 1 и 2) и работает при повреждении на
всей линии, если защищаемая линия является элементом
схемы блок линия—трансформатор (рис. 3, линия 5).
Применение отсечки рекомендуется в случаях, когда
они действуют при токах повреждения, обусловливаю¬
щих снижение напряжения на шинах менее чем до 0,6
Е,тм. Значение остаточного напряжения на шинах под¬
станции при коротких замыканиях выбрано из условия
обеспечения надежной работы электродвигателей, пита¬
емых от шин подстанции, к которым присоединена за¬
щищаемая линия.
Проверка по рассматриваемому условию производит¬
ся по выражению
Пост = Ес— /3>с/с.з,	(6)
где Ес — э. д. с. системы в минимальном режиме; хс—со¬
противление питающей системы (относительно шин,
к которым приключена данная линия); /с.з — ток сраба¬
тывания токовой отсечки.
В том случае, если отсечка используется для защиты
трансформатора (при схеме первичных соединений блок
линия — трансформатор) чувствительность отсечки про¬
веряется по выражению (4). Рассматривается поврежде¬
ние между двумя фазами на выводах высшего напряже¬
ния трансформатора. Коэффициент чувствительности
должен быть порядка кч=1,5.
Проверка нагрузки на трансформаторы
тока. Точность работы трансформатора тока зависит
от величины сопротивления его вторичной цепи. Чем
больше сопротивление вторичной цепи, тем с большей
погрешностью работают трансформаторы тока. Рекомен¬
дуется, чтобы погрешность трансформаторов тока не
превышала 10%. Это значит, что действительный вто¬
ричный ток отличается от вторичного тока, подсчитанно¬
го по выражению
/в=£.	(7)
не более чем на 10%■ В выражении (7) через /п обозна¬
чен ток, проходящий по первичной обмотке трансформа¬
тора тока, и пт— коэффициент трансформации трансфор¬
матора тока.Реле прямого действия имеют относительно
большие сопротивления. Не во всех случаях пред-
22

ставляется возможным обеспечить работу трансформа¬
торов тока с погрешностью, не превышающей 10%.
В связи с этим в некоторых случаях допускается работа
трансформаторов тока с погрешностями, превышающи¬
ми 10%.
Трансформаторы тока, используемые для релейной
защиты, должны работать при близких коротких замы¬
каниях, сопровождающихся прохождением больших то¬
ков повреждения, с погрешностями не более 40—50%.
Однако трансформаторы тока, используемые для защи¬
ты с реле прямого действия, могут не проверяться по ус¬
ловию обеспечения 40—50% погрешности. Это объясня¬
ется тем, что рассматриваемые реле имеют сравнитель¬
но массивные сердечники, обладающие большой инер¬
ционностью. Подвижная система этого реле мень¬
ше вибрирует, чем подвижная система реле косвенного
действия, под влиянием несинусоидального тока, каким
он является при больших кратностях. Реле прямого
действия одновременно выполняет функции измеритель¬
ного органа и катушки отключения. Измерительный
орган должен работать с минимальной погрешностью
в токе срабатывания. До момента трогания реле типа
РТМ является измерительным органом, а реле типа РТВ
является измерительным элементом до момента рас¬
цепления ударника с часовым механизмом. Точность ра¬
боты измерительного органа в значительной степени за-
висит от значения погрешности трансформатора тока.
Чем мешше погрешность трансформатора тока, тем
с большей точностью может быть определен вторичный
ток. По этой причине желательно, чтобы погрешность
трансформаторов тока не превышала 10%. Для обеспе¬
чения погрешности трансформаторов тока не более 10%
сопротивление реле должно иметь небольшое значение.
С момента трогания реле РТМ и с момента расцепления
ударника с часовым механизмом реле РТВ они выпол¬
няют функции катушки отключения. В этом режиме пог¬
решность, с которой работает трансформатор тока, не
имеет значения. Требуется чтобы мощность, отдаваемая
трансформатором тока, была достаточной для надежно¬
го отключения выключателя.
Для получения максимальной мощности от трансфор¬
маторов тока сопротивление реле должно быть достаточ¬
но большим. При максимальной отдаваемой мощности
трансформатор тока работает с погрешностью, близкой
23

Рис. 6. Кривая кратностей первич¬
ного тока при 10%-ной погрешно¬
сти для сердечника класса Р
трансформаторов тока типа ТПЛ.
к 50%. Таким образом, как измерительный орган реле
прямого действия должно иметь малое сопротивление,
а как отключающая катушка — большое сопротивление.
Обязательным условием для действия реле является
обеспечение необходимой мощности для работы реле как
катушки отключения. По
этой причине реле пря¬
мого действия имеют
практически сравнительно
большие сопротивления,
■при которых в ряде слу¬
чаев не обеспечивается
работа трансформаторов
тока с погрешностью 10%.
Сопротивление реле мо¬
жет быть уменьшено, если
уменьшить потребление
реле, не изменяя при этом
тока срабатывания ре¬
ле. Сопротивление реле
определяется по выраже¬
нию
Sp
(Др)
(8)
где Sp — мощность, потребляемая реле при срабатыва¬
нии, ва; /с.р— ток срабатывания реле, а.
Для расчетов в каталогах и справочниках даются кри¬
вые кратности первичного тока при 10%-тіой погрешности
трансформаторов тока. В качестве примера на рис. 6
приведена такая кривая для сердечника класса Р транс¬
форматоров тока типа ТПЛ. По вертикальной оси отло¬
жена кратность тока, проходящего через первичную об¬
мотку трансформатора тока по отношению к его первич¬
ному номинальному току tn, а по горизонтальной оси—
допустимое сопротивление нагрузки 7д0П, при котором
погрешность не превышает 10%. Нагрузка на трансфор¬
маторы тока состоит из сопротивлений реле, катушек
отключения, соединительных проводов (кабелей) и пере¬
ходных сопротивлений в месте контактных соединений.
При определении расчетного сопротивления учитывает¬
ся влияние трансформаторов тока, имеющих с рассмат¬
риваемым трансформатором общие цепи.
24

Сопротивление соединительных проводов подсчитыва¬
ется по выражению
г —
(9)
где р — удельное сопротивление, равное для медных
проводов 0,0175 ом-мм2/м и алюминиевых 0,021 ом-мм2/м;
I — длина провода, м; s — сечение провода, мм2.
Расчетные выражения для определения нагрузки на
трансформаторы тока для различных схем защиты при¬
ведены в табл. 6. Схема № 1 составлена для случая, ког¬
да имеются сопротивления, по которым проходят фаз¬
ные токи (z„ и ze), и сопротивления, по которым проте¬
кает сумма токов фаз А и С (za+c). Схема № 2 отличает¬
ся от схемы № 1 тем, что она составлена для случая
наличия сопротивлений zfi_c, по которым протекает не
сумма токов фаз Л и С, а их разность. Схема № 3 состав¬
лена для случая, когда имеются только сопротивления,
по которым проходит разность токов фаз А и С. Под со¬
противлениями za, zc, za+c и za-c следует понимать сум¬
му соответствующих сопротивлений проводов, реле, ка¬
тушек отключения и других элементов схемы. Переходные
сопротивления в месте контактных соединений учитывают¬
ся введением в расчетные выражения zn(-p, величина ко¬
торого принимается равной 0,05 ом.
Кратность первичного тока по отношению к номи¬
нальному току трансформатора тока определяется по вы¬
ражению
(10)
^Сх'і’ОМ
где kv= 1,1 -4-1,2 — коэффициент надежности; АСх— коэф¬
фициент схемы, учитывающий, во сколько раз ток, про¬
текающий через реле, больше вторичного тока трансфор¬
матора тока. Коэффициенты схемы даны в табл. 6;
7расч — расчетный первичный ток; 7Пом — номинальный
первичный ток трансформатора тока.
Расчетный ток для отсечки пріпіпмаегся равным
^расч = Пт^с.р	(1)
Для максимальной токовой защиты с реле РТВ в ка¬
честве расчетного тока принимается ток, при котором
производится согласование защиты по времени с другой
защитой. Схемы защиты, содержащие токовую отсечку
ц максимальную токовую защиту, должны проверяться
25

Таблица 6
№ схемы
Расчетная схема
Вид корот¬
кого замы¬
кания
Расчетная нагрузка
на трансформато¬
ры тока, ом
Коэффициент
схемы при
включении
реле
на фаз¬
ные
токи
на раз¬
ность
ТОКОВ
двух
фаз
1
ZC
Трехфаз¬
ное к. 3.
Между
фазами
А и В
или
В и С
Между
фазами
А и С
г'оЧ-гс+ с+^пер
Za-f-^n+c-l-rnep
Za + гпср
1
1
1
—
В £
1 Z0+c
2
zfl
Трехфаз¬
ное к. 3.
Двухфаз¬
ное К. 3.
АС
Двухфаз¬
ное К. 3.
АВ или
ВС
zo-|-1.73zo_,-|-
+ ''пер
Za + 2?a—сЧ"
+ rnep
za + га-с+
+ rnep
1
1
1
1,73
2
1
>
S'
Ç_ Zç-ç
^1—сЬ—
3
г
А В
Трехфаз¬
ное К. 3.
Двухфаз¬
ное к. з
ДС
Двухфаз¬
ное к. 3
АВ или
ВС
L,73zo_c+ T nep
2^—c+ fnep
2*0—c + Giep
—
1,73
2
1
26

при расчетом токе, определяемом по выражению (11).
Определив расчетную кратность первичного тока по кри¬
вым кратностей при 10%-ной погрешности, находят ве¬
личину допустимого сопротивления 2Д0П и сравнивают его
с расчетным сопротивлением zpac4. Если расчетное сопро¬
тивление zpac4 меньше допустимого zHon, то, следователь¬
но, трансформаторы тока будут работать с погреш¬
ностью, не превышающей 10%.
Для реле прямого действия zpaC4 определяется для
расчетного тока /расч, так как сопротивление реле зави¬
сит от тока, проходящего по его обмотке.
При определении zpac4 следует принимать наиболь¬
шее значение из подсчитанных для различных видов ко¬
роткого замыкания. В случаях, когда трансформаторы то¬
ка не удовлетворяют требованию 10%-ной погрешности,
следует рассмотреть возможность снижения нагрузки на
трансформаторы тока путем увеличения коэффициента
трансформации трансформаторов тока, использования
других схем защиты (например, применение схемы
с включением реле на фазные токи взамен схем с вклю¬
чением реле на разность фазных токов), уменьшения со¬
противления соединительных проводов. Если при исполь¬
зовании указанных мероприятий не представляется воз¬
можность обеспечить работу трансформаторов тока
с погрешностью, не превышающей 10%, то следует рас¬
смотреть возможность выполнения защиты при условии,
что погрешность трансформаторов тока превышает 10%.
Пример 3. Рассчитать защиту линии, которая содержит токовую
отсечку с реле типа РТМ и максимальную токовую защиту с реле
типа РТВ, по следующим данным:
а)	На линии установлен привод выключателя типа ВМП-10П.
Схема защиты приведена на рис. 2,6.
б)	Максимальный рабочий ток линии /Раб.макс=250 а.
в)	Минимальный ток двухфазного короткого замыкания в кон¬
це защищаемой линии /к.з.мин—800 п, в конце смежной линии
/к.э.мии=550 а.
г)	Максимальный ток трехфазного короткого замыкания в кон¬
це защищаемой линии /к.з.макс=920 а.
д)	Сопротивление системы в минимальном режиме хс=0,6 ом.
е)	Защиты линии 2 и 3 рис. 3 выполнены с использованием реле
типа РТВ. Ток срабатывания защит /с.з=300 а. Выдержка времени
в независимой части характеристики /= 2 сек.
ж)	Коэффициент трансформации трансформаторов тока пт=
==300/5=60.
Расчет защиты, а) По выражению (2) определяется ток сраба¬
тывания реле типа РТВ:
_ ft, макс_ 1’1,4-250 л о
сР “ ft.n, “0,7-60 =8,3 а-
27

Для реле тока типа РТВ принято: kB= 1,4; /гв=0,7.
Принимается уставка /уСт=9 а. При этом ток срабатывания
равен /с.р=8,4 а (табл. 3).
б)	Проверяется чувствительность максимальной токовой защи¬
ты. Для этой цели определяется коэффициент чувствительности по
короткому замыканию в конце защищаемой линии по выражению
(4):
,	/К.».И1ІИ _ b»»
пт/с.р 60-8,4
1,59.
При коротком замыкании в конце смежной линии /гч определяет¬
ся аналогично: ^ч=1,29.
в)	По выражению (5) определяется ток срабатывания реле
отсечки типа РТМ:
к.в.микс _ 1,73-1,8-920
4р=	7ГТ	6Ô ~ = 48 а-
Коэффициент надежности принят равным ÆH=1,8.
Принимаем ближайшее значение /с.р = 50 а (табл. 1).
г)	Проверяется остаточное напряжение на шинах подстанции по
выражению
1/оеТ =	— У 3 Хс/с.в = 10 500 — УЗ -0,6-3 000 = 7 380 в;
в процентах: UОСт>60% 1/вом.
д)	Проверяем нагрузку на трансформаторы тока.
Для упрощения расчетов сопротивлением соединительных про¬
водов и переходными сопротивлениями в местах контактных соеди¬
нений ввиду их малой величины пренебрегаем. В рассматриваемой
схеме через реле РТВ проходят фазные токи, а через реле РТМ —
разность токов фаз А и С. Таким образом, расчет следует произво¬
дить по выражениям для схемы № 2 табл. 6. Сопротивления соот¬
ветственно реле РТіМ и РТВ: £р(Ртм)=0,14 олі (табл. 1) и
Zp(PTB)=l,52 с/г (табл. 3).
Проверку нагрузки иа трансформаторы тока производим для
первичного тока, соответствующего току срабатывания отсечки. При
этом целесообразно учитывать снижение сопротивления реле в ре¬
зультате насыщения магнитопровода при больших токах.
Ориентировочно может быть принято zp(ptb)=1 ол«.
Расчетные сопротивления (см. табл. 6) :
для трехфазного короткого замыкания
2расч—Zp(PTB) + l,73zP(PTH)= 1,0+1,73 - 0,14= 1,23 олі;
для двухфазного короткого замыкания АС
ZpBC4=Zp(pTB)+2zp(PTM)-11,0+2-0,14= 1,28 ом\
для двухфазного короткого замыкания АВ или ВС
ZpaC4 = Zp(PTB) + Zp(PT М)= 1,0+0,14= 1,14 ом.
Проверку производим по первичному току, соответствующему
току срабатывания отсечки, расчетная кратность которого опреде¬
ляется для трехфазного короткого замыкания по выражению (10):
1,1/с,рПі _ 1,1-50-60
т- /ков&х 300-1,73 ~ЬЛ-
28

Аналогично определяется расчетная кратность тока срабатыва¬
ния для короткого замыкания между фазами А и С т=5,5 (£Сі=2)
и для короткого замыкания между фазами А и В или В и С т=11
(Лсх=1).
По кривой рис. 6 определяем величину допустимого сопротив¬
ления 2Доп по условиям нагрузки на трансформаторы тока:
для трехфазного короткого замыкания гдоп=2,0 ож;
для двухфазного »	» АС гдоп=2,2 ож;
для »	»	» АВ или ВС 2ДОП=
= 1,15 ом.
Так как расчетная нагрузка zpac4 па трансформаторы тока со¬
ответствует допустимой 2ДОП, то следовательно, они будут работать
с погрешностью, не превышающей 10%.
е)	Произведем согласование по времени максимальной токовой
защиты с защитами питаемых элементов. Выдержка времени рассма¬
триваемой защиты в независимой части равна:
/і=/2+іД/=2+0,8=2,8 сск.
Ступень селективности принята Л/= 0,8 сек.
Определяем кратность тока повреждения по отношению к току
срабатывания реле:
	 Д.х.мин 	 S20

4.Р	«т4.р	60-8,3—
Кратность 1,8 соответствует зависимой части характеристики.
Необходимо проверить согласование защит по току срабатывания.
Ток срабатывания защиты /с.3(і) должен быть больше тока срабаты¬
вания защит 2 и 3 н'е, меньше чем в 1,2—11,5 раза. Определяем отно¬
шение токов срабатывания защит:
4.в(і) _/c.pn< 8,6-60 _
Іс.в(х) Л:.в(г)	800
Необходимое согласование защит обеспечивается.
3. ЗАЩИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИНЦИПА
ДЕШУНТИРОВАНИЯ КАТУШЕК ОТКЛЮЧЕНИЯ
Дешунтирование катушек отключения.
В ряде случаев может быть использована релейная за¬
щита с реле тока косвенного действия. Эти реле не пред¬
назначены для действия на отключающий рычаг привода
и выполняются с легкой подвижной системой. Реле име¬
ют малое потребление при срабатывании, что в свою оче¬
редь определяет их незначительные сопротивления. При
этом представляется возможным при работе реле тока,
которые являются измерительными органами защиты,
обеспечить работу трансформаторов тока с погреш¬
ностью, не превышающей 10%. При срабатывании реле
косвенного действия своими контактами производят со¬
ответствующие переключения в цепи катушки отключе-
29

йия или в цепи вспомогательных реле, которые служат
для управления действием катушек отключения.
Промышленностью освоен выпуск реле с мощными
переключающими контактами, производящими переклю¬
чение в цепи тока без ее разрыва. Это позволяет выпол¬
нить защиту на переменном оперативном токе с исполь¬
зованием так называемого принципа дешунтирования ка¬
тушки отключения.
Рис. 7. Работа контактов при дешунтировании ка¬
тушек отключения.
Рассмотрим работу контактов реле, производящих де-
Щунтирование катушки отключения (рис. 7). Положение
контактов на рис. 7, а показано для случая отсутствия
тока в обмотках реле. При этом контакт 1 разомкнут,
а контакт 2 замкнут. Ток от трансформатора тока через
катушку отключения не протекает. При срабатывании
реле происходит переключение его контактов. Сначала
замкнуты обе пары контактов (рис. 7, б), затем контакт
2 размыкается (рис. 7 в). При этом катушка отключения
оказывается включенной в цепь трансформатора тока.
Если ток, проходящий через катушку отключения, будет
больше тока ее срабатывания, то она подействует и вы¬
зовет отключение выключателя.
■Особенностью работы контактов при дешунтировании
является то, что в процессе переключений цепь замкнута
на то или иное сопротивление. В рассматриваемом слу¬
чае вторичная цепь трансформатора тока замкнута или
через контакт 2, или через обмотку катушки отключения.
Это необходимо в связи с возможностью появления на
30

разомкнутой вторичной обмотке трансформатора тока
высокого напряжения, опасного для обслуживания пер-
сонала и могущего вызвать повреждение трансформа¬
тора тока.	\
Релейная аппаратура, используемая
в схемах с дешунтированием. Реле тока типа
РТ-85 является комбинированным реле и состоит их двух
элементов—электромагнитного и индукционного. Элек¬
тромагнитный элемент представляет собой реле тока
мгновенного действия и используется для выполнения
токовой отсечки, а индукционный элемент — реле тока
с зависимой от значения тока выдержкой и использует¬
ся для выполнения максимальной токовой защиты с вы¬
держкой времени.
В настоящее время для защиты линий выпускаются
две модификации реле РТ-85. отличающиеся номиналь¬
ными токами. Реле РТ-85/1 имеет номинальный ток 10 а
и регулировку тока срабатывания индукционного эле¬
мента от 4 до 10 а, а реле РТ-85/2— номинальный ток
5 с и регулировку от 2 до 5 а. Для реле обеих модифика¬
ций ток срабатывания электромагнитного элемента мо¬
жет быть установлен в пределах от двух-до восьмикрат¬
ного по отношению к току срабатывания индукцион¬
ного элемента. Время срабатывани в независимой части
характеристики реле регулируется в пределах от 0,5 до
4 сек. Потребляемая мощность реле при токе срабатыва-
ния, на любой уставке не более 10 ва. Переключаю¬
щий контакт реле способен шунтировать и дешунтиро-
вать цепь с сопротивлением 4,5 ом {измеренную при то¬
ке 3,5 а) при токах до 150 а.
Реле тока серий ЭТ-520 и РТ-40 имеют малое потреб¬
ление при срабатывании, что объясняется легкой подвиж¬
ной системой реле, на перемещение которой требуется
незначительная мощность. Мощность контактов такова,
что они могут быть использованы для управления проме-
жуточными реле и реле времени «а постоянном пли пе¬
ременном оперативном токе.
Реле времени типов РВМ-12 и РВМ-13. Для созда¬
ния выдержки времени в защитах на переменном опера¬
тивном токе промышленностью выпускаются специальные
реле времени типов РВМ-12 и РВМ-13. Основным эле¬
ментом является синхронный моторчик PB, который
запускается с помощью контактов реле тока. Ротор син¬
хронного моторчика вращается с определенной ско-
31

Рис. 8. Реле времени типов РВМ-12
,и РВМ-13.
ростью, что и обеспечивает точность установленной вы¬
держки времени. Схема реле приведена на рис. 8. Кро¬
ме моторчика PB, реле имеет два насыщающихся транс¬
форматора Т\ PB и Т2 PB, во вторичные обмотки кото¬
рых может включаться обмотка моторчика. Следует от¬
метить, что для правиль¬
ной работы реле времени
моторчик может вклю¬
чаться одновременно в
цепь только одной из об¬
моток .промежуточных
трансформаторов ТХРВ и
Т2 PB.
При запуске реле вре¬
мени происходит втягива¬
ние ротора моторчика в
область между полюсами
статора. Ротор приходит
в зацепление с редукто¬
ром (зубчатая передача),
через который осущест¬
вляется перемещение двух
временно замыкающихся
и одного конечного кон¬
тактов PBt, РВ2 и PB-,, Каждый контакт имеет свою от¬
дельную шкалу. Конечный контакт имеет указатель сра¬
батывания. Первичные обмотки трансформаторов разде-
.лены на две секции, которые могут включаться последо¬
вательно или параллельно. Конденсаторы С] и С2, а также
.сопротивления Rt и R2 служат для улучшения кривой
.тока и снижения пиков напряжения в обмотке моторчика,
Реле времени типа РВМ-12 имеет максимальную вы¬
держку времени 4 сек и реле типа РВМ-13—10 сек. При
■этом максимальный разброс времени срабатывания реле
.от тока срабатывания реле до тока, соответствующего
двадцатикратному по отношению к току срабатывания,
для реле РВМ-12 соответствует 0,12 сек и реле РВМ-13—
0,25 сек. Время возврата подвижной системы реле не
превышает 10% уставки по времени. Контакты реле прсДг
назначены для управления промежуточными реле.
Реле надежно работает при последовательном соеди¬
нении секции трансформаторов при токах 2,5 а и более
и параллельном соединении — при токах 5 а и более. По¬
требление реле при токе, равном двукратному по отно-
32

шению к току срабатывания, .не превышает 8 во. Сопротив¬
ление реле зависит от значения тока, протекающего по
обмоткам трансформаторов Tt и'4 Т2. Кривые, выра¬
жающие эту зависимость, приводятся в каталогах на ре¬
ле.	\
Промежуточное реле типа РП-341 имеет контакты,
которые используются для дешунтирования катушек
отключения в схемах защиты на переменном оператив¬
ном токе. Схема внутренних соединений реле приведена
на рис. 9. Реле имеет промежуточный насыщающийся
трансформатор ТРП с дву¬
мя первичными и одной вто¬
ричной обмотками. Через
германиевые выпрямители В
ко вторичной обмотке про¬
межуточного трансформато¬
ра приключено реле посто¬
янного тока клапанного ти¬
па РП. Конденсатор С слу¬
жит для сглаживания вы¬
прямленного напряжения.
Переключающий контакт
РП2 рассчитан на дешун¬
тирование катушек отклю¬
чения.
Первичные обмотки про¬
межуточного трансформато¬
ра включаются во вторичную
цепь трансформаторов тока.
Для защиты германиевых
выпрямителей от больших
Рис. 9. Схема внутренних со¬
единений промежуточного реле
типа РП-341.
токов и возможности управления промежуточным реле
с помощью маломощных контактов (например, контак¬
тов реле РТ-40) промежуточный трансформатор выпол¬
нен насыщающимся. Ток во вторичной обмотке насыщаю¬
щегося трансформатора даже при очень больших токах
в его первичной обмотке не превышает некоторой задан¬
ной величины. В данном случае величина этого тока
определяется допустимым током для выпрямителей и кон¬
тактов управляющих реле. При последовательном соеди¬
нении первичных обмоток промежуточного трансформа¬
тора реле срабатывает при токе 2,5 о, а при параллель¬
ном соединении обмоток или при обтекании током
только одной обмотки — при токе 5 а.
g—1434	за

Для действия реле РП-341 необходимо, чтобы по пер¬
вичным обмоткам промежуточного трансформатора про¬
текал ток, превосходящий по величине его ток срабаты¬
вания, а цепь реле постоянного тока, которую назовем
цепью управления, была замкнута. Последнее произво¬
дится контактами реле тока или реле времени. Последо¬
вательно с реле постоянного тока можно включить одно
сигнальное реле типа РУ-21/0,05 или два параллельно со¬
единенных сигнальных реле типа РУ-21/0,25. Реле типа
РП-341 потребляет 6 ва при токе, равном удвоенному
Рис. 10. Схема защиты с реле типа РТ-85.
току срабатывания. Сопротивление реле зависит от зна¬
чения тока в обмотках трансформатора ТРП. Кривые,
выражающие эту зависимость, приводятся в каталогах
на реле. Мощность переключающих контактов реле
РП-341, предназначенных для дешунтирования катушки
отключения, та же, что и у реле РТ-85.
Схемы защиты с реле типа РТ-85. На рис. 10
приведены два варианта схем защиты линии, выполнен¬
ные с использованием реле тока РТ-85. Как сказано
выше, реле РТ-85 является комбинированным и позво¬
ляет осуществить как максимальную токовую защиту
с зависимой от величины тока выдержкой времени, так
и токовую отсечку. В схеме защиты рис. 10,а исполь¬
зуются два реле РТ-85, включенные на фазные токи,
а в схеме рис. 10,6—.одно реле РТ-85, включенное на
разность токов двух фаз. При срабатывании реле тока
происходит дешунтирование катушки отключения пере-
34

ключающими контактами. После дешунтирования ка¬
тушка отключения срабатывает, а это приводит к отклю¬
чению выключателя.
Комплекты защиты типа КЗ позволяют выполнить
максимальную токовую защиту линий 3—10 кв на пере¬
менном оперативном токе. Все элементы комплекта за-
Рис. 11. Комплект защиты типа КЗ-31.
а — цепи переменного тока; б — цепи оперативного пе¬
ременного тока; в — цепи сигнализации; ITT и 2ТТ —
трансформаторы тока; КО — катушка отключения; РТ и
РТ1—обмотка и контакт реле тока; PB, ТіРВ, РВі и PB —
обмотка моторчика, промежуточный трансформатор и
контакты реле времени; РГІ, РП^, РПВ и РП1—обмотка,
промежуточные трансформаторы, выпрямитель н контак¬
ты промежуточного реле; РУ, РУХ и РУ2 — обмотка и
контакты указательного реле.
щиты смонтированы в одном кожухе. В комплектах за¬
щиты используются реле тока типа РТ-40, реле времени
типа РВМ-12 или типа РВМ-13, промежуточные реле
типа РП-341 и указательные реле типа РУ-21. Присоеди¬
нение реле тока, реле времени и указательных реле вы-
3*	35

Полнено на колодках со штепсельными разъемами, что
позволяет без нарушения монтажа производить замену
реле.
Комплект защиты типа КЗ-ЗІ. С помощью этого
комплекта защиты выполняется максимальная токовая
защита. Комплект содержит (рис. 11) реле тока РТ,
реле времени PB и промежуточное реле РП. Указанные
реле включены на разность токов фаз Л и С. С помощью
контактов реле РП% производится дешунтирование ка¬
тушки отключения привода КО. При повреждениях схе¬
ма работает в следующем порядке. Срабатывает реле
тока РТ и замыкает своим контактом цепь пуска реле
времени. По истечении заданной выдержки времени реле
времени PB замыкает свой контакт в цепи обмотки про¬
межуточного реле РП. Это реле сработает и произведет
дешунтирование катушки отключения. Катушка отклю¬
чения обтекается током от трансформаторов тока. Втя¬
гивается сердечник катушки, и производится отключение
выключателя.
Комплект защиты типа КЗ-32. Этот комплект защи¬
ты, так же как и комплект типа КЗ-ЗІ, используется для
осуществления максимальной токовой защиты. В отли¬
чие от предыдущего комплекта в рассматриваемом
комплекте (рис. 12) защита выполнена с использованием
двух реле тока 1РТ и 2РТ, включенных соответственно
на токи фаз А и С. В связи с этим рассматриваемый
комплект может использоваться в случаях, когда
комплект защиты типа КЗ-ЗІ не может быть использо¬
ван по условию обеспечения требуемой чувствительно¬
сти. Комплект защиты содержит, кроме указанных реле
тока, реле времени PB, два промежуточных реле 1РП и
2РП и указательное реле РУ. Схема пуска реле време¬
ни выполнена таким образом, что при срабатывании реле
тока 1РТ моторчик подключается к промежуточному
трансформатору, включенному на ток фазы А вне зави¬
симости от срабатывания реле тока 2РТ, и при сраба¬
тывании только реле тока 2РТ моторчик подключается
к промежуточному трансформатору, включенному на ток
фазы С.
Комплект защиты типа КЗ-ЗЗ предназначен для вы¬
полнения максимальной токовой защиты и токовой от¬
сечки. Первая защита выполнена с использованием трех
реле тока, вторая — двух. Реле тока включены на фаз¬
ные токи.
36

Р а с ч e t защиты, выполненной с использо¬
ванием принципа дешунтирования кату¬
шек отключения
Расчет защиты, выполненной с использованием прин¬
ципа дешунтирования катушек отключения, производит¬
ся в следующем порядке:
Рис. 12. Комплект защиты типа КЗ-32.
а — цепи переменного тока; б — цепи оперативного пере¬
менного тока; в — цепи сигнализации.
37

а)	выбирается ток срабатывания реле тока и уставкгі
по времени реле времени;
б)	выбираются токи срабатывания (токи надежной
работы) катушек отключения, промежуточных реле и
реле времени;
в)	проверяется нагрузка на трансформаторы тока;
г)	проверяется надежность работы катушки отклю¬
чения;
д)	проверяется работа контактов промежуточных
реле, осуществляющих дешунтирование катушки отклю¬
чения;
е)	проверяется отсутствие опасных перенапряжений
во вторичных цепях трансформаторов тока.
Выбор тока срабатывания токовой отсечки, тока
срабатывания и выдержки времени максимальной токо¬
вой защиты. Ток срабатывания реле тока токовой отсеч¬
ки выбирается по выражению (5). Коэффициент надеж¬
ности Ігн принимается: для реле серии ИТ-85 k„= 1,4—1,5
и для реле серии ЭТ-520 и РТ-40—Лн=1,2—1,3.
Ток срабатывания реле тока максимальной токовой
защиты выбирается по выражению (2). В этом выраже¬
нии принимаются для реле серий РТ-85, ЭТ-520 и РТ-40
коэффициент надежности Лн='1,2 и коэффициент возвра¬
та 4з=0,8—0,85. Выдержка времени реле времени для
защиты с независимой выдержкой -времени принимается
по выражению
£і=І2+А/,	(12)
где tz — выдержка времени защиты, с которой произво¬
дится согласование; А/ — ступень селективности, прини¬
мается равной 0,5—0,6 сек.
При выполнении защиты с реле, имеющими зависи¬
мую от тока характеристику выдержки времени (реле
типа РТ-85), характеристика этого реле выбирается в со¬
ответствии с указанным для реле типа РТВ. При этом
ступень селективности принимается равной А/=0,7 сек
Для независимой части характеристики и А/=1 сек для
зависимой части характеристики. Чувствительность ма¬
ксимальной токовой защиты оценивается по выраже¬
нию (4). Минимальные значения коэффициентов чув¬
ствительности допускаются те же, что и для защиты с ре¬
ле прямого действия. Применимость токовой отсечки
оценивается по выражению (6).
Следует отметить, что для реле тока косвенного дей¬
ствия приняты меньшие значения коэффициентов надеж-
38

ности и большие значения коэффициентов возврата, чем
для реле прямого действия. По этой причине защита
с реле косвенного действия имеет более высокие коэф¬
фициенты чувствительности при повреждениях, а также
большая часть линии защищена токовой отсечкой, чем
при использовании реле прямого действия.
Выбор тока срабатывания катушек от¬
ключения, промежуточных реле и токовых
реле времени. Ток срабатывания катушки отклю¬
чения принимается с таким расчетом, чтобы при сраба¬
тывании реле тока она надежно действовала после де¬
шунтирования. С этой целью ток срабатывания катушки
отключения принимается меньшим тока срабатывания
реле тока:
где /ср — ток срабатывания реле тока; ku — коэффици¬
ент надежности, равный 1,25, введен для учета возмож¬
ных погрешностей в настройке реле тока и катушки от¬
ключения. Ток срабатывания промежуточных реле типа
РП-34І или РП-321, а также токового реле времени при¬
нимается меньшим тока срабатывания реле тока и может
подсчитываться по выражению (13). Коэффициент на¬
дежности kH следует принимать порядка 1,1—'1,3. Сле¬
дует отметить, что в связи с ограниченным диапазоном
токов срабатывания катушек отключения реле времени
и промежуточных реле в ряде случаев оказывается не¬
обходимым увеличить ток срабатывания реле, чтобы
удовлетворялось выражение (13). При этом реле тока
также должно удовлетворять условиям чувствительности
(выражение (4)].
Расчет нагрузки на трансформаторы тока. Трансфор¬
маторы тока, используемые в схемах с дешунтировани¬
ем, до дешунтирования катушки отключения должны
работать в режиме источника тока; погрешность при
первичном токе, равном току срабатывания penç тока, не
должна превышать 10% и при максимальном токе по¬
вреждения не должна превышать 50% при использова¬
нии реле ЭТ-520 и РТ-40.
Проверка трансформаторов тока по кривым 10% по¬
грешности в схемах с дешунтированием производится
так же, как и для случая использования реле прямого
действия. Следует отметить, что в рассматриваемом слу-
59
чае при определении нагрузки на трансформаторы тока
сопротивление катушки отключения не учитывается.
Сопротивления промежуточного реле и реле времени
определяется то выражению
7 	 ^с.р
(2/с.р)2’
где Sc.p — мощность срабатывания реле при токе, рав¬
ном двукратному по отношению к току срабатывания;
/с.р — ток срабатывания.
Наиболее точно при известном вторичном токе сопро¬
тивления реле времени и промежуточного реле могут
быть определены по кривым зависимости сопротивления
реле от тока. Такие кривые даются в каталогах на реле.
Трансформаторы тока после дешунтирования катушки
отключения должны работать в режиме источника мощ¬
ности. Основной нагрузкой трансформаторов тока яв¬
ляются катушки отключения. В рассматриваемом случае
мощность, отдаваемая трансформаторами тока, должна
быть достаточной для надежного действия катушки от¬
ключения. Проверка мощности, отдаваемой трансформа¬
торами тока, производится при первичном токе, равном
току срабатывания максимальной токовой защиты. Сле¬
дует отметить, что с увеличением первичного тока транс¬
форматора тока мощность, отдаваемая им в нагрузку,
возрастает. Поэтому, если при первичном токе, равном
первичному току срабатывания реле тока, обеспечивается
надежная работа катушек отключения, то при больших
первичных токах также будет обеспечиваться надежная
работа катушек отключения.
Определение первичного тока срабатывания катушки
отключения может быть произведено с использованием
кривой намагничивания стали трансформаторов тока.
Однако эти расчеты достаточно сложны и в брошюре не
рассматриваются. При определении нагрузки на транс¬
форматоры тока важным вопросом является выбор рас¬
четного значения сопротивления катушки отключения.
Значение сопротивления катушки отключения дастся для
нижнего положения сердечника 'ZK(H) и для верхнего по¬
ложения сердечника Zi;(E). При этом значение zK(B) при¬
мерно в 3 раза больше значения Zj;(h)-
Если при расчетах принимать значение сопротивления
катушки отключения, соответствующее нижнему положе¬
нию сердечника, то может оказаться, что усилие, разви¬
то

ваемое сердечником, окажется недостаточным для на¬
дежного отключения привода. Это объясняется тем, что
при движении сердечника вверх увеличивается сопротив¬
ление катушки отключения. Это приводит к уменьшению
тока в цепи катушки отключения. Если при расчетах
принимать значение сопротивления катушки отключе¬
ния, соответствующее верхнему положению сердечника,
то при этом будет необоснованный запас по надежности
действия катушки отключения. Поскольку расцепление
запирающего механизма привода должно наступить
раньше, чем сердечник катушки отключения достигнет
упора, для практических расчетов рекомендуется при¬
нимать:
^к.расч	0>SzK(E),	(15)
Расчет перенапряжений на зажимах вторичной об¬
мотки трансформатора тока. В связи с тем, что к транс¬
форматорам тока в схемах на переменном оперативном
токе приключается большая нагрузка, на зажимах его
вторичной обмотки могут возникнуть значительные на¬
пряжения, которые могут вызвать пробой изоляции вто¬
ричной обмотки трансформатора тока и его вторичных
цепей. Способ определения напряжения на зажимах вто¬
ричной обмотки трансформатора тока разработан в ин¬
ституте «Энергосетьпроект» (г. Горький).
Расчет производится в следующем порядке:
а)	Определяется полное сопротивление вторичной
цепи. При этом в целях упрощения расчетов целесооб¬
разно принять сопротивления катушки отключения и ре¬
ле индуктивными, а сопротивления проводов — актив¬
ными.
б)	Определяется амплитуда напряжения на зажимах
трансформатора тока по выражению
^макс== 1/2 /к.з.в^в.рез.	(16)
где /К.8І) — максимальный ток, протекающий по сопро¬
тивлению гв.рез при трехфазном к. з. в начале защищае¬
мой линии; zE.pes — результирующее сопротивление вто¬
ричной цепи.
Значение амплитуды напряжения по условиям проч¬
ности изоляции не должно превышать UMaKC = 1 400 в.
При расчетах перенапряжений на зажимах вторичной
обмотки трансформатора тока сопротивление катушки
41

оіключения принимается в предположении, что катушка
отключения не насыщена. Как указано в [Л. 1], ненасы¬
щенное значение сопротивления определяет значение
перенапряжений. Результаты расчетов по выражению
(16) с достаточной точностью совпадают с данными опы¬
тов по проверке перенапряжений.
Проверка надежности работы переклю¬
чаю щи х ко нт акт о в реле т и и о в РТ-85 и РП-341.
Как было указано выше, переключающие контакты реле
типов РТ-85 и РТ-341 'рассчитаны на дешунтирование
цепи при токах не более 150 а. Однако во вторичных
цепях трансформаторов тока могут протекать токи бо¬
лее 150 а. Б связи с этим возникает необходимость опре¬
деления максимального вторичного тока и сравнения его
с допустимым током для контактов. Следует отметить,
что если сопротивление дешунтируемой цепи будет боль¬
ше 4,5 ом (например, при использовании катушек отклю¬
чения с током срабатывания 1,5 и 3 а), то дешунтирова¬
ние возможно при токах меньших, чем 150 а. Ниже
даются два простых способа приближенного определе¬
ния максимального вторичного тока.
По первому способу максимальный вторичный ток
без учета погрешностей трансформаторов тока опреде¬
ляется по выражению
	^сх^к-В-макс	Z17A
в.макс—-	„	’	V1'/
I
где /к.з.макс — максимальный ток короткого замыкания.
Максимальный ток короткого замыкания будет иметь
место при трехфазном коротком замыкании в начале ли¬
нии. По второму способу 7в.макс определяется по так на¬
зываемой максимальной кратности вторичного тока
«ном, под которой понимается отношение наибольшего
возможного вторичного тока при первичном токе, не
превышающем гарантируемой устойчивости трансфор¬
матора к токам короткого замыкания, к его номиналь¬
ному значению при номинальной вторичной нагрузке
zH0M. Величины Ином И zHOM даются в каталогах на транс¬
форматоры тока; например, для трансформаторов тока
типа ТІ\Л и ТПЛ Пцом=|16 при zHom=0,6 ом. Макси¬
мальный вторичный ток равен:
1в.макс = ^схИцом^в.ном»
где 7в.ном — номинальный вторичный ток трансформато¬
ра тока; йсх — коэффициент схемы.
42

Если ток 7в.макс. подсчитанный по выражению (17),
получается меньше 150 а, то, следовательно, контакты
реле будут работать надежно.
Если ток 7в.макс, подсчитанный по формуле (17),
больше 150 а, то следует подсчитать его по выражению
(18) и опять сравнить его с допустимым током для кон¬
тактов. Если окажется, что ток имеет величину, большую
чем 150 а, то защита по рассматриваемой схеме не мо-і
жет быть использована без точной проверки расчетным
или опытным 'Путем максимального вторичного тока
с учетом действительных погрешностей трансформаторов
тока. Если нагрузка на трансформаторы тока отличается
от номинальной, то максимальная кратность вторичного
тока может быть определена по выражению
n = nacJ±^,	(19)
где р — коэффициент, значение которого дается в ката¬
логах; zB — вторичная нагрузка, ом.
Нагрузка на трансформаторы тока подсчитывается по
выражениям, приведенным в табл. 6. Первый способ
имеет тот недостаток, что не учитывается погрешность
трансформатора тока, и поэтому вторичный ток, подсчи¬
танный по выражению (17), получается несколько завы¬
шенным по отношению к фактической его величине. При
расчетах по второму способу ток тоже получается завы¬
шенным, так как он подсчитывается для такой величины
первичного тока, который может практически и не быть.
В тех случаях, когда проверка по упрощенным спосо¬
бам не дает положительных результатов, следует опре¬
делить максимальный вторичный ток более точным спо¬
собом. При этом определяется вторичный ток, соответ¬
ствующий максимальному току трехфазного короткого
замыкания в начале линии.
Пример 4. Произвести расчет защиты, содержащей токовую от¬
сечку и максимальную токовую ’защиту нереактироваиной воздушной
линии 10 кв. Защита выполняется с использованием комплекта реле
типа К.3-33. Исходные данные для рассматриваемого примера те же,
что и для примера 1. за исключением минимального тока двухфазного
короткого замыкания в начале линии мин, а также дополнительно
задан максимальный ток трехфазного короткого замыкания в начале
линии /Р>.ыакс. Указанные токи приняты равными: 7^.міда = 8 200 а и
<?>.■!= юоагв.
43

Расчет защиты: а) По выражению (2) определяется ток сраба¬
тывания реле тока максимальной токовой защиты (реле 1РТ и
ЗРТ) /с.р=4,7 а-- Для защиты используются реле РТ-40/10. Проверка
показала, что максимальная токовая защита удовлетворяет требо¬
ваниям чувствительности (при повреждении в конце защищаемой
линии Л4=2,5 и смежной линии — Л4=1,95). По выражению (5) опре¬
деляется ток срабатывания реле тока отсечки і(реле 4РТ и 5РТ)
/с.р=34 а. Для отсечки принимается реле РТ-40/50. Проверка пока¬
зала, что при действии токовой отсечки остаточное напряжение
UостХЭДПном-
б)	По выражению (13) определяются токи срабатывания катуш¬
ки отключения /к промежуточного реле РП-341 /и.р и реле времени
РВМ-13 /р.в:
/	4 7
/ж.о =Уп.р = /р.в<ттз = 3,6 й’
В данном расчете принимается
7в.о=3,5 а. 7п.р=2,5 et и /р.в=2,5 о.
Катушка отключения с принятым током срабатывания может
быть выполнена путем перемотки стандартной катушки {Л. 3].
в)	Проверяется нагрузка на трансформаторы тока по условию
обеспечения 10%-ной погрешности до дешунтирования катушки
отключения. Расчетная нагрузка определяется по выражениям для
схемы № 1 табл. 4. Предварительно определяются сопротивления
реле тока, промежуточного реле, реле времени.
Сопротивление реле тока максимальной токовой защиты (выра¬
жение ,(8)]:
Sc.p .О,1
zf(m)= і/ \2 о 52 — ОДІо ом-
І'с.р.кив/
Сопротивление реле тока отсечки значительно меньше сопротив¬
ления Zp(M) и поэтому в расчетах не учитывается.
Сопротивление промежуточного реле (выражение (14)]:
5	6
2р(и) = (2/Jp)2 = (2-2,5)2 = 0,24 ом-
Сопротивление реле времени подсчитано так же, как и для про¬
межуточного реле, и равно: zP(B)—0,32 ом.
Расчетное сопротивление равно:
гР.сч = гр(м) + zp(n) + zp(B) = 0,16_+ 0,24 + 0,32 = 0,72 ом.
Расчетная кратность первичного тока определяется по выраже¬
нию (10) при токе срабатывания отсечки:
1,1/й№ _1.1-34-60
m= l™kc* 300.1 -6-8-
Для этой кратности по кривой рис. 6 определяется допустимое
значение сопротивления z„on=l,6 олс Это значение больше значения
расчетного сопротивления гРасч=0,72 ом. Следовательно, для де¬
шунтирования погрешность трансформаторов тока не будет превы¬
шать 10%.
44

г)	Оценку надежности работы катушки отключения начинаем
с проверки нагрузки на трансформаторы тока по кривым кратностей
при 10%-ной погрешности.
Расчетная нагрузка определяется по выражениям для схемы № 1
табл. 6. Предварительно определяем сопротивление катушки отклю¬
чения по выражению (10):
SC.P 	 50

zK.°— (/ко)2 3.5г — 4'1 ом.
Расчетное сопротивление равно:	>
2Расч — zf(m) H- zp(n) + zp(b) + 2ж.о = 0.16 + 0,24 -f- 0,32 4- 4,1 = 4,8 ом.
Расчетная кратность первичного тока определяется по выраже¬
нию (9) при токе срабатывания максимальной токовой защиты:
1,1/с.рП,
	 	 Л h
*номксх
1,1-4,7-60
300-1
1,05.
При этой кратности значение 2л(1п>2гас-і (рис. 6). Следователь¬
но. после дешунтирования погрешность трансформатора тока не бу¬
дет превышать 10%. Катушка отключения будет работать надежно.
д)	Для проверки надежности работы контактов, дешунтирую¬
щих катушку отключения, определим максимальный вторичный ток
трехфазного короткого замыкания без учета погрешности трансфор¬
маторов тока по выражению (17):
^ех4.з.макс 	 1-10 000
' к.з.маке. и =	~	gg = 1^
Этот ток больше допустимого для контактов /доп=150 а. Ма¬
ксимальная кратность первичного тока
/ж. «маке _ 10 000	„„
/вом 300	’
где /ном=300 а — номинальный первичный ток трансформатора тока.
Этой кратности соответствует 2ДОП=0,1 оти, что значительно
меньше расчетного сопротивления вторичной цепи. Следовательно,
погрешность трансформаторов тока будет больше 10%. С учетом
этого максимальный вторичный ток будет равен:
/'ж.».м«е.в = 0,9; /ж.а.маже.в = 0,9-166 = 149 < 150 а.
Таким образом обеспечивается надежная работа дешунтирую¬
щих контактов.
а) Определяется значение амплитуды напряжения на зажимах
вторичной обмотки трансформатора тока по выражению (16):
С7и„е = f 2йсх/«.».м.жс.ягв.р.» = К2 -1 . 149-4,8 = 1 000 в < 1 400 в,
где fecx=l — коэффициент схемы включения катушки отключения;
/к.з.макс.в = 149 а — максимальный вторичный ток; хв.рез=4,8 ом —
расчетная результирующая вторичная нагрузка.
Как следует из проведенного расчета, амплитуда напряжения
на вторичной обмотке трансформатора тока не превосходит допу¬
стимого значения по условию прочности изоляции.
45

4. ЗАЩИТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
БЛОКОВ ПИТАНИЯ
Блоки питания позволяют осуществить питание опе¬
ративным током релейной защиты и автоматики линий
3—10 кв от трансформаторов тока и трансформаторов
напряжения (или трансформаторов собственных нужд).
В блоках питания осуществляется выпрямление пере¬
менного тока. Таким образом, на выходе блока питания
имеется выпрямленный ток. К блокам питания приклю¬
чается аппаратура, обычно используемая на постоянном
оперативном токе. П,ри использовании блоков питания
релейная защита выполняется по тем же схемам, что и
защита на постоянном оперативном токе. Блок питания
может использоваться для питания только одного эле¬
мента сети (например, защиты одной линии). Такой блок
питания называется индивидуальным блоком. Блок пи-
Рис. 13. Схемы блоков питания.
а — типа БПТ-Н; б —типа БПН-1І.
46

тания может использоваться для питания группы элемен¬
тов (например, несколько линий). Такой блок питания
называется групповым блоком.
По тому, от каких элементов (трансформаторов тока
или напряжения, трансформаторов собственных нужд)
осуществляется питание, различают:
а)	токовый блок—приключается к трансформаторам
тока;	$
б)	блок напряжения — приключается к трансформа¬
торам напряжения или к трансформаторам собственных
нужд;
в)	комбинированный блок — содержит токовый блок,
приключаемый к трансформаторам тока, и блок Напря¬
жения, приключаемый к трансформаторам напряжения
или трансформаторам собственных нужд.
Блоки питания типов БПТ-11 и БПН-11 могут обеспе¬
чить питание реле времени, промежуточных реле и ка¬
тушек отключения (пружинных или грузовых приводов),
предназначенных для работы на постоянном оператив¬
ном токе.
Блок питания БПТ-11 (рис. 13,а) предназначен для
приключения к трансформаторам тока. Он содержит
промежуточный трансформатор ПНТ, выпрямительный
мост В и конденсатор С. Промежуточный трансформа¬
тор и конденсатор выполняют функции феррорезонанс-
ного стабилизатора напряжения. Стабилизатор необхо¬
дим в связи с тем, что вторичный ток трансформатора
тока при к. з. изменяется в широких пределах: от 5 а
до 150—200 а. При отсутствии стабилизатора напряже¬
ние на выходе блока питания также изменялось бы
в широких пределах. С помощью выпрямителя произво¬
дится преобразование переменного напряжения в по¬
стоянное. Блок типа БПТ-11 может включаться как на
фазные токи, так и на разность фазных токов. Уставки
по току надежной работы блока предусмотрены в преде¬
лах от 5 до 20 а. Блок типа БПТ-11 обеспечивает пита¬
ние безындуктивной нагрузки мощностью 40 вт и актив¬
но-индуктивной нагрузки с постоянной времени Т=
=0,015 сек — до 60 вт. Номинальное выходное напряже¬
ние блоков БПТ-11 равно 24 или ПО в.
Под током надежной работы блока /н.р понимается
ток, проходящий в первичной обмотке ПНТ, при кото¬
ром обеспечивается на выходе блока напряжение І7ВЬІХ
не ниже заданного значения при данном сопротивлении
47

Нагрузки. На рис. 14 приведены кривые зависимости тока
надежной работы блока /н.р от сопротивления нагрузки
гн для уставки 5 а при последовательном соединении сек¬
ций .первичной обмотки ПНТ. При уставке 7,5 а значе¬
ние тока надежной работы в 1,5 раза и при уставке 10 а
в 2 раза выше, чем при уставке 5 а. Например, -при
Ги = 500 ом напряжение на выходе блока (7Вых=90 в бу¬
дет при токе 2,5 а — см. рис. 14, точка а.
На рис. 15 приведена зависимость входного сопро¬
тивления блока £вх от кратности пг тока, протекающего
Рис. 15. Зависимость входного
сопротивления zEÏ от кратно¬
сти тока m в первичной обмот¬
ке для блока БПТ-11.
( — /уСТ=5 а, последовательное со¬
единение секций; 2 —	а.
последовательное соединение сек¬
ций; 3— /уст=10 а. последователь¬
ное соединение секций; /уст=5 а,
включение секций в фазные прово¬
да; 4— /уст=7,5 а, включение сек¬
ций в фазные провода; 5 — /уст=
*=10 а, включение секций в фазные
провода. Номинальный ток /иом“
•=5 а.
Ряс. 14. Зависимость тока
надежной работы 7И.Р от со¬
противления нагрузки г„
для блока БПТ-11 (при
1 уст==& Д)•
по его обмоткам. Эти кри¬
вые необходимы для оценки
нагрузки на трансформато¬
ры тока. Блок питания типа
БПН-1'1 (рис. 13,6) предна¬
значен для приключения
к трансформаторам напря¬
жения. Он состоит из двух од¬
нофазных элементов, имею¬
щих независимые входы и
выходы. Каждый элемент содержит промежуточный транс¬
форматор ПТ, выпрямительный мост В и конденсатор С.
Допускается включение блока БПН-11 на любые транс¬
форматоры напряжения. Выходная номинальная мощ¬
ность каждого элемента около 40 вт. При этом нагрузка
48

на трансформаторы напряжения не превышает 50 вт.
Потребление каждого элемента блока питания на холо¬
стом ходу составляет 7—8 ва. Блок БПН-11 .имеет номи¬
нальное входное напряжение 100 или 220 в и выход¬
ное— 24 или ПО в.
Под напряжением надежной работы блока пони¬
мается напряжение на входе блокд, при котором обеспе-
е)
б)
Рис. 16. Зависимость на¬
пряжения надежной {7ц.р
работы от сопротивления
нагрузки гн для блока
БПН-11.
а — уставка 1,1; б — уставка
1,05; в — уставка 1.
чивается на выходе блока напряжение ПВЫх не ниже за¬
данного значения при данном значении сопротивления
нагрузки. На рис. 16 приведена зависимость напряжения
надежной работы Ua.v от сопротивления нагрузки гп для
разных уставок. Например, при уставке 1,05 сопротивле¬
ние нагрузки гн=500 ом, напряжение ПВых=80 в обеспе¬
чивается при Пн.р=90 в — см. рис. 16,6, точка а.
Напряжения холостого хода на выходе блока БПН-11
при номинальном входном напряжении составляют при
номинальном выходном напряжении ПВых.нс1М=24 в; при
w2=270 витков ПВых=32,8 в, при w2=220 витков ПВых=
= 27 в; при ПВЬіх.іюм=П0 в: при w2=1 240 витков
4—1434
49

£4ых=144 в, при и>2=1 010 витков Т/вых='П8 в. При от¬
клонении входного напряжения от номинального выход¬
ное напряжение изменяется пропорционально входному
напряжению.
Блоки питания типа БПН-11 используются для пита¬
ния устройств защиты и сигнализации замыканий на
землю типов УСЗ-2/2 и ЗЗП-1. На рис. 17 приведена схе¬
ма защиты линий 3—10 кв, выполненная с использова¬
нием блока питания БПТ-11 и содержащая токовую от-
Рис 17. Схема защиты с использованием блока питания типа
БПТ-11.
сечку и максимальную токовую защиту с выдержкой
времени. Токовая отсечка выполнена с использованием
двух реле тока серии РТ-40, включенных на фазные то¬
ки, и одного промежуточного реле постоянного тока
типа РП-23. Максимальная токовая защита также вы¬
полнена с двумя реле тока серии РТ-40, включенными на
фазные токи, и реле времени постоянного тока типа
ЭВ-134. Блок питания БПТ-11 включается на разность
токов двух фаз. От блока БПТ-11 осуществляется пита¬
ние промежуточного реле, реле времени и катушки от¬
ключения. Расчет защиты, выполненной с использовани¬
ем блоков питания серии БПТ-11, производится
в следующем порядке:
а)	Определяется ток срабатывания реле тока и вы¬
держка времени реле времени. Проверяется чувствитель¬
ность защиты к повреждениям в защищаемой зоне,
50

6)	Проверяется нагрузка на трансформаторы тока
по кривым кратностей при 10%-ной погрешности с уче¬
том блоков питания.
в)	Проверяется нагрузка на блоки питания.
т) Проверяется надежность питания реле защиты и
катушки отключения от блоков питания.
Ток срабатывания реле тока и выдержка времени
реле времени определяются по тем же выражениям, что
и для защиты с дешунтированием катушки отключения.
Проверка нагрузки на трансформаторы тока произво¬
дится по кривым 10%-ной погрешности трансформаторов
тока с учетом кривой входного сопротивления блока
2вх=}(т). Подробно этот вопрос рассмотрен ниже
в примере 5.
Следует отметить, что для простейших защит линии
3—'10 кв (токовая отсечка и максимальная токовая за¬
щита) дополнительное включение во вторичную цепь
трансформаторов тока блоков питания типа БПТ-11 не
приводит к существенному увеличению погрешности
трансформаторов тока. При проверке надежности пита¬
ния от блока питания промежуточных реле, реле време¬
ни и катушки отключения определяется значение тока
надежной работы 7Н.Р блока, которое должно быть мень¬
ше или равно току срабатывания реле максимальной
токовой защиты.
Пример 5. Произвести выбор блока питания для схемы защиты
по рис. 17 по следующим данным: ток срабатывания реле макси¬
мальной токовой защиты /с.р=8 а, реле тока токовой отсечки /с.р=
=50 а, трансформаторы тока типа ТПЛ-10, пт=300/5, реле времени
типа ЭВ-123, промежуточное реле типа РП-23 и привод типа ППМ-10.
Электромагнит отключения имеет сопротивление 400 ом '(10 000 вит¬
ков провода ПЭ-0,27).
Расчет. Проверка нагрузки на трансформаторы тока производит¬
ся по кривым 10%-ной погрешности трансформатора тока с учетом
кривой входного сопротивления блока. Сопротивления соединитель¬
ных проводов и реле тока могут быть подсчитаны по выражениям
(8) и (9). В целях упрощения примера принято суммарное сопро¬
тивление проводов и реле zp=0,5 оти. Кривые на рис. 15 приведены
для случая включения блока питания на фазный ток. Для того что¬
бы имелась возможность использования этих кривых в случае вклю¬
чения блока питания на разность токов двух фаз, необходимо про¬
извести следующее перестроение кривых. Рассматривается короткое
замыкание между фазами А и С. В этом случае ток в первичной
обмотке блока в 2 раза больше вторичного тока трансформатора
гока. Выбираем определенное значение кратности первичного тока т.
Удваиваем это значение, так как указывалось, что через блок про¬
текает удвоенный ток. Для кратности 2т определяем сопротивление
блока zBI. Удваиваем значение сопротивления блока — 2zBI. Таким
4*	51
образом, имеем Точку характеристики блока с координатами т и
2zBX. На рис. 18 кривая 2 дана для случая включения блока на
фазные токи. Принимаем кратность т=3. Удваиваем эту кратность,
получим 2т=6. Для этой кратности определяем zBX=0,4 ом. Удваи¬
ваем значение входного сопротивления — 2zBX=0,8 ом. Таким обра¬
зом, имеем точку новой харак¬
теристики т=3 и zBX=0,8 ом.
Эта точка обозначена на рис. 18
буквой а. Рассмотренным спо¬
собом точка за точкой, произве¬
дя (перестроение характеристи¬
ки, получим характеристику 3
рис. 18. Из кривой 3 рис. 18
следует, что при токе срабаты¬
вания отсечки (кратность т =
= 10) сопротивление блока пи¬
тания равно 2бл=0.5 ом. Сум¬
марная нагрузка на трансфор¬
маторы тока:
Рис. 18. Проверка нагрузки на
трансформаторы тока с учетом
блока питания.
/ — кривая 10%-ной погрешности для
сердечника Р трансформатора тока
ТПЛ-10; 2 — характеристика zBX=f(/BX)
для токового элемента блока при
уставке 5 а и последовательном соеди¬
нении секций первичной обмотки; 3 —
расчетная характеристика zBX=f(/BX)
при включении блока на разность фаз¬
ных токов.
ZcyM=Z6n + Zp = 0,5+0,5=l ОМ.
Это сопротивление меньше
допустимого на трансформато¬
ры тока при кратности гп=10
(гдоп=1Л аи). Следовательно,
погрешность трансформаторов
тока не будет превосходить
10%.
а) Для проверки нагрузки
на блок питания определяем
результирующее сопротивле¬
ние промежуточного реле, ре¬
ле времени и катушки отключения. Эти сопротивления равны:
промежуточное реле РП-23 гп=2 400 ом;
реле времени ЭВ-123 до срабатывания 400 ом, после срабатыва¬
ния гв = 800 ом;
катушка отключения гк.о=400 ом.
Результирующее сопротивление после подключения электромаг¬
нита отключения
Zpes — J) J	I il — 250 ОМ.
+ +	24Ô6+8Ô64 4ÔÔ
Следует отмстить, что кривые рис. 14 построены для чисто
активной нагрузки. Действительное напряжение при активно-индук¬
тивной нагрузке при данном г„ будет на 10—15% выше указанного
на кривых. Принимается минимальное напряжение на выходе блока
питания не менее 88 в. По кривым рис. 14 определяем при гн=250 а
ток надежной работы /,,.р=7 а. Это значение меньше тока срабаты¬
вания максимальной токовой защиты /< р=8 а. и, следовательно,
блок питания будет обеспечивать надежное питание защиты.
Блоки питания серии БП-101 (БПТ-101 и БіПН-101)
могут использоваться как индивидуальные, так и как
групповые. В качестве индивидуальных они используют-
52

ся в случаях, когда мощность блока БПТ-101 достаточ¬
на только для отключения одного выключателя, т. е.
потребление катушки отключения выключателя порядка
150—200 вт. Схема защиты линии для этого случая,
а также расчет параметров защиты выполняется так же,
как и в случае использования блоков 'Питания типа
БП-11. Групповые блоки серии БП-101 рассчитываются
по аналогии с блоками питания серии БП-1002.
Рис. 19. Схема блока питания типа БПТ-1002.
+0
На рис. 19 приведена схема блока питания типа
БПТ-1002. Блок предназначен для приключения к транс¬
форматорам тока. Блок состоит из промежуточного на¬
сыщающегося трансформатора ТТ, дросселя ДР, емко¬
сти С и выпрямительного моста ВС. Первичная ЬУ] об¬
мотка ПНТ имеет отводы, что позволяет установить
число ее витков от 50 до 200 (с интервалами 25 витков)
Минимальный ток надежной работы (при макси¬
мальном числе витков первичной обмотки) равен 10 а.
Для выпрямительного моста используются кремниевые
53

ДйоДы. Максимйльнйя мощность, бтдйваемая блоком,
порядкда 1 200 вт при номинальном напряжении 110 или
220 в.
На рис. 20 приведена схема блока питания
типа БПН-1002. Блок предназначен для приключения
к трансформатору напряжения или к трансформатору
собственных нужд. Блок состоит из трехстержневого
трансформатора TH, который имеет первичную обмотку
Wi и две вторичные обмотки w2. Каждая из основных
Рис. 20. Схема блока питания типа БПН-1002.
54

вторичных обмоток приключается .к трехфазному выпря¬
мительному мости ВС, состоящему из кремниевых
диодов. При выходном номинальном напряжении ПО в
мосты ВС соединяются параллельно и при 220 в после¬
довательно. Номинальная выходная мощность блока —
порядка 1200 вт. Номинальные входные напряжения
блока равны ПО, 220 и 380 в.
Блоки серии БП-1002 используются, как правило,
в качестве комбинированного группового блока питания.
Это значит, что в качестве оперативного тока использу¬
ются трансформаторы тока и трансформаторы напряже¬
ния (собственных нужд) и одни и те же блоки исполь¬
зуются для питания защиты и автоматики нескольких
линий и других элементов подстанции.
На рис. 21,а приведена схема включения комбиниро¬
ванного блока питания (состоящего из элемента тока
БПТ и элемента напряжения БПН) для питания защиты
линии 3—10 кв. Элемент тока включен на разность то¬
ков фаз А и С. Элемент напряжения приключен к транс¬
форматору напряжения на междуфазное напряжение
Uac. Такая схема может применяться при использовании
однофазных блоков напряжения. Блок питания типа
БПН-1002 выполнен трехфазным. Поэтому он включает¬
ся на три междуфазных напряжения (рис. 21,6). Сле¬
дует отметить, что в ряде случаев, если не обеспечи¬
вается надежное питание, может быть использовано два
токовых элемента блока. Один включается на разность
токов двух фаз — А и С, а второй на ток фазы В. Такая
схема приведена на рис. 21,в.
Расчет надежности питания оперативных
цепей производится применительно к случаю использо¬
вания группового комбинированного блока питания, со¬
стоящего из блока напряжения БПН и блока тока БПТ.
Схема включения блока приведена на рис. 21,6. Рас¬
сматривается случай, когда блок напряжения выполнен
трехфазным, а токовый блок—однофазным с включе¬
нием на разность токов двух фаз. Определяется резуль¬
тирующее сопротивление нагрузки, приключаемой к бло¬
ку питания при отключении выключателя. Эту нагрузку
составляют реле времени, промежуточные реле, натушка
отключения, дополнительные сопротивления и другие
элементы. При расчете результирующего сопротивления
нагрузки рассматриваются наиболее реальные режимы
элементов, питание которых осуществляется. Так, напри¬
■55

мер, как правило, не рассматривается одновременное от¬
ключение более двух выключателей.
Далее при известном сопротивлений нагрузки г„ опре¬
деляются напряжения надежной работы при трехфазных
я. з. І7^р- Под напряжением надежной работы при трех¬
фазных коротких замыканиях понимается междуфазное
а Ъ с
АВС
Рис. 21. Схемы включения комбинированных блоков пи¬
тания,
56

напряжение при рассматриваемом повреждении, при кото¬
ром (при заданном значении гн) напряжение на выходе блока
БПН имеет заданное значение.
Напряжение на выходе блока питания %Ьіх, при кото¬
ром обеспечивается надежная работа реле защиты и кату¬
шек отключения, может быть принято не менее 85% но¬
минального напряжения. В редких случаях это напряжение
Рис. 22. Напряжение надежной работы при трехфазных к. з.
блока БПН-1002.
a— w2^83 витка; б — ш2=95 витков; в — w2=105 витков; г- ьу2=11Б витков.
"	^ых=0.8^ном: >" - Овых=0,8 <7ИОМ; IV- 1/ЕЫХ-
“°-73 ^НОМ-
может быть принято меньшим, чем 85% от номинального
напряжения. Напряжение надежной работы определяет¬
ся по кривым, которые даются в каталогах завода-изгото¬
вителя или в [Л. 1]. Для блока типа БПН-1002 кривые
С=№»> даны на рис. 22. Следует отметить, что зна-
57

Чепие зависит от принятого йисла витков віорйчнои
обмотки ws блока БПН. Чем меньше число витков wg, тем
больше значение t/3) .
Н.р
Трансформаторы тока, к 'которым приключаются бло¬
ки питания типа БПТ-4002, работают, как правило, с по¬
грешностью, 'превышающей 1'0% - В связи с этим целесо¬
образно сопротивление блока питания иметь таким, что¬
бы от трансформатора тока данного типа получать при
данном первичном токе максимальную мощность. Такое
согласование выходного сопротивления трансформатора
тока с входным сопротивлением блока питания осуще¬
ствляется изменением числа витков первичной Wj обмот¬
ки блока. Для определения оптимального числа витков
W] используется графо-аналитический метод, основанный
на сравнении характеристик ветвей намагничивания
трансформаторов тока и блока питания. Однако этот
метод сложен. Поэтому в материалах завода-изготовите¬
ля по блоку БПТ-1002 (БПТ-1001) указаны оптималь¬
ные числа витков Wi для наиболее часто используемых
трансформаторов тока. Часть этих данных для блока
БПТ-1002 приведены в табл. 7.
Графо-аналитический способ расчета числа витков
рекомендуется для тех трансформаторов тока, для кото¬
рых оно не указано (Л. 1]. Однако этот способ достаточ¬
но сложен. В ряде случаев отсутствуют конструктивные
данные трансформатора, что не позволяет использовать
этот способ. Расчет может проводиться по упрощенному
способу, который основан на том положении, что транс¬
форматоры тока, имеющие совпадающие вольт-амперные
характеристики (приведенные ко вторичной обмотке),
имеют также совпадающие кривые 10%-ной погрешно¬
сти. Последние кривые даются в каталогах на трансфор¬
маторы тока. Кривая 10%-ной погрешности трансформа¬
тора тока, для которого определяется число витков Wj
промежуточного трансформатора блока питания, сравни¬
вается с аналогичной кривой трансформатора тока, число
витков Wi для которого известно. Если кривые совпа¬
дают, то для первого трансформатора тока принимается
то же число витков Wj, которое рекомендуется для вто¬
рого трансформатора тока. В случае, если затруднитель¬
но подобрать трансформатор тока с кривой 10%-ной по¬
грешности, совпадающей с аналогичной кривой данного
трансформатора, то число витков w, для этого трансфор-
58

Таблица 7
Тип трансфор¬
матора тока
Коэффициент
трансформации
Сердечник
класса
Число
ВИТКОВ ц>1
Кратность тока
надежной работы
гж= 20 ojh
Гж = 10 ом
ТПОЛ-10
600/5
1000/5
800/5
р
50
4
8
1500/5
р
75
2,7
5.4
ТПЛ-10
400/5
р
75
2,7
5,4
Остальные
р
50
4
8
ТПОФ-10
600/5
0,5; Д
1
3
150
100
50
1.3
2
4
2,6
4
8
750/5
0,5; Д
1,0
150
75
1,3
2,5
2,6
5,0
10С0/5
0,5; Д
1,0
150
75
1,3
2,5
2,6
5.0
1500/5
0,5; Д
3,о
150
75
1,3
2,5
2,6
5
ТПФ-10
aw, = 700 —
д
100
2
4
9С0
0,5; 1,3
50
4
8
aw, = 450 —
600
0,5; 1
3; Д
50
4
8
ТПФ-10
2000,5 и
Д; 0,5
200
1
2
3000/5
3
50
4
8
Примечание. Первичный ток трансформатора тока, прн котором выходное
напряжение €7ВЫХ составляет 80% номинального выходного напряжения, принят
в качестве тока надежной работы. Кратность тока надежной работы указана по
отношению к номинальному первичному току трансформатора тока.
матора принимается таким, какое рекомендуется для
трансформатора тока, имеющего кривую 10%-ной 'По¬
грешности, приходящую ниже аналогичной кривой дан¬
ного трансформатора тока.
В целях получения наименьшего значения первичного
тока надежной работы блока питания рекомендуется
принимать в качестве расчетной кривую с известным
числом витков Wj, наиболее близко расположенную по
отношению к кривой трансформатора тока, для которого
59

производится расчет. Для повышения точности расчетов
желательно mo возможности пользоваться кривыми одно¬
типных трансформаторов тока.
Пример 6. Выбрать число витков первичной обмотки блока
БПТ-1002, который приключается к трансформатору тока ТПШФ-10.
дт = 5000/5, класс точности 0,5.
Решение. Кривая 10%-ной погрешности трансформатора тока
типа ТПШФ-10 с Лт=5000/5, класс точности 0.5 (кривая 1, рис. 23).
проходит выше аналогичной кри¬
вой для трансформаторов тока ти¬
па ТПШФ-10, =2000/5, класс
0,5 (кривая 2, рис. 23), для кото¬
рого рекомендуется ел=200 витков
(табл. 7). Следовательно, для пер¬
вого трансформатора тока также
может быть принято Wi=2O0 вит¬
ков.
Необходимые ампер-витки
первичной обмотки транс¬
форматора блока питания,
Рис. 23. Сравнение характери¬
стик 10%-ной погрешносги
трансформатора тока.
при которых (при заданном
значении гн) напряжение на
выходе блока питания >рав-
но или выше заданного зна¬
чения, определяются по кривым зависимости awi=f(rK).
Такие кривые для блока типа БПТ-1002 приведены на
рис. 24.
По значению awt определяется ток надежной рабо¬
ты при трехфазном к. з.:
awt
у(3) 	 awt
7н.р — удWt
(20)
Рассматривается возможность обеспечения питания
пли только от элемента напряжения (блок БПН-1002).
или только от элемента тока (блок БПТ-1002). При
0 ю 20	30 W 50 ом
Рис. 24. Зависимость awt надежной
работы от сопротивления нагруз¬
ки Гн для блока БПТ-1002.
трехфазных коротких замыканиях элемент напряжения,
работая отдельно, не может обеспечить надежного пита¬
ния. Так, например, при повреждении на шинах, к кото¬
рым приключен блок, междуфазные напряжения, подво¬
димые к блоку, равны нулю. Напряжение на выходе бло¬
ка отсутствует. При трехфазных к. з. проверяется воз¬
можность питания, используя только элемент тока.
Надежность питания обеспечивается, если ток надежной
работы для этого вида повреждения меньше наименьше¬
го тока срабатывания защит </с.3. Для трехфазных
коротких замыканий расчет надежности питания от ком-
Рис. 25. Расчет надежности питания от ком¬
бинированных блоков питания.
бинированного блока питания производится графически
сравнением входной характеристики блока для трехфаз¬
ных коротких замыканий с зависимостью напряжения от
тока короткого замыкания при трехфазных коротких за¬
мыканиях.
На рис. 25 приведена опытная входная характеристи¬
ка блока 1. Входная характеристика показывает, какие
значения токов и напряжений необходимо подвести
к комбинированному блоку питания, чтобы на его выхо¬
де напряжение было не ниже заданного значения. На¬
пример, при напряжении на входе элемента напряжения
Ut ток на входе элемента тока должен быть не ниже
значения Ц. В этом случае напряжение на выходе блока
будет не ниже заданного. Если ток или напряжение бу¬
дут меньше значений соответственно Ц и .£7Ь то комби¬
нированный блок не обеспечивает надежного питания.
В целях упрощения, а также повышения надежности рас¬
61

четов используется расчетная входная характеристика 2
(рис. 25), которая проходит несколько выше опытной
характеристики.
Прямая, выражающая зависимость напряжения от тока
повреждения 3, должна проходить выше входной характе¬
ристики блока питания, как это показано на рис. 25. При
этом обеспечивается надежное питание от комбинированного
блока питания. В целях повышения надежности расчетов
рекомендуется использовать входную характеристику, для
которой ^нррасч и /„ррасч принимаются увеличенными на
5—10% по сравнению со значениями й/3р и 7^3,р :
(J® =kaU^ ;
н.р.юасч н н.п ’
=м(3),
н.р.расч и н.р ’
где ka= 1,054-1,1 — коэффициент надежности.
Для проверки надежности питания от комбинирован¬
ного блока питания могут быть использованы аналити¬
ческие выражения. Надежность (питания при трехфазных
к. з. обеспечивается, если соблюдается соотношение
-^-с.мин
р	п(3)
^н.р.расч
г н.р.расч
(21)
В выражении (21) хс.мин есть сопротивление сети, пи¬
тающей данные шины, и Ес — электродвижущая сила
системы. В тех случаях, когда известны токи короткого
замыкания, может быть использован более простой ана¬
литический способ расчета [Л. 5]. Рассмотрим треуголь¬
ники dbc и d'b'c' рис. 25. Эти треугольники подобны. Из
подобия треугольников следует, что надежность питания
будет обеспечена, если
J			 I
7п.р.расч 7п.р.доп	»
Ііом
где /к ,з—минимальный ток короткого замыкания на шинах дан¬
ной подстанции; Ц>е3 = £с— 0^н3)ррасч—падение напряжения
на сопротивлении хс.ЫИн-
Н а.пряжение на выходе к о м б и н іи р о в а н-
ного блока питания в нормальных усло¬
виях в основном определяется элементом напряжения.
Выходные напряжения дл блока типа БПН-1002 приве¬
дены в табл. 8-.
62

Таблица R
Напряже¬
ние питания
Выходное напряжение при ѴКом вых
ПО в
220 в
95
ПО
104
115т
100
ПО
105
ПО
121
95
127
140
83<
95
85
80
115т
100
85
105
ПО
93,5
95
127
108
83'
Не более 140 в при
rH = œ
Не менее 80 в при
ги = 5 ом 86 в
при гн = 10 ом
Не более 230 в
при гв = со
Не менее 160 в
при гн = 20 ом,
172 в при
гн = 40 ом
Примечание. Входное I номинальное напряжение дано при параллельном
соединении первичных обмоток и включении их в треугольник.
Пример 7. Проверить надежность питания от блоков питания
БПТ-1002 и БПН 1002. Блок БПТ-1002 приключен к трансформатору
тока типа ТПШФ-2000/5, сердечник класса Д. Максимальное сопро¬
тивление нагрузки на блок питания не превышает гн=20 ом при но¬
минальном напряжении оперативного постоянного тока ПО в. Си¬
ловой трансформатор подстанции имеет мощность ST=25 Мва.
Мощность системы в минимальном режиме 1 500 Мва. Минимальный
ток срабатывания защит, отходящих от шин линий, /с в=400 а
(рис. 26).
Решение. Принимается, что напряжение на выходе блока пи¬
тания не должно быть ниже 80% номинального, т. е. 88 в. По кри¬
вым рис. 22 определяем напряжение надежной работы элемента на¬
пряжения при гн=20 ом и при w2= 105 витков.
бЯ = 73 в.
Определяем расчетное напряжение надежного питания:
^.расч = «И = 1.05-73.100 = 7 670 в.
По данным табл. 7 определяем первичный ток надежной работы
элемента тока:
/н.р=/ном=2 000 а.
Определяем расчетный ток надежной работы:
„	2 000
Коэффициент схемы введен в связи с включением блока пита¬
ния на разность токов двух фаз. Расчетный ток надежной работы
больше тока срабатывания защит, поэтому только элемент тока не
СЗ

может обеспечить надежное Питание защиты При трехфазных корот¬
ких замыканиях.
Проверяется возможность совместного использования элемента
тока и элемента напряжения графическим способом. Строится вход¬
ная характеристика блока 1 (рис. 26,6). На этом же рисунке дана
Рис. 26. Расчет комбини¬
рованного блока питания
(пример 5).
зависимость напряжения на шинах от тока повреждения 2, которая
построена по следующим данным:
а)	При отсутствии повреждения /к.з=0 напряжение на шинах
подстанции равно минимальному рабочему напряжению (/рЯб.мин-
Принимается, что 1/раБ.миИ=0,9Пном=0,9 -10 500=9 450 в.
б)	При повреждении на шинах 1/к.3=0 ток повреждения равен:
I к.з.мин =11200 ом.
Из рассмотрения рис. 26 следует, что комбинированный блок пи¬
тания обеспечивает надежное питание. Расчет также может быть
64

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 	 3
1.	Повреждения линий 3—10 кв .		 4
2.	Защита с использованием реле прямого действия ... g
3.	Защита с использованием принципа дешунтирования кату¬
шек отключения	  29
4.	Защита с использованием блоков питания .....	45
Литература	3-я	стр. обл
выполнен аналитическим способом. По выражению (24) определяем
максимально допустимое сопротивление системы в минимальном ре¬
жиме ее работы:
„	—инф.Рас-	10 500 — 7 670 ,„Члм
■Л'С.иОД 	 ,/Чі	=	=1,00 ОМ.
/3С-расч	1/3-1220
В данном случае под сопротивлением системы в минимальном
режиме понимается сопротивление собственно системы, сложенное
с сопротивлением трансформатора:
иноЫ ,ек°/^№м	10,5s , 10.5-1052
Хс.МИн-Хс + Хт- Sc B ï +—1ÔÔS^=T5ÔÔ’+ 100-25-=и’54й-
Значение хс.мин<Хс.Доп, следовательно, надежность питания от
блоков питания будет обеспечена.
Расчет также может быть произведен по выражению (25):
/	_/	10500 — 7670
^И.р.ДОП 	 'к.В.ЫИН fl 	 11	-n 	 = 3 060 а',
17 ном	р 1U OUU
/(3)	!
н.р.расч н.р-доп*
Следовательно, надежность питания будет обеспечена.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Гельфанд Я. С., Голубев М. Л. и Царев М. И., Ре¬
лейная защита и электроавтоматика на переменном оперативном
токе, изд-во «Энергия», 1966.
2.	Кожин А. Н., Выбор чисел витков первичной обмотки про¬
межуточного трансформатора блока питания типа БПТ-1О01, «Элек¬
трические станции», 1968, № 12.
3.	Г о л у б е в М. Л., Опыт наладки релейной защиты на пере¬
менном оперативном токе в Мосэнерго, Госэнергоиздат, 1963.
4.	Плетнев Л. Ф., Реле прямого действия, их наладка и про¬
верка, Госэнергоиздат, 1961.
5.	Королев Е. П., Л и б е р з о н Э. М., Проверка надежности
питания оперативных цепей защиты выпрямленным током при несим¬
метричных к. з_, «Электрические станции», 1969, № 10.
6.	К о ж и н А. Н., Аналитический способ расчета надежности пи¬
тания защиты от комбинированных блоков питания, «Электрические
станции», 1970, № 5.

Цена 14 коп.

Ш Ш
ttifPir lilІет.'пиіосімі