Текст
                    БИБЛИОТЕКА
|) ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ
ЗАЩИТЫ
ТРАНСФОРМАТОРОВ
С РЕЛЕ
ТИПА ДЗТ-21 (ДЗТ-23)


БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА ' Выпуск 631 Основана в 1959 году Е. Б. ГОЛАНЦОВ В. В. МОЛЧАНОВ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ С РЕЛЕ ТИПА ДЗТ-21 (ДЗТ-23) МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1990
ББК 31.27-05 Г60 УДК 621.316.925.2:621.314.21 Редакционная коллегия серии: В.Н. Андриевский, С. А. Бажанов, М.С. Бернер, Л.Д Годгельф, В.Х. Иш- кин, ДТ. Комаров, В. Н, Кудрявцев, В.П. Ларионов, Э.С. Мусаэлян, СП. Розанов, В. А. Семенов, А. Д Смирнов, А. Н. Трифонов, А. А. Фила- тов, А. Н. Щепеткин Рецензент И. Р. Таубес Голанцов Е. Б., Молчанов В. В. Дифференциальные защиты трансформаторов с реле типа ДЗТ-21 (ДЗТ-23). — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 88 с.: ил. — (Б-ка электромонтера; Вып. 631) ISBN 5-283-O1O26-O Приведены сведения об устройстве и параметрах дифференциальных реле типа ДЗТ-21 (ДЗТ-23). Описаны принцип действия этих реле и фак- торы, влияющие на их работу. Рассмотрены методика расчетов уставок и особенности наладки дифференциальной защиты, выполненной на ос- нове этих реле. Для квалифицированных электромонтеров и мастеров, занимающих- ся эксплуатацией релейной защиты. с 2202080000-299 п „ Г---------------- 98-90 051(01)90 ISBN 5-283-O1O26-O ББК 31.27-05 © Авторы, 1990
ПРЕДИСЛОВИЕ Развитие энергетики характеризуется внедрением все более мощных энергоблоков, трансформаторов и автотрансформато- ров, повышением уровней напряжений, используемых в электро- установках. Современные электроэнергетические системы обла- дают пониженной динамической стойкостью, возросшими уров- нями токов короткого замыкания (КЗ), что приводит к увели- чению объемов повреждения электрооборудования при КЗ, к усложнению и повышению стоимости его ремонта. К релейной защите при этом предъявляются повышенные тре- бования по быстродействию, чувствительности и надежности. Обеспечение указанных требований на базе электромеханичес- ких реле затруднено и возможно лишь при реализации более совершенных принципов построения релейной защиты на основе полупроводниковых элементов. В настоящей книге рассмотрены назначение, принцип дейст- вия и устройство современных полупроводниковых дифферен- циальных защит типа ДЗТ-21 (ДЗТ-23) для трансформаторов, автотрансформаторов и блоков генератор-трансформатор (авто- трансформатор), приведены сведения о выборе уставок и харак- теристик торможения, даны основные положения по методике наладки и техническому обслуживанию этих защит на основе опыта расчета, наладки и эксплуатации данных защит в Тулэнер- го и других энергосистемах. Авторы выражают благодарность рецензенту И.Р. Таубесу, а также редактору Т.Н. Дородновой за замечания, сделанные ими по рукописи. Все замечания и пожелания просьба направлять по адресу: 113114, Москва М-114, Шлюзовая наб., 10. Энергоатомиздат. Авторы
1.НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Дифференциальные защиты типа ДЗТ-21 (ДЗТ-23) предназначены для использования в качестве основной защиты силовых трансформаторов, автотрансформаторов и блоков генератор-трансформатор, генератор- автотрансформатор при всех видах КЗ. Исполнение защиты трехфазное с общим выходом трех фаз у ДЗТ-21 и пофазным выходом у ДЗТ-23, позволяющим ее использование в ка- честве основной защиты группы однофазных силовых трансформаторов или автотрансформаторов. Использование в зайдите новых принципов отстройки от бросков намагничивающего тока силовых трансформаторов (автотрансформа- торов) и переходных токов небаланса в сочетании с использованием торможения от токов плеч защиты для отстройки от установившихся и переходных токов небаланса позволяет снизить минимальную устав- ку по току срабатывания защиты до 0,3 /ном трансформатора. Такая чувствительность обеспечивает выполнение пункта П1-2-21-4 ПУЭ [15] для трансформаторов и автотрансформаторов1 и блоков генератор- трансформатор любой мощности. Использование полупроводниковой элементной базы позволило кроме увеличения чувствительности в ряде случаев уменьшить пот- ребляемую защитой мощность по цепям переменного и постоянного тока и повысить быстродействие по сравнению с широко применяе- мыми в настоящее время дифференциальными защитами на электро- механических реле типов РНТ-560 и ДЗТ-11. Специальное выполнение входных цепей по переменному току обес- печивает правильную работу защиты при погрешности трансформаторов тока до 40%. С учетом низкой потребляемой мощности в цепях пере- менного тока это может при необходимости облегчить выбор трансфор- маторов тока для дифференциальной защиты типа ДЗТ-21 (ДЗТ-232) по кривым предельных кратностей. Защита типа ДЗТ-21 предназначена для работы при питании ее от сети постоянного оперативного тока напряжением 220 или НОВ и от 1 Дальше в тексте, если нет особого разделения, все, что относится к трансфор- маторам, относится и к автотрансформаторам. 2 Дальше в тексте защиты типов ДЗТ-21 и ДЗТ-23 объединены общим обозначе- нием ДЗТ-20. 4
блоков питания с номинальным выходным напряжением выпрямлен- ного тока 110В. Защита типа ДЗТ-23 предназначена для работы при питании ее от сети постоянного оперативного тока напряжением 220 В. Защита ДЗТ-20 обеспечивают торможение (’’процентное”) от ариф- метической полусуммы фазных токов двух групп трансформаторов тока. При необходимости иметь торможение от трех или четырех групп трансформаторов тока используются одна или две трехфазные пристав- ки дополнительного торможения типа ПТ-1, которые должны постав- ляться комплектно с защитой (не более 2 шт.). Защита ДЗТ-20 выполнена на вторичный номинальный ток 5 А. Под- ключение к трансформаторам тока с вторичным током 1 А производит- ся через выравнивающие автотрансформаторы тока типа АТ-31, которые наряду с автотрансформаторами тока типа АТ-32 используются также для выравнивания токов в плечах защиты. Общий диапазон выравни- вания токов в плечах защиты с помощью АТ-31 и АТ-32 составляет от 0,34 до 31,3 А. Выравнивающие автотрансформаторы выполняются однофазными и должны поставляться комплектно с защитой. Защита ДЗТ-20, приставки дополнительного торможения и вырав- нивающие автотрансформаторы выполняются для нужд народного хозяйства и на экспорт в страны с умеренным климатом в исполнении УЗ, для стран с тропическим климатом — ТЗ. Исполнению УЗ соответствуют следующие условия эксплуатации. Верхнее и эффективное значение температуры окружающего воз- духа принимается равным плюс 40° С, нижнее значение — минус 20° С (без выпадения инея и росы). Верхнее значение относительной влаж- ности воздуха 80% при температуре 25°С. Высота над уровнем моря не более 2000 м. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих изоляцию и металл. Тип атмосферы II. Место установки должно быть защищено от попадания брызг, масел, эмульсий, а также прямого воздействия солнечной радиации. Вибростойкость защиты рав- на 0,7 g в диапазоне частот от 25 до 100 Гц, а в диапазоне частот от 12,5 до 25 Гц соответствует постоянной амплитуде вибрации 0,4 мм. Рабочее положение защиты и тормозной приставки в пространстве вертикальное с допустимыми отклонениями от рабочего положения до 5° в любую сторону. Рабочее положение выравнивающих автотрансформаторов — произвольное. Исполнению ТЗ соответствуют следующие условия эксплуатации. Верхнее и эффективное значение температуры окружающего воздуха принимается равным плюс 45° С, нижнее значение — минус 10° С. Верх- нее значение относительной влажности воздуха 98% при 35° С без кон- денсации влаги. Тип атмосферы IV. Остальные факторы такие же, как и для исполнения УЗ. Технические данные для последних модификаций защиты типа ДЗТ-21 приведены ниже. 5
Таблица 1 Наименование параметра ДЗТ-21 ДЗТ-23 ПТ-1 АТ-31 АТ-32 Диапазон выравнивания токов, А 2,5-5 2,5-5 2,5-5 0,34-2,5 5-31,3 Номинальный перемен- ный ток, А 5 5 5 2.5 5 Номинальная частота, Гц 50 50 50 50 50 Напряжение питания, В 220/110 220 — — — Примечание. Защита типа ДЗТ-20 в экспортном исполнении ТЗ может вы- пускаться на номинальную частоту 60 Гц. 1. Номинальные данные защиты, тормозной приставки и выравнива- ющих автотрансформаторов для основных ответвлений от обмоток сведены в табл. 1. 2. Сопротивление изоляции всех независимых цепей переменного и постоянного тока относительно корпуса и между собой в обесточенном состоянии защиты, тормозной приставки, а также изоляции токоведу- щих частей выравнивающих автотрансформаторов относительно корпу- са при температуре окружающей среды 20 ± 5°С должно быть не менее 10 МОм. 3. Изоляция всех электрически не связанных цепей защиты и тормоз- ной приставки относительно корпуса и между собой выдерживает в те- чение 1 мин без пробоя или перекрытия по поверхности испытательное напряжение 1500 В переменного тока частотой 50 Гц. Изоляция токо- ведущих частей выравнивающих автотрансформаторов относительно корпуса выдерживает в течение 1 мин без пробоя или перекрытия по поверхности испытательное напряжение 1700 В переменного тока часто- той 50 Гц. 4. Регулирование минимального тока срабатывания защиты (при отсутствии торможения) осуществляется в пределах от 0,3 до 0,7 номи- нального тока ответвления (например, от 1,5 до 3,5 А при номинальном токе ответвления 5 А). Номинальные токи ответвления (кроме основного) определяются из условия, что при подведении этого тока к соответствующему от- ветвлению он создает такую же магнитодвижущую силу, как и при подведении номинального тока к ответвлению, принятому за основное. 5. Тормозные характеристики защиты состоят из горизонтального и наклонного участков, соединенных плавным переходом (см. рис. 14). Длина горизонтального участка характеристики имеет ступенчатое ре- гулирование на два положения со значениями полусуммы тормозных токов в конце указанного участка соответственно 0,6 /отв, ном и 1,0 /Отв, ном с отклонениями не более ± 20%. 6. Коэффициент торможения регулируется в пределах 0,3—1. Значе- ния коэффициентов торможения при использовании любой из четырех 6
цепей торможения защиты, включая приставки дополнительного тор- можения, не отличаются друг от друга более чем на ± 15%. 7. Отклонение коэффициента торможения от его среднего значения при изменении угла сдвига между дифференциальным и тормозным токами на входе защиты от 0 до 180° составляет не более ± 10% (в ка- честве среднего значения коэффициента торможения принято среднее арифметическое значение между минимальным и максимальным его значениями). 8. Коэффициент возврата защиты составляет не менее 0,6. 9. Защита на минимальной установке по току срабатывания (0,3 /Отв, ном) обеспечивает отстройку от бросков намагничивающего тока с апериодической составляющей и амплитудой, превышающей амплиту- ду номинального тока ответвления в 6—8 раз. 10. Защита на минимальной уставке по току срабатывания (0,3 /Отв, ном) обеспечивает отстройку от периодических токов включения с амплитудой, превышающей амплитуду номинального тока ответвле- ния до 2 раз. 11. Изменение минимального тока срабатывания в рабочем диапазоне температур окружающего воздуха составляет не более ±12% значений, измеренных при температуре 20 ± 5°С. 12. Изменение коэффициента торможения в рабочем диапазоне тем- ператур окружающего воздуха не превышает ±15% значений, измерен- ных при температуре 20 ± 5°С. 13. Время срабатывания при двухкратном токе срабатывания и от- сутствии торможения составляет не более 0,033 с без выходного реле и не более 0,045 с — с выходным реле. 14. Коммутационная способность контактов выходного реле защиты в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой и постоянной вре- мени, не превышающей 5 -10- 3 с, составляет не менее 50 Вт при напря- жении до 250 В и токе до 2 А. 15. Число срабатываний защиты при условиях, указанных в п. 14, должно быть не менее 1250. 16. Защита типа ДЗТ-21 надежно срабатывает при напряжении по- стоянного тока от 80 до 110% номинального и при напряжении выпрям- ленного тока от 70 до 120% номинального. Защита типа ДЗТ-23 надежно срабатывает при напряжении постоян- ного тока от 80 до 110% номинального. 17. Каждая фаза защиты типа ДЗТ-23 имеет на выходе реле на гер- коне, контакт которого допускает коммутацию активно-индуктивной цепи с постоянной времени не более 5 10-3 с и мощностью не более 8 Вт при номинальном напряжении 220 В постоянного тока и числе срабаты- ваний не менее 1250. 18. Схема входных цепей защиты обеспечивает выравнивание дейст- вия токов плеч для дифференциальной цепи в диапазоне токов от 2,5 до 5 А. 7
Номинальные токи ответвлений от обмотки трансреактора ТА приве- дены в табл. 2. Таблица 2 № ответвления TAV.........1 2 3 4 5 6 Аэтв, ном» А. . . 5 4,6 4,25 3,63 3 2,5 Максимальная погрешность выравнивания для дифференциальной цепи защиты при неиспользовании выравнивающих автотрансформато- ров в диапазоне 5—2,5 А не превышает 10% (при выравнивании токов двух сторон). 19. Выравнивание действия токов плеч для любой тормозной цепи (в том числе и для тормозной приставки) обеспечивается также в диа- пазоне токов от 2,5 до 5 А. Номинальные токи ответвлений от обмоток промежуточных транс- форматоров тока ТА и тормозной приставки АТ приведены в табл. 3. Таблица 3 № ответвления ТА и АТ 1 2 4>тв, торм, ном»А • 5 3,75 3 4 3 2,5 20. Потребляемая мощность в цепях переменного тока защиты в нор- мальном режиме и в аварийных режимах при одностороннем питании не превышает 1,9 В-А на фазу при номинальном токе ответвления. Потребляемая мощность защиты совместно с выравнивающими авто- трансформаторами в указанных режимах не превышает 5 В • А на фазу при номинальном токе ответвления для автотрансформатора типа АТ-31 и при первичном токе 5 А для автотрансформатора типа АТ-32. 21. Потребляемая мощность в цепях постоянного тока защиты при номинальном напряжении не превышает значений, приведенных в табл. 4. Таблица 4 Режим работы защиты ДЗТ-21 ДЗТ-23 ^ном=220В СНОМ=110В Нормальный Срабатывания 25 15 26 33 23 35 22. Элементы защиты типа ДЗТ-21, в нормальном режиме длительно обтекаемые током, выдерживают 110% номинального напряжения по- 8
стоянного тока и 120% номинального напряжения выпрямленного тока. Элементы защиты типа ДЗТ-23 длительно выдерживают 110% номиналь- ного напряжения постоянного тока. При этом превышение температуры обмоток над температурой окружающего воздуха не превышает значе- ний, допускаемых для классов нагревостойкости, определяемых изо- ляцией аппартов защиты и вспомогательных устройств. Превышение температуры применяемых в защите и тормозной приставке изделий (конденсаторов, полупроводников и др.) над температурой окружаю- щего воздуха в режиме, оговоренном выше, не превышает значений максимально допустимых техническими условиями на эти изделия. 23. Выравнивающие автотрансформаторы допускают длительное про- текание тока, равного трем номинальным токам ответвлений, но не менее 1,2 и не более 10 А. Дифференциальные и тормозные цепи защиты, а также тормозная приставка выдерживают длительное протекание тока 10 А на всех от- ветвлениях. 24. Односекундная термическая стойкость защиты, тормозной при- ставки и выравнивающих автотрансформаторов составляет не менее сорокакратного номинального тока ответвления, но не менее 20 и не более 200 А. 25. Выравнивающие автотрансформаторы типа АТ-31 обеспечивают выравнивание токов в диапазоне от 0,34 до 2,5 А. Выравнивающие авто- трансформаторы типа АТ-32 обеспечивают выравнивание токов в диапа- зоне от 5 до 31,3 А. Точное выравнивание токов в плечах защиты осуществляется путем выбора соответствующих ответвлений, выравнивающих автотрансфор- маторов на основе расчета их коэффициента трансформации. Выбор ответвлений выравнивающих автотрансформаторов АТ-31 и АТ-32 может производиться по табл. 5 и 6. 26. Токовая погрешность выравнивающих автотрансформаторов не превышает 5% при двадцати кратном токе ответвления и подключении цепей защиты ко вторичной обмотке выравнивающих автотрансформа- торов. 27. Среднее время наработки на отказ защиты и тормозной приставки в условиях эксплуатации составляет не менее 25000 час. Среднее время наработки на отказ выравнивающих автотрансформаторов не менее 5 лет. 28. Если защищаемый элемент включен на данной стороне через два выключателя (схемы мостика, четырехугольника, полуторная, транс- форматор-шины и т. д.) и через эти выключатели возможны значитель- ные перетоки в нагрузочных режимах (без захода в защищаемый эле- мент), то защиту целесообразно включать не на трансформаторы тока в цепях этих выключателей, а на трансформаторы тока, установленные непосредственно в цепи защищаемого элемента (например, встроенные во втулки трансформаторов), чтобы указанные перетоки не загрубляли 9
защиту. Это не относится к сторонам, на которых не используется тормо- жение. Кроме того, при включении защиты на трансформаторы тока в цепях указанных выключателей в ней возможно появление больших Номинальный ток рассматривае- мого включения, А 0,34 0,37 0,4 0,41 0,43 0,44 0,48 Норма используемых ответвле- ний автотрансформатора тока ти- па АТ-31, к которым подводятся вторичные токи в плечах защиты 1-2 1-2 1-2 1-2 1-2 1-3 1-2 Максимальный допустимый ток включения, А. ........... . 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,32 1,2 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к которым подключается реле . . . 1-11 1-10 1-9 1-11 1-8 1-11 1-9 Номинальный ток используемого ответвления реле, А 2,5 2,5 2,5 3 2,5 2,5 3 Номинальный ток рассматривае- мого включения, А 0,71 0,72 0,74 0,75 0,76 0,78 0,8 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-31, к которым подво- дятся вторичные токи в плечах защиты 1-4 1-4 1-2 1-3 1-4 1-4 1-2 Максимальный допустимый ток включения, А. 1,8 1,8 1,2 1,32 1,8 1,8 1,2 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к которым подключается реле . . . Номинальный ток используемо- 1-9 1-11 1-10 1-11 1-8 1-10 1-9 го ответвления реле, А 2,5 3 5 4,25 2,5 3 5 Номинальный ток рассматривае- мого включения, А . . . 1,06 1,1 1,11 1,12 1.2 1,22 1,23 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-31, к которым подво- дятся вторичные токи в плечах защиты 1-5 1-6 1-4 1-6 1-6 1-4 1-5 Максимальный допустимый ток включения, А 2,43 3,3 1,8 3,3 3,3 1,8 2,43 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора joKa, к которым- подключается реле . . . 1-10 1-11 1-8 1-11 1-10 1-11 1-8 Номинальный ток используемо- го ответвления реле, А 3 2,5 3,63 2,5 2,5 5 3 10
токов небаланса при внешних КЗ, что приведет к необходимости загру- бления защиты. Табл иц а 5 0,49 0,52 0,53 0,54 0,56 0,58 0,6 0,63 0,64 0,65 0,68 1-2 1-2 1-3 1-2 1-3 1-3 14 1-3 1-3 1-4 1-2 1,2 1,2 1,32 1,2 1,32 1,32 1,8 1,32 1,32 1,8 1,2 1-11 1-8 1-11 1-10 1-8 1-10 1- 11 1-9 1-11 1-10 1-11 3,63 3 3,63 3 2,5 3 2,5 3 3,63 2,5 5 0,81 0,82 0,82 0,85 0,87 0,88 0,89 0,95 0,97 0,97 1,03 1-5 1-3 1-3 1-4 1-4 1-5 1-3 1-4 1-3 1-5 1-5 2,43 1,32 1,32 1,8 1,8 2,43 1,32 1,8 1,32 2,43 2,43 1-11 1-10 1-11 1-9 1-11 1-10 1-11 1-10 1-10 1-11 1-8 2,5 4,25 4,6 3 3,63 2,5 5 3,63 5 3 2,5 1,28 1,29 1,3 1,34 1,38 1,39 1,45 1,49 1,5 1,56 1,58 1-5 1-4 1-6 1-6 1-5 1-6 1-7 1-5 1-5 1-6 1-7 2,43 1,8 3,3 3,3 2,43 3,3 4,35 2,43 2,43 3,3 4.35 1-10 1-8 1-9 1-11 1-11 1-8 1-11 1- 11 1-10 1-9 1-10 3,63 4,25 2,5 3 4,25 2,5 2,5 4,6 2,5 3 2,5 11
Продолжение табл. 5 Номинальный ток рассматривав- мого включения, А 1,62 1,71 1,74 1,75 1,76 1,84 1,89 1,97 2,02 2,04 2,05 2,1 2,14 2,21 2,21 2,32 2,36 2,39 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-31, к которым подво- дятся вторичные токи в плечах защиты 1-5 1-7 1-6 1-5 1-5 1-7 1-6 1-6 1-6 1-7 1-7 1-8 1-8 1-7 1-6 1-8 1-8 1 6 Максимальный допустимый ток включения, А. 2,43 4,35 3,3 2,43 2,43 4,35 3,3 5,91 3,3 3,3 4,35 4,35 5,91 4,35 3,3 5,91 5,91 3,3 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к которым подключается реле. . . 1-11 1-9 1-10 1-8 1-9 1-8 1-9 1-11 1-11 1-10 1-9 1-11 1-10 1-8 1-11 1-9 1-11 1-9 Номинальный ток используемо- го ответвления реле, А 5 2,5 3,63 4,25 4,6 2,5 3,63 2,5 4,6 4,5 3 3,63 2,5 3 5 2,5 3 4,6 Номинальный ток рассматривав- 2,49 2,57 2,66 2,68 2,8 2,84 2,9 3,12 3,14 3,15 3,16 3,41 3,64 3,68 3,92 3,93 3,95 4,29 мого включения, А Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-31, к которым подво- дятся вторичные токи в плечах защиты 1-7 1-8 1-7 1-7 1-6 1-8 1-7 Максимальный допустимый ток включения, А. 4,35 5,91 4,35 4,35 3,3 5,91 4,35 1-8 5,91 1-7 4,35 1-7 4,35 1-7 4,35 1-7 4,35 1-8 5,91 1-7 1-9 1-8 1-8 1-8 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к 4,35 7,5 5,91 5,91 5,91 которым подключается реле . . . 1-9 1-10 1-11 1-10 1-8 1-11 1-11 1-10 1-8 1-9 1-10 1-9 1-10 1-8 1-10 1-11 1-9 1-10 Номинальный ток используемо- го ответвления реле, А 3,63 3 4,6 4,25 5 3,63 5 3,63 4,25 4,6 5 5 4,25 5 4,25 5 4,25 5
Таблица 6 Номинальный ток рассматривав- мого включения, А. . 5,06 5,15 5,18 5,31 5,39 5,41 5,44 5,47 5,5 5,61 5,77 5,84 5,88 5,93 6,1 6,19 6,22 6,35 6,41 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-32, к которым подво- дятся вторичные токи, в плечах 1-5 1-8 1-7 1 6 1-6 14 1-3 1-5 1-5 1-7 1-6 1-7 14 1-6 1-7 1-8 1-7 1-6 1 -5 Максимальный допустимый ток включения, А 10 15 15 10 10 10 10 10 10 15 15 15 10 10 15 15 15 10 10 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к которым подключается реле . . . 13 1 5 1-4 1-3 15 1-3 12 1-4 1-2 1-3 1-2 1-5 1-2 1-4 1-2 1-5 1 4 1-5 1-3 Номинальный ток используемо- го ответвления реле, А..... . 3,63 2,5 2,5 3 4,25 5 5 4,25 3,63 2,5 3 3,63 5 3,63 2,5 3 3 5 4,6 Номинальный ток рассматривае- мого включения, А. . 6,42 6,44 6,6 6,74 6,84 6,94 6,98 6,99 7,17 7,32 7,41 7,49 7,51 7,52 7,6 7,82 7,92 7,97 8,05 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-32, к которым подво- дятся вторичные токи, в плечах защиты 16 1-5 1 9 1-7 1-7 1 6 1-5 1-6 1-8 1-7 1-7 1-8 1-6 1-7 1-5 1-8 1-9 1-8 1-7 Максимальный допустимый ток включения, А 10 10 15 15 15 10 10 10 15 15 15 15 15 15 10 15 15 15 15 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к которым подключается реле . . . 1-3 1-4 1-5 1-3 1-5 1-4 1-3 1-2 1-3 1-2 1-5 1-5 14 1-4 1-2 1-2 1-5 1-4 1-5 Номинальный ток используемо- го ответвления реле, А 3,63 5 2,5 3 4,25 4,25 5 3,63 2,5 3 4,6 3,63 3,63 3,63 5 2,5 3 3 5 Номинальный ток рассматривав- мого включения, А 8,14 8,25 8,5 8,63 8,76 8,81 8,85 9,2 9,38 9,49 9,53 9,55 9,57 9,61 9,64 9,9 10,0 10,2 10,3 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-32, к которым подво- дятся вторичные токи, в плечах защиты о - - 1-7 1-10 1-9 1-8 1-8 1-7 1-6 1-9 1-8 * 1-8 1-7 1-7 19 1-6 1-8 1-10 1-9 1-9 1-11 Максимальный допустимый ток включения, А 15 20 15 15 15 15 10 15 15 15 15 15 15 20 15 20 15 15 20 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к которым подключается реле . . . 1-3 1-5 1-4 1-3 1-5 1-4 1-3 1-3 1-2 1-5 1-3 1-4 1-5 1-2 1-4 1-5 1-2 1-4 1-5 Номинальный ток используемо- го ответвления реле, А 3,63 2,5 2,5 3 4,25 4,25 5 2,5 3 4,6 4,25 4,6 3,63 5 3,63 3 2,5 3 2,5 14 15
Продолжение табл. 6 Номинальный ток рассматривае- мого включения, А...........10,32 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-32, к которым подво- дятся вторичные токи, в плечах защиты .................... 1-7 Максимальный допустимый ток включения, А.................15 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к которым подключается реле. . . 1-3 Номинальный ток используемо- го ответвления реле, А.......4,6 10,38 10,39 10,41 10,62 11,05 11,2 11,3 1-7 1-11 1-8 1-10 1-9 1-7 1-8 15 20 15 20 15 15 15 1-4 1-5 1-3 1-4 1-3 1-3 1-4 5 2,5 3,63 2,5 3 5 4,25 11,4 11,5 12,05 12,12 12,2 12,35 12,38 12,5 12.75 13,2 13,3 1-8 1-10 1-10 1-9 1-7 1-9 1-11 1-10 1-10 1-9 1-11 15 20 20 15 15 15 20 20 20 15 20 1-2 1-3 1-5 1-5 1-2 1-4 1-5 1-2 1-4 1-5 1-4 3,63 2,5 3,63 4,6 5 3,63 3 2,5 3 5 2,5 Номинальный ток рассматривав- мого включения, А. 13,35 13,8 14,01 14,4 14,51 15,0 15,2 15,42 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-32, к которым подво- дятся вторичные токи, в плечах защиты 1-9 1-10 1-10 1-11 1-9 1-10 1-10 1-10 Максимальный допустимый ток включения, А 15 20 20 20 15 20 20 20 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к которым подключается реле. . . 1-3 1-3 1-5 1-3 1-2 1-2 1-5 1-4 Номинальный ток используемо- го ответвления реле, А 3,63 3 4,25 2,5 3,63 3 4,6 3,63 15,60 15,65 15,95 16,5 16,7 16,9 17,0 17,25 17,51 18,05 18,15 1-8 1-11 1-11 1-10 1-10 1-9 1-9 1-11 1-11 1-10 1-10 15 20 20 20 20 15 15 20 20 20 20 1-2 1-2 1-4 1-5 1-3 1-3 1-4 1-3 1-5 1-4 1-2 5 2,5 3 5 3,63 4,6 5 3 4,25 4,25 3,63 Номинальный ток рассматривав- мого включения, А. 18,4 18,75 18,95 19,25 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока типа АТ-32, к которым подво- дятся вторичные токи, в плечах 1-9 1-11 1-11 1-11 Максимальный допустимый ток включения, А 15 20 20 20 Номера используемых ответвле- ний автотрансформатора тока, к которым подключается реле. . . 1-3 1-2 1-5 1-4 Номинальный ток используемо- го ответвления реле, А 5 3 4,6 3,63 19,52 19,55 20,0 20,6 20,9 21,2 21,25 1-10 1-10 1-9 1-11 1-11 1-10 1-10 20 20 15 20 20 20 20 1-3 1-4 1-2 1-5 1-3 1-4 1-2 4,25 4-6 5 5 3,63 5 4,25 22,6 22,7 23,0 24,4 24,6 25,0 26,6 28,8 31,3 1-11 1-11 1-10 1-11 1-11 1-10 1-11 1-11 1-11 20 20 20 20 20 20 20 20 20 1-4 1-2 1-2 1-4 1-3 1-2 1-2 1-3 1-2 4,25 3,63 4,6 4,6 4,25 5 4,25 5 5 2-6026
2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ТИПА ДЗТ-20 Отстройка защиты ДЗТ-20 от бросков тока намагничивания. Бросок тока намагничивания возникает в трансформаторе при включении его под напряжением или при восстановлении напряжения при отключении внешнего КЗ. В защите ДЗТ-20 принцип отстройки от броска тока на- магничивания основан на одновременном использовании двух характер- ных свойств этого тока — наличия в нем в течение каждого периода значительных бестоковых пауз и второй гармонической слагающей. По наличию этих признаков и осуществляется блокирование защиты от броска тока намагничивания в защите ДЗТ-20. На рис. 1 показаны типичные осциллограммы изменения токов на- магничивания (4, ZC в трех фазах трансформатора при подключении его к источнику симметричного напряжения (для упрощения осцилло- грамма напряжения приведена только для одной фазы А). Бросок тока намагничивания однофазного трансформатора пред- ставляет ряд однополярных (апериодических) импульсов, аналогичных кривым токов и i'c, приведенным на рис. 1. Многочисленными опыта- ми и теоретическими исследованиями установлено, что амплитуда апери- одического броска тока намагничивания может достигать 6—8-кратных значений по отношению к номинальному току трансформатора. Иссле- дования показали, что при однополярных бросках тока намагничивания длительность пауз между импульсами тока не может быть меньше 6,6 мс. Это свойство апериодического броска использовано в ДЗТ-20 для бло- Рис. 1. Осциллограммы фазных токов и напряжения фазы А при включении грех фазного трансформатора на холостой ход кирования защиты при наличии в кривой тока пауз длительностью более 4 5—5 мс. Такая длительность принята в этих реле в качетсве уставки времяимпульсного блокирования для отстройки‘от апериодического броска тока на намагничивание. Однако апериодический бросок харак- терен только для однофазного трансформатора. Трехфазная группа однофазных трансформаторов имеет обмотки, соединенные в треугольник, и токи отдельных фаз такой трансформа- торной группы оказывают взаимное влияние. В трехфазных трансфор- маторах дополнительно имеет место взаимное магнитное влияние фаз друг на друга. Поэтому бросок тока намагничивания в каждой фазе трехфазного трансформатора образуется под взаимным воздействием токов всех трех фаз и может отличаться от описанного выше броска намагничивания однофазного трансформатора. В трехфазном трансформаторе и группе из трех однофазных транс- форматоров возможны условия, когда апериодические составляющие токов каждой из двух фаз примерно равны (/#, i’c на рис. 1) и бросок тока намагничивания третьей фазы на рис. 1) не содержит аперио- дической составляющей. Это так называемый периодический или разно- полярный бросок тока намагничивания. Для образования разнополяр- ного тока в реле дифференциальной защиты условия создаются также из-за соединения вторичных обмоток трансформаторов тока в треуголь- ник, когда по обмотке реле протекает разность фазных токов. Амплитуда импульсов тока при периодическом (разнополярном) броске хотя и меньше, чем при апериодическом, но может достигать двухкратных значений по отношению к номинальному току. Ширина пауз между импульсами при периодическом броске тока намагничи- вания меньше, чем при апериодическом броске, и может составить 4 мс, поэтому блокирование защиты при периодическом броске тока намаг- ничивания не может быть осуществлено времяимпульсным методом. Это обусловлено тем, что снижение уставки блокирования до требуе- мых 2,5—3 мс вызывает трудности по созданию элементов с более вы- сокой стабильностью, и, что не менее важно, при таких уставках не удается избежать замедления защиты в переходном режиме КЗ в транс- форматоре, в особенности при насыщении трансформаторов тока. По- этому для блокирования зашиты при периодическом броске тока на- магничивания использовано другое свойство защиты. Анализ гармонического состава кривых бросков токов намагничи- вания показал, что в них кроме рассмотренных пауз содержится значи- тельная доля второй гармоники. Исследования [4] показали, что при периодическом броске тока намагничивания вторая гармоника состав- ляет не менее 40% тока первой гармоники. Это свойство использовано в защите ДЗТ-20 для блокирования ее при периодическом броске тока намагничивания. В апериодическом броске тока намагничивания вторая гармоническая также есть, но ее относительное содержание значительно меньше, чем при периодическом, и может составлять примерно 15% 18 19
первой гармоники. Использование этого относительно небольшого значения для блокирования защиты при апериодическом броске тока намагничивания возможно, но связано с трудностью создания фильтра с более высокой добротностью, а также приводит к замедлению защи- ты при отключении внутренних КЗ, особенно с большой кратностью тока, что являетя нежелательным. Поэтому в защите ДЗТ-20 применен комбинированный времяимпульсный метод блокирования защиты при появлении в кривой тока пауз заданной длительности в сочетании с торможением от второй гармоники дифференциального тока. Благо- даря такому сочетанию обеспечиваются высокие чувствительность и быстродействие защиты. Коррекция погрешностей трансформаторов тока. Принцип действия защиты ДЗТ-20 обеспечивает блокировку защиты, как описано выше, если трансформаторы тока точно воспроизводят первичный ток, в том числе и при броске тока намагничивания трансформатора. В дей- ствительности же при насыщении трансформаторов тока условия транс- формации апериодической составляющей существенно ухудшаются. При этом во вторичном токе трансформаторов тока появляются отри- цательные полуволны, а бестоковые паузы практически исчезают. Ори- ентировочная форма такого ’’трансформированного” апериодического тока показана на рис. 2. Относительное содержание второй гармоники в ’’трансформированном” апериодическом токе больше, чем в первич- ном токе включения. Для обеспечения правильной работы защиты необходима корректи- ровка формы кривой вторичного тока трансформаторов тока в режиме их насыщения. Отстройка ДЗТ-20 от ’’трансформированных” токов включения достигается восстановлением бестоковых пауз с помощью корректирующего звена. Корректирующее звено выполнено по схеме, состоящей из трансреактора, вторичная обмотка которого нагружена на активное сопротивление. При этом обеспечивается правильная пере- дача пауз в режиме как однополярного тока включения, так и разно- полярного периодического [7]. Корректирующее звено повышает надежность работы защиты при КЗ с большими кратностями токов, особенно при наличии периодичес- кой составляющей, когда трансформаторы тока насыщаются и в их вторичном токе появляются паузы, длительность которых в течение некоторого времени может превышать 4,5—5 мс. В этом режиме кор- ректирующее звено способствует уменьшению длительности пауз на своем выходе, благодаря чему обеспечивается правильная работа вре- мяимпульсной схемы защиты при погрешности трансформаторов тока более 10%. Ориентировочные кривые токов на входе рабочей цепи и на выходе корректирующего звена для периодического разнополярного, аперио- дического однополярного и апериодического ’’трансформированного” бросков тока намагничивания показаны на рис. 3 и 9. На рис. 9 аперио- 20 Рис. 2. Трансформация броска тока намагничивания трансформатором тока: а - первичный ток трансформатора тока /п; б - вторичный ток трансформатора тока <в Рис. 3. Осциллограммы тока на входе рабочей цепи /д (а) и на выходе корректи- рующего звена —(б) при периодическом разнополярном броске тока намагни- dt чивания Рис. 4. Осциллограммы тока на входе рабочей цепи /д (<z) и на выходе корректи- <7/д рующсго звена-----(б) при апериодической составляющей /ап в токе КЗ и нена- dt сыщенных трансформаторах тока Рис. 5. Осциллограммы первичного in и вторичного /в токов (о) в трансформаторе тока с ПХН в режиме глубокого насыщения в индукции В (б)
дическому однополярному броску тока намагничивания соответствует первый период, а со второго периода апериодический бросок тока на- магничивания ’’трансформированный”, разнополярный. Ориентировочные кривые токов на входе рабочей цепи и на выходе корректирующего звена при протекании тока КЗ с периодической со- ставляющей при ненасыщенных и насыщенных трансформаторах тока даны на рис. 4 и 10. На рис, 5 показаны кривые приведенных первичного и вторичного токов и индукции в трансформаторе тока в режиме глубокого насы- щения при переходном процессе. Для качественной оценки принята прямоугольная характеристика намагничивания (ПХН) трансформа- тора тока [6]. Из рис. 5 видно, что вторичный ток iB будет отсутство- вать (появятся паузы Zn) при достижении индукцией В индукции на- сыщения. Паузы будут повторяться до тех пор, пока кривая /п не станет симметричной относительно оси времени. Для обеспечения достаточного быстродействия защиты в целом не- обходимо, чтобы в переходных режимах была обеспечена работа чувст- вительного измерительного органа при токах, меньших двухкратного тока срабатывания отсчечки, при котором обеспечивается быстродей- ствие последней [8]. Для этого трансформаторы тока защиты целесооб- разно рассчитывать по кривым предельных кратностей для удвоенного тока срабатывания отсечки. Время срабатывания отсечки при двойной кратности тока на входе защиты находится в пределах 20—25 мс и с ростом кратности тока равномерно уменьшается. Поскольку время срабатывания времяимпульсной схемы больше периода промышлен- ной частоты, введение дифференциальной отсечки уменьшает веро- ятность замедления защиты в целом, т. е. приводит к повышению ее быстродействия. Торможение от второй гармоники, используемое в основном для отстройки от периодических бросков тока намагничивания, также создает возможность замедления срабатывания защиты в переходном режиме при насыщении трансформаторов тока. По экспериментальным данным [9] максимальное время срабаты- вания защиты при больших кратностях токов КЗ в защищаемой зоне составляет не более 66 мс (разность между временем срабатывания в данном режиме и минимальным временем срабатывания защиты равна 33 мс) при номинальной нагрузке трансформаторов тока. При сниже- нии нагрузки трансформаторов тока время замедления защиты сни- жается. В реальных условиях нагрузка трансформаторов тока высоко- го напряжения, как правило, находится в пределах 0,3—0,7 номинальной. В реальных условиях время срабатывания защиты зависит от вида КЗ. При всех многофазных КЗ возникновение условий, вызывающих одновременное замедление реле нескольких фаз защиты, практически невозможно, поэтому при этих видах КЗ защита срабатывает без за- медления. Наиболее частым видом КЗ является однофазное корот- 22 Рис, 6. Структурная схема защиты кое замыкание (90% общего числа повреждений). В этом случае за- медление срабатывания маловероятно при питании места поврежде- ния с нескольких сторон. При писании только с одной стороны воз- можно замедление срабатывания защиты, однако вероятность возник- новения замедления согласно статистическим данным [9] составляет менее 10%. Отстройка от внешних коротких замыканий. Аналогично дифферен- циальным защитам с торможением на электромагнитных реле (напри- мер, типа ДЗТ-11) для отстройки от установившихся, а также переход- ных токов небаланса используют так называемое ’’процентное” тормо- жение от токов плеч защиты. Требование отстройки от небаланса переходного режима внешнего КЗ с помощью ’’процентного” торможения (в совокупности с другими факторами) является определяющим, поскольку форма тока небеланса переходного режима при определенных условиях может оказаться та- кой, что времяимпульсный принцип и торможение от второй гармоники будут недостаточными для обеспечения надежной отстройки защиты. Структурная схема защиты (рис. 6) содержит: рабочую цепь РЦ\ цепь торможения от второй гармоники ТЦ1\ цепь процентного торможения ТЦ2, на вход которой подаются токи плеч защиты Ц и 12‘, времяим- пульсный реагирующий орган РО; дифференциальную отсечку ДО, на вход которой с выхода РЦ подается выпрямленный ток; усилитель У, на входы которого подключаются выходы РО всех трех фаз; выход- ные реле ВР, на которые подается выход У и выходы ДО всех трех фаз; блок питания БП, служащий источником питания РО, У, ВР. На входы РЦ и ТЦ1 подается ток дифференциальной цепи защиты /д. На вход РО с выхода рабочей цепи РЦ подается рабочий ток ip, выпрям- 23
Рис, 7. Временная диаграмма рабоы реагирующего органа защиты при однопо- лярном броске тока намагничивания Рис. 8. Временная диаграмма работы реагирующего органа защиты при синусои- дальном токе КЗ в защищаемой зоне ленный по схеме двухполупериодного выпрямления без сглаживания, а с выходов тормозных цепей ТЦ1 и ТЦ2 — токи смещения iCM] и /см2, вы- прямленные по схеме двухполупериодного выпрямления со сглажи- ванием и направленные встречно ip- Элементы РЦ, ТЦ1, ТЦ2, ДО и РО входят в модуль реле защиты диф- ференциальный МРЗД, отдельный для каждой фазы. Элементы У, ВР и БП являются общими для всех трех фаз защиты и входят в модуль питания и управления МПУ. Орган РО состоит из релейного формирователя прямоугольных им- пульсов РФ, элемента выдержки времени на возврат ВВ и элемента вы- держки времени на срабатывание ВС. В нормальном режиме и режиме внешнего КЗ рабочйй ток на входе РО ip будет меньше суммы токов срабатывания РО (сумма тока ip>o и тока смещения iCM = iCMi + iCM2), поэтому сигнал на выходе РФ будет равен нулю. При ip > ipo + i’cmI + 1см2 на входе РО и на выходе РФ появляется единичный сигнал, поступающий на вход ВВ, а это в свою очередь при- водит к появлению единичного сигнала на выходе ВВ. При исчезнове- нии единичного сигнала на входе ВВ сигнал на выходе ВВ становится равным нулю только по истечении выдержки времени элемента ВВ на возврат (7В = 4,5 -i- 5 мс), принятой для исполнения защиты на 50 Гц. Вы- ходной сигнал ВВ является входным для элемента ВС. Единичный сиг- нал на выходе ВС появляется при наличии единичного сигнала на входе ВС в течение времени, превышающего уставку элемента ВС на 7ср, рав- ную 21—23,5 мс. Этот сигнал усиливается усилителем У, и защита сраба тывает через выходные реле ВР. 24 При однополярном броске намагничивающего тока (рис. 7) длитель- ностью пауз 7П на выходе РФ больше выдержки времени tB и на выходе элемента ВВ имеются паузы с периодом следования, равным периоду промышленной частоты. При этом элемент ВС, имеющий установку больше периода промышленной частоты, не срабатывает и сигнал на его выходе остается нулевым. При синусоидальном токе (рис. 8) длительность пауз на выходе РФ зависит от отношения амплитуды то- ка ip к заданному уровню срабатывания i^p. Если отношение такое, что 7П<7В> то на выходе В В появляется единичный сигнал, не имею- щий пауз. При этом спустя время т^р на выходе ВС появляется сиг- нал, что приводит к срабатыванию защиты. Учитывая высокие уровни токов КЗ и то, что минимальный ток срабатывания защиты не более 0,7 номинального, можно считать, что при всех КЗ в защищаемой зоне обеспечивается соблюдение условия 7П <tB. Рисунки 7 и 8 поясняют принцип выполнения защиты, но не учитывают действительные режи- мы трансформации больших токов трансформаторами тока и наличие в рабочей цепи РЦ корректирующего звена. На рис. 9 дана временная диаграмма работы РО при реальных апериодических бросках тока на- магничивания с ’’трансформированными” отрицательными полувол- нами. За базу построения принят рис. 2. Определяющими для несрабатывания элемента 5ср и РО в целом являются в данном режиме большие паузы с гп2 > ; меньшие паузы с ТП1 < на режим работы эле- ментов ВВ и ВС, и РО в целом не влияют. На рис. 10 даны кривые то- ков на входе рабочей цепи /д, на выходе корректирующего звена --- на входе РО L и dt р временная диаграмма работы РО при токах КЗ с апериодиче- ской составляющей при насы- Рис. 9. Осциллограммы тока на входе рабочей цепи 7ц (а), на выходе кор- d/n ректирующего звена----— (б), на dt входе реагирующего органа ip (в) и временная диаграмма работы реаги- рующего органа при апериодическом броске тока намагничивания (г) 25
Рис. 10. Осциллограммы тока на входе рабочей цепи 7д (о), на выходе корректирующего звена d/д —— (б), на входе реагирующего dt органа ip (в) и временная диа- грамма работы реагирующего ор- гана при КЗ в защищаемой зоне, наличии в точке КЗ апериодичес- кой составляющей и при насы- щении трансформаторов тока (г) щенных трансформаторах тока. Наличие апериодической составляющей и насыщение трансформаторов тока не препятствуют нормальному сра батыванию РО и защиты в целом. г Для сравнения на рис. 11 даны кривые токов и временная диаграмма работы РО при отсутствии корректирующего звена для режима, анало- гичного режиму рис. 10. В этом случае наличие пауз на заданном уровне ?nl > tB приводит к блокированию РО и защиты в целом. Рис. 11. Осциллограммы тока на вхо- де рабочей цепи 2Д (с), на входе ре агирующего органа ip (б) и времен- ная диа1-рамма работы реагирующего органа при КЗ в защищаемой зон< наличии апериодической составляю щей в токе КЗ и насыщении тран< форматоров тока при отсутствии корректирующего звена (в) Устройство защиты. Дифференциальная защита ДЗТ-20 выполнена трехфазной, трехрелейной. Три модуля дифференциальных реле 1МРЗД __ ЗМРЗД (рис. 12,13), а также модуль питания и управления МПУ ус- танавливаются в общей кассете. В зависимости от конкретной схемы и параметров защищаемого трансформатора, автотрансформатора или блока генератор-трансформатор кассета дополняется необходимым чис- лом выравнивающих автотрансформаторов тока и приставок дополни- тельного торможения, которые устанавливаются на панели защиты от- дельно от кассеты. Принципиальная схема дифференциального модуля МРЗД защиты ДЗТ-20. Схема модуля содержит следующие основные узлы (рис. 12, 13): рабочую цепь РЦ, дифференциальную отсечку ДО, цепь торможе- ния от второй гармоники ТЦ1, цепь процентного торможения ТЦ2 и реагирующий орган РО. Рабочая цепь состоит из трансреактора TAV, выпрямительного мос- та на диадах VD1 — VD4, резисторов R8, R9 и конденсатора С5. Транс- реактор является согласующим и изолирующим элементом. Ответвле- ния от его первичной обмотки wl служат для выравнивания токов в плечах защиты в диапазоне от 2,5 до 5 А. Обмотка w2 трансреактора через выпрямительный мост нагружена на резисторы R8 и R9. Сумма сопротивлений цепи дифференциальной отсечки R2 и R5 выбирается на порядок больше суммы сопротивлений R8 и R9, поэтому влиянием этой цепи на процессы в рабочей цепи можно пренебречь. Конденсатор С5, включенный параллельно обмотке w2, предназна- чен для защиты вторичной цепи трансреактора от высокочастотных помех с частотами более 1 кГц. Емкость С5 незначительна и практически не оказывает влияния на характеристики защиты в рабочем диапазоне частот. Подбором обмоточных данных трансреактора и значений сопро- тивлений резисторов R8, R9, а также R3 в цепи ТЦ1 реализуется диф- ференцирующее корректирующее звено, обеспечивающее восстановле- ние бестоковых пауз в ’’трансформированном” токе включения. По- стоянная времени вторичной цепи трансреактора с учетом ветви намаг- ничивания т равна примерно 0,06 периода промышленной частоты. Такое значение т позволяет увеличить отстройку от ’’трансформиро- ванных” токов включения в 3—5 раз. При этом защита не замедляется при синусоидальных токах КЗ в защищаемой зоне с апериодической составляющей, которая практически полностью поглощается ветвью намагничивания трансреактора за время, равное 0,18 периода промыш- ленной частоты (3,6 мс). Дифференциальная отсечка ДО выполнена на диоде VD5, резисторах 84, 85, конденсаторах Cl, С6 и реле с магнитоуправляемым кон- тактом КА, Диод VD5 препятствует разряду конденсаторов С1 и С6 на рабочую цепь во время пауз в токе. С помощью переключателя 8X2, выведенного на лицевую панель модуля 1 МРЗД, может быть получена уставка отсечки 6 Лив, ном или 9 /отв>ном- Постоянная времени цепи 27 26
7S4 I *А| I ^5 * »-- Реагирующий орган Чч 1 ттЧ I । А1 • || »д I, I1 хг । гад 7а 6а 5а ~13 В ОЬ T+Z7B — Apj- £Жг ' Л хгП г»- ;f i»h 'А»н- ‘f£Ss лг »ё I»*1 С;Н»++ J ГхЛ Г । и^ UA 732 VT1 VTZ 704 Усилитель ~| R3 R4 «г /с _ KL1 г ^BQ Г---7Ж] \VD4\VDf(Vl)Z\VI]1 I vv6-2 i -И-------------41 П2. Блок питания W|]| <+гвД , ШИ№ Н**-К' R4 'С* R3 Б2.66 37 Xf СЯМ ттда! ner_l I |/с| +«1^ +«i$ ?ф - W4_- XT1 1 KLZ 1 ’3 ig $ 1_°4 I 7.122^ \kLZ-3' KL24' KL11 VH7.Z R5 KLZ Выходное реле VD7.1 Wj Рис. 12. Принципиальная схема дифференциальной защиты с торможением типа ДЗТ-21. Значения параметров элементов,отмеченных., подбираются при настройке 28 29
Рис. 13. Принципиальная схема дифференциальной защиты с торможением тип 30
Гл/ y>r- »— Реагируют,^ органу Zb\ la. i ZlL | ЗёТ 4чг1 Л5« XZ 4с ' -+» Ob ~±fr /С I « Ш2 -<-о wi г!-О , xFI /.g iyj. Ze \ 'r Kn » -£g 1» Ar л -ь-О X2~I жХр: /С Kf 1ГТХ 7g Z°. ХГ/5 <-£Bi 13а. _| I 1^1 >'*вв\ А^о <Г о I vnc ж wrtvmwimviii uz?A6f! vm 1 ^iaji1 и I Усилитель ^*1 --------------------& bfiOK питания । C1 m ЗША____ *zl I IL An |Х5Т I IZzz I J 3a Х/7 '-БД I /Д o+t lai I °~4- -й! хтг । ГоЗ-L Ф 's ‘^d [p£ 6>J X/ IA- W ГТяГ r*i— ! I X II .---------.11 y/D7-2 kZ7Z/[[JX'5 Г ^x~Hl1^~VDB3R5 I M KI—T (| rJ -^T CZ" J KL7..3' су' ' ^KLt.1 , KL4.Z J кие.з ~| ' КС.УУ ~l ЛТ» 1 ч МОУ\ ДЗТ-23. Значения параметров элементов, отмеченных* подбираются при настройке 31
отсечки принята равной около 20 мс. Отсюда можно полагать, что ре- ле КА реагирует на среднее значение напряжения на обмотке w2, про- порциональное току в обмотке wl трансреактора TAV. Благодаря этому обеспечивается некоторая отстройка отсечки от однополярных токов включения и переходных токов небаланса. Цепь торможения от второй гармоники, питающаяся от обмоткг трансреактора w3, содержит резистор R3, фильтр второй гармоничес- кой составляющей L-C2, выпрямительный мост VD10 — VD13, сгла живающий конденсатор С4 и резистор R10. Сопротивление резистора R3 выбрано значительно больше полного сопротивления L- С2 филь- тра, поэтому приближенно можно считать приведенную нагрузку вто- ричной цепи трансреактора практически активной, что используется в выполнении корректирующего звена рабочей цепи. В качестве тор- мозного сигнала используется выпрямленный ток плеча фильтра, со- держащего конденсатор С2. При таком включении и сравнительно низ- кой добротности фильтра (около 1,8) обеспечивается отстройка от периодического броска намагничивающего тока, имеющего длитель- ность пауз не менее 4,4 мс для исполнения защиты на частоту 50 Гц. Чтобы избежать замедления защиты в переходных режимах КЗ в за- щищаемой зоне из-за появления второй гармонической составляющей во вторичном токе трансформаторов тока, введено ограничение тор- мозного сигнала на уровне, соответствующем периодическому броску намагничивающего тока с амплитудой 2 /Отв,ном с помощью стабили- тронов VD10 и VD11. Наличие третьей и других высших гармоник во вторичном токе трансформаторов тока также увеличивает тормозной сигнал, однако ввиду малости этих гармонических в токах включения они практически не влияют на степень отстройки защиты. Цепь процентного торможения состоит из промежуточных транс- форматоров тока ТА1 и ТА2, выпрямительных мостов VS1 и VS2, дио- дов VD6 и VD7, стабилитронов VD8 и VD9, сглаживающего конденса- тора СЗ и резисторов Rl, R6, Rll, R12. Процентное торможение осу- ществляется от полусуммы модулей токов плеч защиты. Первичные обмотки wl трансформаторов ТА1 и ТА2 позволяют выравнивать значение токов плеч защиты в диапазоне от 2,5 до 5 А. Токи плеч Ц и 1г (рис. 6) после трансформации и выпрямления суммируются на сопротивлении R1. В схеме тормозной цепи предусмотрены выводы Х2:6а, и Х2:7а, позволяющие подключать одну или две приставки дополнительного торможения. Ток смещения zCM2 (рис. 6) должен нарастать до значения, близ- кого к установившемуся, за время, не превышающее 15 мс (практиче- ски за время импульса тока включения или за время одной полуволны тока при внешних КЗ), С учетом этого постоянная времени заряда кон- денсатора СЗ, определяемая в основном его емкостью и сопротивлени- ем R1, принимается равной примерно 2—3 мс. Для обеспечения малой зависимости тормозных характеристик реле от утла сдвига фаз между 32 рлс 14. Тормозные характеристики реле: 1 - /с,р “ 0,7; /торм, нач ~ 0,6; к = 1 * лторм ’ 2 - /с, р = 0’^ > *торм, нач = 1", Авторы — 1 > 3 — /с, р = 0>/торм, нач = 1", Авторы — ‘ > 4 — /с, р ~ 0> 3, /торм, нач ~ 1! Авторы — 0>3 рабочим и тормозными токами постоянная времени разряда конденса- тора СЗ, определяемая его емкостью и сопротивлениями R6, Rll, R12 (разряд происходит при закрытом диоде VD6), принимается равной 25—5 Оме. Тормозные характеристики защиты (рис. 14) состоят из горизон- тального и наклонного прямолинейных участков, между которыми имеется плавный переход. Для создания горизонтального участка слу- жат стабилитроны VD8 и VD9. Они обеспечивают работу защиты без торможения при токах торможения меньших 7ота>ном или 0,6/ОТв.ном в зависимости от положения переключателя SX3 на лицевой панели модуля МРЗД. Тормозные характеристики построены в осях Jc,p = —— и 0,5 L ^торм.ви > /отв, ном где ток срабатывания дифференциального реле; /Отв,ном - но- минальный ток ответвления первичной обмотки TAV; lvtpM вп = ~ Аорм, в п Л>тв, торм, ном п > Аорм, вн — ток и-го тормозного плеча; Айв, торм, ном п — номинальный ток ответвления первичной обмотки wl ТА и-го тормозного плеча защиты. Коэффициент торможения £торм определяется на прямолинейной части наклонного участка тормозной характеристики из выражения к ___________А*С’Р_ ТОрм 0,5д£/торм>вл п где Др и 0,5 ДУ /торм> в п - соответствующие приращения токов /с р и 0,5 £ I 1 * торм, в п 33 3—6026
Регулирование коэффициента торможения производится с помощь.о переменного резистора R12. Регулировочный шлиц выведен на лицевую плату модуля МРЗД п При 0,5 S /торм в и 2 ток срабатывания р с достаточной для прак- тических целей точностью можно определить из выражения п Л\р = *с,р min + ^торм (0,5 S/aopMi в п ^торм, нач)» где ^с,р min ~ относительный ток срабатывания реле при отсутствии торможения; /торм> Нач - длина горизонтального участка тормозной хг рактеристики (относительный ток начала торможения). Ток /Т()рм, нач определяется точкой пересечения горизонтального и наклонного прямолинейного участков характеристики при их продол- жении. При регулировании Лторм значение /торм> нач не изменяется. Схема реагирующего органа ЕА1 приведена на рис. 15. Релейный формирователь прямоугольных импульсов РФ выполнен по схеме уси- лителя-ограничителя на транзисторе VT1. Регулировка тока срабатыва- ния РФ, а следовательно, и тока срабатывания защиты при отсутствш торможения /^р производится с помощью резистора R13, подклю- ченного к выводам 17 и 1 ЕА1 (см. рис. 12 и 13). Конденсатор СЗ соз- дает небольшую задержку в срабатывании РФ (около 0,4 мс), что повы- шает помехоустойчивость реле при появлении высокочастотной помехи Элемент выдержки времени на возврат ВВ выполнен по мостовой схеме и включает в себя зарядную цепь R5—C1 и пороговый орган, выполнен ный на транзисторах VT2, VT3 и делителе напряжения R6, R 7. Элемент выдержки времени на срабатывание ВС включает в себя зарядную цепь R12—C2 и пороговый орган, выполненный на транзи сторах VT4, VT5 и делителе напряжения R1 б, R17. В схеме реагирующего органа элементы выдержки времени выпол- нены по принципу заряда или разряда RC-цепи. Для получения релейной характеристики реагирующего органа введена положительная обратная связь, действующая на увеличение уставки элемента ВВ. Увеличение /в после срабатывания ЕА1 позволяет улучшить работу реле при токах КЗ с апериодической составляющей. В первом периоде после вознйкно вения КЗ степень насыщения трансформаторов тока значительно мень ше, чем во втором, длительность пауз на заданном уровне замера так- же меньше. Поэтому реагирующий орган, сработав в первом периоде будет удерживаться в последующих благодаря увеличению уставки по длительности паузы /в. Обратная связь осуществляется путем под ключения диода VD7 между выходом ЕА1 и средней точкой делителя R6, R7. В нормальном режиме и режиме внешнего КЗ Лк на входе ЕА1 мал, сигналы на выходах элементов РФ, ВВ, ВС равны нулю. При этом транзистор VT1 открыт, конденсатор С1 заряжен (заряд проходит по цепям О В - R7 - R5-C1 — 13Ви О В — переход эмиттер — коллек тор VT5- VD7 — R5 — С1 — - 13 В), транзисторы VT2 и VT3 открыты, 34
конденсатор С2 разряжен, транзисторы VT4 и VT5 открыты. Сигнал на выходе ЕА1 равен нулю. При появлении на входе ЕА1 синусоидаль- ного тока, выпрямленного по схеме двухполупериодного выпрямления и превышающего ток срабатывания РФ, транзистор VTI начинает перг, одически открываться и закрываться. При закрывании транзистора VT1 конденсатор С1 разряжается через диод VD6 и резистор R4, тран- зисторы VT2 и VT3 закрываются и конденсатор С2 начинает заряжаться через резистор R12. Сопротивление резистора R12 определяет выдерж- ку времени ВС. При последующем открывании VT1 диод VT6 закры- вается и конденсатор С1 заряжается через резистор R5, сопротивление которого определяет выдержку времени ВВ. Если длительность откры- того состояния транзистора VT1 (длительность пауз) велика, то кон- денсатор С1 успевает зарядиться до напряжения, равного опорному, транзисторы VT2 и VT3 открываются на время, достаточное для пол- ного разряда конденсатора С2 (0,25—0,75 мс), по цепи эмиттер—кол- лектор транзистора VT3, резистор R11 и диод VD9. При этом транзи сторы VT4 и VT5 остаются открытыми и сигнал на выходе ЕА1 равен нулю. При увеличении тока на входе РФ до значения, превышающего ток срабатывания ЕА1, длительность открытого состояния VT1 умень- шается и конденсатор С1 не успевает зарядиться до напряжения, рав- ного опорному. Транзисторы VT2 и VT3 в этом случае остаются закры- тыми и конденсатор С2 заряжается до напряжения, достаточного для выхода транзисторов VT4 и VT5 из насыщения. При этом снижается потенциал выхода ЕА1, диод VD7 закрывается и потенциал средней точки делителя R6, R7 также снижается. Это приводит к увеличению времени заряда конденсатора С1 до напряжения, равного опорному (заряд происходит только по цепи OB — R7 - R5 - С1----13 В), т. е. к увеличению уставки элемента ВВ. Транзистор VT2 не открывается, а транзисторы VT4 и VT5 переходят в режим отсечки. На выходе ЕА 1 появляется единичный сигнал, защита срабатывает. Принципиальная схема питания и управления (МПУ) защиты ДЗТ-21. Схема модуля МПУ ДЗТ-21 (см. рис. 12) содержит следующие основ- ные узлы: блок питания БП, усилитель У и выходные реле ВР. Блок питания представляет собой параметрический стабилизатор на стабилитронах VD4 и VD5 и резисторах Rl — R4. Стабилитроны VD1 — VD3 и диод VD6-1 предназначены для компенсации разброса напряжений стабилизации стабилитронов VD4 и VD5 соответственно. Необходимость перемычек, показанных на рис. 12 пунктиром, опре- деляется при заводской регулировке модуля МПУ. Диод VD6-2 предназначен для защиты полупроводниковых при- боров от повреждения при подаче на модуль напряжения питания об- ратной полярности. Конденсатор С1 служит для исключения влияния на реагирующие органы реле помех, поступающих по цепям питания Номинальные напряжения питания полупроводниковых цепей -13 и +6 В. рис. 16. Принципиальная схема пристан- ИИ дополнительного торможения типа ПТ-1 Усилитель выполнен на транзи- сторах VT1 и VT2. На вход усили- теля подаются выходы реагирую- щих органов трех модулей МРЗД через диоды VD1 - VD3 по схеме или. На выходе усилителя включено герконовое промежуточное реле KL1. Действие дифференциальных отсечек также предусмотрено че- рез это промежуточное реле. Кон- такт реле KL1.1 находится в цепи обмотки выходного промежуточного реле KL2 типа РП-220. Искро- гасящий контур C2-R6 и диоды VD7-1 и V 1)7-2 служат для улучшения условий коммутации герметизированного контакта реле KL1.1. В схеме МПУ предусмотрены выход XI :9с, позволяющий подклю- чить последовательно с обмоткой реле KL2, указательное реле РУ-21 и выход XI :0а, позволяющий подключить при необходимости парал- лельно катушке реле KL2 дополнительное промежуточное реле. Ука- зательные и дополнительное промежуточное реле устанавливаются вне комплекта защиты. При номинальном напряжении питания 220 В должно использоваться реле РУ-21 с номинальным током 0,015 А, а при номинальном напряжении питания НОВ — реле РУ-21 с номиналь- ным током 0,025 А. Потребляемая мощность дополнительного реле Должна быть не более 8 Вт. Контактная перемычка SX, выведенная на лицевую плату, предназначена для снятия напряжения питания с вход- ного промежуточного реле KL2. Принципиальная схема модуля питания и управления МПУ защиты ДЗТ-23. Схема модуля МПУ ДЗТ-23 (см. рис. 13) содержит следующие основные узлы: блок питания БП, усилитель У и выходные реле ВР. Блок БП аналогичен БП МПУ ДЗТ-21. Усилитель выполнен на транзисторах VTI — VT3. На входе VTI - VT3 через диоды VD1 — VD3 соответственно подаются выходы реагирующих органов модулей МРЗД каждой фазы. На выходах усилителя включены герконовые промежуточные реле KL1 — KL3. Действие дифференциальных отсечек фаз предусмотрено также через зти промежуточные реле. Контакты реле KL1.1, KL2.1, KL3.1 через диоды VD8-1, VD8-2, VD9-1 соответственно воздействуют На выходное промежуточное реле KL4 типа РП-220. 36 37
Рис. 17. Принципиальная схема автотрансформаторов тока типов АТ-31 и АТ-32 Типоиснолненис TL Обозначение обмотки АТ-31УЗ; AT-31T3 АТ-32УЗ; AT-32T3 Число Марка Число Марка витков провода ВИТКОВ провода W1 66 ПСД-1,5 16 ПСД-1.9 (ГОСТ 7019-80) (ГОСТ 7019-80) w2 6 4 w3 6 5 w4 6 7 w5 30 9 w6 36 ПЭВ2-1.0 (ГОСТ 7262-78) 11 w7 54 14 w8 72 19 w9 96 ПЭВ2-О.63 (ГОСТ 7262-78) 7 wlO 114 8 Искрогасящие контуры R6-C2, R7-C3, R8-C4 и диоды VD7-1 и VD7-2 служат для улучшения коммутации герметизированных контактов В схеме МПУ предусмотрены вывод XI: 9с, позволяющий соединить последовательно с обмоткой KL4 указательное реле РУ-21, и выводы XI : Оа, XI: 4в, XI. 5в для подключения внешних промежуточных реле с потребляемой мощностью не более 8 Вт. Переключатель SX позволяет снимать напряжение питания с выход- ных цепей защиты. 38 Принципиальная схема приставки дополительного торможения ПТ-1 выполнена трехфазной (рис. 16) и состоит из трех промежуточных транс- форматоров тока ТА1-ТАЗ с выпрямительными мостами VS1 — VS3 на выходе каждого из них. Параметры ТА1-ТАЗ приняты такими же, как и у промежуточных трансформаторов тока тормозных цепей модулей урЗД Выходы VS1-VS3 подключают к выводам Х2-6а и Х2-7а со- ответствующих модулей МРЗД Принципиальная схема автотрансформаторов тока типов АТ-31, АТ-32 дана на рис. 17. Автотрансформаторы тока выполнены однофазными в в схеме защиты соединяются в ’’звезду”. На П-образном сердечнике намотано 10 обмоток wl-wlO, которые используются в различных сочетаниях в качестве первичных и вторичных в зависимости от кон- кретной схемы защиты и параметров защищаемого оборудования (см. табл. 5 и 6). Параметры обмоток wl-wlO различны у АТ-31 и АТ-32 и указаны на рис. 17. Сечение стали 20x40мм2. а ВЫБОР УСТАВОК И СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЙ ЗАЩИТЫ Принципы расчета. Выбор уставок и схемы включения защиты в ос- новном сводится к расчету минимального тока срабатывания и коэф- фициента торможения чувствительного органа; выбору тока срабаты- вания отсечки; определению ответвлений в плечах рабочей и тормоз- ной цепей, включая при необходимости выбор ответвлений выравни- вающих автотрансформаторов; расчету чувствительности. Первичный минимальный ток срабатывания защиты (ее чувствитель- ного органа) при отсутствии торможения Ic^min выбирается по сле- дующим условиям. 1. Отстройка от расчетного первичного тока небаланса в режиме внешнего КЗ, соответствующем началу торможения 1нб торм> нач, ^с, з min ^-отс Ai6, горм. нач (0 где ктс — коэффициент отстройки, учитывающий погрешности ре- ле, ошибки расчета и необходимый запас, принимаемый равным 1,5. 2. Отстройка от броска намагничивающего тока при включении ненагруженного трансформатора (автотрансформатора) под напря- жение ^С,3 Ш1Л ^-ВЫГ А1ОМ> (2) где к — коэффициент, учитывающий времяимпульсный принцип от- стройки от бросков тока намагничивания и наличие торможения от Второй гармоники, принимается равным 0,3; Лвыг - коэффициент Выгодности, равный отношению типовой (электромагнитной) мощ- н°сти 5ТИП автотрансформатора к его номинальной (проходной) мощно- 39
сти SHOM и учитывающий, что бросок намагничивающего тока определи, ется объемом железа, соответствующим его типовой мощности: ^тип к выг ^ном ^номВН~ ^номСН Цюм ВН (3) Сном ВН и ^ном сн ~ высшее и среднее номинальные напряжения авто, трансформатора; /ном — номинальный ток, соответствующий номи- нальной проходной мощности. Для трансформатора &выг принимается равным 1. Следует отметить, что включение в зону действия защиты автотрансформатора линейно, го регулировочного трансформатора, устанавливаемого на стороне низшего напряжения, практически не влияет на рассматриваемое ус- ловие отстройки от броска намагничивающего тока автотрансформа- тора. 3. Обеспечение недействия защиты от тока небаланса переходного режима внешнего КЗ. Гарантируется заводом-изготовителем при з min ^0,3 /ном, (.4) где /1ЮМ - то же, что и в (2). Указанное условие определяется тем, что недействие защиты в пе- реходном режиме внешнего КЗ обеспечивается совокупностью ряда факторов, действующих на загрубление защиты (форма кривой тока небаланса, торможение от второй гармоники, наличие процентного торможения от токов плеч защиты), дающих гарантированный эффект при минимальном токе срабатывания защиты, удовлетворяющем (4) Условие 2 для автотрансформаторов не является расчетным, так как обеспечивается при меньших значениях /^ 3 тй > чем условие 3. За расчетное значение 1с,ЗГГцп принимается большее из значений, получаемых по условиям 1 и 3. Расчетный первичный ток небаланса /нб, торм, нач> входящий в (1), может быть определен как сумма трех составляющих: I = । т9> ft нб, торм, нач 1 нб, торм, нач нб,торм,нач , + /"J. ТОрМ нач- где I лб, торм, нач — составляющая, обусловленная погрешностью транс- форматоров тока; I „б, торм, нач — составляющая, обусловленная регу- лированием напряжения защищаемого трансформатора (автотрансфор- матора); /нб, торм, нач — составляющая, обусловленная несовпадением расчетных токов и номинальных токов используемых ответвлений ав тотрансформаторов тока типов АТ-31 и АТ-32 или трансреактора реле TAV. Все три составляющие тока небаланса рассчитываются в режиме, со- ответствующем началу торможения (когда полусумма вторичных тор- мозных токов равна току начала торможения /Торм, нач~ см- Рис- 14). 40
За расчетный принимается режим, при котором сумма трех состав- ляющих тока небаланса будет максимальной. Этот режим не обязатель- но соответствует максимальному значению каждой из трех составляю- щих тока небаланса и максимальному значению тока /торм> нач, п и выби- рается из нескольких рассматриваемых режимов. Составляющая /„б, торм, нач определяется по выражению /нб, торм, нач = ^пер ^одн е Лорм, нач, п > (О где ^пер — коэффициент, учитывающий наличие апериодической состав- ляющей тока, принимается равным 1; &одн — коэффициент однотипно- сти трансформаторов тока. При внешних КЗ на той стороне, где защи- щаемое оборудование имеет два присоединения и трансформаторы тока рассматриваемой защиты установлены в цепях этих присоединений (за- щита имеет два плеча), &одн принимается равным 0,5—1, причем меньшее из указанных значений принимается в случаях, когда трансформаторы тока обтекаются мало различающимися между собой токами и примерно одинаково нагружены. При внешних КЗ на сторонах, где защищаемое оборудование имеет одно присоединение &одн, следует принимать рав- ным 1; е — относительное значение полной погрешности трансформато- ров тока, соответствующее режиму начала торможения. С учетом до- полнительной погрешности, вносимой выравнивающими автотрансфор- маторами тока, е принимается равным 5% первичного тока, проходящего по одному наиболее нагруженному плечу защиты в режиме, соответст- вующем началу торможения. Если в наиболее нагруженном плече защиты выравнивающие автотрансформаторы не используются, то погрешность е может приниматься равной 3% указанного тока. Однако при этом должна быть проведена сравнительная оценка погрешности е от то- ков, проходящих в других плечах защиты, в которых установлены выравнивающие автотрансформаторы. Значения е, равные 3 или 5%, принимаются с учетом того, что нагрузка трансформаторов тока вы- сокого напряжения при протекании сквозного тока, равного номи- нальному, не превышает номинальной; /торМ1 нач> п — тормозной ток, соответствующий началу торможения, определяемый по (19) или (20). Составляющая /дб> торм, нач определяется по выражению нб, торм, нач (A %ок а+ А Up ^ток р ^торм, нач, п ’ где Д Ua и Д Up — относительные погрешности, обусловленные регули- рованием напряжения на сторонах защищаемого трансформатора и при- нимаемые равными половине действительного суммарного диапазона регулирования на соответствующей стороне; ктк а и Лток р — коэф- фициенты токораспределения, равные отношению слагающих тока ^юрМ,нач,п> проходящих на сторонах, где производится регулирова- ние напряжения, к полному току /ТОрм,нач,п- 41
Максимальное значение /„6j торм> нач будет в режиме, когда Лток а = = ^ток/3= 1’ т,е- ток Лорм, нач,п полностью проходит по сторонам, где производится регулирование напряжения. Выражение (7) составлено применительно к трехобмоточному транс- форматору и автотрансформатору, для двухобмоточного трансформа- тора в правой части формулы (7) исключается второй член, а ктк а при- нимается равным 1. Составляющая /^ торм, нач определяется по выражению /*нб, торм. нач /отв, расчт -/отв.ном! , ------—------------— Т0К1 'отв, расч! /отв, расч2 — /отв, ном2 + ------------------------- ^ГОК2 /отв, расч л — /отв, ном п I Iотв, расч2 отв,расч п торм, нач, п > (8) где/Отв, расч 1, /отв, расчг» • • > /отв, расч п расчетные значения токов в плечах 1,2,..., п неосновных сторон для выбора схемы включения вы- равнивающих автотрансформаторов или ответвлений трансреактора реле ТА V, соответствующих принятому включению (ответвлению) в плече основной стороны /0Тв, ном, осн (общее обозначение /отв paC4j Неосн)*, /отв, НОМ 1» /отв, НОМ .. /отв, ном л - ближайшие к расчетным номи- нальные токи принятых ответвлений выравнивающих трансформато- ров или трансреактора реле TAV в плечах 1, 2,...,л неосновных сторон (общее обозначение /отв, ном, нсосн), ^toki» ^токг> ^ток п коэф- фициенты токораспределения, равные отношению слагающих тока /торм, нач, п проходящих в плечах 1,2,..., и неосновных сторон к пол- ному току /Торм, нач, п- Знак + или - в (8) определяется направлени ем составляющих тока /торМ1 нач,п ПРИ одинаковом направлении со- ставляющих тока (например, к защищаемому оборудованию) исполь- зуется знак +, при противоположном -. Максимальное значение /'„^ TOpMj нач будет в режиме, при котором направление составляющих тока /TOpMj наЧ1 п неосновных сторон будет одинаковым, а fcTOK будет максимальным на тех сторонах, где макси- /отв, расч — /отв, ном мальны значения-------------------- /отв, расч Выражение (8) составлено применительно к защищаемому обору- дованию, имеющему п плеч дифференциальной защиты. При наличю трех плеч зашиты в правой части (8) остаются только два первых чле на с индексами 1 и 2. При наличии двух плеч (например, двухобмоточ ный трансформатор) в правой части (8) остается только первый член с индексом 1 и Лток1 = 1. 42
Для плеч защиты основной стороны номинальный ток ответвления трансреактора реле TAV или выравнивающих автотрансформаторов /отв ном, осн , если последние используются в рассматриваемом плече, вЫбирается исходя из вторичного тока в этом плече защиты /ном, в, осн, соответствующего номинальной мощности защищаемого оборудова- ния. Расчет дифференциальной защиты блока генератор-трансформа- тор (автотрансформатор) ведется по номинальной мощности транс- форматора (автотрансформатора) /отв, ном, осн /ном, в, осн • (9) Вторичный ток в плече защиты, соответствующий номинальной мощ- ности защищаемого оборудования, Люм сх /ном, в ~ К1 (10) где /ном — номинальный первичный ток, соответствующий номинальной мощности защищаемого оборудования; Kj и /ссх — соответственно ко- эффициент трансформации трансформаторов тока и коэффициент схемы для расчетного плеча защиты. За основную сторону обычно принимается сторона, которой соответ- ствует наибольший из вторичных токов в плечах защиты, так как при этом в общем случае третья составляющая тока небаланса получается меньше. Если токи в плечах различаются незначительно, то за основную сторону целесообразно принять сторону основного питания, так как это несколько упрощает расчеты чувствительности. Для плеч защиты неосновных сторон номинальный ток ответвлений трансреактора реле ТА V или выравнивающих автотрансформаторов (при их использовании) /отв, ном, неосн выбирается исходя из вторичного тока /ИОм,в, неосн в пле~ че защиты на рассматриваемой неосновной стороне, соответствующего номинальной мощности защищаемого оборудования и выбранного от- ветвления /отв ном осн для основной стороны J <• j _ Г ^отв, ном, осн отв, ном, неосн отв, расч, неосн неосн, в, неосн у----• (И) 'ном, в, осн По выражениям (9) и (И) принимаются ответвления с номинальным Юком, равным расчетному или ближайшим меньшим. Дчя выравнива- ющих автотрансформаторов выбранные ответвления являются первич- ными (со стороны трансформаторов тока высокого напряжения). Такой выбор необходим для обеспечения возможности выставле- ния не реле уставки относительного минимального тока срабатывания (при отсутствии торможения), соответствующей наименьшему Нозможному значению первичного минимального тока срабатывания защиты /ц з > 0,3 /ном 43
(12) 7qp min [ c,P "»n ~~ 7OTB, HOM где fc, p min — абсолютное значение минимального тока срабатывания реле (при отсутствии торможения); /отв, ном — номинальный ток ответ- влений ТА V или выравнивающих автотрансформаторов в рассматривае- мом плече защиты. Если преобразовать (12) с учетом (10) и выражений 7q3min*cx . 7 с. р min--------> \1 •’/ К1 7с,з min [с, з min ~ -—- ---> 7ном то получим 7Н0М, в *с, р min / с, 3 min , 'отв, ном (14) (15) При использовании выравнивающих автотрансформаторов АТ-31 и АТ-32 первичное ответвление АТ со стороны трансформаторов тока высокого напряжения /Отв, ном AT i может быть выражено через вто- ричное ответвление Л Г со стороны трансреактора TAV /Отв, ном АТ2 и коэффициент трансформации АТ К 7отв, ном ATI 7отв, ном АТ2 (16) г = К I отв, ном ATI АТ отв, ном АТ2 • (17) В этом случае выражение (15) с учетом того, что /Отв, ном АТ2 ДОЛ- жен быть всегда равен номинальному току одного из ответвлений ТА V 7отв, ном TAV, примет вид _ _ 7Н0М, в 7с, р min ~ 7q з min --------—---- (15а) 7отв, ном TAV КАТ Все величины в (12) —(17) должны приниматься для стороны, обус- ловливающей наибольшее загрубление защиты. Такой стороной является та (основная или неосновная), для плеча которой принятое ответвление 7отв, ном больше отличается от расчетного по (9) и (11). Регулирование уставки на реле до значений, полученных по (15) и (15а), производится с помощью резистора R13 (см. рис. 12,13). 44
Если значение /ном>в Для какого-либо плеча выходит за пределы диапазона номинальных токов трансреактора ТА V (2,5—5 А) более чем на 0,5 А, то в этом плече необходима установка выравнивающих авто- трансформаторов. При выборе ответвлений выравнивающих автотран- сформаторов и трансреактора TAV для снижения 7'нб,торм,нач кроме заводского технического описания защиты могут использоваться табл. 5 и 6. В плече защиты на основной стороне выравнивающие автотрансфор- маторы могут не использоваться, если получаемая при этом кратность Люм, в, ОСН тока—----------позволяет обеспечить требуемую термическую стой- Лэтв, ном, осн кость реле защиты с учетом возможной перегрузки защищаемого обору- дования. С учетом высокой чувствительности защиты и ограниченного диапа- зона регулирования коэффициента торможения целесообразно осущест- влять процентное торможение от токов всех плеч защиты, что сокращает число рассматриваемых расчетных режимов, упрощает расчет и повыша- ет надежность защиты на несрабатывание. Опыт эксплуатации защиты ДЗТ-21 показывает, что при числе плеч защиты более четырех возможно подключение трех приставок допол- нительного торможения ПТ-1 без ухудшения технических характерис- тик защиты. При необходимости повышения чувствительности защиты, двух- и трехобмоточных трансформаторов подстанций при наличии питания только со стороны высшего напряжения и отсутствия параллельной работы на стороне среднего напряжения можно торможение осущест- влять только от токов на приемных сторонах, если на подстанции нет синхронных двигателей. Использование торможения только от токов приемных сторон обеспечивает отсутствие торможения от токов внут- ренних КЗ. Ответвления промежуточных трансформаторов тока ТА цепи тор- можения реле и приставки дополнительного торможения /OTBj торм раСТ рассчитывается исходя из вторичного тока /ном>в в плече защиты со- ответствующего номинальной мощности защищаемого трансформа- тора (проходной для автотрансформатора) и выбранных коэффициен- тов трансформации Кдт выравнивающих автотрансформаторов, если последние используют на рассматриваемой стороне, по выражению [ Люм, в отв, торм, расч ' Принимаются ответвления /отв< торм_ ном с номинальным током, бли- жайшим к расчетному /отв, юрм, расч- Уставка начала торможения /торм> Иач (см. рис. 14), т. е. отношение вторичного тока начала торможения к номинальному току /отв торм 1ЮМ 45
принятого ответвления промежуточных трансформаторов тока ТА цепи торможения и приставки дополнительного торможения, должна прини- маться: Лпрм, нач = 1» когда торможение осуществляется от токов всех плеч защиты; /торм, нач =0,6, когда торможение осуществляется от то ков не всех плеч защиты. При таком выборе уставки начала торможения отсутствие торможе ния будет обеспечиваться при первичных токах меньше указанных ДЛЯ уСТаВКИ /торм, нач — 1 (/отв, торм, ном! к , ------—— + ТОК1 , 'отв, торм, расч! /отв, торм, ном2 /отв, торм, ном п + Лток2 ~г — Ктокп~---------------- 'отв, торм, расч2 /отв, торм, расч п (19) для уставки /торм, нач = °, 6 + ^ток2 / = 1,2/ торм, нач, п ’ ном /отв, торм, ном 1 /ном, торм, расч 1 /отв, торм, ном2 —------—------------ + ... +к , т ТОК п 'отв, торм, расч 2 /отв, торм, ном п /отв, торм, расч п (20) где А?ток1, ^ток2.---> ^токл — коэффициенты токораспределения соответ ственно для плеч 1,2,..., и защиты в рассматриваемом режиме. В (20) члены, соответствующие плечам защиты, от которых торможение не осу- ществляется, равны 0. При выборе /отв, торм, ном — /отв,торм, расч во всех плечах защиты, участвующих в рассматриваемом режиме, (19) и (20) примут соответ- ственно вид WIH /торм, нач = 1 /торм, нач, п ~ /ном»’ (21) /торм, нач, п = 1,2/ном- (22 Если в (20) токи /отв> торм, расч значительно превышают соответству- ющие токи /Отв, торм, ном» то в целях обеспечения отсутствия торможе ния в нагрузочном режиме от тока /ном и при осуществлении торможе ния не от всех плеч защиты следует принимать /торм, нач = 1- При этом вместо коэффициента 1,2 в (20) надо принимать коэффициент, равный 2. 46
Первичные токи начала торможения /торм, нач, п но (19) —(20) явля- ются расчетными при выборе минимального тока срабатывания защиты при отсутствии торможения з min и входят в (6) — (8). Коэффициент торможения Лторм, равный тангенсу угла наклона тор- мозной характеристики реле (см. рис. 14), выбирается по условию от- стройки (в совокупности с другими факторами) защиты от тока неба- ланса переходного режима внешнего КЗ: А£с,р ^отс/нб, расч, в — /с, р min кторм_ п < д у л п'с у} 7------ , (г ) “ ‘''торм и>-> ^'торм,расч,в ~ 'торм,нач где /нб, расч, в — относительный максимальный расчетный вторичный ток небаланса, подводимый к ответвлению трансреактора реле 714 V при расчетном внешнем металлическом КЗ, от которого защита долж- на быть отстроена соответствующим выбором коэффициента тормо- жения &торм; /С) р min — относительный ток срабатывания реле при от- сутствии торможения (уставка минимального тока срабатывания), определяемый по (15) или (15а); 0,5 Z/торм> в — полусумма от- носительных вторичных токов, подводимых к ответвлениям проме- жуточных трансформаторов тока 714 цепи торможения реле и приставок дополнительного торможения при расчетном внешнем КЗ; Лорм, нач — относительный вторичный ток начала торможения (уставка начала тор- можения); ЛОтС— коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,5. Значения всех токов, входящих в (23), рассчитываются по отно- шению к принятым ответвлениям в соответствующей цепи реле: ра- бочих токов — трансформатора реле ТА V, тормозных токов — проме- жуточных трансформаторов тока 714 цепи торможения реле или при- ставок дополнительного торможения. Относительный ток небаланса /нб, расч, в состоит из трех составля- ющих относительных расчетных вторичных токов небаланса, аналогич- ных (5) [ „ = Г +1" + Т" (24) *нб, расч, в *нб,расч, в * нб, расч, в *нб, расч, в’ 7 Первая составляющая тока небаланса рассчитывается по формулам /нб, расч, в ^пер ^одн е/к, в ’ (25) (26) r 7к ксх * К, В jrr gf J К1лАТ}оть, ном гДе /к>в — относительный вторичный ток расчетного внешнего КЗ, под- водимый к ответвлению трансреактора реле 714 V от рассматриваемого плеча защиты; 1К — первичный ток расчетного внешнего КЗ в рассмат- риваемом плече защиты; ном — принятый номинальный ток ответ- вления трансреактора реле ТА V рассматриваемого плеча защиты. 47
Для обеспечения недействия защиты от тока небаланса переходного режима внешнего КЗ коэффициент, учитывающий переходный режим, Лпер принимается равным 1,5—2. Меньшее значение принимается при использовании на разных сто- ронах защищаемого оборудования однотипных трансформаторов то- ка (только встроенных или только выносных) и одинаковой схемы их соединения (например, в звезду). Большое значение принимается при использовании для защиты различных трансформаторов тока и разных схем их соединения (на одной из сторон в звезду, на другой - в треугольник); Относительное значение полной погрешности е трансформаторов тока, соответствующее установившемуся режиму КЗ, или качаний при выборе трансформаторов тока по кривым предельных кратно- стей при 10%-ной погрешности принимается равным 0,1. Вторая составляющая небаланса рассчитывается по выражению /нб, расч, в ~ А ^а/к, в а + А ^/к, в (3» (27 где /к, в а и Л<, в р ~ относительные вторичные токи при расчетном внеш- нем КЗ, подводимые к ответвлениям трансреактора реле ТА V от плеч защиты, соответствующих сторонам защищаемого оборудования, на которых производится регулирование напряжения; они рассчитыва- ются по (26). Третья составляющая тока небаланса рассчитывается по выражению /нб, расч, в 4ив, расч! — Лугв,ном! ------------------------/к,в1 ± 'отв, расч 1 А>тв, расч2 ~ ^отв, ном2 Лггв, расч п ~ Лэтв, ном п ~ ~ ————— ' к, в 2 - • • - ~ Л<, в п ' 'отв, расч 2 'отв, расч и * (28) где/к>В1, 7К В2. --./к,в,п ~ относительные вторичные токи при расчет- ном внешнем КЗ, подводимые к ответвлениям трансреактора реле TAV от неосновных плеч 1,2,...,и защищаемого оборудования; рас считываются по (26); 0,5 £/торм, расч, в ~ [|/к.в,торм1 | + + |/к, в,торм2 | '*’••• +| /к, в,торм п | | , (29) где /к, в, торм 1, /к,в, торм2;... /к,в, торм п — относительные вторичные токи при расчетном внешнем КЗ, подводимые к ответвлениям про- межуточных трансформаторов тока ТА цепи торможения реле и при- ставок дополнительного торможения от всех плеч 1,2, ...,п защиты ос- новной и неосновных сторон защищаемого оборудования, от которых осуществляется торможение; рассчитываются по выражению 48
(30) Лс^сх 1к, в, юрм ~ ~ -;-------------- * л/лАТ'отв, торм, ном где /к — первичный ток расчетного внешнего КЗ в рассматриваемом рлече защиты. В (23) /торм,нач,п /торм, нач --------- 9 /нОм где /торм, нач п берется из (19) или (20). За расчетный для выбора Лторм принимается режим, при котором кюрм получается максимальным. Из (23) видно, что при незначительно изменяющемся /торм, нач и постоянном значении /с р т,п максимальное значение Лторм будет при максимальном значении 1Н^ расЧ1 в и соответ- ствующем ему минимальном значении /торм, расч> в. Для выбора расчет- ного режима, как правило, необходимо рассмотреть режимы сквозных КЗ, при которых через защиту протекают максимальные и минималь- ные вторичные токи. Часто расчетным режимом, определяющим Лторм, является именно режим с минимальным сквозным током КЗ. Если тор- можение осуществляется не от всех плеч защиты, то должны быть рас- смотрены режимы, когда полный ток сквозного КЗ проходит по плечу защиты, от которого нет торможения. Уставка &TOpM выставляется на реле с помощью переменного резис- тора R12 (см. рис. 12, 13). Ток срабатывания отсечки определяется по условиям отстройки от броска намагничивающего тока трансформатора (автотрансформатора) и от максимального тока небеланса при переходном режиме расчетного внешнего металлического КЗ. Отстройка от броска намагничивающего тока трансформатора, а тем более автотрансформатора, надежно обес- печивается уже при минимальной уставке на реле по току срабатывания отсечки, равной 67(tOM O1B, если ответвления рабочей цепи реле с тех сторон, с которых может быть подано напряжение толчком, выбраны примерно равными вторичным номинальным токам в соответствующих плечах защиты (/отв,ном '“/ном, в)- При выборе ответвлений рабочей цепи реле значительно меньшими вторичных номинальных токов в указанных плечах защиты должна приниматься большая уставка отсечки (9 7НОМ>ОТВ). Выбор относитель- ного тока срабатывания реле отсечки /с,Р1отс по условию отстройки от Максимального тока небаланса при переходном режиме расчетного внешнего КЗ производится по выражению /ц р, отс = ^отс/нб, расч, в > (32) 49 '*--6026
где Лотс — коэффициент отстройки, принимаемый равным 1,5; 7h6j в рассчитывается для рассматриваемого расчетного режима по (24) —(28,. При расчете первой составляющей тока небаланса 7Hfj, расч, в по (25) коэффициент отстройки, учитывающий, что отсечка не реагирует на импульс тока небаланса в первый период от возникновения КЗ, а реа- гирует на среднее значение напряжения на вторичной обмотке тран реактора 7L4 V, следует принимать: Лпер = 1,5-г 2,5 — при использовании на разных сторонах защищаемо- го оборудования однотипных трансформаторов тока (только встроен- ных или только выносных); Лпер = 2<-3 — при использовании на разных сторонах защищаемого оборудования разнотипных трансформаторов тока. Меньшие значения /с|1ер принимаются при одинаковой схеме соеди- нения трансформаторов тока защиты на разных сторонах (например, в звезду), большие значения — при разных схемах соединения транс- форматора тока защиты (на одной стороне в звезду, на другой — в тре- угольник). Первичный ток срабатывания отсечки 4, р, отс ^отв, ном К] К ат Л:, з, отс = ------------------ (33) *сх Чувствительность защиты (ее чувствительного органа) определяется при металлическом КЗ в зоне защиты. Рассматриваемые режимы, об- условливающие минимальный ток при расчетном виде КЗ, выбираются в соответствии с [12] и [14], Коэффициент чувствительности может быть определен по графику тормозной характеристики, построенному в осях: относительный вто- ричный дифференциальный ток /дв и полусумма относительных вто- ричных тормозных токов 0,5Х/торм в (см. рис. 23). На график наносится точка А, соответствующая минимальному то- ку металлического КЗ в зоне защиты для рассматриваемого режима. Координаты точки А определяются для рабочих (дифференциальных) и тормозных цепей соответственно как сумма и полусумма относитель- ных вторичных токов, проходящих по всем сторонам защиты, рассчи- танных по (26) и (30). Прямая ОА является геометрическим местом точек, соответствую щих изменяющемуся переходному сопротивлению в месте КЗ при со- храняющемся отношении рабочего и тормозного токов. Эта прямая во всех случаях пересекает горизонтальный участок тормозной харак- теристики. В этой точке пересечения защита работает на пределе чув- ствительности с током 7ц р т[п. Коэффициент чувствительности вычис- ляется по выражению 50
(34) /н>в лч = -------- ' с, р min Л не должен быть менее значений, определенных по ПУЭ. Следует отметить, что, как правило, чувствительность защиты при j = 0,3 /ном обеспечивается с большим запасом, поэтому необходи- мость в ее расчете возникает лишь в особых случаях, характеризуемых очень малыми токами КЗ в защищаемой зоне, при которых возможны значения кч < 2, Чувствительность дифференциальной токовой отсечки не определя- ется, так как она является вспомогательным элементом, назначение которого предотвращать недопустимое замедление или отказ в сра- батывании защиты при больших кратностях тока, когда чувствитель- ный орган может сработать с большим замедлением или не сработать из-за искажения формы кривой вторичного тока в переходном режиме КЗ (например, при значительном насыщении трансформаторов тока) и торможения вследствие этого чувствительного органа защиты токами 2-й и более высоких гармоник. Для обеспечения расчетной чувствительности и требуемого быстро- действия защиты трансформаторы тока защиты должны проверяться по условию 10%-ной погрешности по кривым предельных кратностей [4]. Рекомендуемый порядок расчета защиты. 1. Определяются первичные токи для всех сторон защищаемого обо- рудования, соответствующие его номинальной мощности, для блоков генератор-трансформатор (генератор-автотрансформатор) — соответст- вующие номинальной мощности трансформатора (проходной мощности автотрансформатора): $ном 4юм = <—• 1/ном (35) 2. По первичным токам определяются соответствующие вторичные токи в плечах защиты /ном, в с учетом коэффициентов трансформации трансформаторов тока К] и коэффициента схемы ксх по (10). Выбирается ответвление /отв ном OCJI трансреактора реле ТА V или выравнивающих автотрансформаторов (если они используются в пле- че защиты на рассматриваемой стороне) для стороны, принятой в рас- чете эа основную, по (9). 4. Выбираются ответвления трансреактора реле 7/1 V или выравниваю- щих автотрансформаторов для других неосновных сторон 7ОТВ ном неосн по (11). 5. Определяются стороны, на которых используется торможение, и Уставка начала торможения /Торм, нач, равная 1 или 0,6. 6. Выбираются ответвления /отв> торм> ном промежуточных трансфор- маторов тока 7/1 цепи торможения реле или приставок дополнитель- 51
ного торможения исходя из вторичных токов /HOMj в в плече защиты и коэффициентов трансформации КАт выравнивающих автотрансфор. ' маторов тока, если они используются в плече защиты, /отв> ТОрм, ном /ном, в /отв, торм, расч = • *АТ 7. Определяется расчетный ток небаланса в режиме внешнего КЗ, со- ответствующий началу торможения /нб, торм, нач по (5) — (8). Ток нача..а торможения /Торм, нач, п определяется по (19) или (20) в зависимости от выбранной выше схемы процентного торможения по п. 5. 8. Определяется первичный минимальный ток срабатывания защи- ты при отсутствии торможения Ic 3 (ее чувствительного органа) по (1), (2) и (4) и относительный минимальный ток срабатывания защиты /цз min ПО (14). 9. Определяются относительные минимальные токи срабатывания реле /цр min Д™ всех плеч защиты по (15) или (15а), соответствующие рас- считанному выше по п. 8 току /цз mzn. Уставка /с р mzn, выставляемая на реле с помощью переменного резистора R13, принимается равной большему из полученных значений. Определяются действительные токи срабатывания чувствительного органа защиты для всех плеч защиты, соответствующие принятой ус- тавке 1г. /с, р min /отв, ном ААТ Kl „ \ 4з min----------;---------------- (Зб кек 10. Определяется коэффициент торможения защиты ЛТОрм по (23). Значения величин, входящих в (23), для расчетных внешних КЗ опре- деляются по (24) — (31). Уставка £торм принимается равной максимальному из полученных по (23) значению в рассматриваемых расчетных режимах и выставляет- ся на реле с помощью переменного резистора R12. 11. Определяется относительный ток срабатывания реле отсечки /ц р, отс по (32). Уставка отсечки (6/отв, ном или 9 /отв,ном) принимается ближайшей большей значения, рассчитанного по (32). 12. Определяется значение коэффициента чувствительности кч по (34) в режимах с минимальными токами КЗ в защищаемой зоне. Особенности выбора схемы и расчета защиты ДЗТ-21 пуско-резерв- ных трансформаторов собственных нужд электростанций. В связи с тем что на некоторых электростанциях отмечены случаи ложной работы дифференциальной защиты ДЗТ-21 в режиме АВР пускорезервного трансформатора, Главтехуправлением в противоаварийном циркуляре №Ц-04-87 (Э) от 27 февраля 1987 года предложены дополнительные 52
рис. 18. Схема выходных цепей диффе- еЯциальной защиты пускорезервного Трансформатора собственных нужд: KL - промежуточное реле типа рП-251; 1KL, 2KL — промежуточные пеле; /ЛТ/ — указательное реле сери- есное; 2КН - указательное реле шун- товое рекомендации по выбору уставок и схемы включения защит данно- го типа для пускорезервных тран- сформаторов собственных нужд электростанций. Эти рекомендации сводятся к следующему. 1. Выполняют схему выходных цепей защиты в соответствии с рис. 18. Дополнительную выдержку времени на отключение трансформато- ра от дифференциальной защиты (реле KL) принимают 0,1—0,12 с. 2. Устанавливают параметры настройки реле ДЗТ-21: минимальный ток срабатывания 3 т1И = 0,3 /ном; уставка начала торможения /торм, нач = 0,6; коэффициент торможения &торм = 0,9. 3, Выполняют процентное торможение током стороны высшего на- пряжения трансформатора и суммой токов сторон низшего напряжения. 4. При проверке трансформато- ров тока защиты по условию 10%- ной погрешности измеряют факти- ческое сопротивление нагрузки на трансформаторы тока по значени- ям тока и напряжения на вторич- ных обмотках и сравнивают его с минимально допустимым по кри- вым предельных кратностей при токах внешних КЗ, а также при несинхронном АВР (подача напря- жения от пускорезервного транс- форматора в противофазе с напря- жением секции собственных нужд). Рис. 19. Исходная схема расчета к при- Меру 53
Пример. Расчет дифференциальной защиты типа ДЗТ-21 блока 1SQ МВт. Исходная схема дана на рис. 19. Трансформатор Т1 мощностью 180 МВ А имеет номинальное напря. жение 242/18 кВ с регулированием на стороне высшего напряжения ±2x2,5% и номинальные токи 430/5780 А. Коэффициенты трансформации трансформаторов тока: Kj = 6000/5 для ТА1, ТАЗ, ТА5; К! = 1200/1 для ТА2; К! = 2000/5 для ТА4. Результаты расчетов по п. 1—6 рекомендуемого порядка расчета све- дены в табл. 7. Уставка начала торможения принимается /торм, нач ~ 1 - Максимальный тормозной ток, соответствующий началу торможе- ния, будет в режимах внешнего КЗ, когда токи протекают только по плечам защиты, где выбраны ответвления промежуточных трансфер, маторов тока цепей торможения с номинальным током 5 А, например, при КЗ в точке КЗ и отключенном Q1. В данном режиме Лорм, нач, п ~ 0,5 /ном 1 ~ si? + 1 J_ 1,038 4юм • Определяем ток небаланса в режиме, соответствующем началу тор- можения при КЗ в точке КЗ и включенном Q1: ^нб, торм, нач = (1 • 1 • 0,05 + 0,05 -1 + —’5-q3593°’58 1)-1,038 /ном = = 0,122-1,038 /ном =0,127 /ном • Для всех трех составляющих тока небаланса принимаем с запа- сом максимальный ток /торм, нач, п = 1,038 /Ном> хотя составляющи /'нб, торм, нач и ^нб торм, нач рассчитываются в режимах с участием сто- роны защиты 220 кВ, на которой осуществляется регулирование на- пряжения и расчетный ток ответвления выравнивающего автотранс- форматора отличается от номинального выбранного. Например, при КЗ в точке К2 ток /торм, нач, п Д™ зтих составляющих будет меньше Аорм, нач, п = (1 4,817 + 3^21 ^ном ~ 0,9865 7НОМ . Определяем минимальный ток срабатывания защиты при отсутствии торможения по двум условиям: 1)по отстройке от расчетного тока небаланса в режиме, соответству- ющем началу торможения: /с, з min = 1,5 • 0,127 /Ном — 0,19 /ном >• 2) по отстройке от броска намагничивающего тока при включении трансформатора 77 под напряжение и от тока небаланса переходного режима внешнего КЗ: 54
Наименование Обозначение и метод Значения величин для плеча защиты величины определения ---------------------------------------- 220 кВ 18 кВ 55
LZ» С* Продолжение табл, 7 Наименование величины Обозначение и метод определения Значения величин для плеча защиты 220 кВ 18 кВ Т1 G Т2 ТЗ Т4 Тип выравнивающего автотранс- форматора, который включается в плечо защиты По табл. 5 и 6 АТ-31 - - АТ-32 - Номинальный ток используемого ответвления выравнивающего ав- тотрансформатора, к которому подводятся вторичные токи в пле- че зашиты, А То же 0,58 — — 13,8 — Номер используемого ответвле- ния выравнивающего автотранс- форматора, к которому подводят- ся вторичные токи в плече защи- ты >> 1-3 — — 1-10 — Номер используемого ответвле- ния выравнивающего трансфор- матора, к которому подключа- ется реле По табл. 5 и 6 1-10' - - 1-3 - Номинальный ток используемого ответвления выравнивающего ав- тотрансформатора, к которому подключается реле, А То же 3 - — 3 — Номинальный ток используемо- го ответвления ТА V реле на не- основных сторонах при исполь- зовании выравнивающих авто- трансформаторов, А По табл. 2 3 - - 3 Номер используемого ответвле- ния ТА V реле, А То же •5 2 2 5 2 Расчетный ток ответвления про- межуточных трансформаторов то- ка цепи торможения, А Лэтв, торм, расч = _ Атом, в 0,6206 _ 0,58/3 = 3,21 • 4,817 4,817 14,45 _ 13,8/3 = 3,14 4,817 К АТ Номинальный ток используемого ответвления промежуточных тран- сформаторов тока цепи торможе- ния, А По табл. 3 3 5 5 3 5 Номер используемого ответвле- ния промежуточных трансформа- торов тока цепи торможения То же 3 1 1 3 1
/с, з min = 0,3 /ном За расчетное принимается большее из полученных значений /с, з min = 0,3. * Определяем относительные минимальные токи срабатывания реле для всех плеч защиты: 1) сторона 18 кВ, плечи G, Т2, Т4: Ic,\>min = 0,3 ’ — = 0,314; 2) сторона 18 кВ, плечо ТЗ: /сР™н=0,3^- = 0,314; 3) сторона 220 кВ, плечо 77. / . -по 0,6206 =0 321 и>30>58 • Принимаем уставку min = 0,321 для ее выставления на реле с помощью переменного резистора R13. Определяем действительные токи срабатывания чувствительного органа защиты для всех плеч защиты: 1) сторона 18 кВ, плечи G, Т2, Т4: /с з min = 0,321 -4,6-1 60100-/-5-= 1772 А; I - - -0 ЗП7- ^зтш 5780 О,ли/, 2) сторона 18 кВ, плечо ТЗ: г nni о 13,8 2000/5 _тОА. 4, з min =0,321 • 3-у------= 1772 А; /с,з min ~ 0,307, 3) сторона 220 кВ, плечо Т1: /с,з™л = 0,321-312~^ = 129 А; 3 уз / =03 *c,3min > Рассчитываем коэффициент торможения защиты &ТОрм- В качестве первого рассматриваемого режима принимаем внешне0 трехфазное КЗ в точке К4, при котором через защиты протекает макси- мальный ток. На рис. 20 дана исходная схема расчетного режима: 'ci’sxB'46640^ 4?2МхВ= 282ОА'- 4”1S«B = ЭТ910А- 58
рис. 20. Схема для расчета внешнего КЗ к примеру < ИкВ = 100570 А; 18 кВ = Ю 0^0 А Ток Л,б,расч,в рассчитываем для пле- ча ТЗ: г> =2.ЬП1 WP5.ZO-.1-______________= *нб,расч,в ’ (2000/5)-(13,8/3)-3 = 0,2 • 18,2 = 3,64. Токи /нб,расч,в и ^ нб,расч,в рассчитываем для стороны 220 кВ, пле- чо Т1: f" = n Пс 2820-уЗ_________ * нб,расч> в ’ (1200/1) - (0,58/3) • 3 0,05 -7 = 0,35; т1" — 0.593 — 0,58 _ _ -7 _ n 1 си. Л,б,расч, в 0~593 ? “ 0,022 • 7 0,154; {нб.расч, В= 3>64 + 0,35 + 0,154 = 4,144. Относительные вторичные токи торможения рассчитываем для всех плеч защиты: сторона 220 кВ, плечо Tl: ITl = 7; г *торм,расч,в ’ сторона 18 кВ, плечо ТЗ: 1ТЗ = 18,2; г *торм, расч,в> > ’ сторона 18 кВ, плечо Т2: 1Т? = 16020—1—= 2 67- *торм,расч,в (6000/5)5 ’ ’ сторона 18 кВ, плечо G: 1G = —6640 1— = 7 77- *торм,расч, в (6000/5)5 ’ 0,5 2 /торм, расч, В= 0,5 (7 + 18,2 + 2,67 + 7,77) = 17,82. Определяем относительный вторичный ток начала торможения для Чанного режима: 59
«кВ фазное КЗ в Рис. 21. Схема для расчета коэффициента торможения I -05Г1. 3 +46640 5 + 37910 3 *торм,нач > I ' 3>14 100570 4,817 Ю0570 3,21 + + 16020_____ ч = о,5 (1 • 0,955 + 0,464 • 1,038 + 0,377х 100570 4,817 ’ X 0,935 + 0,159 1,038) = 0,977; = 1,5 • 1,144 - 0,321 торм 17,82- 0,997 ’ ’ Определяющим режимом в данном примере для рас- чета коэффициента торможения является внешнее двух- точке К2 при отключенном выключателе Q2. На рис. 21 дана исходная схема расчетного режима: 'йкВ-]9!S0A> 1«0 А. Все три составляющие токанебеланса рассчитываем для плеча 220 кВ: /нб,расч,в=(2-1-0,1.0,051^^) (1200/1)V(0?5-8/3)-3 = = 0,272-3,55=0,966; 0,5 Е /TODM. сасч в = 0,5 (IG + IT1 „ ) = 0,5 (3,55 + ’ * торм, расч, в » \ торм, расч, в 7 торм, расч, в 7 ’ ' ’ + 19130,1 ) = 0,5 (3,55 + 3,19) = 3,37; (6000/5)5 7 v 5 3 /торм,нач = 0,5 (1 -L-. +1-±-) = 0,5 (1,038 + 0,935) = 0,9865; * 4,oL / j,ZL . 1,5 • 0,966 - 0,321 _ ^топм ------------------ = 0,473. торм 3 37 _ 0>9865 Принимаем округленно в большую сторону Агторм = 0,48. В данном режиме можно убедиться в необходимости выполнения торможения от всех плеч защиты, в том числе и от плеча в нуле гене- ратора. 60
Если торможение от плеча в нуле генератора не выполняется, то 0,5 ^^торм, расч, в = 0, • 3,55 = 1,775; ^торм, нач ~ 1,2 (1 ’ J 21 ) _ 1,5 • 0,966 - 0,321 _ Лто₽м 1,775 1,12 а диапазон регулирования уставки fcTOpM= 0,3 4-1. Определяем ток срабатывания реле отсечки по отстройке от макси- мального тока небаланса при переходном режиме расчетного внешнего КЗ по исходной схеме рис, 20. При расчетной первой составляющей тока небаланса р^ в прини- маем £Пер = 3. Тогда г' - о I л 1 1 000570- 1 _ , I нб пасч в - 3* 1 • 0,1 --------------— 5,4-7, * но,расч,в (2000/5) • (13,8/3) • 3 ’ ’ ^нб.расч, в 0,035, ^нб, расч, в 0,154; /нб,расч,в = 5,47 + 0,35 + 0,154 = 5,974; /с,Р,отс= 1,5-5,974 = 8,96. Принимаем уставку отсечки 9/ном отс, Проверяем чувствительность защиты в минимальных режимах. Рассматриваем реальный минимальный режим двухфазного КЗ в точ- ке Кб при отключенных выключателях Q1 и Q2. Исходная схема расчет- ного режима дана на рис. 22, кВ = 19130 А. Вторичный относи- г 19130-1 „ тельный ток КЗ равен 1К в = ----------= 3,47. F *к'в (6000/5)4,6 Полусумма вторичного относительного тока торможения 0,5 /торМ) в — 0,5 l9130-^ 1,595. (6000/5) 5 Строим тормозную характеристику и прямую срабатывания АО (рис. 23). Точка А имеет координаты (1,595; 3,47), 61
Рис. 22. Схема для расчета чув- ствительности Рис. 23. Расчет чувствительности защиты по тормозной характеристике 2. Принятые ответвления в дифференциальной и тормозной цепях зашиты: Сторона 220 кВ, плечо Т1 Ответвление TL1 — TL3 в сторону трансформаторов тока............................................... 0,58 В (1-3) Ответвление TL1 — TL3 в сторону реле......... ЗА (1-1О) Ответвление трансреактора TAV................. 3 А (5) Ответвление промежуточных трансформаторов тока торможения 7L47............................... 3 А (5) Сторона 18 кВ, плечи G, Т2 и Т4 Ответвление трансреактора TAV............. 4,6 А (2) Ответвление промежуточных трансформаторов тока торможения соответственно ATI - АТЗ ........ 5 А (7) Сторона 18 кВ, плечо ТЗ Ответвление TL4 - TL6 в сторону трансформаторов тока.......................................... 13,8 А (1-10) Ответвление TL4- TL6 в сторону реле.................... ЗА (1-3) Ответвление трансреактора TAV................. 3 А (5) Ответвление промежуточных трансформаторов тока торможения ТА2.......................,........ з а (3) Коэффициент чувствительности защиты в данном режиме fcU) = 3,47/0,321 = 10,8 > 2. Для наглядности рассмотрим самый минимальный заведомо нереаль- ный режим: двухфазное КЗ в точке Кб при отключенном генераторе и выключателе Q1, Исходная схема дана на рис. 24. Токи 9700-1 , п, -----------= 1, / о; (6000/5) 4,6 кч = 1,76/0,321 = 5,48 > 2. Даже в этом режиме защита обладает высокой чувствительностью. Рис. 24. Расчет минимального режима Результаты расчета защиты передаются наладчиком в предлагаемой ниже форме. 1. Используемые в защите трансформа- торы тока: сторона 220 кВ, плечо Т1: Kj= 1200/1 А, схема соединения Д ; сторона 18 кВ, плечи G, Т2 и Т4: Kj =6000/5 А, схема соединения Y; сторона 18 кВ, плечо ТЗ: Kj = 2000/5 А, схема соединения Y. 3. Минимальный ток срабатывания реле (регулировка R13} I . = 0,321 I с, р mm ’ ном, отв 4. Коэффициент торможения (регулировка R12) к = 0,48. торм ’ • 5. Уставка начала торможения /торм, нач 6. Ток срабатывания реле отсечки I = 9 / с, р, отс ном, отв 7. Время срабатывания защиты на отключение блока t = 0 с. с, 3 Схема включения цепей переменного тока защиты, выравнивающих автотрансформаторов и приставок дополнительного торможения для [данного примера приведена на рис. 25. 62
[TO Рис. 25. Схема включения цепей переменного тока защиты, выравнивающих авто-
1хз-г ты © -фг трансформаторов и приставок дополнительного торможения 1 2X3 I -К< I 2X3-4 Т« I 1X2:Ва I 2X3В ~Т« 2X3-1 --!-« Г7-Г| 2X2-7а ФтХ<»+” \lX3:i ТА2^ ^1X2:7а ДЗТ-21 TAV Н —К< 5X5: ¥ —к< I 3X3: В —к< I 3X3-1 —Н< ™\ 3X2 -7а -ФНС,-'-’’ <Зх2Ба 1МРЗД гмрзд ЗМРЗД г 4. НАЛАДКА' ЗАЩИТЫ Наладка должна производиться согласно [2, 16— 18]. Наладка при новом включении включает: подготовительные рабо- ты; проверку соответствия проекту и заданным уставкам; внешний и внутренний осмотры; чистку и проверку механической части релей- ной и коммутационной аппаратуры; проверку сопротивления изоля- ции; проверку электрических характеристик; измерения и испытания изоляции защиты в полной схеме; комплексную проверку защиты; проверку взаимодействия элементов защиты и защиты с другими уст- ройствами защиты, электроавтоматики, управления и сигнализации; S-6026 65
проверку действия защиты на коммутационную аппаратуру; проверку защиты рабочим током; подготовку защиты к включению. В объем подготовительных работ входит подготовка исполнитель- ных, принципиальных и монтажных схем, заводской документации, инструкций и методических указаний, программ, бланков протоко- лов, заданных уставок. Необходимые изменения в схеме защиты долж ны быть согласованы с МС РЗАИ или ЦС РЗАИ. Уставки защиты долж- ны задаваться в объеме, указанном в примере в§3. Форма протокола проверки при новом включении дана в [21]. Подготавливают испытательные устройства, измерительные прибо- ры, инструменты, соединительные провода, запасные части. Проводится допуск к работе в соответствии с ПТБ [19,20]. При проверке соответствия проекту и заданным уставкам оценива- ют фактическое исполнение соединений между элементами защиты, цепей связи между защитой и другими устройствами РЗА, управле- ния и сигнализации; правильность маркировки внутреннего монтажа и жил кабелей связи; соответствие действительных технических харак теристик элементов защиты заводским техническим описаниям и за- данным уставкам. Проверяют налаживаемую защиту и ее узлы на соответствие ПУЭ, ПТЭ, СДМ и другим директивным материалам. Необходимо обратить особое внимание на разводку ’’нуля” токо- вых цепей дифференциальной защиты и выполнение заземления токо- вых цепей. При внешнем осмотре контролируют; надежность крепления и пра- вильность установки панели, элементов защиты; отсутствие механи- ческих повреждений аппаратуры; состояние монтажа проводов и кабе лей, контактных соединений на рядах зажимов панели, кассеты ДЗТ-20, шпильках выравнивающих автотрансформаторов, тормозных приста- вок, испытательных блоков и т. д_; надежность внешних паек; качест- во окраски панели и ее элементов; наличие и правильность надписей на панелях и аппаратуре. После внешнего осмотра проводят внутренний осмотр, чистку и про- верку механической части аппаратуры защиты. Проверяют состояние крышек кассеты, кожухов аппаратуры, их целостность и уплотнение, надежность крепления модулей в кассете, направляющих планок, на- дежность крепления на оси указательных рукояток регулировочных резисторов. Проверяют наличие и целостность деталей, правильность их установки и надежность крепления, надежность контактных соеди- нений и паек, затяжку болтов, стягивающих сердечники трансреакто- ров, транформаторов, дросселей и т. д., состояние изоляции соединитель ных проводов и обмоток аппаратуры (визуально). Производят чистку от пыли и посторонних предметов, проверку состояния контактных поверхностей и механических характеристик аппаратуры (люфтов, зазоров, провалов, прогибов и пр.). 66
При проверке надежности крепления взаимонеподвижных деталей аппаратуры затягивают до отказа крепящие винты, гайки и контргай- ки. Выходные контактные винты (колки) не должны проворачивать- ся. При проверке надежности контактных соединений в гнездах разъ- емов особое внимание обращают на надежность пружин-фиксаторов в розетках разъемов. Удаление пыли производят мягкой щеткой или пылесосом. Липкую грязь (лак и прочее) смывают соответствующим растворителем (бен- зин, скипидар и т. п.). Металлические опилки или стружки из зазоров I магнитопроводов удаляют тонкой стальной пластинкой, деревянной па- лочкой из лиственных пород (не смолистой) или бумагой. Загрязнен- ные или оплавленные контакты исполнительного органа KL2 у ДЗТ-21 и KL4 у ДЗТ-23 зачищают лезвием ножа или чистым надфилем и поли- руют воронилом. Применение абразивов не допускается; не следует также касаться контактов пальцами. При нарушении регулировки ис- полнительного органа его надо отрегулировать вновь, при этом надо иметь в виду следующее. Люфт вдоль оси вращения якоря должен быть около 0,2 мм; при | опущенном якоре начальный воздушный зазор между якорем и плос- | костью ’’заднего” керна сердечника — не более 0,05 мм; а между яко- (рем и плоскостью немагнитной пластинки на керне сердечника, на ко- тором установлена катушка — примерно 1 мм. Зазор между подвиж- ными и неподвижными замыкающими контактами при отпущенном якоре должен быть не менее 1 мм. Давление каждой подвижной кон- тактной пластинки замыкающего контакта на рамку толкателя при отпущенном якоре должно быть не менее 3 г; каждой неподвижной контактной пластинки замыкающего контакта на упорную пластинку — примерно 20 г. Провал неподвижных замыкающих контактов при при- тянутом якоре должен быть 0,2—0,3 мм. Вскрытие и регулирование герконовых реле КА, KL1 у ДЗТ-21 и КА, KL1 — KL3 у ДЗТ-23 не допускается. Проверка сопротивления изоляции. Перед проверкой изоляции па- нели необходимо снять платы реагирующих органов ЕА1 всех трех модулей 1МРЗД—ЗМРЗД и отключить соединение токовых цепей с ’’землей”. Перед измерением сопротивления изоляции целесообразно проверить отсутствие соединения каждой из групп цепей защиты с ’’землей” с помощью омметра. Мегаомметром на 1000 В измеряют сопротивление изоляции токо- вых цепей, вторичных обмоток трансреакторов, промежуточных транс- форматоров тока торможения каждого модуля МРЗД и тормозных при- ставок, оперативных цепей и цепей отключения защиты относительно корпуса и между собой. Измеряют также сопротивление изоляции фаз и ’’нуля” токовых цепей между собой. Перед измерением разбирают соответствующие перемычки между трансреакторами и промежуточными трансформа- 67
торами тока торможения в модулях МРЗД и на выводах выравнив ющих автотрансформаторов и тормозных приставок. Не допускается проверка изоляции между выводами защиты или составляющих ее элементов по принципу ’’каждый с каждым”, так как зто может привести к повреждению отдельных элементов в схеме постоянного тока (диодов, стабилитронов и др.). Изоляцию между отдельными выводами следует проверять, предварительно убедив шись, что эти выводы не связаны между собой элементами, способ- ными повредиться. При проверке изоляции цепей постоянного тока следует соединить между собой зажим + и —. После измерения сопротивления изоляции всех групп цепей защиты в модули 1МРЗД—ЗМРЗД вставляют реагирующие органы ЕА1 и произ- водят измерение сопротивления изоляции оперативных цепей защиты относительно корпуса. Сопротивление изоляции при всех измерениях должно быть не менее 10 мОм. При проверке электрических характеристик проверяют элементы модуля питания и управления МПУ и дифференциальных модулей МРЗД, а также приставки дополнительного торможения и выравнивающие ав- тотрансформаторы тока. Проверка модуля питания и управления 1. Проверку стабилизатора МПУ следует проводить в нагруженном на МРЗД состоянии. Для этого все модули МРЗД (см. рис. 12, 13) долж ны быть вставлены в кассету, а МПУ соединен с кассетой испытательным удлинительным шнуром. От регулируемого источника постоянного тока на вход стабилизато- ра (зажимы 9, 10ХТ1) плавным подъемом подают напряжение ”+” на зажим 10). Измерения на диодах VD6-1 - VD6-2, стабилитронах VD1 — VD5 и в гнездах 1а, 2а, За контрольного разъема ES2 производят волы метром постоянного тока класса точности 0,5-1. При номинальном напряжении на входе стабилизатора питания зна- чения напряжения смещения между гнездами XS2:2а и XS2:1а и напря жения коллекторных цепей между гнездами XS2:3a и XS2:2a должны быть близки к номинальным соответственно —13Ви+6В. Регулирование этих напряжений производят изменением положе- ния перемычек на стабилитронах VD1 - VD3 и диоде VD6-1. При но- минальном напряжении на входе стабилизатора падение напряжения на каждом стабилитроне VD1- VD3 составляет 0,7—ОД В, а на диоде VD6-1 - 0,9-1 В. Проводят измерение напряжений на диоде VD6-2 и между гнездами XS2:2a и XS2:la и XS2:3a и XS2:2a при изменении напряжения на входе стабилизатора питания в пределах 0,8—1,1 Ц10м- Значения на- пряжений должны соответствовать данным табл. 8. Таблица 8 Место измерения .VD6-2 XS2:2a -XS2: la XS2:3a—XS2:2a Напряжение, В. . .17,2-20 -(12,4 1 3,5) 4.8 6,5 68
При несоответствии значений измеренных напряжений данным табл. 8 необходимо проверить резисторы R1 R4 на их соответствие заводским данным, проверить исправность защитного диода VD6-2 и произвести подрегулировку напряжений смещения и коллекторных цепей изме- нением положения перемычек на стабилитронах VD1 — VD3 и диоде VD6-1 в нужную сторону. Для проверки исправности диода VD6-2 модули МРЗД извлекают из кассеты и на входе защиты измеряют значение подводимого напря- жения оперативного тока (+ на зажиме 9 ХТ1). При плавном увеличе- нии входного напряжения до Гном напряжение на исправном диоде VD6-2 не должно превышать 1 В. 2. Проверка выходных цепей МПУ. При проверке МПУ отсоединяют от кассеты. Обрывы в цепи диодов VD7-1, VD7-2 или в цепях искрога- сительных контуров ухудшают условия коммутации герметизирован- ных контактов KL1.1 (ДЗТ-21), KL1.1- KL3.1 (ДЗТ-23). Однако такие неисправности выходных цепей защиты не обнаруживают при проверке работоспособности защиты в полной схеме. Поэтому при наладке необ- ходима проверка указанных цепей. Исправность VD7-1 и VD7-2 проверяют измерением их сопротивле- ния в прямом и обратном направлениях с помощью омметра без от- пайки диодов от схемы при разомкнутом переключателе SX. При необходимости измерения уточненных параметров диод отсо- единяют от схемы. Падение напряжения в прямом направлении при токе 500 мА не должно быть более 1 В. Обратное сопротивление диода, измеренное мегаомметром на 500 В, должно быть около 5 мОм. Исправность искрогасительных контуров проверяют по сохранению остаточного заряда конденсатора искрогасительного контура. На кон- такты реле KL1.1, KL2.1, KL3.1 (зажимы 5-11 реле) подают напряже- ние 100—120 В постоянного тока. Остаточный заряд на этих же зажи- мах проверяют вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 1 кОм/B через 5—10 с после отключения источника напряжения. Производят измерение и регулирование электрических параметров выходного реле защиты KL2 (ДЗТ-21) или KL4 (ДЗТ-23) с учетом ре- альной схемы его включения. При проверке напряжение подается на зажимы ХТ2:11 и ХТ1:12 (для ДЗТ-23 ”+” на ХТ1.12). При последо- вательно включенном указательном реле напряжение срабатывания выходного реле, измеренное на обмотке совместно с R5, должно быть в пределах 0,55—0,6 Ц®м> а напряжение возврата - не менее 0,041/ном. В случае, когда указательное реле не включается последовательно с вы- ходным реле, напряжение срабатывания последнего совместно с R5 должно быть в пределах 0,65—0,7 Цюм. Время срабатывания выходного реле должно быть не более 12 мс при необходимости обеспечения общего быстродействия защиты, пред- усмотренного техническими характеристиками. Измерения производят при номинальном напряжении оперативного тока электронным секундо- 69
Таблица 9 Режим работы Место измерения - зажимы платы усилителя ДЗТ-21 (ДЗТ-23) Напряжение, В Нормаль- 420(1-9); 419(1-7); 416(1-6) - (0 - 0,2) пый 4-1 (1-2) 11-4(8-1) 48 (5-2; 42; 3-2) -(12,4-13.5) 4,8-6-5 -(0-0,005) для ДЗТ-21; -(0-0,1) для ДЗТ-23 Срабатьь 4-20(1-9); 419 (1-7); 416(1-6) -(3,7-5,5) вание 4-1 (1-2) 11-4(8-1) 48(5-2; 42; 3-2) -(12,4-13,5) 4,8 6,5 -(11-12) мером. Время действия реле определяют как среднее из трех — пяти из- мерений. Регулирование напряжения срабатывания и времени срабатывания выходного реле может быть проведено регулированием механической части реле или заменой сопротивления R5. 3. Проверку усилителей производят в полной схеме защиты перево- дом усилителей в режим срабатывания. Указанный режим усилителя достигают замыканием через резистор 10 кОм гнезд XS4:la — XS4:4a модулей МРЗД при вынутом из разъема реагирующем ЕА1 и контроли- руются по срабатыванию выходного реле защиты KL2 или KL4. Проверку производят в такой последовательности. Устанавливается временная перемычка между зажимами ХТ1:9 и ХТ2:11. В модулях МРЗД вынимают из разъема реагирующие органы ЕА1, и модули МРЗД вставляют в кассету. Модуль МПУ соединяют с кассетой испытательным удлинительным шнуром. На зажимы ХТ1:9 (—) и ХТ1:1 (+) подается напряжение постоянного оперативного тока. Поочередно через резистор 10 кОм замыкают гнезда XS4:la — XS4:4a МРЗД и контролируют ра- боту усилителей по срабатыванию выходного реле. При отказе в действии выходного реле KL2 или KL4 следует пред- положить неисправность усилителей или промежуточных реле на гер- конах KL1 или KL1 —KL3. Для определения причины неисправности необходимо измерить на- пряжения на зажимах платы усилителя в нормальном режиме и в режи- ме срабатывания. Измерение следует производить вольтметром с внут- ренним сопротивлением не менее ЮкОм/В. Значения измеренных на- пряжений должны соответствовать данным табл. 9. При несоответствии значений измеренных напряжений данным табл. 9 необходимо выполнить поэлементную проверку усилителя. В случае неисправности герконов KL1-KL3 последний должен быть исключен из схемы защиты и проверен в отдельной схеме. Вариант про- верочной схемы приведен на рис. 26. 70
Рис. 26. Схема для проверки герконовых реле KL1 — KL3-. R - реостат, 1200-1500 Ом, 0,4 А; Ядоб - добавочное сопротивление типа МЛТ-1, 20 кОм; mA - миллиамперметр постоянного тока, 5 мА; S2 — омметр; V - высокоомный вольтметр постоянного тока Параметры исправного геркона должны удовлетворять следующим условиям: сопротивление обмотки 1800—2060 0м, ток срабатывания — примерно 2—4 мА. Проверка автотрансформаторов тока TL. Проверяют коэффициент трансформации TL на всех ответвлениях обмоток при номинальных токах. На зажимы 1-11 (АТ-31) или 1-2 (АТ-32) (см. рис. 17) подклю- чают амперметр класса точности 0,5—1,0 со шкалой 2,5—5 А (например Э-59). На зажимы 1-2 (только АТ-31), 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, 1-7, 1-8, 1-9, 1-10 и 1-11 (только АТ-32) поочередно от регулируемого источника синусо- идального тока подают ток такого значения, чтобы показания ампер- I метра, подключенного к зажимам 1-11 (АТ-31) или 1-2 (АТ-32), были соответственно 2,5 или 5 А. При зтом значения подводимых токов дол- жны соответствовать данным табл. 10 с точностью ±2%. Таблица 10 Зажимы TL .... 1—2 1—3 1—4 Номинальный ток ответвления, А: АТ-31 .......... 0,34 0,44 0,6 АТ-32 .......... 5 5,44 5,88 1—5 1-6 1—7 1-8 1—9 1-10 1-11 0,81 1,1 1,45 1,97 2,12 2,29 2,5 7,6 9,6 12,2 15,6 20 25 31,3 Проверяют коэффициент трансформации на рабочих ответвлениях при номинальном токе используемого ответвления и максимальном токе внешнего КЗ. Разница в значениях измеренных коэффициентов трансформации не должна превышать 5%, При номинальном токе ис- пользуемого ответвления коэффициент трансформации с точностью 2% должен соответствовать табл. 5 или 6. 71
Рис. 27. Пример вольт-амперной характеристи- ки АТ-32: 7]_2 - ток в обмотке АТ-32 с зажимами 1—2; t/j-2 — напряжение на зажиме 1—2 об- мотки АТ-32 Для предотвращения повреждения элементов токовых цепей защиты про- верку при токе выше 10 А следует про- водить не более 5 с. При этом необхо- димо следить за тем, чтобы не проис- ходил перегрев этих элементов. Отклонение коэффициентов транс- формации TL на значение больше до- пустимого говорит о неправильной на- мотке обмоток или наличии коротко- замкнутых витков. Наличие короткозамкнутых витков может быть определено снятием воль-амперной характеристики TL при подаче тока на зажимы 1-11 (АТ-31) или 1-2 (АТ-32) и измерений напряже- ния на тех же зажимах. На рис. 27 дан пример вольт-амперной характеристики TL типа АТ-32. Вольт-амперные характеристики TL типа АТ-31 аналогичны. Проверка дифференциальных модулей МРЗД и приставок дополни- тельного торможения. Проверку МРЗД производят вне кассеты при соединении проверяемого модуля с кассетой с помощью удлинитель- ного шнура. Остальные модули {МРЗД и МНУ) должны быть вставле- ны в кассету. Настройка дифференциальных реле защиты ДЗТ-20 должна осущест- вляться синусоидальным током. В качестве источника регулируемого синусоидального тока можно использовать комплектные устройства У5052, УПЗ-1 и других типов или некомплектные индивидуальные схе- мы с использованием, например, латра и реостата. Проверочные схемы должны быть запитаны от междуфазных напряжений. Синусоидальность подводимого тока контролируют на выходе регулируемого источника тока с помощью электронного осциллографа. 1. Проверка трансреактора ТА V, От регулируемого источника тока к ответвлениям ТА V поочередно подводят синусоидальные токи, рав- ные номинальным токам ответвления (см. табл. 2). Вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 1 кОм/B (класс точности 0,5— 1,5) измеряют напряжение на вторичных обмотках ш2 и w3 (Н2-К2, НЗ-КЗ). Переключатели SX1 в модулях МРЗД должны быть в поло- жении а-б. Вариант проверочной схемы приведен на рис. 28. При подведении тока к ответвлению 1 (зажимы HI-1) TAV напря- жение, измеренное на обмотке w2, должно быть в пределах 6,8—7,6 В, 72
Рис. 28. Схема для проверки трансреактора ТА V: TL - ПАТР, 9 A; R - реостат, 30 Ом, 5 А; А - амперметр, 5 А; V - высокоом- ный вольтметр; N— осциллограф а на обмотке w3 — в пределах 16,7 — 18 В. Отношение напряжений на обмотках ыЗ и w2 должно с точностью 10% соответствовать U JU -, = 2,5, w3' w2 ’ Напряжения, измеренные на обмотках w2 и w3 при подводе номи- нальных токов к другим ответвлениям TAV, должны быть равны на- пряжениям, измеренным при подводе тока к ответвлению 1 с точно- стью ±2%. При необходимости производят подрегулировку 714 F путем незна- чительного изменения его воздушного зазора. При недопустимом отклонении измеренных напряжений и при вы- полнении подрегулировки целесообразно снять зависимость вторич- ного напряжения ТА V от первичного тока на ответвлении 1 в диапазо- не токов от 0 до 5 A Uw2 -f и Uw3 = Зависимость дол- жна быть строго линейной. 2. Проверка промежуточных трансформаторов тока ТА1 и ТА2. От регулируемого источника тока к ответвлениям 714 поочередно под- водят синусоидальные токи, равные номинальным токам ответвлений (см. табл. 10). Вольтметром постоянного тока с внутренним сопротив- лением не менее 1 кОм/B (класс точности 0,5—1,5) измеряют напряже- ние на резисторе R1 на разъемах Х2:7а— Х2:6а (для модулей 1МРЗД— ЗМРЗД соответственно зажимы колодки ХТ1:1-ХТ1:2; ХТ1:4- ХТ1:3; ХТ1:6 — ХТ1:5). Переключатель SX3 должен быть в положе- нии а-б или б-в. Проверку можно производить по схеме, аналогичной рис. 28. Ток подается непосредственно на зажимы ответвлений 714. При подведении 6-6026 73
тока к ответвлению 1 (зажимы Н1-1) ТА напряжение, измеренное на резисторе R1, должно быть в пределах 2,9—3,3 В. В противном слу- чае следует убедиться в исправности выпрямительных мостов VS1 или VS2 и в соответствии параметров резисторов R1 заводским дан ным. Напряжения, измеренные при подводе номинальных токов к дру- гим ответвлениям Г4, должны быть равны напряжениям, измерен- ным при подводе тока к ответвлению 1 с точностью ±2%. 3. Проверка приставки дополнительного торможения. В приставке дополнительного торможения проверяют промежуточные трансфор маторы ТА1 — ТАЗ аналогично промежуточным трансформаторам тока МРЗД Проверку целесообразно проводить в полной схеме за- щиты с измерением напряжения на резисторах R1 на соответствую- щих зажимах колодки ХТ1. При проверке приставки дополнительного торможения отдельно от схемы защиты выпрямленное напряжение измеряют для ТА1 - ТАЗ соответственно на зажимах 2-4, 6-8, 10-12 приставки. 4. Проверка настройки Ь-С2-филътра второй гармоники. Опреде- ляют резонансную частоту настройки L— С2- фильтра в такой после довательности. Вынимают реагирующий орган ЕА1 из разъема. Размы кают перемычку SX1 на плате трансреактора Г4И Между гнездами 19 и 21 гнездной колодки ЕА1 включают миллиамперметр постоян- ного тока класса 0,5—1,5 с внутренним сопротивлением не более 5 Ом для измерения выходного тока фильтра. К зажимам ИЗ и 13 на плате трансреактора Г4 V (см. рис. 28) подключают звуковой генератор. Для получения наибольшей выходной мощности от звукового генера- тора без искажения формы кривой выходного сигнала необходимо согласовать выходное сопротивление звукового фильтра с входным сопротивлением проверяемого фильтра (свыше 5 кОм). Обычно ука- занное согласование достигается установкой переключателя генерато- ра ’’Выходное сопротивление” в положение ”5000”. Так как частота напряжения на выходе звукового генератора может отличаться от ука- занной на его шкале на нескольго герц, то для точной настройки филь- тра частоту напряжения необходимо контролировать электронным час- тотомером. Поддерживая звуковым генератором на входе фильтра ток 3 мА при частотах, близких к 1000 Гц, снимают зависимость выходного тока фильтра от частоты. Резонансное значение частоты, соответству- ющее максимальному значению тока выхода, должно находиться в пределах (100 ± 3) Гц. Схема проверки L—С2-фильтра приведена на рис. 29. Резонансную частоту настройки можно определять при входном токе 3 мА по мак- симуму выходного напряжения при закороченных гнездах 19 и 21 колодки ЕА1. При этом вольтметр должен быть с внутренним сопро- тивлением не менее ЮкОм/В (класс точности 0,5—1,5). 74
Рис. 29. Схема для проверки £-С2-фильтра: G - звуковой генератор, ЗОВ; 2 В-А; тЛ1 - миллиамперметр переменного тока, 5 мА; тА2 — миллиамперметр постоянного тока, 10 мА; Hz - цифровой частотометр; N — осциллограф ЕАГ.1Э При отклонении частоты резонансной настройки £-С2-фильтра от 100 Гц более чем на 3 Гц производят его подстройку. Грубую подстрой- ку производят изменением используемого ответвления обмотки дрос- селя. Частота настройки возрастает при последовательном переходе с ответвления К на 2 и далее на 1. Точная подстройка производится из- менением зазора магнитопровода дросселя. Если резонансная частота меньше 100 Гц, зазор магнитопровода следует увеличить, если боль- ше — уменьшить. После настройки фильтра определяют ток его выхода на частоте 100 Гц при входном токе 3 мА, он должен находиться в пределах 5,2— 7,8 мА. При проверке настройки £-С2-филыра проверяют работу стабили- тронов VD10 и VD11. При поданном от звукового генератора по схеме рис. 29 токе 3 мА частотой 100 Гц подключают вход "у" электронного осциллографа на выводы С4. При исправных стабилитронах форма кривой напряжения на С4 является симметричной и имеет характерное двустороннее ограниче- ние по амплитуде. 5. Проверка реагирующего органа ЕА1 может производиться как в полной схеме защиты так и отдельно. При этом проверяют уставки элементов В В и ВС. В полной схеме выдержку времени элемента ВВ следует произво- дить таким образом. ЕА1 вставляется в разъем. К выводу 15 гнезд- ной колодки ЕА1 (см. рис. 15) и к гнезду XS4:2a подключают вход у электронного осциллографа. При этом входной зажим осциллогра- фа, соединенный с корпусом прибора, необходимо подключить к гнез- ду XS4:2a, связанному с шинкой питания 0В. На зажимы 9 и 10 колодки ХТ1 подается номинальное напряжение оперативного тока. На вход рабочей цепи реле (зажимы Х3:1 и ХЗ :6 колодки токового разъема) подается регулируемый синусоидальный 75
Рис. 30. Кривые на экране осциллографа при проверке выдержки времени элемента ВВ: а — ток равен 50% тока срабатывания, б — ток больше 50%, но меньше 100% то- ка срабатывания; в — ток равен току сра- батывания ток. При плавном увеличении тока до срабатывания защиты на экране осциллографа появляются импульсы отрицательной полярности, дли- тельность которых увеличивается по мере увеличения тока. Одновременно с увеличением тока уменьшается длительность пауз на выходе РФ, защита срабатывает. Момент срабатывания фиксируют по срабатыванию выходного реле KL2 или KL4. Измерение временных интервалов (длительности импульса ta и па- узы Гп) следует производить на уровне характерной ступеньки, появ- ляющейся на переднем фронте импульса в момент переключения дио- дов VD5 и VD6 ЕА1 при срабатывании защиты. Измеряемые времен- ные интервалы изображены на рис. 30, в. Уставка элемента ВВ должна находиться в пределах 4,5—5 мс во всем диапазоне изменение сопротивления резистора R13. При этом соотношение длительности паузы и импульса должно соответствовать выражению Gi/^и = 0,82~ 1. Как правило, не требуется регулирования уставки элемента ВВ. Регулирование может потребоваться после ремонта ЕА1 и осущест- вляться подбором сопротивления резистора R5, значение которого должно находиться в пределах 39—47 Ом. Выдержку времени элемен- та ВС измеряют как разность двух времен: fcp = G - ?2. где ti — вре- мя от момента подачи сигнала на срабатывание реагирующего органа ЕА1 (замыкание гнезд XS4:3a и XS4:2e) до момента замыкания кон- тактов выходного реле KL2 или KL4\ t2 — время от момента подачи сигнала на срабатывание реле KL1 или KL1+KL3 (замыкание гнезд XS4:la и XS4:4a) до момента срабатывания контактов выходного ре- ле KL2 или KL4. Измерения t2 и t2 выполняют с помощью миллисекундомера. Все подключения к схеме ЕА1 производят при снятом с защиты напряже- ния оперативного тока (с разрывом обоих полюсов). Сначала измеряют t2 при вынутом из разъема ЕА1. Выводы пере- ключателя миллисекундомера ’’Пуск” через резистор 10 кОм подсо- 76
единяют к гнездам XS4:1а и XS4:4a, а выводы ’’Контакт” — к ХТ2:1 и ХТ2:2. Подают на защиту номинальное напряжение оперативного тока. Замыкают переключатель миллисекундомера ’’Пуск” и произ- водят замер, t2 должно быть в пределах 12—15 мс. Если (2 > 15 мс, то необходимо проверить исправность геркона KL1 или одного из ре- ле KL1-KL3, участвующего в замере. Для измерения tj при снятом оперативном токе вставляют в разъем ЕА1. Выводы переключателя миллисекундомера ’’Пуск” переключают на XS4: За и XS4:2b. Подают на защиту номинальное напряжение опе- ративного тока. Замыкают переключатель миллисекундомера ’’Пуск” и производят замер. Время Гср должно быть в пределах 21—23,5 мс. Регулирование вы- держки времени элемента ВС производят подбором сопротивления ре- зистора R12EA1, которое должно находиться в пределах 24—30 кОм. Если при проверке реагирующего органа обнаружится какая-либо неисправность, то отыскание и устранение этой неисправности произ- водят измерением напряжения в контрольных точках ЕА1 и последу- ющей поэлементной проверкой. Напряжение в контрольных точках реагирующих органов модулей МРЗД в зависимости от режима их работы должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 11. Срабатывание реагирующего органа ЕА1 производится замыканием гнезд XS4: За и XS4:2Ь. 6. Проверка чувствительного органа дифференциального реле. Про- верку производят при подключенной дифференциальной отсечке (пере- мычка XS1 в положении а-б). Определяют диапазон регулирования тока срабатывания чувствитель- ного органа на одном из рабочих ответвлений трансреактора TAV при отсутствии процентного торможения (переключатель SX3 разомкнут). К одному из рабочих ответвлений TAV через токовый разъем ХЗ или Таблица 11 Режим работы Контрольные точки Напряжение, В Нормальный XS4:la—XS4:2a XS4:3a-XS4:2a XS4:2a-\5; XS4:2a-7 XS4:2a — XS4:4a -(12,4-13,5) 4,8-6,5 -(0-0,2) -(0-0,2) Срабатывание XS4:la-XS4:2a XS4:3a-XS4:2a XS4:2a—\5 XS4:2a- 7 XS4:2aXS4;4a -(12,4-13,5) 4,8-6,5 —(9,9—13,5) - (9,9-13,5) -(3,6-5,5) 77
XI от регулируемого источника подводят синусоидальный ток. На за- щиту подают номинальное напряжение оперативного тока. Определяют относительный ток срабатывания реле при максималь- ной чувствительности Ic,pmin (крайнее левое положение регулятора lc^R13) и минимальной чувствительности 7'с, (крайнее правое положение регулятора Icp-R13). Срабатывание чувствительного органа реле фиксируют по срабатыванию выходного реле KL2(KL4) . _ ^с, р min ' с, р min * ’к г 'ном, отв (37) Ток ICtPmin должен быть не более 0,3; ток Ic.pmin — не менее 0,7. В случае необходимости регулирование (смещение) диапазона токов срабатывания чувствительного органа производят подбором сопротив- лений резистора R2 ЕА1. Настраивают заданную уставку минимального тока срабатывания чув- ствительного органа при отсутствии процентного торможения. К одному из рабочих ответвлений трансреактора TAV, желательно с большим номинальным током (для уменьшения погрешности вы- ставления уставки), подводят ток /с>р min, определенный по (37) при заданной уставке /с,р min> ПРИ этом сопротивление R13 должно быть полностью введено ^регулятор /с р в крайнем правом положении). Вра- щением регулятора /ср против часовой стрелки добиваются срабаты- вания реле и фиксируют регулятор в этом положении контргайкой. Плавным изменением подведенного к защите синусоидального то- ка проверяют ток срабатывания и ток возврата чувствительного орга- на реле амперметром класса точности 0,5 (например, Э-59), одновре- менно контролируют напряжение срабатывания чувствительного ор- гана реле вольтметра с внутренним сопротивлением не менее 10 кОм и класса точности 0,5—1,5, подключенным к гнездам XS4: lb-XS4:2b. В зависимости от уставки напряжение срабатывания находится в пре- делах 1,5—6,5 В. Коэффициент возврата чувствительного органа нахо- дится в пределах 0,6—0,92. Выставленную уставку тока срабатывания чувствительного органа проверяют в полной схеме защиты при включенных по токовым це- пям выравнивающих автотрансформаторах тока и тормозных пристав- ках от всех плеч защиты при комплексной проверке. 7. Проверка тока срабатывания отсечки. Проверку производят при заданной уставке тока срабатывания отсечки. Переключатель SX2 ста- вят в положение а-б при /с, р.отв = 6 /цом, ога или в положение б-впри ^с, р, отс = 9/НОм, отв. Чувствительный орган проверяемого модуля МРЗД выводят из работы замыканием гнезд XS4:2a и XS4:4a. На за- щиту подают номинальное напряжение оперативного тока. 78
К одному из рабочих ответвлений трансреактора TAV, желательно с большим номинальным током, через токовый разъем ХЗ или XI от регулируемого источника подводят переменный ток. Плавным изме- нением подводимого к защите переменного тока проверяют ток сра- батывания и ток возврата отсечки амперметром класса точности 0,5— 1,5. Измеренный ток /CjPiOTC должен соответствовать заданному с точ- ностью до 5%. Коэффициент возврата отсечки должен быть не менее 0,3. Срабатывание отсечки фиксируют по срабатыванию выходного реле KL2 и KL4. При необходимости регулирования /с> р отс оно про- изводится подбором сопротивлений резисторов R4 и R5 модуля МРЗД в диапазоне 4,7—27 кОм. Если в процессе проверки отсечки выявится неисправность герконо- вого реле КА, то оно может быть проверено вне схемы защиты по про- верочной схеме, аналогичной рис. 26. Проверочное напряжение постоян- ного тока подают на обмотку реле КА — выводы 3-4 (+ на вывод 4), омметр подключают к контактам реле КА — выводы 1-2. Напряжение срабатывания реле КА должно быть порядка 3,5—7 В. Ток срабатыва- ния отсечки в полной схеме защиты при включенных по токовым цепям выравнивающих автотрансформаторов и тормозных приставках прове- ряют при комплексной проверке. 8. Регулирование коэффициента торможения Определяют диапазон регулирования &торм на одном из рабочих ответвлений транс- реактора TAV. Тормозную цепь собирают последовательным соедине- -о—« 7 О ~220 В МРЗД Рис. 31. Схема для проверки ко- эффициента торможения: TL1. TL2 - ЛАТР, 9 A; Rl, R2 - реостат, 30 Ом, 5 А; 7717, ТА2 - измерительный трансформатор тока типа И-54; Al, А2 — ампер- метр, 5 А; 7V - осциллограф ТА1 ТА 2 79
нием первичных обмоток промежуточных трансформаторов тока ТА 1, ТА2 модуля МРЗД и 7L4 приставки ПТ-1. Указанные обмотки включа- ют в тормозную цепь рабочими ответвлениями. При этом включаются обмотки только тех тормозных промежуточных трансформаторов то- ка и приставок дополнительного торможения, которые используются в схеме защиты данного присоединения, но не больше трех. Вариант схемы проверки приведен на рис. 31. Переключатель SX3 в зависимости от уставки начала торможения устанавливают в положе- ние а-б при /торм, нач = 1 1111,1 &в ПРИ Аорм, нач = 0,6. Коэффициент тор- можения определяют при установке регулятора ЛТОрм (резистор R12} в крайнее левое, а затем крайнее правое положение. Питание рабочей и тормозной цепей осуществляется от источника синусоидального тока, синусоидальность контролируют электронным осциллографом. На панель подают номинальное напряжение оператив- ного тока. Подают на тормозную цепь ток, относительное значение ко- торого равно 4, а затем 5, Измеряют ток в рабочей цепи, соответствую- щий срабатыванию выходного реле защиты KL2 или KL4 при этих тор- мозных токах. Коэффициент торможения определяют как частное от деления при- ращения относительного тока срабатывания реле к приращению отно- сительного вторичного тока торможения: Д/с о р — *Р Л торм —------- Д{торм, в Относительное значение вторичного тормозного тока определяют из выражения _ f Лорм Аорм Аорм ) 1 торм, в ~ Ц э I —------- +—------------ +------------1 , \ 'ном, отв ТА1 'ном, отв ТА2 'ном, отв ТА ) где /торм — ток, подаваемый в последовательно соединенные обмотки TAI, ТА2 и ТА ПТ-1’, /ном, отв, ТЛ7, /ном, отв ТА2, /ном, отв ТА ~ номи- нальные токи ответвлений первичных обмоток TAI, ТА2 и 7L4 ПТ-1. Поскольку принимают Д/торм,в = 5 - 4=1, то ^торм *с,р(5) - {с, р(4) , (38) где /с,р(5) и /с,р(4) — относительные токи срабатывания реле, соответ- ствующие /торм,в = 5 и /торм, в = 4. 80
Ток /с,р определяют по формуле, аналогичной (37). Минимальное значение £торм должно быть не более 0,3, максимальное — не менее 1. В случае необходимости регулирование (смещение) диапазона из- мерения ЛторМ производят подбором сопротивлений резистора Rl 1. Настраивают заданную уставку коэффициента торможения на од- ном из рабочих ответвлений 714 К, к которому подключают один из промежуточных трансформаторов тока цепи процентного торможе- ния своим рабочим ответвлением. Регулятор Луорм устанавливают в крайнее правое положение. По схеме рис. 31 в тормозную цепь подают ток /торм,в = 4, а в рабочую цепь — ток, значение которого определяют в соответствии с заданной уставкой Лторм по формуле 7с>р = /с,р min + ^торм (£торм,в— ^торм.нач)- Абсолютное значение тока в рабочей цепи определяют по (37). Вращением регулятора R12 против часовой стрелки добиваются сра- батывания реле. Затем в тормозную цепь следует подать ток /торм, в = = 5 и произвести уточнение заданной уставки Лторм из (38). После уточ- нения контргайкой фиксируют положение регулятора Лторм. Определяют тормозную характеристику для того рабочего ответвле- ния 714 V и того тормозного промежуточного трансформатора тока, для которых настраивалась уставка ^ТОрМ, Для построения тормозной харак- теристики используют данные, полученные при настройке £торм (две точки при 7торм>в = 4и/торм в = 5). Дополнительно определяют пара- метры характеристики при 7торм,в = 2 и/торм>в= 3. При построении тормозной характеристики определяют длину гори- зонтального участка (7торм,нач) как расстояние до точки пересечения горизонтального и наклонного прямолинейных участков характерис- тики при их продолжении (см. рис. 14). При отключенных выравнива- ющих автотрансформаторах длина горизонтального участка должна быть 7торм>нач — 0,8—1,2 /ТоРм, нач, уст, гДе /торм,нач, уст — уставка по длине горизонтального участка тормозной характеристики. При откло- нении /торм, нач °т уставки более ± 20% проверяется исправность стаби- литронов VDX и VD9 измерением на них напряжения при /торм,в'= 2. Указанные напряжения, измеренные вольтметром с внутренним со- противлением не менее ЮкОм/В и классом точности 0,5—1,5, долж- ны находиться в пределах 5,04-6,16 В и 2,97-3,63 В соответственно. При несоответствии измеренных значений напряжения требуемым, стабилитрон должен быть заменен исправным. Измерение и испытание изоляции в полной схеме производят при вставленных в модули МРЗД плат элементов ЕА1, вставленных в кас- сету модулях, закрытых кожухах и т. д„ установленных в рабочее положение переключателях, перемычках и испытательных блоках. 81
Для испытания изоляции цепей защиты следует закоротить между собой все токоведущие цепи защиты на зажимах токовых разъемов и колодок ХТ1 и ХТ2 кассеты. Прочность изоляции цепей защиты должна быть испытана в целом относительно ’’земли” переменным напряжением 1000 В промышлен- ной частоты в течение 1 мин. При первом профилактическом контро- ле допускается производить испытания токовых цепей мегаомметром на 2500 В. При этом должны быть соединены между собой и ’’землей” все зажимы колодок ХТ1 и ХТ2. До и после испытания электрической прочности изоляции произво- дится измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 1000 В тех же цепей относительно ’’земли”. Изоляция защиты считается выдер- жавшей испытания, если ее сопротивление, измеренное до и после ис- пытания, будет одинаково и не менее 10 МОм. После окончания испытаний необходимо удалить все временные закоротки. Комплексная проверка защиты производится при полностью соб- ранных цепях защиты (выходные цепи защиты должны быть разом- кнуты) при поданном на защиту номинальном напряжении оператив- ного тока. Проверка включает в себя проверку тока срабатывания чувстви- тельного органа от всех плеч защиты, тока срабатывания отсечки от одного из плеч защиты и времени действия защиты по цепям чувстви- тельного органа и отсечки. Измерение токов срабатывания чувствительных органов реле долж- но производиться для каждого плеча защиты при поочередной подаче синусоидальных токов от регулируемого источника со стороны вторич- ных цепей трансформаторов тока. При наличии в схеме защиты испы- тательных блоков токи в защиту следует подавать через них. Вторичный ток срабатывания чувствительного органа защиты (^с,зт/лв) в общем виде при использовании выравнивающих авто- трансформаторов определяется по выражению ^с, з min в = {с, р min Лив, ном А/ у-- Если выравнивающие автотрансформаторы со стороны проверя- емого плеча не используются, то /с з mine ~ ^c,pmin "Л)тв, ном- Отклонение токов срабатывания чувствительного органа от всех плеч защиты не должно отличаться от расчетного более чем на ±5%. Измерения времени действия чувствительных органов реле долж- но производиться на контактах выходного реле KL2 или KL4 при по- даче тока, равного двукратному току срабатывания; время действия должно быть не более 55 мс (без учета постоянной времени источника синусоидального тока). 82
Измерение тока срабатывания отсечки должно производиться со стороны вторичных цепей трансформаторов тока одного из плеч за- щиты, где используются выравнивающие автотрансформаторы тока. Вторичный ток срабатывания отсечки определяется по выражению ^с,з,отс,в — £с,р,отс А>тв,ном ^АТ- Измеренный ток срабатывания отсечки должен соответствовать за- данному с точностью ± 10%. Измерение времени срабатывания отсечки должно производиться на контактах выходного реле KL2 или KL4 при выведенном из рабо- ты чувствительном органе проверяемого модуля МРЗД (соединены гнезда XS4:2a XS4:4a) при двух значениях токов: 1,1 отс, в и 2,0/с, р, отс, в- Время срабатывания отсечки при токе 2/цр отС)В не должно превышать 45 мс. Проверка взаимодействия элементов защиты и защиты с другими устройствами. Взаимодействие производится при номинальном напря- жении оперативного тока. При проверке взаимодействия элементов защиты следует обратить особое внимание на отсутствие обходных цепей, правильность работы защиты при различных положениях переключателей, перемычек, ис- пытательных блоков, действие световой и звуковой сигнализации. При опробовании защиты ДЗТ-23 необходимо обращать внимание на исправность разделительных диодов VD8-1, VD8-2, VD9-1. Указанные диоды следует считать исправными, если при срабатывании реле каж- дой фазы срабатывает только соответствующее данной фазе выходное реле KL1-KL3. При проверке взаимодействия защиты с другими устройствами РЗА защищаемого присоединения наличие или отсутствие сигналов на цепях связи контролируется на соответствующих рядах зажимов других уст- ройств. В зависимости от конкретной схемы проверяют действие диф- ференциальной защиты на общие выходные реле защиты присоединения или на отключение коммутационной аппаратуры. Проверка защиты рабочим током (проверка под нагрузкой) являет- ся окончательной перед вводом защиты в работу. Она позволяет убе- диться в правильности сборки схем трансформаторов тока и правиль- ности подключения цепей тока панели защиты. Перед началом провер- ки необходимо проверить наличие заземления токовых цепей защиты и правильность его выполнения. Исправность и правильность подключения токовых цепей проверя- ют измерением вторичных токов в фазах и в нулевом проводе во всех плечах защиты и в дифференциальной цепи. Проверка должна произ- водиться, как правило, при нагрузке не менее 0,2 /ном трансформаторов тока, используемых в плечах защиты. Измерения производятся прибо- ром ВАФ-85; при токах, меньших 0,27НОМ, необходимо применять еще и усилительную приставку. 83
Снимают векторную диаграмму каждого плеча защиты и сопостав- ляют с действительным направлением первичной мощности, проходя- щей по присоединению. В дифференциальной цепи протекает ток небаланса. Допустимый не- баланс оценивают замером напряжения небаланса на вторичной об- мотке w2 TAV вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 10 кОм и классом точности 0,5—1,5 подключенным к гнездам XS4:1B~ XS4:2B модуля МРЗД. Максимальное расчетное напряжение небаланса vwx, соответст- вующее максимальному сквозному току при отсутствии торможения, рассчитывают исходя из действительной нагрузки /нг и соответствую- щего ей напряжения небаланса 1/нб по выражению .. _ Ь^^торм, нач птах---— -----Ц(б - Л1Г Напряжение O'Hf> max должно быть в 2,5 раза меньше напряжения срабатывания чувствительного органа 1/с, р> замеренного в гнездах Х4:1Ь—Х4:2Ъ при его наладке. Замером UH6 оценивают правильность выбора ответвлений 771 V реле и коэффициентов трансформации выравнивающих автотрансфор- маторов тока. При исключении одного из плеч защиты напряжение значитель- но увеличивается и в зависимости от тока нагрузки присоединения может превышать (/с>р (1,5—6,5 В). При подключении всех плеч защи- ты следует повторно произвести измерение Uhq. Если проверка производится при небольшой нагрузке присоедине- ния, небаланс в дифференциальной цепи защиты может оказаться за- вышенным из-за влияния погрешностей трансформаторов тока и тока намагничивания силового трансформатора. Чтобы уменьшить это вли- яние, проверку следует производить при возможно большей нагрузке присоединения. Если значения выше допустимого, то можно провести коррек- тировку ампервитков 771V реле, используемых в плечах защиты, с со- ответствующим пересчетом уставок защиты. Подготовка защиты к включению. Повторно осматривают панель защиты, все модули реле. Проверяют соответствие положения пере- ключателей и перемычек заданным уставкам, а также положение ис- пытательных блоков в токовых цепях, переключателей в выходных цепях защиты, перемычек на рядах зажимов. Результаты наладки заносят в протокол проверки, соответствую- щий [21]. Делают запись в журнале релейной защиты о результатах наладки защиты, о ее состоянии и о возможности включения в работу. Проводят инструктаж оперативного персонала по вводимой в ра- боту защите и особенностях ее эксплуатации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Дмитренко А.М. Дифференциальная защита трансформаторов и автотранс- форматоров // Электричество, 1975, №2. С 1—9. 2. Защита дифференциальная типов ДЗТ-21УЗ, ДЗТ-23УЭ, ДЗТ-21ТЗ, ДЗТ-23ТЗ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ИАЕЖ, 656. 131.005ТО, Че- боксары, 1984. 3. Казанский В. Е. Трансформаторы тока в устройствах релейной защиты и ав- томатики. М.: Энергоатомиздат, 1987. 4. Королев Е.ГЕ, ЛиберзоиЭ.М. Расчеты допустимых нагрузок в токовых це- пях релейной защиты. М.: Энергия, 1980. 5. Беркович М. А., Молчанов В.Б., Семенов В. А. Основы техники релейной за- щиты. М.: Энергоатомиздат, 1984. 6. Гельфанд Я. С. Релейная защита распределительных сетей. М.: Энергоатом- издат, 1987. 7. Дмитренко А.М. Применение корректирующих звеньев для повышения чув- ствительности времяимпульсных дифференциальных реле (Тр. ВНИИР, Выл. 1). 8. Дмитренко А. М. Влияние переходных процессов на поведение времяим- пульсных дифференциальных реле при коротком замыкании в зоне зашиты. (Тр. ВНИИР, Вып. 5). 9. Дмитренко А. М., Пиит М. Г. Исследование поведения дифференциальной за- щиты типа ДЗТ-21 при переходных процессах коротких замыканий в защищаемой зоне (Тр. ВНИИР, Вып. 9). 10. Дмитренко А. М. Анализ работы схем времяимпульсных дифференциальных реле с торможением. Новые устройства защиты и противоаварийной автоматики. Вып. 3. Информэнерго. М., 1970. 11. Руководство по проектированию релейной защиты ’’Защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ”. Т. 3. (Тр. Ин-та Энерго- сетьпроекта), 1979. 12. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 5. Защита блоков генера- тор-трансформатор и генератор-автотрансформатор. М.: Энергия, 1963. 13. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 1 ЗА. Релейная защита по- нижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Схемы. М.: Энергоатомиздат, 1985. 14. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 1 ЗБ. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Расчеты. М.; Энергоатомиздат, 1985. 15. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. М.: Энергоатом- издат, 1986. 16. Правила технического обслуживания релейной защиты, электроавтомати- ки, дистанционного управления и сигнализации электростанций и линий электро- передач 35-330 кВ. М.: СПО Союзэнерго, 1979. 17. Общая инструкция по проверке устройств релейной защиты, электроавто- матики и вторичных целей. М.: Энергия, 1975. 85
18. Методические указания по наладке и проверке дифференциальной защиты ДЗТ-21, ДЗТ-23. М.: СПО Союзтехэнсрго, 1981. 19. Указания по организации работ на панелях и в цепях устройств релейной защиты, электроавтоматики, управления и сигнализации на электростанциях и подстанциях. М.: СПО Союзтехэнерго, 1977. 20 Инструкция для оперативного персонала по обслуживанию устройств релей- ной защиты и электроавтоматики энергетических систем. М.: СПО Союзтехэнерго, 1978. 21. Единые формы протоколов проверки при новом включении устройств ре- лейной защиты и электроавтоматики. Вып. 1. М.: СПО Союзэнерго, 1983. Содержание Предисловие ..............................................3 1. Назначение и область применения...................... 4 2. Принцип действия и устройство защиты типа ДЗТ-20......18 3. Выбор уставок и схемы включения защиты................^9 4. Наладка защиты........................................ 6$ Список литературы.........................................85
Производственное издание ГОЛАНЦОВ Евгений Борисович МОЛЧАНОВ Владлен Владимирович ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ЗАЩИТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ С РЕЛЕ ТИПА ДЗТ-21 (ДЗТ-23) Редактор Т.НДороднова Редактор издательства А. В. Волковицкая Художественные редакторы В. А. Гозак-Хозак, Г. И. Панфилова Технический редактор О.И. Хабарова Корректор С. В. Малышева ИБ №2007 Набор выполнен в издательстве. Подписано в печать с оригинала-макета 28.03.90. Формат 60 х 88 1/16. Бумага офсетная № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 5,39. Усл. кр.-отт. 5,63. Уч.-изд. л. 5,94. Тираж 20 000 экз. Заказ 6026. Цепа 30 к. Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10. Отпечатано в ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Зна- мени МПО ’’Первая Образцовая типография” Государственного комитета СССР по печати. 113054, Москва, М-54, Валовая ул., 28.
ВНИМАНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ! Энергоатомиздат готовит к изданию в 1991 году в серии "Библиотека электромонтера" следующие книги: Гордон С.В. Транспортные и такелажные работы на линиях электропередачи. Елизаров Е.А., Лукин В.П. Наладка и эксплуатация электроприводов посто- янного тока буровых установок. - 5,5 л.: 30 к. Зильберман В.А. Релейная защита сети собственных нужд атомных электростан- ций. - 8,5 л.: 45 к. Иноземцев Е.К. Предмонтажная ревизия и ремонт электродвигателей АЭС. - 7,5 л.: 40 к. Корнилович О.П. Техника безопасности при работе с инструментами и приспо- соблениями. — 7 л.: 35 к. Майборода Г. А. Устройство телемеханики УТМ-7 для систем управления в энер- госистемах. — 5,5 л.: 25 к. Панель высокочастотной направленной фильтровой зашиты ПДЭ-2802 / Я. С. Гель- фанд, Н.А. Дони, А.И. Левиуш и др. - 7,5 л.: 40 к. Певзиер Е.М., ЯуреА.Г. Эксплуатация крановых тиристорных электроприводов. - 6,5 л.: 35 к. Соколов Р. И. Эксплуатация и ремонт электродвигателей с термореактивной изо- ляцией. — 5,5 л.: 30 к. Толкачев Г. Л., Расторгуев В.Ф. Монтаж полимерной кабельной арматуры. - 7,5 л.: 40 к. Трунковский Л. Е. Электрические сети промышленных предприятий. — 2-е изд., перераб. и доп. - 8,5 л.: 45 к. Филатов А.А. Переключения в электроустановках 0,4-10 кВ распределительных сетей. - 8,5 л.: 45 к. Пире ль Я. А. Регулирование напряжения трансформаторами. - 8 п. Шабад М.А. Максимальная токовая защита. - 8 п. Шварцман А.З. Моя профессия - сельский электрик. - 6,5 л.- 35 к.

30 к.