Текст
                    БИБЛИОТЕКА

Э. К. ФЕДОРОВ
Э. М. ШНЕЕРСОН
ПАНЕЛЬ
ДИСТАНЦИОННОМ
ЗАЩИТЫ ПДЭ-2001
(ДЗ-751)




БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА Основа на в 1959 г. Выпуск 578 Э. К. ФЕДОРОВ, Э. М. ШНЕЕРСОН ПАНЕЛЬ ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ПДЭ-2001 (ДЗ-751) < *
ББК 31.27-05 Ф 33 УДК 621.316.925.45 Рецензент М, Н. Хомяков Редакционная коллегия: В. Н. Андриевский, С, А. Бажанов, Д. Т. Комаров, В, П, Лари- онов, Э, С, Мусаелян, С, П, Розанов, В. А, Семенов, А, Д. Смир- нов, А, Н, Трифонов, П, И, Устинов, А, А, Филатов Федоров Э. К., Шнеерсон Э. М. ф 33 Панель дистанционной защиты ПДЭ-2001 (ДЗ-751) — М.: Энергоатомиздат, 1985.— 96 с., ил.— (Б-ка электромон- тера; Вып, 578). 30 к, 11 000 экз. Рассмотрены принцип выполнения и методы проверки и наладки панелей новой дистанционной защиты линий электропередачи 500—750 кВ, выполненной с применением интегральной элементной базы. Панель серий- но выпускается промышленностью и заменяет панели типа ДЗ-5ОЗ. Подроб- но рассмотрен принцип действия основных узлов панели, в том числе измерительных органов, устройств блокирования при качаниях, устройства функционального контроля и даны рекомендации по их настройке. Приведе ны технические характеристики элементной базы панели. Для электромонтеров и мастеров наладочных и эксплуатирующих организаций, обслуживающих устройства релейной защиты и автоматики. 2302040000-380 ф ------------------114-85 051(01)-85 ББК 31.27-05 6П2.13 © Энергоатомиздат, 1985 2
ПРЕДИСЛОВИЕ Рост мощностей энергосистем и развитие электропередач высо- кого и сверхвысокого напряжения ужесточают требования к устройствам релейной защиты и, в частности, к дистанционным защитам линий электропередач. К настоящему времени в СССР имеется сеть линий электропере- дачи напряжением 750 кВ, и в ближайшем будущем предполагается осуществить передачу энергии на более высоком напряжении, К дистанционным защитам подобных линий предъявляется ряд требо- ваний, которым не удовлетворяет панель дистанционной защиты ДЗ-5ОЗ, выпускаемая Чебоксарским электроаппаратным заводом. Это прежде всего быстродействие и более сложные характеристики срабатывания измерительных органов. Наличие интенсивных пере- ходных процессов при повреждениях на протяженных линиях электропередачи существенно затрудняет получение необходимых показателей быстродействия и селективности измерительных орга- нов защит в переходных режимах [1], Необходимость наличия сравнительно сложных регулируемых характеристик измеритель- ных органов диктуется требованиями отстройки от различных нагрузочных режимов на протяженных электропередачах при со- хранении чувствительности к удаленным повреждениям в зоне резервирования, а также к повреждениям с дуговыми замыканиями. Для решения этих и ряда других задач совместными усилиями ряда организаций и прежде всего Всесоюзного научно-иссле- довательского института релестроения и института «Энергосетьпро- ект» была разработана новая дистанционная защита Д3-750, уста- новленная на первой в стране протяженной электропередаче 750 кВ СССР — Венгрия. Впоследствии защита усовершенствовалась (мо- дификация ДЗ-751) и окончательно освоена в серийном производ- стве под наименованием ПДЭ-2001. По сравнению с защитой Д3-503 защита ПДЭ-2001 обладает рядом принципиальных отличий и новых возможностей, прежде всего новыми характеристиками измерительных органов, большим быстродействием, значительно меныпим потр^га»«ете^ «м тока и напряжения, удобствами нДсЙ^^^О! ’/Дошита
выполнена с применением современной элементной базы (линейных и логических интегральных микросхем, герконовых промежуточ- ных реле, тиристорных отключающих блоков). Основные применен- ные новые решения по выполнению измерительных органов и устройства блокирования защиты при качаниях прошли тщатель- ную проверку путем моделирования процессов, возникающих в электропередаче напряжением 750 кВ при коротких замыканиях (КЗ). Цель настоящей книги — ознакомление персонала служб релей- ной защиты энергосистем с принципом действия, устройством, особенностями проверки, настройки и снятия характеристик новой полупроводниковой панели трехступенчатой дистанционной защиты ПДЭ-2001 (Д3-750, ДЗ-751), которая предназначена для замены панели ДЗ-5ОЗ и уже эксплуатируется в энергосистемах страны на линиях 500—750 кВ. Пожелания и замечания по книге просим направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат. , Авторы 4
1. НАЗНАЧЕНИЕ. ОСОБЕННОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ Панель дистанционной защиты типа ПДЭ-2001 предназначена для применения в качестве резервной защиты от всех видов междуфазных коротких замыканий линий электропередач высокого напряжения напряжением 500—750 кВ. Панель обеспечивает трех- фазную трехступенчатую защиту с независимой выдержкой време- ни в каждой ступени. Дистанционные органы панели снабжены частотными фильтрами и поэтому могут применяться на протяжен- ных линиях электропередач при наличии интенсивных переходных процессов. Дистанционная защита содержит устройство блокирова- ния при качаниях и не реагирует на качания или асинхронные режимы в линии. Благодаря наличию устройства блокирования при неисправностях в цепях напряжения исключается неправильное действие защиты при повреждениях цепей напряжения. Действие защиты предусмотрено совместно с устройствами автоматического повторного включения: однофазного (ОАПВ), трехфазного (ТАПВ) и быстродействующего (БАПВ) на отключе- ние двух воздушных выключателей с пофазным управлением. Предусмотрена также работа защиты совместно с устройством резервирования отказов выключателя (УРОВ), со схемой управле- ния реактором (СУР), с устройствами высокочастотного телеотклю- чения (ВЧТО) и др. Панели изготовляются в климатическом исполнении УХЛ или О категории 4 по ГОСТ 15150—69* для работы в закрытых помеще- ниях при температуре окружающего воздуха от —5 до +40° С при относительной влажности воздуха до 80% при температуре 25° С. Отличительной особенностью при выполнении измерительных органов и логической части панели является использование совре- менной микроэлектронной базы, в частности операционных усили- телей типа К553УД2 и логических микросхем типа К511. Последнее позволило существенно улучшить основные параметры защиты по сравнению с параметрами защиты на основе электромеханических реле. В частности, уменьшились габариты отдельных элементов защиты, повысилась чувствительность измерительных органов. Благодаря специальным характеристикам срабатывания улучшилась отстройка от максимальных нагрузочных режимов при обеспечении высокой чувствительности к удаленным КЗ через переходное сопротивление. Использование частотных фильтров в цепях форми- 5
рования сравниваемых величин позволило повысить быстродей- ствие и селективность защиты при КЗ на протяженной линии электропередач при наличии интенсивных переходных процессов. Использование современной элементной базы позволило сравни- тельно просто обеспечить функциональный контроль и самокон- троль исправности отдельных узлов защиты. 2. КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ И СОСТАВ ПАНЕЛИ Панель представляет собой металлическую конструкцию, основ- ные детали которой сварены из угловой стали и связаны между собой болтовыми соединениями. Габаритные размеры и расположе- ние аппаратуры приведены на рис. 1. Основные элементы защиты расположены в ^дулях, разме- щенных в четырех кассетах (по пять-шесть зВодуЛЙ в каждой). Кассеты образуют общую групповую оболочку модулей, обеспечи- вающую их защиту от внешних мехашчески^АкздЛггвий, проник- новения пыли и посторонних преИкетВ, а тяЦВ персонала от соприкосновения с токоведуй|йми частями, кассеты снабжены крышками из прозрачного материала и имеют степе^ защиты IP40, а ряды зажимов кассет, располсВеВые на ивВЖх стенках,— степень защиты IP00. Кассеты «Я^еют утопАИИ^ЧЬсполнение и закреплены на панели в горизонтальном положении. 6
Остальные элементы панели — испытательные блоки, автомати- ческий выключатель, накладки, сигнальные лампы, кнопка, перек- лючатель режимов—частично расположены на откидной двери и частично на плате, расположенной за дверью в нижней части панели. С задней стороны панели обеспечивается доступ к распола- гаемому здесь ряду зажимов. Дистанционная защита (рис. 1) включает в себя: четыре модуля блока питания и блок приемных реле типа МВ-702 (1); три модуля реле сопротивления I ступени типа МР-711 (2); три модуля реле сопротивления II ступени типа МР-712 (3); три модуля реле сопротивления III ступени типа МР-713 (4); модуль пускового органа блокировки при качаниях типа МБ-803 (5); модуль логики типа МЛ-701 (6); модуль проверки типа МК-701 (7); модуль реле-повторителей типа МВ-701 (8); модуль блокировки при неис- правностях в цепях переменного напряжения типа МБ-304 (9); два модуля управления типа МУ-011 (10). Обозначение каждого модуля проставляется на бланке, располо- женном в ручке модуля под прозрачной крышкой. Каждый модуль панели имеет обозначение, состоящее из дроби, в числителе которой указан тип панели (ПДЭ-2001), а знаменатель состоит из двух цифр, первая из которых обозначает номер кассеты, считая сверху вниз (от 1 до 4), а вторая — номер модуля в кассете, считая слева направо (от 1 до 6). Кроме цифр, указывающих расположение модуля, на бланке, расположенном в рукоятке модуля реле сопротивления, указывается римскими цифрами номер ступени и фазы, к которым подключено реле, а на бланках остальных модулей — сокращенное название модуля. Условное обозначение кассеты, а также рядов зажимов и разъемов проставляется на задней стенке кассеты. На задней стороне откидной двери и платы замаркировано обозначение элемента по принципиальной схеме панели. Маркиров- ка соединительных проводов внешнего монтажа выполнена встреч- ной, с указанием номера аппарата по принципиальной схеме или номера кассеты и номера зажима аппарата или монтажного номера ряда зажимов панели кассеты. На откидной двери панели расположены: переключатель SA1, обеспечивающий перевод панели в различные режимы: проверка, вывод, работа, 11; лампа, сигнализирующая о срабатывании защи- ты, 12; лампа, сигнализирующая о том, что защита выведена, 13; кнопка возврата схемы сигнализации 14; переключающие устрой- ства 15. На плите 16, расположенной за дверью панели, находятся: сигнальные лампы для проверки исправности контактного и бескон- тактного выходов 17, 18; лампа, сигнализирующая подачу напряже- ния 380 В на модуль проверки от постороннего источника 19; испытательные блоки электромагнитов отключения 20; испытатель- ные блоки цепей напряжения 21; испытательные блоки цепей тока 22, автоматический выключатель 23; зажимы для подключения 7
амперметра, вольтметра и миллисекундомера 24; проверочный блок цепей тока 25; контрольные разъемы выходных цепей 26. 3. ДИСТАНЦИОННЫЙ ОРГАН I СТУПЕНИ Принцип действия. В качестве дистанционного органа I ступени используется модуль типа МР-711 направленного реле сопротивле- ния (PC) с комбинированной характеристикой срабатывания, выпол- ненного на основе сравнения фаз нескольких электрических вели- чин [2,3]. На рис. 2 приведена структурная схема реле сопротивле- Рис. 2. Структурная схема PC I ступени ния I стуени, в которой приняты следующие обозначения: U, U$, I—соответственно линейное и фазное напряжения и разность фазных токов, подводимых к реле сопротивления; ДН1, ДН2— датчики линейного и фазного напряжений; ДТ—датчик тока; Ф1— Ф4—фильтры-сумматоры [4,5] на основе операционных усили- телей (ОУ), обеспечивающие формирование величин Ё\— Ё4, явля- ющихся линейной функцией напряжения U и тока 1. Подавление составляющих частот, отличающихся от основной, обеспечивается наличием в цепи обратной связи каждого сумматора двойного Т-образного RC моста (на частоте 150 Гц подавление должно быть не менее чем в 2,5 раза); БП—блок памяти; СС1, СС2—схемы сравнения величин £л — Ё4 по фазе. Предложенное в [6] сочетание внутренней (быстродействующей) и внешней (замедленной) областей характеристик срабатывания позволяет обеспечить высокое быстродействие и селективность PC в условиях интенсивных переходных процессов на протяженной ВЛ, а также достаточную чувствительность PC к замыканиям через переходное сопротивление. Для комбинированной характеристики этот принцип отражен в [11]. В схеме рассматриваемого дистанционного органа I ступени [11] реализовано подобное сочетание областей срабатывания. При этом 8
Рис. 3. Характеристика срабатывания PC I ступе- ни Рис. 4. К получению четыреху- гольной характеристики сраба- тывания PC схемы сравнения СС1 и СС2 образуют два канала, включенных по логической схеме ИЛИ, которая и позволяет получить характери- стику срабатывания в виде комбинации четырехугольника и эллип- сообразной фигуры (рис, 3). Быстродействие PC при повреждениях вблизи линии Zz Z^ (металлические КЗ) обеспечивается каналом, формирующим эллип- сообразную фигуру, образованную дугами, опирающимися на точки Z2, Z3. В силу узости этой характеристики не имеется существен- ных удлинений зоны в переходных режимах, несмотря на высокое быстродействие канала. Чувствительность к переходным сопротивлениям обеспечивает- ся каналом формирования четырехугольной характеристики с вер- шинами в точках Zi, Z2, Z3, Z4. Этот канал для отстройки от излишних срабатываний в переходных режимах имеет большее время срабатывания. Оба канала объединяются по схеме ИЛИ, образуя комбинированную характеристику срабатывания. Кроме того, структурная схема включает в себя: ФИН1— формирователь импульсов несовпадения [4,7] первого канала, обес- печивающего получение характеристики срабатывания в виде четы- рехугольника; РО1 — реагирующий орган, срабатывающий при дли- тельности импульса несовпадения, большей ty; ФИН2— формирователь импульсов несовпадения второго канала, обеспечи- вающего получение характеристики срабатывания в виде двух дуг пересекающихся окружностей; РО2—реагирующий орган второго канала, срабатывающий при заданном соотношении длительностей импульсов несовпадения и совпадения мгновенных значений вели- чин, подводимых к ФИН2. В реле используется принцип одновременного сравнения фаз нескольких электрических величин на основе время-импульсных схем сравнения [2—4]. В соответствии с ним для получения четырехугольной характеристики (рис. 4) срабатывания формиру- 9
ются четыре величины Ёу— Ё4, каждая из которых является линейной функцией тока и напряжения контролируемой цепи: Аф1 An^j= Аф1 Аи^^—; Zj=~~А12/Ан» Д> = Аф2 (а21 А+ А 22^) ~ Аф2А 21 — 2^ “ А22/ А21 ’ Ёз~Афз (_Аз1 Азг^ = АфзАз i^z-z?); ~~ ^32/ ^3i; АфД^Ад! ^"A42^j ==Аф4А41^(^“"^?4) > J?4= А42/A41 ’ (1) где Дф] —/Сф4 — коэффициенты передачи частотных фильтров в трактах формирования сравниваемых величин. При этом особые точки Z], Z2, Z3, Z4 располагаются в вершинах четырехугольника. С целью упрощения и обеспечения необходимых динамических свойств коэффициенты передачи филь- тров и коэффициенты при величине U по выражению (1) принима- ются действительными числами, равными между собой, т. е. кф1 —&ф2~^фз = &ф4=&ф; ки = ^21 = ^31 — &41~Вн- если характеристика PC I ступени проходит через начало координат, то особая точка Z3 располагается в начале координат С£з=О) и коэффициент кз2 в соответствии с (1) принимается равным нулю. Для устранения мертвых зон и обеспечения четкой направ- ленности при близких повреждениях предусмотрена подпитка от блока памяти БИ, к которому подводится напряжение от неповреж- денной фазы Пф при двухфазных замыканиях (см. рис. 2). С учетом этого выражения (1) для PC I ступени принимает вид: А = Аф^114^-^1)’ —1“ ~ А12/А11’ А?— Аф^и^~ Z^ ; Z2= — А22/А10 Д=Аф^и^+АпЦ>; 2з=0; А4— Аф^'п^г?- Z^ ; Z^~ — А42/А10 (2) где кв— комплексный коэффициент передачи блока памяти, обеспе- чивающий совпадение фазы величин kyyU и кпиф и запоминание величины Ёв—кпиф. Напряжения Ё ] — Ё4 поступают на вход время-импульсной схемы сравнения по фазе СС1, содержащей формирователь импуль- сов несовпадения мгновенных значений сравниваемых величин ФИН1 и реагирующий орган РО1. Формирователь импульсов несовпадения формирует двухполупериод ные импульсы (рис. 5,а), длительность которых tHC равна времени несовпадения мгновенных значений е\ — е4 сравниваемых величин, т. е. пропорци- ональна углу а расхождения начальных фаз этих величин. Под воздействием импульсов Гф в интегрирующем элементе РО1 форми- 10 Рис, 5. Временные диаграммы работы схемы СС1, реализующей четыреху- гольную характеристику срабатывания: а—КЗ вне зоны действия; б—КЗ в зоне действия руются импульсы еи, величина которых в нормальном режиме не превышает порога срабатывания ив реагирующего органа. При многоугольной характеристике постоянная времени интегрирующе- го элемента выбирается таким образом, что срабатывание РО1 происходит при ^нс-тг/о)” 10 мс, когда угол а=тг. При этом амплиту- да импульсов еи=иП‘ При КЗ в зоне действия угол а>тт (рис. 5,6), а импульсный сигнал Гф превращается в сплошной сигнал несовпа- дения. Таким образом, срабатывание РО1 обеспечивается при угле расхождения векторов Ёу— Ё4 Так как с учетом (1) и (2) фазовые отношения между векторами Ё1, Ё2, Ё3, Ё4 соответствуют фазовым соотношениям между векторами Z—Z], Z—Z2, Z—Z3, Z—Z4, каждый из которых определяется одной из вершин Zy, Z2, Z3, Z4 характеристики реле, приведенной на рис. 4, и точкой на комплексной плоскости, соответствующей повреждению, например точками Z', Z", Z_' . При этом для любых точек Z^Z\ находящихся внутри заданной характеристики, угол между крайними из векторов с/>тг. а для любых точек Z = Z"; находящихся вне характеристики, угол между крайними из векторов a"<ir. Граничным случаем является нахожде- ние точки Z = ZW на характеристике срабатывания, когда угол между крайними из векторов а'" ~тг. Углу a'>ir, т. е. нахождению точки Z внутри характеристики, ограниченной заданным четырех- угольником Z], Z2, Z3, z4, соответствует сплошное несовпадение в любой момент врежени знаков мгновенных значений еу— е4, опре- деляющих векторы (Z—Zi)^(Z—Z4) (рис. 5,6), а углу a"<ir, т. е. нахождение Z вне четырехугольника, соответствует такое соотно- И
Рис. 6, К получению эллипсообразной хавается путем сравнения по фазе время-импульсным способом величин теристики срабатывания PC и на выходе фильтров — сумматоров Ф2 и ФЗ. На выходе ФИН2 формируется импульсный сигнал е$, длитель- ность отрицательных импульсов которого пропорциональна времени несовпадения Гнс знаков мгновенных величин е2 и ез, а длитель- ность положительных импульсов — времени совпадения tc указан- ных величин. С выхода ФИН2 прямоугольные импульсы поступают на РО2, который обеспечивает сравнение времени несовпадения £нс с време- нем совпадения tc (рис. 7) и срабатывает при заданном соотношении (3) где т3 — постоянная времени заряда интегрирующего элемента РО2; тр — постоянная времени разряда интегрирующего элемента; к—коэффициент пропорциональности, определяющий уставку по срабатыванию РО2. Так как Гнс=ф/<о, а Г-(л— ф)/<о, где ф — угол между Ё2 и Ёз. то условие срабатывания РО2 с учетом (3) принимает вид /СТГ Фср=Т+1 ’ (4) где фср — граничный угол срабатывания. Диапазон углов ф, в котором обеспечивается срабатывание реле, определяется выражением Ё2 <₽ср=еаг8Т=е2'тт_фч>' (5) 21з Так как в соответствии с (1) и (2) угол между величинами Ё2 и Ез равен углу между векторами Z—Z2 и Z—Z3, то эллипсообраз- Рис. 7, Временные диаграммы работы схемы СС2, реализующей эллипсооб ная характеристика срабатывания реле по выражению (5) имеет вид разную характеристику срабатывания: двух дуГ пересекающихся окружностей и описывается выражением а—КЗ вне зоны действия; б—КЗ в зоне действия шение €1 — €4, при котором в течение полупериода имеются некоторые моменты времени, когда все четыре величины совпада- ют по знаку (рис. 5,а). При частоте 50 Гц минимальная уставка РО1 по времени срабатывания ty должна выбираться из условия ty^10 мс. Однако благодаря наличию сплошного несовпадения сигнала при КЗ в зоне действия уставка РО1 по времени срабатывания может выбираться и большей, чем 10 мс, что не изменяет характеристику срабатывания PC, но в ряде случаев полезно для исключения ложных срабатываний защиты в переходных режимах. Для повЫ' шения селективности реле в условиях интенсивных переходных процессов на протяженной ВЛ уставка РО1 по времени tу>40 мс. Эллипсообразная характеристика срабатывания (рис. 6) получа- 12 <₽cp«arg|-|i=s2iT-<pcp. (6) При этом для любых точек Zj^ZS, находящихся внутри задан ной характеристики (см. рис. 6), угол между векторами Z Zji и Z—Z\ по абсолютному значению ф'>ФсР, а Для точек > находящихся вне характеристики, ф"<фср- Если обозначить соотно- шение осей эллипсообразной характеристики через е, то справедли- вы соотношения: Фср=2агс^ е, а _ larcctg 8 — -TT-2arcctg е ’ ' ' ' 13
ТА1 X3:9 —« <----- хг.зь^) Рис. 8. Принципиальная схема PC I ступени X3'12 хз:ю ХЗ'З X3l8 хз:14 VD1 *xi:4a i—-<xs;:5 R6 CZ&Xr.Sb l^^xroc X3:15 хз:в X3\2 Х1:1а <XS1:4 xi:ib(-i5ty <xsi:e Xi:2b(+15ty <xsi:h KL1 ХГАс <XS1:15 Х1:5Ь <XS1:5 Ш <XS1:7 )Xi:7b X1‘.9b <XS1:8 Учитывая, что выходы РО1 и РО2 объединяются по с хе mi ИЛИ, характеристика срабатывания реле получается комбинирован ной (см. рис. 3). Принципиальная схема модуля реле сопротивления I ступени тип! МР-711 (рис. 8). Для формирования сигналов, пропорциональны) напряжению защищаемой сети, используются трансформаторь напряжения TV1 и TV2, включаемые соответственно на линейное * фазное напряжения. С помощью переключателя ХВ1 грубоб регулирования ,(N—100, 50, 25, 12 и 6%) и потенциометра Ш плавного регулирования (к = 1 -ь0,4) изменяется значение коэффици ента кп и изменяются модули особых точек Zi, Z2, Z$, Z4, т. е. масштаб характеристики в плоскости Z. Уставка реле в зависимо' сти от положения переключателя ХВ1 и потенциометра R4 определяется из выражения у „ ------ (5. N к где к—коэффициент регулирования, выставляемый с помощь^ потенциометра R4. Для формирования величин, пропорциональных разности фаз ных токов, используется промежуточный трансформатор тока ТА1 14
Рис. 9. Схема полупроводниковой части PC 1 ступени 15
Варистор К 7 служит для защиты полупроводниковой части PC от возможных перенапряжений при больших токах КЗ. Напряжения, пропорциональные разности фазных токов, снима- ются с резисторов R2 и R3 делителя. Синусоидальные величины, пропорциональные току и напряжению защищаемой линии, подво- дятся через разъем ХЗ на вход полупроводниковой части PC (блок Е1, схема которого приведена на рис. 9). Формирование сравниваемых величин, подводимых к схеме сравнения, производится с помощью сумматоров Е1—Е4 на основе операционных усилителей А. В цепи обратной связи операционных усилителей включен двойной Т-образный мост на основе ЕС-цепей (С2—С4, R2 — R4), настроенный на промышленную частоту. Это обеспечивает у блоков Е1 — Е4 помимо возможностей суммирова- ния и избирательные частотные свойства. Для выполнения защитных функций по входному сигналу усилителя и «гибкого» ограничения сигнала в цепи обратной связи операционного усилителя использован диодный мост VS1. В цепи обратной связи параллельно двойному Т-образному мосту включена последовательная цепь из двух встречно включенных диодов моста VS1, резистора R1, конденсатора С1. При малых уровнях сигналов диоды заперты, что увеличивает общее сопротивление цепи обрат- ной связи и коэффициент передачи схемы, а также обеспечивает необходимую чувствительность PC. Составляющие, пропорциональные напряжению, подводятся че- рез зажим ХЗ:10* и реализуют коэффициент к^ в выражениях (2). Так как ко входу.операционных усилителей напряжение подводится через резисторы R2 — R5, то коэффициент к и является действи- тельным числом. Формирование коэффициентов активной и реактивной составля- ющей особой точки Zi, лежащей в первом квадранте, осуществля- ется с помощью цепи С1—R1, а формирование коэффициента реактивной составляющей точки Z2— с помощью конденсатора С2. Фазное напряжение с выхода TV2 (см. рис. 8) подается на блок «памяти», представляющий собой активный полосовой фильтр, на основе операционного усилителя Е5 с двойным Т-образным мостом (R20—R23, С6—С8) в цепи обратной связи и фазосдвигающей входной цепью R19—С5, настроенный на основную частоту. Активный полосовой фильтр обеспечивает нахождение в проти- вофазе выходного напряжения относительно входного. Запомина- ние указанного напряжения для обеспечения работы реле при трехфазных повреждениях в месте установки защиты достигается благодаря высокой добротности активного фильтра. Подстройка собственной частоты резонанса фильтра осуществляется с по- * Принцип обозначения разъемов и контрольных точек поясняется на примерах: ХЗ:10—зажим (контакт) 10 разъема ХЗ; - XS1:1—зажим (контакт) 1 контрольного разъема XS1; ХР1—контрольная точка 1 печатной платы.. 16 мощью резистора R23. Так как фазное напряжение не совпадает с линейным, необходимый для их совпадения фазовый сдвиг сумми- руемых токов осуществляется с помощью конденсатора СЗ, под- ключенного на входе сумматора ЕЗ. Для формирования величины Ё3 в соответствии с выражением (1) на вход сумматора ЕЗ подводится напряжение U с датчика TV1 (см. рис. 8) по цепи через резистор R4. Формирование коэффициентов активной и реактивной составля- ющей особой точки Z4, лежащей в четвертом квадранте, осуще- ствляется с помощью цепи R6—С4. В отличие от точек Z] и Z2 для формирования точки Z4 используется напряжение противоположно- го знака, снимаемое с резистора R3 делителя R2—R3 на выходе датчика тока ТА1 и подводимое к полупроводниковой части через зажим Х3:8. После суммирования и фильтрации на выходе блоков Е1 — Е4 формируются величины — Ё4, которые соответственно усилива- ются масштабными усилителями Е6 — Е9 и подаются на входы формирователей импульсов несовпадения ФИН1 и ФИН2. Элементы схемы сравнения СС1. Двухполупериодный формиро- ватель импульсов несовпадения ФИН1 содержит диодные селекто- ры положительного и отрицательного сигналов на основе выпрями- тельных мостов VS1 и VS2, делители напряжений из резисторов R24, R26 и R25, R27 с диодами VD1, VD2 и операционный усилитель (ОУ) ЕЮ, включенный дифференциально по отношению к средним точкам делителей. На выходе селектора положительного сигнала формируются положительные импульсы, которые через резистор R24 поступают на вход 1 усилителя ЕЮ и на ограничива- ющий амплитуду этих импульсов диод VD1. На выходе селектора отрицательного сигнала формируются отрицательные импульсы, которые через резистор R25 поступают на вход 2 усилителя ЕЮ и на ограничивающий амплитуду этих импульсов диод VD2. Для правильного функционирования схемы необходимо, чтобы на выхо- де ФИН1 были положительные импульсы при совпадении знаков мгновенных значений сравниваемых величин и отрицательные им- пульсы при их несовпадении. Для получения отрицательного импульса на выходе ФИН1 необходимо, чтобы потенциал точки 7 на инвертирующем входе операционного усилителя ЕЮ был выше потенциала точки 2. В противоположном случае импульс на выходе операционного усили- теля ЕЮ будет положительным. При несовпадении мгновенных значенй равниваемых величин Е\ Ед по знаку одновременно открыты хотя бы один из диодов селектора положительного сигнала и хотя бы один из диодов селектора отрицательного сигнала. При этом напряжением с диод- ного селектора положительного сигнала открыт диод VD1, потенци- ал и 1 точки 1 стя 1^^йп^я~лТ(ж^^&ите л падения напдяжСния uq на открытий диодного ^йекг^^^^ф^ца^ед^нбг^ 2 ИЧ . . ^й я с 2 17
на неинвертирующем входе операционного усилителя ЕЮ снижает- ся, при достаточном уровне отрицательного сигнала становится отрицательным и непревосходящим по значению напряжения Ио на открытом диоде VD2. Таким образом, при несовпадении мгновенных значений сравни- ваемых величин имеется положительное напряжение между входа- ми 1 и 2 операционного усилителя ЕЮ и появляется отрицатель- ный сигнал на выходе ФИН1. При одинаковых знаках мгновенных значений величин Ё1— Е4 в случае их положительности открыты диоды селектора положитель- ного сигнала и имеется положительный сигнал Ui на инвертиру- ющем входе 1 операционного усилителя ЕЮ, не превосходящий по значению прямого падения напряжения ио на открытом диоде VD1. В селекторе отрицательных сигналов напряжением от источника + 15 В в указанном режиме открыт один из диодов, соответству- ющий минимальному из напряжений на выходах блоков Ев—Ед. При этом напряжение на выходе селектора положительно и потенциал иг по значению больше По, что обеспечивается соотно- шением резисторов R25, R27. Таким, образом, при совпадении знаков мгновенных значений величин Б] — Ёд в случае их положительности между входами 1 и 2 операционного усилителя ЕЮ имеется отрицательное напряжение и на выходе ФИН1 появляется положительный сигнал. Аналогично схема работает при совпадении знаков величин Е\ — Ед в случае их отрицательности. С выхода ФИН1 сигнал поступает на реагирующий орган РО1, обеспечивающий сравнение времени несовпадения сравниваемых величин с заданным. Реагиру- ющий орган РО1 содержит согласующий каскад из логического элемента D1.1 и элемент выдержки времени, выполненный с использованием транзистора VT1 и порогового элемента D1.2 На входе транзистора VT1 включен интегрирующий контур R30, С9, обеспечивающий необходимую выдержку времени (влиянием сопро- тивления R31 из-за его малого значения можно пренебречь). При совпадении знаков сравниваемых величин на выходе операционного усилителя ЕЮ присутствует положительное напряжение. Указан- ное напряжение через открытый диод VD3 поступает на вход логического элемента D1.1, что соответствует состоянию наличия логического сигнала 1 на этом входе. При этом на выходе элемента D1.1 присутствует логический сигнал 0. Конденсатор С9 через токоограничивающий резистор R31, открытый диод VD4 и выход элемента D1.1 разряжен, на выходе транзистора VT1, работающего в режиме эмиттерного повторителя, также присутствует логический сигнал 0, а на выходе логического элемента DL2 присутствует логический сигнал 1. Последнее соотвествует нахождению рассмат- риваемого канала реле сопротивления в исходном состоянии. При появлении КЗ в зоне действия реле имеется постоянное несовпадение знаков сравниваемых величин. При этом на выходе операционного усилителя ЕЮ появляется отрицательное напряже- 18 ние диод VD3 закрывается и через резистор R28 вход логического элемента D1.1 подключается к общей точке схемы, что соответ- ствует состоянию наличия логического сигнала 0 на этом входе. При этом на выходе элемента D1.1 появляется логический сигнал 1 диод VD4 закрывается и начинается заряд конденсатора С9 через резистор R30. Напряжение на базе транзистора VT1 (а следовательно, и на его эмиттере) плавно увеличивается и после истечения заданной выдержки времени на входе элемента D1.2 напряжение начинает превышать его пороговый уровень. В этот момент происходит переключение логического элемента D1.2 и на его выходе появляется логический сигнал 0. Последнее соответ- ствует нахождению рассматриваемого канала реле сопротивления в сработанном состоянии. При внешнем КЗ на выходе операционного усилителя ЕЮ формируется последовательность импульсов с удво- енной частотой сети с длительностью отрицательных импульсов, не превышающей полупериод промышленной частоты (772) и хотя бы кратковременной длительностью положительных импульсов. Если выдержка элемента времени выбирается большей, чем Т/2, то из-за практически мгновенного периодического разряда емкости С9 в моменты появления положительных импульсов на выходе усилите- ля ЕЮ и плавного заряда в моменты отрицательных импульсов напряжение на входе элемента D1.2 имеет пилообразную форму и не превышает его пороговый уровень переключения. На выходе элемента D1.2 при этом присутствует логический сигнал 1, что соответствует нахождению выхода рассматриваемого канала в исходном несработанном состоянии. Элементы схемы сравнения СС2. Двухполупериодный формиро- ватель импульсов несовпадения ФИН2 содержит диодные селекто- ры положительного и отрицательного сигналов на основе одного выпрямительного моста VS3, делители напряжений из резисторов R34, R36 и R35, R37 с диодами VD6, VD7 и операционный усилитель Е11. Конденсаторы СП, С12 подключены к источникам питания ±15 В, что повышает помехоустойчивость схемы при наличии коммутационных помех по цепям питания. К формировате- лю ФИН2 подводятся лишь две сравниваемые величины Ёг и ЁЗ, благодаря чему рассматриваемый канал обеспечивает характеристи- ку срабатывания в виде двух пересекающихся дуг окружностей (см. рис. 3). В остальном формирователь ФИН2 выполнен и работает аналогично формирователю ФИН1 канала СС1. С выхода ФИН2 сигнал поступает на реагирующий орган РО2, обеспечивающий сравнение времени несовпадения сравниваемых величин с временем их совпадения. Реагирующий орган РО2 содержит двухполярную схему формирования стабилизированных по амплитуде прямоуголь- ных импульсов несовпадения и совпадения сравниваемых величин с использованием резистора R38, выпрямительного моста VS4 и стабилитрона VD8, блок интегрирования с использованием заряд- ной VD10, R41 и разрядной VD9, R40 цепочек, операционного 19
усилителя Е12 с интегрирующим конденсатором С14 в цепи обратной связи и выходной пороговый элемент D1.3. При совпадении знаков сравниваемых величин на выходе опера- ционного усилителя Е11 присутствует положительное напряжение. При этом через резистор R38, соответствующие диоды моста VS4 и стабилитрон VD8 к общей точке схемы Oi подтекает ток. На выходе открытого диода VD9 формируется при этом стабилизиро- ванное положительное напряжение, а через сопротивление R40 к точке 1 усилителя Е12 подтекает разрядный ток. При этом на выходе усилителя Е12 присутствует небольшое отрицательное напряжение, ограниченное диодом VD11, а конденсатор С14 прак- тически разряжен. Указанное напряжение через токоограничива- Ющий резистор R42 поступает на вход логического элемента D1.3, что соответствует состоянию наличия логического сигнала 0 на этом входе. При этом на выходе элемента D1.3 присутствует логический сигнал 1, что соответствует нахождению рассматрива- емого канала в исходном состоянии. При появлении КЗ в зоне действия на линии максимальной чувствительности реле обеспечивается постоянное несовпадение знаков сравниваемых величин. При этом на выходе операционного усилителя Е11 появляется отрицательное напряжение и от общей точки схемы Oi через соответствующие диоды моста VS4, стаби- литрон VD8 и резистор R38 проходит ток. Благодаря этому на выходе открывшегося диода VD10 формируется стабилизированное отрицательное напряжение, а через резистор R41 от точки 1 усилителя Е12 проходит зарядный ток. При этом потенциал на выходе усилителя Е12 плавно увеличивается и по истечении заданной выдержки времени на входе элемента D1.3 напряжение начинает превышать его пороговый уровень. В этот момент происходит переключение логического элемента D1.3 и на его выходе появляется логический сигнал 0. Последнее соответствует нахождению рассматриваемого канала реле сопротивления в срабо- танном состоянии. При появлении внешнего КЗ на грани зоны срабатывания канала на выходе усилителя Е11 формируется последовательность импульсов с удвоенной частотой сети с длительностью отрицатель- ных импульсов, не превышающей длительность положительных импульсов в к раз. Эксцентриситет эллипсообразной характеристи- ки принимается равным е~0,75. Если минимальная уставка по времени срабатывания РО2 от момента появления отрицательного сигнала на выходе Е11 до момента переключения D1.3, соответ- ствующая заданному эксцентриситету, ty. min >ФсрМ, то при вне- шнем КЗ на выходе усилителя Е12 формируются импульсы треугольной формы, амплитуда которых не превышает пороговый уровень элемента D1.3. На выходе элемента D1.3 при этом присутствует логический сигнал 1, что соответствует нахождению выхода рассматриваемого канала в исходном несработанном состо- янии. В данном случае при s=0,75 ty, min^6 мс. 20
Рис. 10. Временные характеристики PC I ступени Особенностью работы канала является то, что выдержка времени может выбираться большей Ш1-п (например, 10 мс). Последнее обстоятельство не приводит к искажению формы харак- теристики. Указанное повышает селективность реле в условиях интенсивных переходных процессов на линии без дополнительного усложнения схемы. Выходы элементов D1.2, D1.3 объединены, благодаря чему обеспечивается логическая операция ИЛИ, необходимая для полу- чения характеристики рис. 1. Через зажимы ХЗ: 14 и Х1:4а на рис. 8 логический сигнал может поступать в цепи логики дистанционной защиты. Для сигнализации работы реле можно использовать светодиод VD1 (рис. 8) при подключении клеммы Х1:6в к положительному источнику питания (+15 В) в режиме проверки панели. Реле KL1 позволяет осуществлять проверку выходной части модуля при внешнем управлении с панели. При подаче напряжения на обмотку KL1 его контакт замыкается и через клемму Х3:15 подает логический сигнал 0 на вход элемента D1.1. В результате на выходе модуля появляется логический сигнал 1 на время замкнуто- го состояния реле KL1 (последнее возможно лишь при установке модуля в групповой кассете). При удалении модуля из групповой кассеты реле KL1 можно использовать для внутренних проверок модуля. На рис. 10 приведены зависимости времени срабатывания реле сопротивления I ступени tcp— fl——\ при угле максимальной I ^y,min I чувствительности, ZK=0,6 Zy и различных токах короткого замыка- ния Д Где min—минимальная уставка реле при полностью введенных вторичных витках трансформатора напряжения (N=100%) и потенциометре плавной регулировки R4; Zy—уставка реле при различных значениях N и плавном регулировании; т,р' точной работы реле. 21
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ PC I СТУПЕНИ 1. Диапазон уставок по сопротивлению срабатывания при угле макси- мальной чувствительности между током и напряжением ср=88° составляет 7,5—150 (1,5—30) или 3,0—60 (0,6—12) Ом/фазу. (Здесь и далее значения, указанные в скобках, соответствуют исполнению модуля на 5 А.) 2. Характеристика срабатывания составная, представляющая собой комбинацию четырехугольника и эллипсообразной фигуры, проходящей через начало координат комплексной плоскости сопротивлений (см. рис. 3). 3. Диапазон токов десятипроцентной точности 7Т;Р при угле между током и напряжением 88° обеспечивается при фазных токах двухфазного КЗ в пределах от 0,2 (1,0) до 6,7 (33,5) А при Zy, min==7,5±0,75 (1,5±0,15) Ом/фазу и в пределах от 0,5 (2,5) до 16,7 (83,5) А при Zy. min =3±0,3 (0,6±0,06) Ом/фазу (в зависимости от исполнения). 4. Время срабатывания реле не превышает 30 мс при Z=(0-^0,6) Zy при угле максимальной чувствительности и токе, равном двойному гарантиро- ванному току точной работы 1Тр. Зависимость времени срабатывания от отношения Zy / Zy min при Z=0,6 Zy и различных токах КЗ приведена на рис. 10. 5. Надежное срабатывание при КЗ обеспечивается в месте установки защиты с токами КЗ от 21т р до 20 Тном в диапазонах отклонений частоты на ±2 Гц от номинальной и температуры от -5 до +40° С. 6. Отклонение сопротивления срабатывания при угле между током и напряжением 88° в рабочем диапазоне температур не превышает +7% значений, указанных в п. 1. Токи точной работы увеличиваются при этом не более чем на 20% по отношению к значениям по п. 3. 7. Потребление по цепям тока при номинальном токе — не более 0,2 В-А на фазу. 8. Потребление по цепям напряжения реле сопротивления при номи- нальном напряжении — не более 1,5 В-А на фазу. Настройка модуля PC I ступени. Для реле с многоугольной характеристикой срабатывания (в отличие от круговой) понятие «угол максимальной чувствительности» реле не имеет смысла. Поэтому такие реле не требуют настройки угла максимальной чувствительности на угол линии. Так как в PC I ступени использу- ется комбинированная характеристика, то понятие угол максималь- ной чувствительности имеет смысл лишь для эллипсообразной характеристики. Для упрощения угол максимальной чувствительно- сти эллипсообразной характеристики в PC I ступени не регулирует- ся и составляет 88°. Понятия «уставка» и «смещение» при некото- ром угле настройки, принятые для реле с круговыми характеристи- ками, являются приемлемыми и для реле с многоугольными характеристиками. Панель поставляется заводом проверенной с модулями реле сопротивления, настроенными на минимальную уставку. Настройка реле сопротивления I ступени на необходимую уставку производит- ся следующим образом. В соответствии с (8) выставляют ориентировочное значение заданного сопротивления уставки, изменяя положение переключа- теля ХВ1 (,,N %“) и потенциометра R4(,J<“) (см. рис. 8), маркиров- 22 ка положений которых указана на лицевой плате модуля. Из-за отсутствия регулирования в цепях тока выбор рациональной отпай- цепях напряжения не имеет принципиального значения. При максимальной чувствительности, равном 88° (или заданном подводят к реле номинальный ток (или и расчетное напряжение Uab, ки в угле угле настройки <р настр заданный ток настройки) 1АВ определяемое из выражения АВ.ср ^АВ^у> где —заданное сопротивление уставки. Изменяя положение потенциометра R4(,,Л“) и переключателя в случае необходимости добиваются начала срабатыва- ния реле. После этого положение потенциометра Я4(,,1С) следует зафиксировать контргайкой и проверить правильность настройки реле повторным снижением напряжения Uab от 100 В до напряжения срабатывания. После настройки уставки по сопротивлению срабатывания про- веряют коэффициент возврата реле. Для этого добиваются сраба- тывания PC и затем плавно увеличивают напряжение U АВ до момента возврата реле. Коэффициент возврата кв, определяемый из отношения напряжения возврата к напряжению срабатывания, должен быть не более 1,05. После этого проверяют статическую направленность PC. Про- верку статической направленности допускается производить при наличии iAB, Uab, Uco путем размыкания переключателя ХВ1 При этом PC превращается в реле направления мощности с зоной работы от 345 до 155°. После этого переключа- тель ХВ1 устанавливают в прежнее положение (соответ- ствующее выставленной уставке) и проверяют характеристику срабатывания PC через угол не более 30°. Следует отметить, что благодаря использованию принципа сравнения фаз, при отсутствии одной из величин (тока или напряжения) исправное PC не имеет ложных срабатываний (самоходов), которые возможны у реле на основе сравнения абсолютных значений. Поэтому не требуется принятия дополнительных мер для исключения самоходов реле. Для проверки динамических характеристик действия PC по «памяти» производят имитации близких трехфазных КЗ как в зоне действия защиты, так и внешних (т. е. за «спиной»). Имитацию допускается производить по двухфазной схеме, т. е. оперируя напряжениями U АВ и U со- Контроль срабатывания PC наиболее просто производить по останову миллисекундомера, подключаемого к зажимам панели «Останов секундомера». При этом не проверяемые PC I ступени, а также все PC II и III ступеней следует выставить из разъемов кассет. Динамическая зона работы может несколько уменьшаться по сравнению со статической и составляет от 350 до 145°. Динамическая зона отсутствия срабатывания должна составлять от 23
165 до 335°., При несоответствии последнего следует произвести подстройку «памяти» резистором R23. У правильно настроенного реле динамическая зона действия близка к статической. В случае неисправности PC или несоответ, ствия его параметров гарантируемым необходимо произвести до. полнительную проверку PC по методике заводской настройки на отдельном (вынутом из кассеты) модуле. Дополнительная проверка и настройка PC производится при полностью введенных вторичных витках трансформатора напряже- ния и потенциометре плавной регулировки R4. Перед настройкой необходимо соединить зажимы XI:Ос с XI :4с; Х1:5в, Х1:6в с Х1:2в, а к зажимам Х1:1в, Х1:2в, Х1:3в подключить цепи от блока питания + 15 В, —15 В, 0 соответственно. Предварительная проверка функционирования усилителей — формирователей прямоугольных импульсов осуществляется с по- мощью осциллографа, подключаемого между общей точкой схемы (вывод XS1:2) и выходом соответствующего усилителя (контроль- ные точки ХР5—ХР8). К реле подводятся переменное напряжение Uab~ 100 В частоты 50 Гц к зажимам XI:7а и XI:9а и напряжение Йсо=58 В к зажимам XI:7с и XI :9с. На выходе каждого из усилителей должны наблюдаться разнополярные прямоугольные импульсы с примерно одинаковой длительностью положительного и отрицательного значений и с перепадом напряжения не менее ±12 В. Для настройки блока «памяти» при замкнутых выводах XI:7а и Х1:9а к выводам Х2:3 и Х2:6 (выводы Х2:4 и Х2:5 замкнуты) следует подать ток 1Ав = 1н, а на выводы XI:9с и XI:7с— напряжение Йсо, равное 58 В. При угле между током 1АВ и напряжением Uлв, равным 345°, подстройкой потенциометра R23 необходимо добиться начала свечения светодиода VD1. Для проверки исправности ФИН1 входы осциллографа следует подключить к точкам XS1:2 и ХР12. При токе 7А#=0 и напряжении Пав = Ю0 В на экране осциллографа должно наблюдаться положи- тельное напряжение не менее 12 В (возможно также появление кратковременных отрицательных импульсов с соотношением дли- тельностей положительных и отрицательных значений не менее 15). Аналогично проверяется исправность ФИН2 (точки XS1:2, ХР14). Для проверки выдержки времени РО2 используется миллисе- кундомер (например, типа Ф209). Для этого при отсутствии входных величин пусковой ключ (зажимы 4 и 5) миллисекундомера следует подключить к точкам ХР15 и XS1:6, зажимы «Останов» (7 и 8) миллисекундомера следует подключить к точкам XSl:7 и XS1:8, а обмотку контрольного реле KL1 точками XSl:15 и XS1:5 следует подключить к точкам XS1:14 и XS1:3. При переводе ключа миллисекундомера в положение «Пуск» миллисекундомер должен показывать (с учетом времени срабатывания реле KL1) время, равное 11 ±2 мс. Проверка выдержки времени РО1 производится аналогично. 24 При этом зажимы 4 и 5 миллисекундомера следует переключить на точки XS1:4 и XS1:2. Замеренное время должно быть равно 41 ±8 мс. Проверка уставки срабатывания PC производится при подведе- нии Iab = ^h, Пав = 100 В, Uco-58 В, при угле <р между током 1АВ и напряжением ЙАв, равным 88°. Плавно уменьшая напряжение ПАв, необходимо добиться срабатывания реле (которое фиксируется по началу свечения светодиода VD1). Уставку по сопротивлению срабатывания можно определить по формуле UaB,ср 7 =-------- 2Гав ’ (9) где UАв,ср—напряжение срабатывания реле. Уставка срабатывания реле должна быть 7,5±1 Ом/фазу или 3±0,45 Ом/фазу в зависимости от исполнения по сопротивлению. Проверка координат вершин Z{, Z2 и Z4 характеристики срабатыва- ния производится при подведении 1АВ = 1Н. Для определения коорди- нат вершины Zi к зажимам XS1:2 и ХР1 следует подключить осциллограф и, изменяя значение подводимого напряжения U Ав и угол ср, добиться компенсации составляющей основной частоты на экране осциллографа. При этом угол ср должен быть равен (53±5)°, а напряжение UАв (18±3) В для исполнения 7,5 Ом/фазу или (7,2± 1,2) В для исполнения 3 Ом/фазу. Для определения координат вершины Zz осциллограф следует переключить на зажимы XSl:2 ХР2. При этом <р = (88 ±15)°, Uab=(15±3) В для исполнения 7,5 Ом/фазу или (6±1,2)В для исполнения 3 Ом/фазу. Для определения координат вершины осциллограф следует переключить на зажимы XS1:2 и ХР4. При этом ср = (345±5)°, ПАв=(4,§±1) В для исполнения 7,5 Ом/фазу или (2±0,8) В для исполнения 3 Ом/фазу. После проверки исправности производят настройку уставки PC. Настройку PC фаз ВС и С А производят аналогично. 4. ДИСТАНЦИОННЫЙ ОРГАН II СТУПЕНИ В качестве дистанционного органа II ступени используется |модуль реле сопротивления с четырехугольной характеристикой |срабатывания типа МР=712. На рис. 11 приведена структурная схема реле сопротивления I (ступени, в которой приняты следующие обозначения: U, I соот- ветственно линейное напряжение и разность фазных токов, подво- димые к реле; ДН—датчик напряжения; ДТ—датчик тока, Ф4—фильтры-сумматоры на основе операционных усилителей (ОУ), обеспечивающие формирование величин Ё\ Ё4, являющих- ся линейной функцией напряжения U и тока I. Подавление составляющих частот, отличающихся от основной, обеспечивается 25
Рис. И. Структурная схема PC II ступени Рис. 12. Характеристики срабатывания PC II ступени наличием в цепи обратной связи каждого сумматора двойного Т-образного RC-моста (на частоте 150 Гц подавление должно быть не менее чем в 2,5 раза); СС—схема сравнения величин Ei — Ё4 по фазе; ФИН—формирователь импульсов несовпадения сравнива- емых величин; РО—реагирующий орган, содержащий элемент выдержки времени, срабатывающий, если длительность сигнала несовпадения больше уставки ty. Четырехугольная характеристика срабатывания 1 (рис. 12) по- лучается путем сравнения по фазе времяимпульсным способом величин Ё1 — Ё4, формируемых соответственно на выходах филь- тров-сумматоров Ф1 — Ф4. С учетом выражения (1) величины Ё1 — Ё4, подводимые к ФИН, для характеристики, не проходящей через начало координат, равны: Ё] — ~ -^2= Д=АфМ(^3); ^з~~Аз2/^1р Ё4~ (10) Принцип формирования многоугольной характеристики срабаты- вания описан в § 3. Особенностью характеристики PC II ступени является то, что особая точка Z3 расположена в III квадранте комплексной плоскости сопротивлений. Поэтому характеристика PC охватывает начало координат. Кроме того, предусмотрена 26
ТА1 м fly *3^ ^iWic E1 ^™1 —\X3:11 R10 1,5k Х1:0Ь<--- TV1 Х1:7а w1 хг.зь <— 1003 \A1OO Jr—— П/?5 U270 hF 820 W,XB1" 100 .r 50 25 12 6 w Шк X3W хз:9 X3I12 <XS1:2 хз:13 >>— X3:15 хз:б KL1 <xsr,3 ЬХГЯа, ^xi:1cl <xsi:v ^xi:ib <xsi:6 <xsi:w $xi:2b <xsi:i5 >xi:5b ^ХГАс <XS1:5 <xsi:7 5X1:7b >xi:9b <xsr,8 W1 X3^ Рис, 13. Принципиальная схема PC II ступени возможность регулировки активных составляющих особых точек Zi и Zt характеристики 1,2 или 3 на рис. 12. Рассмотрим принципиальную схему модуля реле сопротивления II ступени типа МР-712 (рис. 13). Для формирования сигналов, пропорциональных напряжению защищаемой линии, используется промежуточный трансформатор TV1. С помощью переключателя ХВ1 и потенциометра R8 возможно изменение значения коэффици- ента кц в выражении (10), т. е. изменение масштаба характеристи- ки срабатывания. Уставка реле в зависимости от положения переключателя ХВ1 и потенциометра R8 определяется по выраже- нию (8). Синусоидальные величины, пропорциональные току и напряже- нию защищаемой линии, подводятся через разъем ХЗ на вход полупроводниковой части PC (блок Е1, схема которого приведена на рис. 14). Формирование величин Ei— Ё4 (рис. 14) осуществляет- ся с помощью сумматоров Е1 — Е4, выполняющих также роль активных фильтров. Каждый из сумматоров имеет 3 входа (точки С 2, 3)5 чт0 позволяет суммировать три величины. При этом на входах 1 и 3 величины суммируются без фазового сдвига, а на входе 2 величина суммируется с поворотом примерно на 90°, так как t>R2. В цепи обратной связи операционных усилителей 27
X3:12(0i) Х3:3(-15Ъ) 28
Рис. 14. Схема полупроводниковой части PC II и III ступе включен двойной Т-образный мост на основе ЯС-цепей (С4— С6, Кб__настроенный на промышленную частоту. Указанное обеспечивает у блоков Е1 — Е4 помимо возможностей суммирова- ния и избирательные частотные свойства. Для выполнения защитных функций по входному сигналу усилителя и «гибкого» ограничения сигнала в цепи обратной связи операционного усилителя использован диодный мост VS1. В цепи обратной связи параллельно двойному Т-образному мосту включена последовательная цепь из двух встречно включенных диодов моста VSE резистора R5 и конденсатора СЗ. При малых уровнях сигналов диоды заперты, что увеличивает общее сопротивление цепи обратной связи и коэффициент передачи схемы и обеспечива- ет необходимую чувствительность реле. Сигналы, пропорциональные напряжению защищаемой цепи, подводятся через зажим Х3:9 к точкам 3 сумматоров Е1 — Е4 и реализуют коэффициент ки в выражении (10). Координаты каждой из особых точек Zi—Zy (см. рис. 12) можно представить в виде векторной суммы активной и реактивной составляющих. Для формирования реактивных составляющих точек Zy и Zz использу- ется напряжение, снимаемое с резистора R2 (см. рис. 13), которое через зажим ХЗ'.З подводится к точкам 2 сумматоров Е1 и Е2 полупроводниковой части на рис. 14. Для формирования активной составляющей точки Zi используется напряжение, снимаемое с движка потенциометра R3, которое через зажим Х3:1 подводится к точке 1 сумматора Е1. Для формирования активной составляющей точки Z4 используется напряжение, снимаемое с движка потенци- ометра R4, которое через зажим Х3:8 подводится к точке 1 сумматора Е4. Реактивные составляющие точек Z3 и Z4 формиру- ются напряжением на резисторе R5, подводимым через зажим Х3:7 к точкам 2 сумматоров ЕЗ и Е4. Активная составляющая точки Z3 формируется напряжением, снимаемым с резисторов R5 и R6 и подводимым через зажим Х3:5 к точке 1 сумматора ЕЗ, а активная составляющая точки Z2 — напряжением, снимаемым с резисторов —R7 и подводимым через зажим Х3:4 к точке 1 сумматора Е2. Необходимое регулирование координат особых точек Zi, Z4 по активной оси (см. рис. 12), обеспечивается соответственно потенци- ометрами R3 и R4. Варистор R1 служит для защиты схемы от возможных перенапряжений. После суммирования и фильтрации на выходе блоков Е1 — Е4 формируются величины Ё[— Ё4, которые соответственно усилива- ются масштабными усилителями Е5—Е8 и подаются на вход формирователя импульсов несовпадения ФИН. Элементы схемы сравнения СС. Двухполупериодный формирова- тель импульсов несовпадения (ФИН) содержит диодные селекторы положительного и отрицательного сигналов на основе выпрямитель- ных мостов VS1 и VS2, делителей напряжений из резисторов R5, и Кб, R8 с диодами VD1, VD2 и операционный усилитель А1, включенный дифференциально по отношению к средним точкам 29
делителей. На выходе ФИН формируются импульсы, длительность отрицательного значения которых пропорциональна времени несов, падения сравниваемых величин, а длительность положительного значения—времени их совпадения. Более подробно работа ФИН описана в § 3. С выхода ФИН сигнал поступает на реагирующий орган РО, обеспечивающий сравнение времени несовпадения сравниваемых величин с заданным. Реагирующий орган РО содержит согласу- ющий каскад из логического элемента D1.1 и элемент выдержки времени, выполненный с использованием транзистора VT1 и поро- говых элементов D1.2 и D1.3. На входе транзистора VT1 включен интегрирующий контур Rll, С4, обеспечивающий необходимую выдержку времени (влияни- ем сопротивления R13 из-за его малого значения можно пренеб- речь). При совпадении знаков сравниваемых величин на выходе операционного усилителя А1 присутствует положительное напря- жение. Указанное напряжение через открытый диод VD3 поступа- ет на вход логического элемента D1.1, что соответствует состоянию наличия логического сигнала 1 на этом входе. При этом на выходе элемента D1.1 присутствует логический сигнал 0, конденсатор С4 через токоограничивающий резистор R13, открытый диод VD4 и выход элемента D1.1 разряжен, на выходе транзистора VT1, работающего в режиме эмиттерного повторителя, также присут- ствует логический сигнал 0, а на выходах логических элементов D1.2 и D1.3 присутствуют логические сигналы 1. Это соответству- ет нахождению реле сопротивления в исходном состоянии. При появлении КЗ в зоне действия реле обеспечивается постоянное несовпадение знаков сравниваемых величин. При этом на выходе операционного усилителя А1 появляется отрицательное напряжение, диод закрывается и через резистор R9 вход логиче- ского элемента D1.1 подключается к общей точке схемы, что соответствует состоянию наличия логического сигнала 0 на этом входе. При этом на выходе элементаИ/П появляется логический сигнал 1, диод VD4 закрывается и начинается заряд конденсатора С4 через резистор R11. Напряжение на базе транзистора VT1 (а следовательно, и на эмиттере) плавно увеличивается, и по истече- нии зарядной выдержки времени происходит переключение логиче- ских элементов D1.2 и D1.3, на выходах которых появляются логические сигналы 0. Это соответствует нахождению реле сопро- тивления в сработанном состоянии. С выходов элементов D1.2 и D1.3 через зажимы Х3:11, Х3:13 и XI :4а логические сигналы могут поступать соответственно в цепи сигнализации реле и логики дистанционной защиты. Для сигнализа- ции работы реле можно использовать светодиод VD1 при подклю- чении зажима Х1:6в к положительному полюсу источника питания (+15 В). Реле KL1 позволяет осуществлять проверку выходной части модуля при внешнем управлении с панели. При подаче напряжения 30 на обмотку KL1 его контакт замыкается и через зажим ХЗ: 15 подает логический сигнал 0 на вход элемента D1.1. В результате на выходе модуля появляется логический сигнал 0 на время замкнуто- го состояния реле KL1 (последнее возможно лишь при установке модуля в групповой кассете). При удалении модуля из групповой кассеты обмотку реле и его контакты можно использовать для внутренних проверок модуля. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ PC II СТУПЕНИ 1. Диапазон уставок по сопротивлению срабатывания при угле между током и напряжением <р-88° равен 10—200 (2—40) Ом/фазу. (Здесь и далее значения, указанные в скобках, соответствуют исполнению модуля на 5 А.) 2. Характеристика срабатывания — четырехугольник в комплексной плоскости сопротивлений с возможностью регулирования правой боковой стороны изменением координат вершин Zj и ^Z4 по оси активных сопротив- лений: вершины Z] в первом квадранте — в диапазоне 35—75% уставки реле (Zy); вершины Z4 в четвертом квадранте — в диапазоне 20—60% уставки реле (Zy). 3. Смещение в 111 и IV квадранты плоскости Z—не более 12% сопротивления уставки по п. 1. 4. Наклон верхней стороны четырехугольника к оси активных сопро- тивлений находится в пределах ±10°, наклон иижней стороны — в пределах ±5°. 5. Диапазон токов 10%-ной точности (точной работы) обеспечивается в пределах от 0,15 (0,75) до 5,0 (25) А при минимальной уставке по сопротивлению срабатывания, равной 10± 1 (2±0,2) Ом/фазу. 6. Время срабатывания реле не превышает 25 мс при Z=0,6 Zy и токе, превышающем двойной ток точной работы, равный 0,3 (1,5) А, при одновременной подаче тока и напряжения. 7. Надежное срабатывание при КЗ в месте установки защиты обеспечи- вается в диапазоне токов 0,15—20 А. 8. Отклонение сопротивления срабатывания реле при угле максималь- ной чувствительности по п. 1 в диапазоне температур -5<-+40°С не превышает ±7% значений при температуре 20° С. Ток точной работы при этом увеличивается не более чем на 20% значений, указанных в п. 5. 9. Потребление по цепям тока при номинальном токе — не более 0,25 В-А/фазу. 10. Потребление по цепям напряжения при номинальном напряжении — не более 1,5 В-А/фазу. „ РГ П ступени, предварительную настройку Настройка модуля PC П ступе_ Р женной в § 3 для PC уставки модуля производят по методи' ’ наиболее широкую I ступени. Модуль поставляется насЗр Поэтому после пред- гарантируемую характеристику срабать ~ вести настройку варительной настройки уставки следу заключается в характеристики реле. Настройка характер точек Zi и Z4 с регулировании активнь1Х составляющих коорди ед~ие их в помощью резисторов R3 («R»zi) и Z47
соответствие с заданными. Маркировка указанных резисторов и направление изменения составляющих «больше» или «меньше» приведена на лицевой плате модуля. Настройку можно производить по срабатыванию реле методом последовательных приближений, а также методом компенсации. При использовании метода компенсации модуль PC устанавлива- ют на удлинители. К точкам XS1:2 (см. рис. 13) и ХР1 (см. ' рис. 14) подключают осциллограф. К реле подводят номинальный ток (или заданный ток настройки) и расчетное напряжение при угле, соответствующем заданной координате точки Z\. Плавно вращая потенциометр R3 («R»zi) против часовой стрелки, добива- ются минимального значения основной гармоники на экране осцил- лографа. После этого осциллограф подключают к точкам XS1: 2 и ХР4, выставляют напряжение и угол, соответствующие заданной координате точки Z4. Плавно вращая потенциометр R4 («R»zt) против часовой стрелки, добиваются минимального значения основ- ной гармоники на экране осциллографа. После этого модуль PC устанавливают в кассету и проверяют характеристику срабатыва- ния через угол не более 30°. Дополнительно измеряют уставку PC и сопротивление срабатывания реле (смещение) при угле 268° (или ФнастР+180°). Сопротивление срабатывания должно составлять при этом 6—12% уставки. В случае необходимости г/роизводят под- стройку уставки PC. При неисправности PC или несоответствии его параметров гарантируемым необходимо произвести дополнительную проверку PC по заводской методике. Дополнительная настройка и проверка PC производятся следующим образом. Перед дополнительной проверкой вторичные витки трансформа- тора напряжения TV1 и потенциометр плавной регулировки R8 должны быть полностью введены, а с помощью резисторов R3 и R4 должна быть выставлена наиболее широкая гарантируемая характеристика. Предварительная проверка функционирования усилителей — формирователей прямоугольных импульсов осуществляется с по- мощью осциллографа, подключаемого между общей точкой (вывод XS1:2 на рис. 13) и выходом соответствующего усилителя (точки ХР5—ХР8). К реле подводится переменное напряжение 100 В частоты 50 Гц. На выходе каждого из усилителей должны наблю- даться разнополярные прямоугольные импульсы с примерно одина- ковой длительностью положительного и отрицательного значений и с перепадом напряжений не менее ±12 В. При подключении осциллографа к выходу ФИН (точка ХР12) на экране наблюдается положительное напряжение не менее 12 В (возможно также появление кратковременных отрицательных им- пульсов с соотношением длительностей положительных и отрица- тельных значений не менее 15). Проверка времени замедления элемента задержки производится миллисекундомером типа Ф209, подключенным зажимами 4 и 5 к 32 точкам XSV.4 и XS1.2 (см. рис. 13). Реле KL1 точками XSP15 и XS1:5 подключается к точкам XS1:14 и XS1:3, а зажимами 7 и 8 миллисекундомера к точкам XS1: 7 и XS1: 8. Время замедления с учетом времени срабатывания реле KL1 должно быть в пределах 11±15 мс. Проверку и настройку уставки срабатывания PC и координат вершин Zi, Z2, Z3, Z4 следует производить по методике, изложен- ной в § 3. При этом один вход осциллографа следует подключить к точке XS1:2, а другой вход поочередно подключать к точкам ХР1 — ХР4. Координаты точки Z3 определяются напряжением (22±5) В и углом (112±5)°. Координаты точки Z3 определяются напряжением (4,6±0,8) В и углом (200±5)°. Координаты точек Zi и Z4 регулируются с помощью резисторов R3 и R4. Проверка смещения характеристики в III квадрант комплексной плоскости сопротивления производится аналогично проверке устав- ки, но при угле ср=268°. Сопротивление смещения должно состав- лять ZCM=(0,08±0,012) Zy. При токе точной работы уставка реле Zy Цолжна уменьшаться не более чем на 6%. 5. ДИСТАНЦИОННЫЙ ОРГАН 111 СТУПЕНИ В качестве дистанционного модуль реле сопротивления с четыреху срабатывания типа МР-713. гоппотивления III Структурная схема и функционировав Р> отдичия заключают- и II ступеней полностью совпадают. Ос плоскости Z и ся в конфигурации характеристик срабатывания в плоскости z возможности их регулировки. з-gw
На рис. 15 приведены характеристики реле сопротивления 1Ц ступени при ки = 100% с максимальными гарантируемыми значени- ями активных составляющих особых точек Zy—Z± с охватом начала координат (характеристика 1) и со смещением характеристи- ки в I и II квадранты (характеристика 2), а также с минимальными гарантируемыми значениями активных составляющих особых точек (характеристики 3 и 4). Благодаря возможности независимого регулирования боковые стороны могут занимать любое промежу- точное положение относительно приведенных. Имеется также возможность плавной регулировки смещения в I и II квадранты в диапазоне (10^40)% уставки. При использовании реле без смещения или при смещении характеристики реле в I и II квадранты меньше чем на 10% относительно уставки реле может терять направленность при действии без выдержки времени за счет возможных удлинений зоны действия в переходном режиме. Рассмотрим принципиальную схему модуля реле сопротивления III ступени типа МР-713 (рис. 16). Для формирования сигналов, пропорциональных напряжению защищаемой цепи, используется промежуточный трансформатор напряжения TV1. С помощью переключателя ХВ2 грубого регули- рования и потенциометра RT0 плавного регулирования (к = 1-^0,4) изменяется модуль особых точек Zi, Z?, Z3, Zy, т. е. масштаб характеристики в плоскости Z. Уставка реле в зависимости от положения переключателя ХВ2 и потенциометра R10 определяется из выражения (8). Полупроводниковая часть PC III ступени аналогична полупро- водниковой части PC II ступени (см. рис. 14). Формирование особых точек Zi—_Z4 осуществляется с помощью сумматоров Е1—Е4 аналогично с PC II ступени. Координаты каждой из особых точек Zi—Zy (см. рис. 15) можно представить в виде векторной суммы активной и реактивной составляющих. Для формирования реактивных составляющих то- чек Z\ и Z2 используется напряжение, снимаемое с резисторов Кб и R7 (рис. 16), которое через зажим Х3:3 подводится к точкам 2 сумматоров Е1 и Е2. Для формирования активной составляющей точки Zy используется напряжение, снимаемое с движка потенци- ометра R2, которое через зажим ХЗ: 1 подводится к точке 1 сумматора Е1. Для формирования активной составляющей точки Zy используется напряжение, снимаемое с движка потенциометра R4, которое через зажим ХЗ: 8 подводится к точке 1 сумматора Е4. Реактивные составляющие точек Z3 и Z4 формируются напряжени- ем на резисторе R8 (в случае охвата начала координат, когда накладка ХВ1 установлена в положение 2—3) или потенциометра R7 (в случае смещения в I и II квадранты, когда накладка ХВ1 установлена в положение 1—2). Указанное напряжение, через зажим ХЗ: 7 подводится к точкам 2 сумматоров ЕЗ и Е4. Активная составляющая точки Z2 формируется напряжением, снимаемым с 34 TA1 X2:3 X214< : X2l5 X2:6, ’ F1 ™1 v X3111 R12 > »—[=>4 1,5k k <XS1:3 >ХИ4а. Ж хз:з —« X3:8 XB1 Х37 R8 470 R9 Юк хз:4 хз:9 хз:12 X3:5 — хзиз Х3115 хз:2 ‘Хз:б +>— *Z2 R7 1,5k R3* 4,7k R4 47k p 11 хг.оь TV1 xi:9n хг.зь Х1:7а w1 100 1" 50 I 25' - 12 R11 2,4 k ffH7 XB2 f( —j---->X1: 1a I---<XS1:4 —t—>xi:ib I—<xsi:s ।---<X1!2b -J—>xsi:14 ।---<xsi:i5 —*---->X1'.5b KL1 —p—>xi:4c I—<xsi:5 КЫ ।---- >xi:7b >xr.9b <xsr.8 3 <xsi:2 Рис. 16. Принципиальная схема PC III ступени движка потенциометра R3 и подводимым через зажим ХЗ: 4 к точке 1 сумматора Е2, а активная составляющая точки Z3— напряжением, снимаемым с движка потенциометра R5 и подводи- мым через ХЗ: 5 к точке 1 сумматора ЕЗ. Необходимые регулиров- ки координат точек Zi—Z4 по активной оси обеспечиваются соответственно потенциометрами R2—R5, а необходимое смещение точек Z3 и Z4 по реактивной оси в I и II квадрантах обеспечивается потенциометром R7. Варистор R1 защищает схему от возможных перенапряжений. Выполнение элементов схемы сравнения и выходных цепей и их функционирование совпадают с реле сопротивления II ступени. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ 1. Диапазон уставок по сопротивлению срабатывания при угле между током и напряжением ср=88о составляет 20—800 (4—160) Ом/фазу. (Здесь и далее значения, указанные в скобках, соответствуют исполнению модуля на 35
2. Характеристика срабатывания — четырехугольник в комплексной плоскости сопротивлений с возможностью регулирования левой и правой боковых сторон изменением координат вершин _Zj—_Z4 по оси активных сопротивлений: вершины Z; в I квадранте и вершины _Иэ во II квадранте — в диапазоне 35—75% уставки реле: вершины Z3 в III квадранте и вершины Z^ в IV квадранте — в диапазоне 15—40% уставки реле. 3. Смещение характеристики срабатывания в III и IV квадранты комплексной плоскости сопротивлений не превышает 12% величины сопро- тивления уставки реле. 4. Смещение характеристики срабатывания в I и II квадранты комплек- сной плоскости сопротивления составляет 10—40% сопротивления уставки реле и регулируется во всем диапазоне. 5. Наклон верхней стороны четырехугольника к оси активных сопро- тивлений должен находиться в пределах ±10°, наклон нижней стороны — в пределах ±5°. 6. Диапазон токов 10%-ной точности обеспечивается в пределах от 0,05 (0,25) до 2,5 (12,5) А при минимальной уставке по сопротивлению срабатыва- ния, равной 20±2 (4±0,4) Ом/фазу. 7. Надежное срабатывание при КЗ в месте установки защиты (для характеристики с охватом начала координат) обеспечивается в диапазоне токов 0,05—20 А. 8. Время срабатывания реле не превышает 32 мс при Z = (0-0.6) Zy и токе, равном или большем 0,15 (0,75) А (для характеристики с охватом начала координат). 9. Отклонение сопротивления срабатывания при ср—88° в диапазоне температур -5°С-:+40°С не превышает ±7% значений при температуре 20° С. Минимальное значение тока точной работы увеличивается при этом не более чем на 20% значения, указанного в п. 6. 10. Потребление по цепям тока при номинальном токе — не более 1 В-А/фазу. 11. Потребление по цепям напряжения при номинальном напряжении — не более 1,5 В-А/фазу. Настройка модуля PC Ш ступени. Для настройки модуль PC вынимают из кассеты и устанавливают накладку ХВ1 на задней стенке в положение 1—2 для заданной характеристики, смещенной в I квадрант комплексной плоскости, или в положение 2—3 для характеристики, смещенной в III квадрант. После этого модуль PC устанавливают в кассету. Предварительную настройку уставки модуля производят по методике, изложенной в § 3. Модуль поставляется настроенным на наиболее широкую харак- теристику. Поэтому после предварительной настройки уставки следует произвести настройку характеристики реле. Настройка характеристики заключается в регулировании активных составля- ющих координат точек Zi, Zz, Z3, Z4 с помощью резисторов R2(«R» zi), R3(«R»Z2), R5(«R»гз), R4(«R»zi) соответственно. Для характеристики, смещенной в I квадрант, требуется также настро- ить смещение с помощью потенциометра R7 («Х%»). Маркировка 36
зисторов и направление регулировки «больше» или «меньше» приведена на лицевой плате модуля. Р Для настройки смещения в I квадрант при угле, равном 88° (или заданном угле настройки <₽НастР), к реле подводят номинальный ток (или заданный ток настройки) IАВ и расчетное напряжение Uab, определяемое из выражения UAB ,ср g^CM, где /см__заданное сопротивление смещения характеристики. Потенциометр R7(«X%») устанавливают по часовой стрелке до упора, после чего плавным его вращением против часовой стрелки добиваются срабатывания реле. Настройка ширины характеристики может производиться по срабатыванию реле методом последова- тельных приближений, а также методом компенсации. При исполь- зовании метода компенсации модуль PC устанавливают на удлини- тели. К точкам XSP.2 и ХР1 (см. рис. 14) подключают осциллог- раф. К реле подводят номинальный ток (или заданный ток настройки) и расчетное напряжение при угле, соответствующем заданной координате точки Z\. Плавно вращая потенциометр jR2(«jRzi») против часовой стрелки, добиваются минимального значения основной гармоники на экране осциллографа. После этого осциллограф подключают к точкам XS1:2 и ХР2, выставляют напряжение и угол, соответствующие заданной координате точки Z2, и плавным вращением потенциометра R3(«R»z2) против часовой стрелки добиваются компенсации основной гармоники на экране осциллографа. Далее осциллограф подключают к точкам XS1: 2 и ХРЗ, выставляют напряжение и угол, соответствующие заданной координате точки Z3, и плавным вращением потенциометра R5(«R»zi) против часовой стрелки добиваются компенсации основ- ной гармоники. После этого осциллограф подключают к точкам XS1:2 и ХР4, выставляют напряжение и угол, соответствующие заданной координате точки Z4 и плавным вращением потенциометра R4(«R»Z4) против часовой стрелки добиваются компенсации основ- ной гармоники. Затем потенциометры закрепляют контргайками, модуль PC устанавливают в кассету и проверяют характеристику срабатывания через угол не более 30°. При смещении в III квадрант дополнительно измеряют сопротивление срабатывания при угле 268° (или ф настР+180°). Указанное сопротивление должно составлять 6 12% уставки. В случае неисправности PC или несоответствия его параметров гарантируемым необходимо произвести дополнительную проверку Дополнительная проверка PC производится следующим обра- зом (аналогично настройке в заводских условиях). Перед проверкой вторичные витки трансформатора напряжения I и потенциометр плавной регулировки К10 должны быть полностью введены (кн = 100%), накладка ХВ1 установлена в положение 2—3, а с помощью резисторов R2—R5 должна быть выставлена наиболее широкая гарантируемая характеристика. 37
Предварительная проверка функционирования усилителей — формирователей прямоугольных импульсов осуществляется с по- мощью осциллографа, подключаемого между нулевой точкой (вы- вод XSP.2) и выходом соответствующего усилителя (точки ХР5- ХР8). К реле подводится переменное напряжение 100 В. На выходе каждого из усилителей должны наблюдаться разнополярные пря- моугольные импульсы с примерно одинаковой длительностью поло- жительного и отрицательного значений и с перепадом напряжений не менее ±12 В. При подключении осциллографа к выходу ФИН (точка ХР12) на экране наблюдается положительное напряжение не менее 12 В (возможно также появление кратковременных отрицательных им- пульсов с соотношением длительностей положительных и отрица- тельных значений не менее 15). Проверка времени замедления элемента задержки производится миллисекундомером типа Ф209, подключенным зажимами 4 и 5 к точкам XS1:4 и XS1.2. Реле KL1 точками XS1: 15 и XS1:5 подключается к точкам XS1: 14 и XS1:3, а зажимы 7 и 8 миллисекундомера подключаются к точкам XS1: 7 и XS1: 8. Время замедления с учетом времени срабатывания реле KL1 должно быть в пределах 17—21 мс. Проверку уставки срабатывания PC, проверку и выставление координат вершин характеристики, а также настройку уставки следует производить аналогично PC II ступени с помощью соответ- ствующих регулировок. В случае смещения характеристики в III квадрант проверку смещения необходимо производить по аналогии с PC II ступени. При этом сопротивление смещения должно составлять ZCM=(0,07± ±0,025)Zy. При токе точной работы уставка реле Zy должна уменьшаться не более чем на 8%. 6. УСТРОЙСТВО БЛОКИРОВАНИЯ ЗАЩИТЫ ПРИ КАЧАНИЯХ Устройство блокирования защиты при качаниях (УБК) ПДЭ- 2001 содержит пусковой орган и логическую часть. К пусковым органам устройства блокирования защиты при качаниях (ПОБ) современных дистанционных защит предъявляются повышенные требования в части обеспечения чувствительности при удаленных замыканиях и надежной отстройки от качаний с малыми периодами, сопровождающимися большими уравнительными тока- ми. Так, например, для обеспечения функционирования измеритель- ного органа сопротивления третьей ступени дистанционной защиты типа ПДЭ-2001 требуется обеспечить чувствительность по току срабатывания не менее 0,05 /ном, и наряду с этим требуется отстройка от качаний с частотой .до 5 Гц и током до 4 7НОМ- Устройства типа КРБ-125, КРБ-126 не удовлетворяют указанным требованиям, так как суммарный небаланс на выходе фильтров 38
Рис. 17. Структурная схема ПОБ Рис, 18. Временные диаграммы работы ПОБ тока (напряжения) обратной последовательности, обусловленный погрешностями измерительных трансформаторов, несимметриеи в системе, изменением частоты в системе существенно больше требуемых токов срабатывания ПОБ. Отстройка от небаланса токов путем торможения током одной из фаз неприемлема, так как на протяженных нагруженных ВЛ ток КЗ может быть меньше тока в неповрежденной фазе. В дистанционной защите типа ПДЭ-2001 используется ПОБ, реагирующий на приращение вектора тока обратной или прямой последовательности [8,9] с последующим Дифференцированием выпрямленного сигнала. Структурная схема ПОБ приведена на рис. 17, а временные диаграммы его на рис. 18. Структурная схема содержит следующие элементы: ФТОП_____фильтр тока обратной последовательности; ФТПП—фильтр тока прямой последовательности; ИЦ1, ИЦ2 инерционные цепи; X/—сумматор; В1 — выпрямитель; KI, К2 компараторы; ИЛ-И1, ИЛИ2—логические схемы ИЛИ; БВП1. БВП2—блоки выделения приращений токов обратной и прямой последовательностей соответственно. 39
На схеме приняты следующие обозначения: 1в, tc —фазные токи системы; kt2,-kiz (0—выходные сигналы обратной послед ова- тельности безынерционной и инерционной цепей на переменном токе; Д/Н2 — разностный сигнал на переменном токе; Uq — пороговое напряжение; АкЦ, —выходные сигналы выпрямителя В1; Д/чЬП)—выходной сигнал инерционной цепи на выпрямленном токе; wi — выходной сигнал чувствительного реагирующего органа; и2 — выходной сигнал грубого реагирующего органа; кЦ — сигнал на выходе ФТПП. В нормальном режиме на выходе ФТОП выделяется напряжение небаланса kl2, пропорциональное току обратной последовательно- сти из-за несимметрии системы. В качестве инерционной цепи ИЦ1 используется активный полосовой фильтр, настроенный на про- мышленную частоту, с инвертированием выходного сигнала. Так как сигналы к1г и—kl2(t) в установившемся режиме равны между собой, то сигнал Д/</2 на выходе X) в установившемся режиме равен нулю. Под действием порогового напряжения но, поступа- ющего через ИЦ2 к входам компараторов К1 и К2, последние находятся в несработанном состоянии и сигналы щи иг на выходе ПОБ отсутствуют (блок БВП2 работает аналогично с описываемым блоком БВП1 и служит для повышения чувствительности ПОБ при симметричных замыканиях, когда сигнал /с12 не достаточен для действия ПОБ). При появлении несимметричного короткого замыкания на выхо- де X1 выделяется приращение сигнала Д/бГ2, обусловленное повреж- дением на линии. При этом на выходе ФТОП присутствует сигнал к12=к12+^к12. Так как в первый момент времени сигнал — kt^(t) на втором входе X) от ИЦ1 не изменяется и равен kt 2. то под действием разностного сигнала на выходе ХУ формируется изменя- ющийся во времени сигнал &ki2e~bt, где b—постоянная времени активного фильтра. В первый момент времени этот сигнал равен сигналу Д/с12. Этот сигнал выпрямляется выпрямителем В1, и выпрямленные сигналы поступают на инерционную цепь ИЦ2, а также на компараторы К1 и К2, В качестве инерционной цепи ИЦ2 используется интегрирующая /?С-цепь. Так как в первый момент времени сигнал Дк/260 на входе К1, поступающий от ИЦ2, не изменяется по величине и равен сигналу ио, то под действием сигнала Д/с12, поступающего на вход К1 от В1, происходит переключение компаратора К) и на выходе схемы ИЛИ1 появляет- ся сигнал wi от чувствительного реагирующего органа, который запоминается на заданное время в логической части блокировки при качаниях. Для отстройки от небалансов при отклонении частоты в системе и больших уравнительных токов в режиме качаний, соотношение между сигналами выбирается таким образом, что в установившемся режиме сигнал Д/с12б() несколько превышает сиг- нал Akli. Поэтому в момент времени t\ (рис. 18, б) происходит возврат компаратора К1 в исходное состояние и сигнал и\ от чувствительного реагирующего органа исчезает. 40
в л с см ТА1 ТА 2 W2 Х1:0Ь ТЯ ,Л" 392 ХВ1.1 < ХЗ'.П R9^ ~ 392 R5~ < > 392 'R6~^ > 392 ----W,3b w Л” 392 ХВ1.2 R8 392 R9 392 R10 392 --->Х1:ЗЬ 0,25 Х8Г.2 0,25 Х3:15 0,5 0,5 хз:12 хз:г X1:Sa <XS1:12 XT: 8a <xsr.7 Х1:5ь(ог) y,., —<XS1:15 —>xf:¥a .Ли . 0 , x -<XS1:s ^xi:3b(0i) <xsi:i9 ->Xl:2b(+15$) хз:ю Х3:8 ХЗ',9 Рис. 19. Принципиальная схема ПОБ Грубый реагирующий орган выполнен на основе компаратора К2. Соотношение сигналов Д/с/2(О и Д/с/2 выбирается таким образом, что грубый реагирующий орган загрублен относительно чувствительного в 2—3 раза и обеспечивает лучшую отстройку от коммутации нагрузки. При срабатывании компаратора К2 сигнал с его выхода поступает на вход ИЛИ2, а на выходе схемы ИЛИ2 появляется сигнал и 2 от грубого реагирующего органа, который запоминается на заданное время в логической части У БК. При симметричных замыканиях сигнал Д&12 может отсутство- вать. Однако при этом имеется сигнал и блок БВП2 обеспечивает работу ПОБ. При этом возможно загрубление ПОБ не более чем в 2—2,5 раза даже при отсутствии ДН2. Рассмотрим принципиальную схему модуля типа МБ-803, выпол- няющего функции ПОБ для защиты ПДЭ-2001. Схема ПОБ приведена на рис. 19 и содержит следующие основные элементы: ТА1—промежуточный трансформатор тока, включаемый на разность токов фаз А и Б: ТА2 промежуточный трансформатор тока, включаемый на разность токов фаз В и С, Е1 полупроводниковый блок ПОБ. Переключателями ХВ1.1 и ХВ1.2 возможно загрубление уставки ПОБ по току обратной последовательности в 2 и 4 раза. 41
42
хема пояУпРоводникоаиг0 блока ГГО-Е Полупроводниковый блок (рис. 20) содержит ФТОП, выполнен- ие на основе ОУ в блоке Е1. Настройка ФТОП обеспечивается тенциометрами R1 и R2. В цепи обратной связи ОУ в блоке Е1 включен фильтр из резисторов В5, R6 и конденсаторов С2, СЗ. Фильтр обеспечивает подавление составляющих высших гармоник в сигнале /ей, а параметры его выбраны таким образом, что обеспечивается небольшой подъем частотной характеристики на частоте основной гармоники. Резистор R14 подключен к входу сумматора X/ (см. рис. 17), а функции ИЦ1 обеспечивает активный полосовой фильтр, вьшолнен- ный на основе ОУ в блоке ЕЗ. Сумматор XI выполнен на основе ОУ в блоке Е2. Компенсация статического небаланса на перемен- ном токе на выходе X1 обеспечивается подстройкой потенциометра- ми R13 и R16. ДвухполупериодныЙ выпрямитель В1 выполнен с использовани- ем моста VS2 и ОУ Е4. Пороговое напряжение и® формируется делителями R41 и R42, подключенными к Епш---Н5 В, а диод VD1 обеспечивает разделение цепей. Резисторы R43 и R44 подключены соответственно к компарато- рам К1 и К2, а функции ИЦ2 обеспечивают резисторы R45—R47 и конденсатор С15. Резисторы R49—R52 выравнивают сопротивления входов ОУ Е9 и ЕЮ, а конденсаторы С16, С17 повышают помехоустойчивость ПОБ. Компараторы К1 и К2 выполнены на ОУ Е9 и ЕЮ, а логическая схема ИЛИ1 выполнена с использованием диодов VD2 и VD5 и микросхемы D1.1. Цепь R53, С18 исключает ложное срабатывание ПОБ при включении напряжения питания. Сигнал чувствительного реагирующего органа снимается с выхода элемен- та D1.1, а сигнал грубого органа — с выхода элемента 131.2. Логическая часть блокировки при качаниях обеспечивает следу- ющие операции: ввод в действие медленнодействующих ступеней на время 1 10 с, достаточное для их срабатывания. Указанное время может регулироваться ступенчато со ступенью регулирования, равной 1 с; ввод в действие быстродействующих ступеней защиты на время ОЛ—0Д) с со ступенью регулирования, равной 0,2 с, с последу- ющим выводом на время, определяемое выдержкой времени ввода медленнодействующих ступеней защиты; блокирование быстродействующих ступеней через время 0,05— Л с после срабатывания реле сопротивления II ступени в случае, если в течение указанного времени не происходит срабатывание пускового органа блокировки; вывод из действия быстродействующих ступеней при асинхрон- ном ходе. Принципиальная схема логической части блокировки при кача- РисХ2ВХ°ДИТ В Состав модуля логики типа МЛ-701 и приведена на • Схема содержит следующие основные элементы: блоки Мяти на основе элементов D9.1— D9.4, D10.2, D10.3; типовые 43
XS1:11 М Б Ф /5.75 ф/5’5 уХВГ.12 xi:?b \xlii 1 220к VII2 6 В 9.1 Rtti 220 к V5)28 KL11 xs 1:3 £ X1:2b (+153) Т1& 5)9.2 Ф 0,22 R12 Xi:2b ХВ2 3 i£_Z' Х3:8а ч & Т1____\V5)29 Л 9.3 _ &<W XS3-.8 XS2:14\5)12.2 5)75 ♦ <XS2:12 5)10.2 R15 220 к 130 к 130 к В20220к VU32 XS2:11 195 хз:зь 5)11.2 & (& ХГ.2Ь <- R13\ 220 к ХВЗ J l£j Х3‘.9а V5)25 R5 1,5 к E25^x3:3b(0i) 5)7.1 Х5121 X1!2b 5)11.1 и 5512,1 Х7112 ~^КМ X1:2b XS3110. Дт? R15? ^kL хз:зь (0^ вю.1 I ^VD31 5)10.4 xs2:i3 ХВ5 о-о- QJ xs 3:11 j]T8 Х!:" №, 2 -—<xs з: 14 VT1 X3:3b >(0i) 1пХВ6 в n J, R21 15кС6 5,0’ X1:3b(0i) Рис. 21. качаниях Принципиальная схема логической ча™ r Ml теской части блокировки при элементы времени DT5—DT8; упрощенный элемент времени основе транзистора VTI и интегрирующей цепочки С5, R17, R19: герконовые реле KL12 и KL11 для пуска соответственно быстр0' . действующих и медленнодействующих ступеней защиты. В нормальном режиме герконовые реле KL11 и KL12 находятся в несработанном состоянии. При появлении КЗ ' 44 с выхода чувств»' защиты. ного органа ПОБ через накладку ХВ2 на вход элемента D9.2 Т тупает логический сигнал 0. На выходе элемента D9.2 появляет- Логическйй сигнал 1, а на выходе элемента D9.1 — сигнал 0, С^есПечивающий удерживание элемента D9.2 в сработанном состо- янии и запоминание таким образом сигнала от чувствительного органа ПОБ на заданное время. При этом обеспечивается срабаты- вание реле KL11 и пуск медленнодействующих ступеней защиты на заданное время, определяемое выдержкой элемента времени DT8. Сигнализация обеспечивается светодиодом VD26. Одновременно на первом входе элемента D12.2, управляемом от элемента D9.2, появляется сигнал 1. Так как на двух других входах элемента D12.2 присутствуют при этом сигналы 1, то на его выходе появляется сигнал 0 и реле KL12 срабатывает, обеспечивая пуск быстродей- ствующих ступеней защиты на время 0,2—0,6 с, определяемое выдержкой времени элемента DT5. Сигнализация обеспечивается светодиодом VD25. После окончания выдержки времени элемента времени DT5 на его выходе появляется логический сигнал 0, поступающий на вход элемента D12.2. На выходе элемента D12.2 появляется логический сигнал 1, реле KL12 возвращается в исходное состояние, а контакты KL12 размыкаются. При этом светодиод VD25 гаснет и обеспечивается вывод быстродейству- ющих ступеней защиты на заданное время, определяемое выдер- жкой времени элемента времени DT8. При срабатывании грубого органа ПОБ через накладку ХВЗ на вход элемента D9.4 поступает логический сигнал 0. При этом на его выходе появляется логический сигнал 1, а на выходе элемента D9.3—сигнал 0, обеспечивающий удерживание элемента D9.4 в сработанном состоянии и запоминание сигнала от грубого органа ПОБ на заданное время. Через диод VD30 обеспечивается срабаты- вание реле KL11, через элемент DILI — срабатывание реле KL12 в течение заданного времени 0,2—0,6 с, а через элемент времени DT6 и элемент DILI — вывод быстродействующих ступеней. При этом канал логики грубого реагирующего органа работает аналогич- но каналу чувствительного органа. Указанный канал отстроен от коммутации нагрузки и обеспечивает дополнительный ввод быстро- действующих ступеней при появлении КЗ после коммутации на- грузки, когда канал чувствительного органа был выведен из действия из-за коммутации нагрузки. При появлении КЗ сигналы 0 с выходов элементов D9.1 и D9.3 ^Рез диоды VD28 и VD30 поступают также на вход элемента а на его выходе появляется сигнал 1 и обеспечивается запуск элемента времени DT8, выдержка времени которого равна ’ ^с. После окончания выдержки времени элемента DT8 на выходе появляется сигнал 0, который поступает на входы элементов D9.1 и D9.3. При этом на выходах элементов D9.1 и КТ 1 Появляются сигналы 1, схема логической части ПОБ и реле u В03вРаЩаются в исходное состояние, светодиод VD26 гаснет вывод из действия ступеней дистанционной 45
Логическая часть блокировки защиты ПДЭ-200Гпредусматрив, ет блокирование быстродействующих ступеней через время 0 о или 0,1 с после срабатывания PC II ступени в случае, если течение этого времени не происходит срабатывание ПОБ. функцию выполняет тракт, управляемый от PC II ступени (чере накладку ХВ4), состоящий из элементов D10.1 — D10.3, элемент времени на транзисторе VT1, элемента DU.2. При срабатывав PC II ступени на входе элемента D10.1 появляется сигнал । который инвертируется элементом D10.1 и приводит к появленщ сигнала 1 на выходе элемента D10.3 и сигнала 0 на выходе элемент D10.2. В первый момент времени на выходе VT1 присутствуе сигнал 0. По истечении времени 0;05 или 0,1 с (в зависимости о положения накладки ХВ5) на выходе транзистора VT1 появляетс сигнал, превышающий порог срабатывания элемента D11.2, и ц выходе элемента D11.2 появляется сигнал 0, приводящий к появлс нию сигнала 1 на выходах элементов D12.2 и D11.1 и блокирование реле KL12. Если ПОБ срабатывает до момента времени 0,05 ил 0,1 с, то блокирование реле KL12 не происходит, так как на выход; элементов D12.2 или D11.1 появляется сигнал 0, приводящий i появлению сигнала 0 на входе элемента D11.2. При этом становию невозможным блокирование быстродействующих ступеней от Р( II ступени. Возврат элементов тракта от PC II ступени осуществля ется по истечении выдержки времени элемента DT8. С помощьк элемента D10.4 пуск элемента времени DT8 возможен не только oi ПОБ, но и от PC II ступени. Если к моменту истечения выдержки времени элемента DP развились качания, перешедшие в асинхронный ход, и устройство блокирования оказалось готовым к повторному действию, то длз предотвращения ложного действия быстродействующих ступеней предусмотрен запрет возврата устройства с помощью элемента времени DT7. При наличии асинхронного хода на входе элемента D10.1 периодически появляются сигналы 0 и 1 от PC II ступени Эти сигналы инвертируются элементом D10.1 и поступают на вход DT7. Элемент DT7 работает как расширитель импульсов, поэтому если период асинхронного хода меньше выдержки времени DT7, равной 0,2—0,8 с, то на выходе его присутствует сигнал 0, который через накладку ХВ6, установленную в положение 2—3, проход^ на блокирующий вход элемента DT8, препятствуя появлений сигнала 0 на выходе элемента DT8 на время наличия асинхронного хода. После ликвидации асинхронного хода через время 0,2—0,8 с на выходе DT7 появляется разрешающий сигнал 1 и возможно появление сигнала 0 на выходе DT8 и возврат блокировки в исходное состояние готовности. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ 1. Номинальный ток 1 или 5 А. - • 2. Частота 50 или 60 Гц. 2 раза больше уставки обеспечивает увеличе- ПОБ на минимальной 3. Уставка чувствительного органа ПОБ по приращению тока обратной последовательности не превышает ДЬ=0,04 А для исполнения 1 А и 0,2 А для исполнения 5 А. 4. Уставка грубого органа ПОБ не менее чем в чувствительного органа. Ступенчатое регулирование ние приведенных уставок в 2 и 4 раза. 5. Время срабатывания чувствительного органа уставке при приращении тока обратной последовательности 0,25 А для исполнения 1 А (1,25 А для исполнения 5 А) не более 0,015 с. 6. Время ввода быстродействующих ступеней логикой блокировки при качаниях регулируется в диапазоне 0,2—0,6 с со ступенями по 0,2 с. 7. Время ввода медленнодействующих ступеней логикой блокировки при качаниях регулируется в диапазоне 1 — 10 с ступенями по 1 с. 8. Время, через которое осуществляется блокирование быстродейству- ющих ступеней, составляет 0,05—0,1 с после срабатывания PC II ступеви в случае, если в течение указанного времени не произойдет срабатывание ПОБ. Настройка и проверка модуля ПОБ типа МБ-803. При настройке ФТОП к зажимам Х1:1в, Х1:2в: Х1:3в подключают питание *15 В, а к зажимам Х2:1, Х2:3, Х2:5 при закороченных зажимах Х2:2, Х2:4, Х2:6 подводят симметричную систему токов прямой последо- вательности Ia=Ib=Ic=U (рис. 19). Перемычки ХВ1.1 и ХВ1.2 устанавливают в положение 1. К зажимам XS1:2 и ХР1 подключа- ют вольтметр переменного тока. Плавно изменяя сопротивления резисторов R1 и R2, добиваются минимального значения напряже- ния. Напряжение на выходе ФТОП должно быть не более 0,1 В. При настройке активных фильтров фазу С следует отключить и подвести к ПОБ токи междуфазного КЗ 1А=1 в-0,075 А для исполнения 1 А и 0,375 А для исполнения 5 А. К зажимам XS1:2 (см. рис. 19) и ХР2 (см. рис. 20) подключают вольтметр переменного тока. Плавно изменяя сопротивления рези- сторов R13 и R16, добиваются минимального значения переменного напряжения, которое должно быть не более 0,1 В. К зажимам XS1:2 и ХР4 подключают вольтметр переменного тока. Плавно изменяя сопротивления резисторов R32 и R35, Добиваются минимального значения переменного напряжения, кото- рое должно быть не более 0,1 В. Проверку чувствительности реагирующих органов ПОБ произ- водят в составе кассеты совместно с модулем логики типа МЛ-701, включающем логическую часть блокировки. Проверку производят при имитации двухфазных КЗ при подаче тока толчком от 0 до 1ср. Длительность паузы между включениями должна быть не менее с- Срабатывание определяют по загоранию светодиода VD26 « ед л.» модуля логики. При проверке чувствительного органа накладку ХВЗ в МЛ-701 Устанавливают в положение 2—3, а ХВ2—в положение 1—2. При проверке грубого органа накладку ХВЗ устанавливают в положение Д а ХВ2 в положение 2—3. Увеличивая значения тока Двухфазного КЗ, находят при подаче тока толчком граничные 46 47
48
значения токов срабатывания чувствительного и грубого органов ПОБ. Ток срабатывания грубого органа должен быть в 2—3 раза больше тока срабатывания чувствительного органа. Уставку чувствительного органа по приращению тока обратной последовательности определяют из выражения Ah = 1ср/Л/з”; уставка не должна превышать 0,04 А. 7 УСТРОЙСТВО БЛОКИРОВАНИЯ ЗАЩИТЫ ПРИ НЕИСПРАВНОСТЯХ ЦЕПЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ Принципиальная схема модуля устройства блокирования защиты при неисправностях в цепях напряжения (БНН) типа МБ-304 защиты ПДЭ-2001 приведена на рис. 22. Действие БНН основано на пофазном сравнении одноименных фазных напряжений обмоток трансформатора напряжения, соединенных в «звезду» и в «разом- кнутый треугольник». Сравнение напряжений каждой из фаз осуществляется на одном из трех промежуточных трансформаторов с напряжения TV1, TV2, ТУЗ (рис. 22). Трансформаторы имеют две с первичные и одну вторичную обмотки. Первичные обмотки через ? сопротивления R1—R13 подключаются к цепям одноименных фаз < «звезды» и «треугольника» трансформатора напряжения. Вторич- t ные обмотки подключены к схемам двухполупериодного выпрямле- ' ния, осуществляемым с помощью выпрямительных мостов VS1 и j VS2. Выходы этих схем соединяются параллельно и подключаются : к входу порогового элемента, выполненного на транзисторе VT1 и ; логическом элементе D1.1 на основе микросхемы серии К511 с ‘ ; положительной обратной связью, осуществляемой с помощью ; резистора R17 и диода VD2. При отсутствии входного сигнала • положительное напряжение с выхода D1.1 запирает диод VD2 и он J не влияет на значение опорного тока в цепи базы транзистора VT1. ! При переходе VT1 из режима насыщения в режим отсечки на выходе элемента D1.1 появляется сигнал 0, диод VD2 открывается и через него резистор R17 подключается к нулевому потенциалу схемы. Потенциал общей точки резисторов R15—R17 снижается, Уменьшая значение опорного тока, определяющее порог возврата релейного элемента. В нормальном режиме магнитодвижущие силы (МДС) первич- ных обмоток трансформаторов TV1 — ТУЗ, включенных встречно, взаимно уравновешиваются и на вторичных обмотках напряжение отсутствует. При этом транзистор VT1 открыт, на выходе D1.1 имеется сигнал 1, диод VD3 заперт, триод VT2 также заперт положительным потенциалом на базе, на выходе D1.2 присутствует сигнал 0, а на выходе D2.1 — сигнал 1, конденсатор С2 элемента задержки на возврат 0,15—0,25 с разряжен. При появлении неисправности в цепях напряжения происходит азбаланс схемы и на одной из вторичных обмоток TV1 — TV3 вляется напряжение, вызывающее срабатывание порогового ^-'814 49
элемента. При этом меняется состояние элементов Dl.l, D1.2 и на выходе D2.1 появляется сигнал 0, вызывая срабатывание выходись го реле KL1, которое при установке модуля в кассету подключает^ ся к выходу элемента D2.1. Задержка на возврат ОД5-—0,25 с исключает неправильное действие защиты при восстановлении цепей напряжения, возмог ное при возврате устройства блокирования раньше возврата Рс (которые при неисправных цепях напряжения могут находиться в сработанном состоянии). При возврате порогового элемента в 1вс -Н-А8 [ БНН 30 -о 1 П2 И2 ^2 Т7ВС ИЛИ2-^’ БК Б М ИЗ И5 БНН i * D Т1 —* KL.3 Тмедл. ____ МЛ < KL1 Iступень KL2 ВЧТ01,Ш DT1 7) ТУ Н KL3 ВЧТОИ j Ебыстр. | ступень । Оператив- | ное . । ускорение | Лмедл. । * KL5 /75 -----> KL6 | ступень । - пч * /75 От РС От Б КБ От БКМ От ГВЦ ИЛИУ ХВ1 1С * 1)79 --------^Ускорение I —КЬ7 I пРа ! ' Ъ опробова- /-------нии JL । ______ —^KL10 вчтотн KL8 Шступень KL9 Ускорение ----- при опробова- нии Л7 Неисправ- ность I защиты | Цв । 1сА Ш ^СА -j •^вс Н—ИЛ ИЗ ^КЫЗ Рис. 23. Упрощенная функциональная схема логической части выходя011 логики защиты 50
исходное состояние диод VD3 запирается и разряд конденсатора через резисторы R19, R20 поддерживает определенное время открытое состояние транзистора VT2, обеспечивая задержку на возврат. В связи с тем, что при КЗ в соединительных проводах измерительных трансформаторов напряжения могут быть наведены ЭДС, достаточные для ложного срабатывания устройства, фиксиру- ющего наличие неисправности в цепях напряжения, схема дополня- ется полупроводниковым реле тока и логическим блоком, исключа- ющим неправильное действие в указанном режиме. Реле тока включает в себя разделительный трансформатор тока ТА/, фильтр третьей гармоники L1, С4, С5, резисторы R26—R31, мостовую схему выпрямления VS3, ограничивающий стабилитрон VD6, сглаживающий конденсатор С6 и пороговый элемент, выпол- ненный на транзисторе VT4, инверторе D1.4 с цепочкой обратной связи R34, VD8, определяющей порог возврата. С помощью накладки ХВ1 возможно ступенчатое регулирование уставки токо- вого органа. Резистором R30 возможна плавная подстройка уставки токового органа. При возникновении КЗ на землю срабатывает пороговый элемент токового реле и на выходе инвертора D1.4 появляется сигнал 0, который подается на вход инвертора D1.1 и блокирует схему. Для исключения возможности деблокирования защиты при внешнем КЗ на землю в случае имеющейся неисправности в цепях напряжения в схеме предусмотрено отключение токового органа через 0,15 — 0,25 с после срабатывания органа фиксации неисправ- ности в цепях напряжения. Схема задержки на отключение выпол- нена на транзисторе VT3 и инверторе D1.3 и работает следующим образом. При возникновении неисправности в цепях напряжения на выходе элемента D1.2 появляется сигнал 1, начинается разряд конденсатора СЗ через резисторы R23, R24. Через 0,15—0,25 с на выходе D1.3 появляется сигнал 0, блокирующий выход токового органа. Контакт реле KL1 действует на сигнализацию о неисправности в цепях напряжения. Блокирование защиты при возникновении неисправности в цепях напряжения осуществляется непосредствен- но с выхода элемента D2.1 через накладку ХВ2 (рис. 23). Контроль БНН возможен с помощью реле KL2, при срабатывании которого в первичных цепях напряжения создается искусственная несиммет- РИя- Для исключения влияния БНН на логику защиты при ее проверках предусмотрено блокирование БНН по входу элемента ^2.1 через зажим XI :2с. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ 1- Номинальное напряжение 100 В. 2- Частота 50 или 60 Гц. 3- Номинальный ток 1 или 5 А. 4. Уставка по напряжению срабатывания регулируется в диапазоне 51
5. Уставки реле токовой деблокировки регулируются в диапазоне 0,075—0,6 А для исполнения 1 А и в диапазоне 0,375—3 А для исполнения 5 А. Настройка и проверка БНН. При настройке и проверке БНН зажимы Х1:9а и Х1:0а следует соединить и на вход БНН поочередно на каждый из трансформаторов TV1 — TV3 подать напряжения со стороны «звезды» 58 В и «треугольника» 100 В. Входы других трансформаторов при этом должны быть закороче- ны. Регулированием резистора R1 (R6, R10) необходимо установить минимальное напряжение на вторичной обмотке соответствующего трансформатора. При обрыве фазного напряжения со стороны «звезды» БНН должна сработать (срабатывает реле KL1). Резисто- рами R14 и R30 возможна подстройка уставок срабатывания по напряжению и току нулевой последовательности. 8. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЛОГИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЗАЩИТЫ Упрощенная функциональная схема логической части дистанци- онной защиты приведена на рис. 23. Конструктивно логическая часть размещена в модуле логики МЛ типа МЛ-701 и в модуле блокировки неисправности в цепях напряжения БНН типа МБ-304. Сигналы с выходов реле сопротивления 1дв, 1вс, Ica I ступени поступают на входы логической схемы ИЛИ1, а с выхода ее — на входы логических схем И1 в блоках БНН и МЛ. Схемы И1 в блоках БНН и МЛ контролируются сигналами от блокировки при неисправности в цепях напряжения, а также сигналами от блоки- ровки при качаниях. С помощью накладки ХВ2 в БНН возможен вывод блокировки при неисправности из действия. Схема И1 в БНН контролируется от медленнодействующего канала М блоки- ровки при качаниях БК, а схема И1 в МЛ контролируется от быстродействующего канала Б блокировки БК. Схемы И1 формируют выходные сигналы при наличии разреша ющих сигналов логической единицы на всех трех входах. Послед- нее возможно при срабатывании PC I ступени, блокировки при качаниях БК и отсутствии срабатывания БНН. При этом срабаты- вают элементы памяти П1 в БНН и МЛ, так как на их входы 1 поступают сигналы с выходов схем И1. Возврат элементов П1 в исходное состояние возможен лишь при возврате PC I и II ступеней в исходное состояние, когда на входы 2 элементов поступают сигналы, обеспечивающие их возврат. С выхода элемента П1 в БНН сигнал поступает через элемент выдержки времени I ступени DT1 на герконовое реле KL3, являющееся выходным реле I медленнодействующей ступени. С выхода элемента П1 в МЛ сигнал поступает на герконовые реле KL1 и KL2. Реле KL1 в МЛ является выходным реле I быстродействующей ступени, а реле KL2 обеспечивает пуск ВЧТО от I и III ступеней дистанционной 52
защиты и работу защиты совместно с ВЧТО. Сигналы с выходов рС Пав, Пвс, Пса II ступени поступают на входы логической схемы ИЛИ 2, а с выхода ее — на входы логических схем И2 и ИЗ в Схема И2 контролируется от быстродействующего канала Б блокировки при качаниях БК, а схема ИЗ—от медленнодейству- ющего канала М. При КЗ в зоне II ступени на выходах схем И2 и ИЗ появляются сигналы. При этом срабатывают элементы памяти JJ2 и ИЗ (возврат элементов возможен лишь при возврате PC II ступени). С выхода элемента П2 сигналы поступают на реле KL3, через элемент времени DT1 — на реле KL4, и в режиме ускорения через контакты KL16 и элемент времени DT4—на реле KL5. Реле KL3 обеспечивает действие защиты совместно с ВЧТО, реле KL4 является выходным реле II быстродействующей ступени, реле KL5 обеспечивает действие по II ступени в режиме оперативного ускоре- ния. С выхода элемента ИЗ сигналы поступают на подхват I ступени через элементы П1 в БНН и МЛ, элемент времени DT2 на реле КГби KL7. Реле KL6 обеспечивает действие защиты по II медленнодей- ствующей ступени, а реле KL7—действие в режиме ускорения при опробовании. Сигналы с выходов PC III ав, Шве, Шса Ш ступени поступают на входы логической схемы ИЛИЗ? а с выхода ее — на входы логических схем И4 и И5 в МЛ. Схема И4 контролируется от быстродействующего канала Б блокировки при качаниях БК, а схема И5—от медленнодействующего канала М. При КЗ в зоне III ступени на выходах схем И4 и И5 появляются сигналы. При этом срабатывают элементы памяти П4 и. П5 (возврат элементов возможен лишь при возврате PC III ступени). С выхода элемента П4 сигнал поступает на реле KL10, которое через накладку ХВ1 обеспечивает работу реле KL2. С выхода элемента П5 сигналы поступают через элемент времени DT3 на реле KL8, а также непосредственно на реле KL9. Реле KL8 обеспечивает действие защиты по III ступени, а реле KL9—действие защиты по III ступени в режиме ускорения при опробовании. Логическая схема ИЛИ4 и элемент времени DT9 обеспечивают Функциональный контроль при неисправностях, вызывающих из- лишнее срабатывание защиты. При наличии длительного сигнала, превышающего время действия наиболее медленнодействующей ступени, поступающего на входы схемы ИЛИ4 от РС, блокировки при качаниях БКБ, БКМ (см. рис. 21) или от группы выходных Цепей ГВЦ управления выходными реле, обеспечивается появление сигнала на выходе элемента времени DT9. Этот сигнал обеспечива- ет блокирование защиты по цепи управления от БНН. При этом защита выводится из действия, а с помощью реле KL13 обеспечи- вается сигнализация о неисправности защиты. 53
9. ВЫХОДНЫЕ БЛОКИ УПРАВЛЕНИЯ Защита содержит два выходных блока управления. Каждый выходной блок управления конструктивно выполнен в модуле управления типа МУ-ОН (рис. 24). Модуль управления содержит: тиристорный блок отключения выключателя; контактный блок отключения выключателя; цепи сигнализации; быстродействующие промежуточные реле с герметизированными контактами. Тиристорный блок отключения [10] выполнен с использованием тиристора VD2, подключенного с помощью диодов VD3 — VD5 к цепям отключения трех фаз выключателя. При этом анод тиристо- ра подключается непосредственно к положительному полюсу ис- точника напряжения 220 В. Передача импульса управления из схемы защиты в цепь управляющего электрода тиристора осуществляется с помощью Х2’7 гш Н 51 VD10 >ХГАЬ R7 R8' 6,2* 100 KL1 R5 г 18К VD9 18к VD8 Ш.1 xs:i Ш.2 хг.7ь !R9 u 2,2* -------</57 Ш.2 ш ХГ.бЬ СО /5:5 > ХГ.1Ь4 Х$:12> Х1:2Ь<г Ш r*XS:d —-—*->xi:8b KIA V<XS:H —-4->Л :9b KL5 -------УХГАа. KL6 ------->xi:sa. KL7 -------W.Ba. KL8 X2:B<; >X2:2 $X2A >X2:6 X1:9ct KL1.3 УХГ.Ос 'KL5 xi:ic^—'----->xr.2c /Л*5а< ХГ.Оа R10 47* , ^KL6 . . „ ХГ-ЗС <----- ЪХГ.Чс xi:5c<-------->/f;5c xi:7c^—------>/f:5c /Л’9а< Рис. 24. Принципиальная схема выходного блока управления типа МУ-011 54
быстродействующего реле на магнитоуправляемом контакте KL3, имеющего высокий уровень испытательного напряжения между цепями обмотки и контакта. В схеме блока применено однократное импульсное управление тиристором, позволяющее снизить потребление и рассеиваемую мощность цепей управления. При этом питание цепи управления обеспечивается непосредственно от цепей напряжения 220 В. При подаче напряжения 220 В происходит быстрый заряд конденсаторов С2—С6 через токоограничивающий резистор R4, диод VD6, диоды VD3—VD5 и катушки отключения соответству- ющих фаз выключателя. Амплитуда и длительность импульса зарядного тока таковы, что исключается возможность ложного срабатывания выключателя. Установившиеся уровни напряжений на конденсаторах С2—С6 определяются маломощным делителем питающего напряжения R4—R7. Одновременно быстро заряжается конденсатор С1 через диоды VD1 и VD3—VD5 и обмотки электромагнитов отключения. Тиристор VD2 сохраняет выключен- ное состояние благодаря шунтированию управляющего р— п пере- хода низкоомным резистором R2 и ограничению скорости измене- ния анодного напряжения цепью С1 — L, где L—индуктивность электромагнитов отключения. При замыкании управляющего контакта KL3 происходит раз- ряд конденсаторов С4—С6 через резистор R3 на цепь управляюще- го электрода тиристора VD2. Через время задержки включения напряжение между выводами анод-катод тиристора падает до уровня 1,5 — 2 В, в результате чего открывается диод VD7 и конденсаторы С2, СЗ разряжаются через резистор R4 на включен- ный тиристор, что улучшает условия включения тиристора при работе на индуктивную нагрузку. Конденсатор С1 также быстро разряжается через резистор R1. Постоянная времени цепи разряда конденсаторов С4—С6 и сопротивление резистора R3 выбраны таким образом, чтобы обеспечивалось надежное включение тири- стора при любых условиях эксплуатации. Контактный блок модуля включает в себя выходное быстродей- ствующее реле KL1 типа РП-220, обмотка которого включается через балластный резистор R8 для уменьшения постоянной време- ни нарастания тока, двухпозиционное поляризованное реле KL2, рабочая обмотка KL2.1 которого включена параллельно цепи Управления реле KL1. Нагрузкой контактов этого реле в схеме модуля является светодиод VD10 с балластным резистором R9. При срабатывании реле KL4 на обмотки реле KL1 и KL2 подается напряжение 24 В и реле срабатывают. При этом начинает светиться светодиод VD10. Возврат сигнального реле обеспечивается подачей напряжения на обмотку KL2.2, что осуществляется общей кнопкой в модуле логики или кнопкой SB2 на дверце панели. Реле на герконах KL5—KL8 используются для передачи сигналов на информатор. 55
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ 1. Питание тиристорного блока обеспечивается от цепи отключения выключателя с номинальным напряжением 220 В постоянного тока. 2. Потребление тиристорного блока по цепи питания не превышает 20 мА при напряжении 220 В. 3. Контактный блок отключения имеет три замыкающих контакта с общей точкой и один изолированный контакт. 4. Тиристорный блок отключения имеет три выхода с разделительными диодами для действия на электромагниты включения выключателей с пофазным управлением. 5. Замедление на отключение тиристорного блока не более 1,5 мс. 6. Замедление на отключение контактного блока не более 15 мс. 7. Тиристорный и контактный блоки обеспечивают отключение трех фаз одного выключателя с двумя соединенными параллельно солениодами типа ВВ-400 на фазу. Количество отключений в полной схеме управления не менее 630 (без разрыва цепей тока). 8. Разрывная мощность контактов не менее 50 Вт в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой и постоянной времени 0,005 с при напряжении 24—250 В и токе не более 2 А. Контакты допускают замыкание и прохождение тока до 12 А в течение 10 с. При этом коммутационная износоустойчивость контактов не менее 1000 циклов. 9. Механическая износоустойчивость контактного блока ие менее 5000 циклов. 10. Электрическая изоляция выходных цепей контактного и тиристор- ного блоков отключения выдерживает в течение 1 мин испытательное напряжение 1500 В переменного тока частоты 50 Гц. Настройка модуля сводится в основном к регулированию выход- ного реле контактного блока. При этом: 1. Недопустимо трение в подвижных частях реле. Это обеспечи- вается осевым люфтом якоря в горизонтальном направлении порядка 0,5 мм. 2. Недопустимо сползание неподвижных контактов с плоскости подвижных. В случае несовпадения вершин контактов необходимо слегка отпустить винт, крепящий контактную систему, и переме- стить контактную пластинку до совпадения центров контактов. Концы подвижных контактных пластинок должны выступать за рамку толкателя на длину порядка 2 мм. 3. Воздушные зазоры при отпущенном якоре должны быть: между якорем и плоскостью заднего керна сердечника не более 0,05 мм; между якорем и немагнитной прокладкой переднего керна сердечника порядка 1 мм. Этот зазор регулируется винтом с гайкой. При отпущенном якоре торец винта должен касаться верхней плоскости якоря. 4. Междуконтактный зазор должен быть не менее 1 мм. 5. Для обеспечения четкого срабатывания и возврата реле давление каждой подвижной контактной пластины на изоляцион- ную рамку толкателя при отпущенном якоре должно быть не менее 3 г. Давление, создаваемое спиральной пружиной и подвижными 56
KL17 КЬЗрп х:вб Ъ KL1 KL6pft KL2 УЛ 81 KL8 U ИР35 У1162ч ШПР VS46 -ВИ-—т- s/jb 1 vw ' --М- ~vw . KL5pP VW КЫрп ттП^ °Ка7 у; л ^г-^- rj 1/17 VD57 1ХВ13К2/ПРГ^~ VD53 VW VD54 ~^°г KL7 VD89 'kl^ Pl з KL9 Ivw KL5 5 ХВ7 k 1. VD90 ХВ10— \l 2°3 KL19 SX2sr Z-Ai Ф- KL4nP VD37 ХВ11 KL6 KLBfip 7 VD51 ХВ,,г 3 ы KL1pp KL2/]p VD35 $Х9 VD56 VD52 - Е*Ы>Н VV39 -й- 1WW7 "VIMS VB59 3 ХЬ8мУ1г^МУ2» №му1,К1Лмуг> КЬ9мк-К1Ммк> К L 5рр> KL7pp 72 KL9pp 12 □ KL4pfi г“чКЫОрр Оа ™зОь XH9Q 8А1р 892 891 1-1WW x:20$ KL15 KL16 КШму! Kl^MYS № 10 К8мУ1 П^^/ИУ^ МмУ2 8АЗрр Рис. 25. Цепи выходной логики КИмуг -т 57
X'.S9 Sb 8a X&1 ^j75 ^ - /.7J 4Л 4a O-----«—»-! ^7Z 5^ ^5g! /.‘55 6b,, 6a o— X:?9 Ob . Da yOc X:61 2b" 2a ^5 П~Ч •^г"£—I-----—>л- ^MK R11mk куТшТ^Тк 5а*~™5Ь i/i r' wiMtaJ23 -1 _ R7Pfi 6a^ ^b ^pn R8pn 7a 7b к17^^7п 8a,( 8b R10pn 8a 9b On, Ob KMfyfM Oc^~^c R9mk 2a Rb X:sj 7b 7a o—-<<—»— Х15Ч 2a. Jc ^мк R7tfK ^mR6m 9^ yRb / 7^-»^- >^- Рис, 26. Цепи приемной логики и выходные цепи 58
контактами и замеренное на рамке толкателя, должно быть 20—40 г. 6. Для обеспечения отсутствия вибрации контактов при сраба- тывании реле давление каждой подвижной контактной пластины на упорную пластину должно быть равно примерно 20 г. 7. Провал замыкающих контактов должен быть порядка 0,2— 0 3 мм. Он определяется наличием зазора не менее 0,25 мм между торцом немагнитной пластинки на переднем керне сердечника и якорем при замкнутом состоянии всех замыкающих контактов, регулирование провалов контактов производится подгибанием кон- тактных пластинок у места выхода их из изоляционных колодок. 10. ЦЕПИ ВЫХОДНОЙ И ПРИЕМНОЙ логики, СИГНАЛИЗАЦИИ, ПРОВЕРКИ И ПИТАНИЯ ЗАЩИТЫ Цепи выходной и приемной логики защиты (рис. 25, 26) обеспе- чивают совместную работу с устройствами автоматического повтор- ного включения (АПВ), телеотключения (ВЧТО), резервирования отказа выключателя (УРОВ) и др., а также самостоятельное или контролируемое указанными устройствами отключение выключате- лей защищаемой линии. Цепи выходной логики защиты включают обмотки и некоторые контакты промежуточных герконовых реле, установленных в модуле логики (МЛ) типа МЛ-701, в модуле реле-повторителей (РП) типа МВ-701, в модуле проверки (МК) типа МК-701, в первом модуле управления МУ1 типа МУ-011, во втором модуле управления МУ2 типа МУ-011 и в блоке приемных реле ПР типа МВ-702. Для упрощения элементы, установленные в МЛ, не имеют буквенной индексации (например, реле KL17). Реле, установленные в других модулях, имеют соответствующую буквенную индексацию (например, реле КЬЗрп установлено в модуле реле-повторителей). Цепи выходной логики (рис. 25) в зависимости от назначения и степени замедления формируют три группы основных сигналов. Быстродействующая группа включает сигналы первой дистанци- онной ступени (контакты KL1), оперативно-ускоренной второй Дистанционной ступени (контакты KL5) и сигналы от направленных первой и третьей дистанционных ступеней (контакты KL2\контро- лируемых сигналом В44 (т. е, контактами реле KLWnp блока приемных реле, обмотки которых изображены на рис. 26). Оперативное ускорение вводится оперативной накладкой SX4, Установленной на панели, и накладкой ХВ7,в МЛ. При замыкании оперативной накладки SX4 срабатывает герконовое реле KL16 и его замыкающимися контактами KL16 (см. рис. 23) вводится опера- тивное ускорение II ступени. При этом накладка ХВ7 устанавлива- йся в положение 1—2. Сигналы быстродействующей группы с помощью диодов VD36, V&62, VD37 объединяются по логической схеме ИЛИ. В зависимо- сти от положения оперативной накладки SX3 все сигналы быстро- 59
_____ i также сигналы, контролируемые от ВЧ1 KL7Up), ВЧ2 (через KL8nP), ВЧЗ (через КГ9Пр)- Сигналы от контактов KL7 и KL9 объединяются на выходе разделительного диода VD39. С помощью накладки ХВ9 сигнал ускоренной при опробовании III ступени может быть выведен из действия. Ускорение вводится контактами реле ускорения устрой- ства АПВ через реле-повторитель KLl^p и контактами реле- повторителя KL14. При отключенной линии контакты KL1 пр и контакты реле-повторителя KL14 замкнуты. При этом (при замкну- той накладке ХВ8) разрешается в течение некоторого времени после включения линии действие сигналов ускорения на отключе- ние трех фаз. При разомкнутой накладке ХВ8 действие по цепи ускорения исключается. С помощью реле-повторителя KL15, управляемого от контактов КЫпр или KL2rp реле-повторителей устройства АПВ, обеспечива- ется принудительный запуск сигнала быстродействующего канала БКБ блокировки при качаниях в режиме ускорения при опробова- нии или в цикле ОАПВ или БАПВ (см. схему на рис. 21). Сигналы от I медленнодействующей ступени (КЬЗбнн), П ступе- ни (KL6) и III ступени (KL8) через диоды VD45 и VD51 объединя- ются по схеме ИЛИ. Накладкой ХВ11 возможен вывод из действия сигналов от I медленнодействующей и II ступеней защиты, а накладкой ХВ12 возможен вывод из действия сигнала от III ступе- ни. Эти сигналы через диод VD44 могут действовать на отключение трех фаз, через диод VD48 и реле KL9pn на запрет БАПВ и пуск ВЧТО II через реле KL4Ppi. Сигналы от УРОВ, ЗУР и ПА через контакты КСЗцр и диод VD59 могут действовать на отключение трех фаз (через диод VD52) и на запрет ТАИВ (через реле KL8Pn), а через диод VD60 на пуск ВЧТО I. Сигналы ВЧТО I — ВЧТО IV образуются при совместной работе защиты с устройством телеотключения ВЧТО. Использование этих сигналов позволяет производить: отключение линии с противопо- ложного конца при срабатывании защиты на одном из концов линии; отключение линии резервными защитами без выдержек времени (ускорение с помощью отключающего или разрешающего сигналов). При образовании одновременно нескольких сигналов ВЧТО передает сигнал с меньшим порядковым номером. Назначение сигналов следующее: ВЧТО I — предназначен для передачи отключающего импульса °т УРОВ, ЗУР, ПА (действующих с запретом ТАПВ) на противопо- ложный конец линии; ВЧТО II — предназначен для передачи отключающего импульса ПРИ действии УРОВ (без запрета ТАПВ); ВЧТО III — предназначен для передачи отключающего импульса пРи срабатывании выходных реле защиты, при отключении трех Фаз через устройство АПВ; ВЧТО IV — предназначен для быстрого отключения линии при 61 и и и mvnne относятся действующей группы могут воздействовать на отключение череД этой тР^т А ОАПВ без пуска БАПВ (с помощью герконового реле KL1 рц прЛ (через - ... установке SX3 в положение 2—3), на отключение через ОАПВ с пуском БАПВ (с помощью реле KL2Pu при установке SX3 й положение 2—4), на отключение трех фаз (через диод VD43 {1 группу выходных реле KL3 Муь КЬЗму2, KL4Myj, KL4MVl KL9mk—KL14mk, KLSPh, KL7Pn при установке SX3 в положение 1-2). Если при отключении трех фаз допускается БАПВ, то оператив- ная накладка SX1 должна быть замкнута. В этом случае на пуск БАПВ и одновременное отключение трех фаз могут действог сигналы от направленных I и III дистанционных ступеней че контакты KL2, диоды VD55 и VD64 с контролем ВЧ сигналом ? (контакты реле-повторителя KL9nP блока приемных реле). При неисправностях в цепи ОАПВ быстродействующая гру, контактами реле-повторителя KL5np при выводе АПВ переводи' на отключение трех фаз. Сигналы от направленных I и III дистанционных ступеней че] контакты KL2 и реле КЕбрц могут воздействовать на пуск ВЧ IV. Группа сигналов, действующая с замедлением, включает сигна оперативно ускоренной II ступени (при установке накладки ХВ' положение 2—3) и от II быстродействующей ступени (контакты KL4 при установке накладки ХВ10 в положение 2—3). Эти сигналы диодами VD40 и VD41 объединяются по схеме ИЛИ. В зависимости от положения оперативной накладки SX2 сигналы группы могут проходить при положении 1—2 на отключение трех фаз (через диод VD44 и группу выходных реле) с запретом БАПВ (через диод VD48 и реле KL9Pn) и пуском ВЧТО II (через реле КЬ4Рц), или при положении 2—3 на отключение через ОАПВ без пуска БАПВ (через диод VD46). При неисправностях в цепях ОАПВ контакт реле-повторителя KL4m при выводе АПВ переводит группу на отключение трех фаз с запретом БАПВ и пуском ВЧТО II. При необходимости установкой накладки ХВ10 в положение 1—2 обеспечивается перевод сигналов II быстродействующей ступени на отключение трех фаз с запретом БАПВ и пуском ВЧТО II. Имеется возможность действия сигналов оперативно ускоренной II ступени на отключение через ОАПВ при установке накладки ХВ7 в положение 1—2. Медленнодействующая группа и группа ускоренных сигналов с контролем от внешних устройств защиты. Медленнодействующая группа включает сигналы I медленнодействующей ступени (контаК' ты КЬЗбнн), II ступени (контакты KL6), III ступени (контакты KL8), ускоренных при опробовании линий II (контакты KL7) и Ш (контакты KL9) ступеней; а также сигналы на отключение от УРОВ, защиты и управления реактором (ЗУР) и противоаварийной автоматики (ПА) с использованием реле-повторителя KL3др- 60
замыканиях в контролируемой зоне (в зоне направленных I III ступеней защиты). Пуск ВЧ сигналов обеспечивается: ; ВЧ1—от УРОВ, ЗУР, ПА, действующих на запрет ТАПВ и реле KLIOpti с исключением действия от цепи приема I команды ВЧТО; ВЧ2— от реле защиты, действующих с запретом БАПВ на реле KL4 рп; ВЧЗ— от реле защиты, действующих без запрета ТАПВ ц БАПВ на реле КТ7рп; В44 — от направленных I и III ступеней защиты на реле KL6Pn, Прием ВЧ сигналов 1, 2, 3 и 4 обеспечивается в блоке приемных реле с помощью реле KL7, KL8, KL9 и KL10 соответственно (рис. 26). Указанные сигналы обеспечивают контроль действия защиты и обеспечивают следующие операции: ВЧ4 — при срабатывании направленных I и III ступеней через контакты KL2, KLIOrp и диод VD62 действует на отключение выключателя через устройство ОАПВ (с пуском БАПВ или без него), а при неисправности устройства ОАПВ через контакты KL5np — на отключение трех фаз; ВЧЗ — при срабатывании направленных I и III ступеней через контакты КЬ9пр и диод VD64 действует на отключение трех фаз с пуском БАПВ или без него; ВЧ2 — при срабатывании II ступени (ВЧТО II) через контакты KL3, диод VD54, контакты KL8tip, диод VD53 действует (через диод VD44) на отключение трех фаз и (через диод VD48) на запрет БАПВ. При наличии перемычки Х:6 и Х:7 имеется возможность объединения сигналов, контролируемых ВЧЗ и ВЧ2; ВЧ1—при установке накладки ХВ13 в положение 1—2 и наличии перемычки Х:6 и Х:7 контролируется одинаково с ВЧ2 и ВЧЗ. При установке накладки ХВ13 в положение 2—3 сигнал ВЧ1 не имеет контроля от измерительных органов защиты. Сигнал ВЧ1 через контакты КТ7пр и диод VDS6 действует (через диод VDS2 на отключение трех фаз и (через реле KL8Ppi) на запрет ТАПВ. Выходные реле обеспечивают следующие функции: KL17— пуск осциллографа (см. также выходные цепи контактов KL17 на рис. 26, выведенные на зажимы панели X: 71, X: 72)’, KL3 разрешение отключения трех фаз (Х;54, Х:60); КТбрп— пуск ВЧ4 (Х:65, Х:66); KL1 рп — отключение через ОАПВ без пуска БАПВ (Х:54, Х:55); KL2pn— отключение через ОАПВ с пуском БАПВ (Х:54, Х'.56); KL3 Муь KL3 му2 — Для пуска тиристоров выходных блоков (см. также рис. 24); KL4Myi, KL4m\2— Для пуска выходных реле KL1 выходных блоков (см. также рис. 24); КТРмк— пуск УРОВ (Х:63, Х:64); KLIOmk—пуск искателя повреждений (Х:75, X:76); КГПмк —пуск УРОВ (Х:61, Х:62); КЫ2Мк-останов секундомера (ХТ7, ХТ8 см. также рис. 27); КЛ13мк — пуск противо- аварийной автоматики (Х:73, Х:74); KL14mk—останов ВЧ передат- чика (Х:77, Х:78); KL5Pn — запрет при неуспешном ТАПВ (Х:5^ 62
VB76 KL19.1 XL25XI 227 ^~'Vu78 KL21.1 Х78 KL1J.MK ХТ7 ШмУ1 R10mk Х:25 К_УМУ1' Х:26 о Останов секундомера I ступень KL25.1 j.2 КЬ8муг KL20.1 KL21.1 KL28.1 VD85 KL28.1 Rtf П22.1 KL22.1 ^20 KL23.1 „ KL23.1 KL26.1 VJJ83 К07мУ2 х:39 x:w о-—--------—-о КЬ5му1 М£мУ2 ]МУ1 Мму1 KL26-1 КЬ6щу2 ^VD89 KL271 VD81 231 ВЧТО X-.37 кУмуг x:38 —---------------—О х:27 K^My1 Х:28 х:ззкУмуг х:39 Q~~^-------О х:29 х:30 Q ---------------О х:з1 0УМУ1 х:зг — —-о х:з5 кУтг х:зв ХМ КШмк Х:Ч2 XL2.1MPrV^°^f1 /У^У29му1 о- ^^УПЮмуг КС2.1МУ2 о- KL13 9 К021му1 К№1МУ2 10 KL19.2-KL28.2, /<С22му1, 8 81 мл КЬ2.2муг KL2P2 x:97 У^1МХ X.-99 °—Й— x:98 0— x:96 ШЗП R5mk Х:95 П.7МК К019.2- -К023.2, KL25.2>KL26.2} Ш8.2,К022мУ1> КЬ2.2муггК08мк Н08 VD8mk Х193 ? HL1 о- 8А1П 4\ 5| 6 1БП К08мк VD5t -Vs Рис. 27. Цепи сигнализации Ускорение приопродо - вании Я быстродей- ствующая ступень Оперативное ускорение ХиП медленные ступени ступень Реактор УРОВ Проверка панели Сигнали- зация неисправ- ности Сигнали- зация действия 63
X:57); KL7^u—пуск ВЧЗ (Х:65, Х:67); KL9p^— запрет БАПВ (Х:54, Х:58); KL4pn—пуск ВЧ2 с запретом БАПВ (Х:69, Х:70)- КЬ8рп — запрет ТАПВ (Х:54, Х:59); КЛЮрп — пуск ВЧ1 с запретов ТАПВ (Х:69, Х:68); KL14—реле-повторитель ускорения при АГЦу KL15—реле-повторитель ускорения при опробовании и АПВ- KL16— реле ввода оперативного ускорения II ступени; КЫМУ1’ KL1 муз — выходные реле выходных блоков для контактного пофаз- ного управления выключателями (Х:52, Х:43, Х:44, Х:45 и Х:5з Х:46, Х-47, Х:48). На рис. 26 приведена упрощенная схема группы приемных реле, конструктивно расположенных в блоке приемных реле типа МВ- 702. Обмотки всех приемных реле объединены и подключены к источнику питания -220 В. Для срабатывания приемного реле (например, реле KL1) через внешние контакты к реле KL1 следует подвести напряжение +220 В. Приемные реле обеспечивают прием и повторение следующих сигналов цепей управления: KL1 — ускорение при АПВ; KL2— ускорение при опробовании; КО—-УРОВ, ЗУР, противоаварийная автоматика; KL4, KL5—вывод ОАПВ; KL7—ВЧ1; KL8—ВЧ2; KL9— ВЧЗ; KL10— ВЧ4. Цепи выходных реле, приведенные на рис. 26, могут быть выведены из действия с помощью контрольных разъемов XG1 и XG2. Цепи на отключение выключателей В1 и В2 могут быть выведены из действия с помощью испытательных блоков SG1 и SG2. При подведении к зажимам Х49 и Х50 напряжения -220 В и установке контрольного разъема в положение XG3 возможен контроль действия выходных цепей на отключений выключателей с помощью сигнальных ламп HL2 п — НЬ7ц, установленных на плате панели. Цепи сигнализации защиты, В защите имеется сигнализация действия по ступеням, а также по цепям отключения, контролиру- емым от внешних устройств (ВЧТО, УРОВ и др.). Сигнализация защиты (рис. 27) выполнена с использованием двухпозиционных реле KL19—KL28 типа РПС-32Б, расположенных в модуле логики, и реле KL2.1 му1 и KL21 му2 — в модулях управления. Сигналы на включение первых обмоток двухпозиционных реле KL19.1, KL25.1, KL20.1, KL21.1, KL28.1, KL22.1, KL23.1, KL26.1, а также на включение контрольных герконовых реле КЬ7муь К7АМу2, КК7му2, КБ5муь КБ5му2, КБбмуь КЬ^муь КБ6му2 поступают соответственно через выводы точек 1 — 8, которые соединены с одноименными соответствующими точками цепей выходной логики.(см. рис. 25). Контакты указанных контрольных реле обеспечивают поступле- ние сигналов контроля на информатор при срабатывании соответ- ственно по цепям I ступени защиты (Х:25, Х:26), ВЧТО (Х:39, Х:40), ускорения при опробовании (Х:37, Х:38), II быстродейству- ющей ступени (Х:27, X: 28), оперативного ускорения (Х:33, Х:34), I и II медленнодействующих ступеней (Х:29, Х:30), III ступени 64
(Х:31, Х:32), по цепям, контролируемым от защиты управления реактором или УРОВ (Х:35, Х:36). Одновременно с этим контакты указанных выше двухпозицион- ных реле обеспечивают включение светодиодов VD76, VD82, VD77, \Ф78, VD85, VD79, VD80, VD83, которые сигнализируют о дей- ствии защиты по соответствующим цепям. Кроме того, сигнализация действия защиты по выходным цепям отключения обеспечивается двухпозиционным реле KL2, располо- женным в первом и втором модулях управления. При этом сигналы на включение первых обмоток реле KL2.1 myi и KL2.1 му2 поступа- ют соответственно через выводы точек 9 и 10, которые соединены с одноименными точками цепей выходной логики (см. рис. 25). Контакты этих реле обеспечивают включение светодиодов VDlO^yi и VD10mv2, которые сигнализируют о действии защиты по выход- ным цепям на отключение обоих выключателей. Обмотка двухпозиционного реле KL27.1 управляется контакта- ми КЫбнн и через контакты KL27.1 и светодиод VD84 обеспечи- вает сигнализацию о неисправности цепей напряжения. Обмотка двухпозиционного реле KL24.1 управляется контакта- ми KL13 и через контакты KL24.1 и светодиод VD81 обеспечивает сигнализацию о неисправности защиты. Контакты KL27.2 и KL24.2 обеспечивают коммутацию реле КП7мк типа РП13, контакты КЬ7мк которого обеспечивают внешнюю звуковую сигнализацию защиты. При замыкании контактов К£7мк сигнальная лампа HL8, установленная на панели, обеспечивает световую сигнализацию о неисправности защиты. Контакты KL19.2 — KL23.2, KL25.2, KL26.2, KL28.2, КЬ2.2Муь KL2.2му2, включенные параллельно, обеспечивают работу реле KL&mk типа РП13, контакты которого обеспечивают центральную сигнализацию при срабатывании защиты. При замыкании контактов KL8Mk сигнальная лампа HL1, установленная на панели, обеспечи- вает световую сигнализацию о действии защиты. Возврат всех сигнальных двухпозиционных реле в исходное положение обеспечивается подачей напряжения на их вторые обмотки с помощью кнопки SB1 в модуле логики, или кнопки 8В2ц на панели. Цепи проверки защиты (рис. 28) обеспечивают следующие ос- новные операции: ввод или вывод панели из действия; тестовую проверку реле сопротивления, блокировки при качаниях, блокиров- ки при неисправности цепей напряжения, цепей логики защиты; Ускоренную проверку характеристик срабатывания реле сопротив- ления через угол 30°; снятие некоторых временных характеристик. Переключатель SAln, установленный на откидной двери пане- ли, обеспечивает перевод панели в следующие режимы: «Провер- ка», «Вывод», «Работа». Контакты переключателя SA7n изображе- разнесенным способом на рис. 25, 27, 28. В режиме переключа- теля «Проверка» обеспечивается вывод из действия группы выход- НЬ1Х реле (см. рис. 25) и группы реле, действующих на информатор 65
'g «Sig XT6Q QXT5 SA2pfl S&1 о Пуск секундо- мера Пуск РСиБК SB Зря 10111)12 |7 *SA^ 12 VD1 ПОБ -24 В C3 <X> Проверка ^БНН SG-3 SG4 SG-5 S&6 „БНН 8А4рп сз §§ §е 1 r r r 5 7Г 1 1 3 5 II KL2.$mk R9n 6_ ц ^1Мк L£<<L/-h^ > HL2.2^ 8А1р I# HL2MK}KL3mk 1 2 R2n /, 380 В 5. ^6. 12 Рис. 28. Цепи проверки Реверс11 8А6МК ос lq < SA7mk a b c 0 п KL2.4Mk мк КЬЗЛик R1mk 9 lio]ll[l2 7 |9 рр 72 « г*7 SA$MK В цепь блоки ния БНН Он Ок Вн Вк Ан Ак Qj LQ СЬ -3 ° s * g о £ Е 66
(сМ. Рис* 27)- При этом через контакты 7 и 10 переключателя (рис. 28) подготавливается цепь для проверки РС и БК, а также БНН. При установке переключателя £А2рп, установленного в блоке рП, в положение, соответствующее проверяемому РС (например ]ЛВ), и нажатии кнопки напряжение —24 В поступает на обмотку контрольного реле в РС1дв. Соответствующее реле KL1 (рис. 8) срабатывает и своими контактами подает логический сигнал О на вход элемента D1.1 (через Х3:75), вызывая срабатыва- ние РО1 (рис. 9). При этом в соответствующем РС обеспечивается свечение светодиода VD1, питание +15 В к которому подводится через зажим XI :6в (см. рис. 8) с помощью переключателя £42Рп (рис. 28). При нажатии кнопки SB3pn напряжение -24 В через контакты переключателя SA2 Рп поступает также на обмотку контрольного реле KL1 в ПОБ (см. рис. 20), которое срабатывает и своими контактами вызывает срабатывание ПОБ и логики БК (см. рис. 21). При этом в логике БК обеспечивается кратковременное свечение светодиода VD25 «Быстр.» и длительное свечение светодиода VD26 «Медл.». При проверке PC I ступени в логике защиты (см. рис. 23) срабатывают реле KL1 в МЛ и KL3 в БНН, а в схеме сигнализации (рис. 27) обеспечивается свечение светодиодов VD76 «I ступень» и VD79 «I и II медл. ступени». С помощью тумблера SA^pn (рис. 28) возможна проверка исправности БНН. При включении тумблера (ручка вверх) напряже- ние — 24 В поступает на обмотку контрольного реле KL2 в БНН (см. рис. 22). Если панель подключена к измерительным трансфор- маторам напряжения, то при срабатывании' реле KL2 создается искусственная несимметрия напряжений в фазе А, и БНН срабаты- вает, вызывая свечение светодиода VD84 «Контроль напряжения» (Рис. 27). Реле KL1 мк (рис. 28) служит для сигнализации в режиме проверки панели. В нормальном (рабочем) режиме на обмотку реле подано напряжение 24 В через контакты Зс—4с контрольного щтыря контактного разъема XG1, установленного в рабочее состо- яние, через контакты самозакорачивающейся перемычки 2—4 в- Испытательном блоке SG7 (когда в нем не установлена крышка), Перез контакты 1—6 переключателя SAln, установленного в положение «Работа», через контакты 3 тумблера SA3 рп, установ- ленного в отключенное положение (ручка вниз), через контакты ^3 переключателя SA7mk, установленного в положение «Откл.», ЧеРез контакты 12—5 переключателя SA^mk, установленного в Положение «Откл.». При этом реле КЫмк находится в сработан- ном состоянии и размыкает свои размыкающие контакты КЫ.2мк РИс. 27), а лампа HL8 «Защита неисправна или выведена» не горит. При переводе переключателя SAln в режим «Вывод» или проверка» реле KL1 мк возвращается в исходное состояние и разМыкающим контактом КЫ.2мк (см. рис. 27) обеспечивает вклю- 67
5 U3 5 03 I из УЩ УШ У6ЛХ УШ У6ЛХ УШ ej о 06ЛХ ощ У6ЛХ УЩ £ 5_ ь_ £ £ У6ЛХ УШ 06ЛХ УЩ У6ЛХ УШ 8:гХ Ггх У8ЛХ УЩ УЩ УЩ УЩ У£ЛХ УЩ УШ У6ЛХ УШ гх гх гх гх гх гх гх гх гх гх S g.-gx^i * • г.'гг Й 5 :гх ь:гх £-.гх э:гх $:гх ш Ш У6ЛХ У1ЛХ ь:гх ?:гх д'.гх $:гх ш £:гх и S s:?x js s:?x i ыгх 5 Р'.гх 9:гх OQ —.... g 9:гх i ь'-гх s г:гх °6:1Х « 9:гх ЗГЛХ 9:гх ь:гх т>хлх * 5 £.гх 68
цение лампы HL8, а контактом KLI.Imk обеспечивает сигнал на ^форматор (через зажимы Х:41, Х:42). Реле KL2Mk, KL3Mk (рис. 28) служат для подведения напряже- ния и тока к РС от постороннего источника только при установке $А1п в положение «Проверка» и при снятых крышках в испыта- тельных блоках SG3— SG6. В указанном режиме при включенном выключателе SF1 от источника —380 В через контакты КЬ2мк и КЬЗмк к соответствующим РС могут подводиться напряжения и токи определенного значения, сдвинутые относительно друг друга на заданный угол. Угол между напряжением и током может регулироваться через 30° с помощью переключателя £45мк и тумблера ЗАбмк- С помощью потенциометра R1 мк возможно изменение подводимого напряжения. К зажимам ХТ1 и ХТ2 подключается вольтметр, а к зажимам ХТ4 и ХТЗ—амперметр переменного тока. Выбор контролируемых РС (АВ, ВС, СА) и подведение напря- жения обеспечивается переключателем 5А7мк> а выбор контроли- руемых фаз (АВ, ВС, СА) и подведение тока обеспечивается переключателем SA&mk- Переключателем 5А£Мк возможно также изменение значения подводимого тока до 0,05, 0,1 или 0,5 А. Плавное изменение тока обеспечивается резистором Rin- Подведе- ние тока к РС возможно лишь при установке крышки испытатель- ного блока SG7 (в рабочем режиме крышка SG7 не устанавливает- ся). В режиме проверки контакты КЬЗ.Змк обеспечивают блокиро- вание действия БНН. При этом логический сигнал О через контакты и разъем Х1:2С поступает на вход элемента D2.1 (см. рис. 22). При снятии временных характеристик к зажимам ХТ8 и ХТ7 панели (см. рис. 27) подключаются зажимы «Останов секундоме- ра», а к зажимам ХТ6 и ХТ5 (рис. 28) — зажимы «Пуск секундоме- ра». На рис. 29 приведена схема цепей переменного тока и напряже- ния панели. Цепи переменного тока фаз А и В подводятся к защите через испытательный блок SG5, а цепи фаз С и О подводятся через испытательный блок SG6. Цепи напряжения переменного тока фаз а, в, с, о от обмоток измерительного трансформатора напряжения, соединенных в «звезду», подводятся к защите через испытательный блок SG4, а цепи напряжения переменного тока фаз Н, Ф, И, В от обмоток измерительного трансформатора напряжения, соединенных в «разомкнутый тре- угольник», подводятся через испытательный блок SG3. На рис. 30 приведена схема цепей питания защиты. Питание 3аЩиты обеспечивается от блока питания VG типа БП-180М. Блок питания обеспечивает следующие уровни питания: ±15 В относи- тельно точки Oi, используемые для питания операционных усили- ^пей и логических микросхем защиты; --24 В относительно точки 2’ используемый для питания релейно-контактной логики защиты. 69
70
11. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПАНЕЛИ ПДЭ-2001 Номинальные данные защиты: переменный ток—1 или 5 А; переменное напряжение—100В; постоянное напряжение — 220 В; частота — 50 или 60 Гц; Потребляемая мощность при подведении номинальных значений тока и напряжения не превышает: а) 6 В-А на фазу в цепях напряжения переменного тока, подключенных ко вторичным обмоткам транформатора напряжения, соединенным в «звез- ДУ»1’ б) 2 В-А на фазу в цепях напряжения переменного тока, подключенных ко вторичным фазным обмоткам трансформатора напряжения, соединенным в «разомкнутый треугольник»; в) 5 В-А на фазу в цепях переменного тока в симметричном режиме; г) в цепях оперативного постоянного тока: 250 Вт в нормальном режиме, 300 Вт в режиме срабатывания. Измерительные органы PC I, П, Ш ступеней защиты имеют характери- стики срабатывания, приведенные соответственно на рис, 3, 12, 15. Техниче- ские данные PC 1, П, Ш ступеней приведены соответственно в § 3—5. Время задержки сигнала логической частью I быстродействующей ступени не более 2 мс. Время задержки сигнала логической частью I медленнодействующей, II быстродействующей и II медленнодействующей ступеней регулируется от 0,04 до 4,0 с со ступенями по 0,04 с. Время задержки сигнала логической частью Ш ступени регулируется от 0,1 до 10 с со ступенями по 0,1 с. Время задержки сигнала логической частью 11 ступени с включением оперативного ускорения от 0 до 0,4 с со ступенчатой регулировкой через 0,1 с. Устройство блокирования при качаниях выполнено на основе принципа реагирования на приращение вектора тока обратной последовательности (§ 6) и имеет минимальную уставку Д12=0,04 А. Выдержка времени элемента задержки сигнализации при неисправности панели более 10 с. Защита имеет тиристорные бесконтактные выходы и контактные выходы, обеспечивающие действие на два выключателя (§ 9). Сопротивление изоляции всех элементов независимых цепей относи- тельно друг друга и всех цепей относительно корпуса в обесточенном состоянии при температуре 20° С и относительной влажности до 80% не менее 5,0 МОм. Электрическая изоляция цепей панели с напряжением выше 24 В выдерживает без пробоя и перекрытия в течение 1 мин испытательное напряжение 1500 В переменного тока частоты 50 Гц, приложенное между всеми независимыми цепями панели и корпусом. Изоляция цепей 24 В и ±15 В выдерживает относительно корпуса и других независимых цепей в течение 1 мин испытательное напряжение 500 В частоты 50 Гц. Электриче- ская изоляция цепей тока, включенных в разные фазы, между собой выдерживает без пробоя и перекрытия испытательное напряжение 1200 В переменного тока частоты 50 Гц в течение 1 с для исполнения панели на 1 А и 1000 В переменного тока частоты 50 Гц в течение 1 мин — для исполнения панели на 5 А. 71
Электрическая изоляция панели должна выдерживать без повреждения три положительных и три отрицательных импульса испытательного напря- жения, имеющих (при работе источника сигнала на холостом ходу); амплитуду 5 кВ с допустимым отклонением —10%, длительность переднего фронта 1,2 мкс с допустимым отклонением ±30% и длительность спада 50 мкс с допустимым отклонением ±20%. Длительность интервала между импульсами — не менее 5 с. Все элементы защиты, обтекаемые током в нормальном режиме, длительно выдерживают 110% номинального переменного тока и 115% номинального 'переменного напряжения. Работоспособность защиты обеспечивается при изменении напряжения постоянного оперативного тока от—20% до 4 10% относительно номиналь- ного значения. Допускается наличие переменной составляющей с амплиту- дой напряжения до 6% среднего значения постоянного напряжения. Форма волны должна быть синусоидальной или выпрямленной с частотой, равной двойной частоте сети : При этом изменение уставок реле сопротивления не должно превышать ±3% измеренных при номинальном напряжении и отсутствии переменной составляющей. Переменная составляющая опреде- ляется как выраженное в процентах отношение разности максимального и минимального мгновенного значения напряжения к постоянной составля- ющей напряжения. В защите предусмотрено проведение быстрого контроля исправности элементов схемы защиты (при помощи модуля проверки МК-701 и модуля реле повторителей МВ-701). .Защита не срабатывает при воздействии высокочастотных помех, имеющих: форму затухающих колебаний частоты 1 МГц с допустимым отклонением ±10%; модуль огибающей, уменьшающийся после трех—шести периодов на 50%; частоту повторения импульсов 400 Гц. Продолжительность воздействия импульсов 2 с. Внутреннее сопротив- ление источника высокочастотного сигнала 200 Ом ±10%. Амплитудное значение первого импульса при продольной схеме под- ключения источника сигнала к испытуемой панели должно составлять 2,5 кВ, при поперечной 1,0 кВ с отклонением ±10% (данные соответствуют публикации МЭК № 255—4). Средний срок службы панели до профилактического восстановления в соответствии с техническими условиями не мнее трех лет, а средний срок сохраняемости панели до ввода в эксплуатацию не более двух лет. 12. НАСТРОЙКА ПАНЕЛИ И ПРОВЕРКА ЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК Требования безопасности. В соответствии с требованиями должно обеспечиваться надежное заземление металлоконструкции панели. При эксплуатации панели кассеты с модулями должны быть закрыты спереди прозрачными крышками, исключающими доступ к токоведущим частям, дверь панели должна быть закрыта и заперта. К работе с панелью могут быть допущены лица, знающие правила техники безопасности при работе в электроустановках напряжением до 1000 В. При необходимости работы с модулем вне панели следует производить заземление шасси модуля. Подготовка защиты к проверке. При настройке и проверке панели защиты необходимо пользоваться схемами защиты, приве- 72
Таблица 1 Вид проверки Необходимые действия Ожидаемый результат 1. Подготовитель- а) Снимают крышки с Загорается лампа яая работа SG1—SG6 б) Ставят крышку на SG7 «Защита неисправиа или выведена» — в) SAln—в положение «Провер- ка^> г) Подключают амперметр к за- жимам ХТЗ, ХТ4, «I» д) Подключают вольтметр к за- жимам ХТ1, ХТ2 «V» е) Включают автоматический вы- — ключатель SF1 — 2. Снятие контроль- а) £42РП «РС и БК» переключают — иых точек характери- в положение, соответствующее стик срабатывания РС I, II и III ступеней выбранному РС б) &47мк, SA$MK— в положение, соответствующее выбранному РС и ею уставке в) мк — в положение, соответ- ствующее границе срабатывания РС — г) £45мк, SA6MK — в положение, Загорается светодиод на соответствующее характеристике лицевой плате проверя- срабатывания РС емого РС д) Отключают автоматический выключатель SF1 — 3. Проверка рабо- а) SA2Pn «РС и БК» переключают тоспособиости ПОБ в положение ПОБ — б) Нажать SB3PIT «Пуск РС и БК» Кратковременно загорает- ся светодиод У2)25мл «Быстр.». Загорается VD26 мл «Медл.» в) SA/n переключают в положе- ние «Вывод» — г) SF1 Включить д) SA8MK переключают в положе- ние «0,05 А» е) SAIn—в положение «Провер- Результат см. по п. 36 ка» ж) SF1 отключают — 4. Проверка рабо- тоспособности БНН a) SA4pn «БНН» — в положение «Вкл.» Загорается VD84^ (панель подсоединена б) SA4m «БНН» — в положение «Контр, напряжение» к измерительным трансформаторам на- пряжения) «Откл.» денными на рис. 1, 8, 9, 13, 14, 16, 19—30. При необходимости вытащить или вставить отдельные модули панели должен быть отключен блок питания. При необходимости операций с модулями блока питания должно быть снято напряжение 220 В. Проверка и настройка блока питания производится в соответ- ствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации бло- ка питания типа БП-180М [12]. Перед настройкой и проверкой защиты ручки потенциометров, тумблеров и переключателей, расположенных на лицевых платах модулей и на панели непосредственно, должны быть установлены в 73
Таблица 2 Вид проверки Необходимые действия Ожидаемый результат 1. Проверка взаимо- a) SA2pn «РС и БК» переклю- действия PC с БНН чают в положение РС ПАВ б) Нажимают SB3 «Пуск РС и БК» на время t> tcp И ступени в) SA4рп «БНН» включают (если панель подсоединена к измерительным TV) г) Нажимают SB3рп «Пуск РС и БК» Загорается светодиод на лице- вой плате РС ПАБ а через t = tCP II ступени зажгутся све- тодиоды VD7#MJI «П быстр.» и VD79M] «I и II медл.» Загораются светодиоды на РСИАВ и VD84мл «Контр, на- 2. Проверка взаимо- д) Закорачивают зажимы 7 и 2 на контрольном разъеме БНН (если панель не подсоеди- нена к измерительным TV) е) Нажимают SB3pn «Пуск РС и БК» а) Включают SF1 пряжения» Загораются светодиоды на РС Пав и VD84MJl действия PC с логиче- б) Повторяют действия п. 2 Загорается светодиод на лице- ской частью блоки- (а—г) табл. 1 вой плате проверяемого РС ровки при качаниях в) SAln переключают в поло- Светодиод гаснет 3. Проверка блоки- жение «Вывод» г) SAIri— в положение «Про- верка» a) SAlu переключают в поло- Загораются светодиоды на лицевой плате проверяемого РС, а также VD25мл «Быстр.» и VD26MJ1 «Медл.» рования пуска быстро- действующих степеней при срабатывании PC жение «Вывод» б) SA2 «РС и БК» —в поло- жение РС IIдв в) Ставят перемычку между XS:4 и XS:2 на модуле РС НАВ II ступени — г) SAln переключают в поло- жение «Проверка» д) SA!i;—в положение «Вы- вод» е) Убирают перемычку с мо- дуля РС IIАВ Загорается светодиод на лице- вой плате PC IIАВ, загорается светодиод VD26 мл «Медл.», загорания VD25MJ1 «Быстр.» не происходит Гаснут светодиоды на РС11ДБ и VD26мл «Медл.» 4. Проверка работы ж) SA1U переключают в поло- жение «Проверка», одновре- менно закорачивают XS1:2 и XSl:4 з) SAln переключают в поло- жение «Вывод» а) Периодически (с интерва- Загораются светодиоды на рСПдв, vT225Mi «Быстр.», «Медл.». УО78мл, VD79мл («II быстр.» «I и II медл.») Загораются светодиоды на РС логической части БК лом менее 1 с) закорачивают IIАВ и VD26 «Медл.», VD25 при асинхронном ходе XS1:4 и XS1:2 на PC IIАВ при «Быстр.» ие загорается этом SAln переключают в по- ложение «Проверка» б) SF1 отключают — 74
Таблица 3 Вид проверки Необходимые действия Ожидаемый результат 1. Подготовительные a) SA1 п переключают в Загорается лампа KL8 «Защи- работы положение «Проверка» б) Снимают крышки с SGI-SG6 в) Сдвоенный контрольный штырь контактного разъема XG1 — XG2 устанавливают в розетку XG3 (крайнее левое положение) г) Подключают миллисекун- домер (МС) к зажимам на плате за дверцей панели (ХТ5. ХТ6-- «Пу ск», ХТ7. ХТ8— «Останов») д) Соединяют Х:20 ряда за- жимов панели с А4—ХТ4:3 ряда зажимов четвертой кассеты та неисправна или выведена» 2. Проверка дей- ствия защиты прн сра- a) SA2pn «РС и БК» переклю- чают в положение РС 1АВ — батывании I быстро- действующей ступени б) SX1 и SX3—в положение «2— 1» в) ХВ — в положение «2—3» г) Производят пуск МС, РС и БК, замкнув ключ МС д) SX3—в положение «2—3» Загораются светодиоды на РС 1дв, «Л76ш, «I», VD10uy„ VDlOuy2-, замкнуты контакты общей группы выходных реле*: Х:75— Х:76 Х:73 — Х:74 Х:77~Х:78 Х:65—Х67 Х:79—Х:80 Х:54—Х:57 Х:81 — Х:82 Х:63 — Х:64; дополнительно замкнуты кон- такты: Х:65—Х.66 Х:54 — Х56 Х:25—Х:26 (выход на информатор); мс е) Производят пуск МС Загораются светодиоды на РС IAB, УО7<5МЛ«1»; замкнуты контакты: Х:54—Х:55 Х:65—Х:66 Х'.25—Х,26 3. Проверка дей- ствия защиты при сра- a) SA2PU «РС и БК» переклю- чают в положение РС 1АБ — батывании I медленно- действующей ступени б) ХВ 11— в положение «2— 1» 75
Продолжение табл. 3 Вид проверки Необходимые действия Ожидаемый результат в) SX3—в положение «2—3» - г) SX1—в положение «2—3» д) Производят пуск МС Загораются светодиоды на PCIAB, VD76M}l«I», УП79^ «I и II мед л.», V£>WMyi, замкнуты контакты общей группы выходных реле; дополнительно замкнуты кон- такты: Х:65—Х:66 Х:69—Х:70 Х:54~Х:58 Х:25—Х:26 Х:25~Х:28; t должно соответствовать уставке элемента ЛТБНН 4. Проверка дей- ствия защиты при сра- a) SA2PTi «РС и БК» — в поло- жение PC IIЛВ; — батывании 1Г быстро- б) SX3—в положение «2—1» — действующей ступени в) SX2—в положение «2—1» — - г) ХВ/()мл— в положение «2— 1» д) ХВ11 M;i—в положение — - «2—3» е) Производят пуск МС Загораются светодиоды иа РС II лв, УП78мл «II быстр.», VDWMyi, VDI0My2; замкнуты контакты общей группы выходных реле; до- полнительно замкнуты кон- такты: Х:69—Х:70 Х:54—Х:58 Х:25—Х:27; t должно соответствовать уставке элемента ОТ1МЛ 5. Проверка дей- ствия защиты при сра- a) SA2Pn «РС и БК» в поло- жение РС НАВ — батывании 1Г медленно- действующей ступени б) ХВ10мл— в положение «2—3» в) ХВПМЛ—в положение «2— 1» г) SX2—в положение «2—3» д) Производят пуск МС Загораются светодиоды на РС IIАВ, VD79 мл «I и II мед л.», VDlOm„ VDI0My2; замкнуты контакты общей группы выходных реле; дополнительно замкнуты кон- такты: Х:54 — Х:55 Х:69~~Х:70 Х:54 — Х:58 Х:25—Х:28; 76
Продолжение табл. 3 Вид проверки Необходимые действия Ожидаемый результат 6. Проверка дей- а) 5А2РП «РС и БК» — в поло- СР Должно соответствовать уставке элемента DT2Mn ствия защиты при сра- батывании II ступени жение PC IIАв б) SX4—в положение «2—/» - —~ при оперативном уско- в) ХВ7МЛ— в положение — рении «2—3» г) SX2—в положение «2—1» д) Производят пуск МС Загораются светодиоды на РС IIАВ, VD85MJI «Операт. ускоре- 7. Проверка дей- a) SA2рп «РС и БК» — в поло- ние», VD/Омур ИИ0МУ2; за- мкнуты контакты общей груп- пы выходных реле; дополнительно замкнуты кон- такты: Х:69—Х:70 Х:54—Х:58 Х:25—Х:30; t должно соответствовать уставке элемента DT4MJl ствия защиты при сра- батывании III ступени жение РС ШАВ б) ХВ12М11 — в положение — 2—1» в) ХВ1ип — в положение «2—1» г) Производят пуск МС д) Отсоединяют МС Загораются светодиоды РС ШАВ, VD80^ «III», VDI0Myi, VOWMy2; замкнуты контакты общей группы выходных реле; дополнительно замкнуты кон- такты: Х:69—Х:70 Х:54—Х:<8 Х:25—Х:29; tCP должно соответствовать уставке элемента DT3Ml 8. Проверка выход- На зажимах панели присут- пых цепей: ствует напряжение 220 В 8.1. Действие I сту- а) Закорачивают зажимы пени через контакты ОАПВ Х:10—Х:11 на ряде зажимов панели б) SX3 переключают в поло- жение «2—4» в) SX1—в положение «2—3» г) SA2Pn «РС и БК» — в поло- жение PC I Ав д) Нажимают SB5Pn «Пуск РС и БК» е) SX3—в положение «2—3» ж) SX1— в положение «2—I» з) Нажимают SX3 рр «Пуск 1 РС и БК» См. результат по п. 2,г См. результат по п. 2,г,е 77
Продолжение табл, j Вид проверки Необходимые действия Ожидаемый результат к) Снимают перемычку с Х:4 и Х:5 — 8.9. Действие схемы а) Отсоединяют зажимы на Загорается VD83 мл «Реактор управления реактором ряду зажимов панели УРОВ»; и УРОВ Х:14 с Х:16 (на зажимах замкнуты контакты общей 220 В) группы выходных реле; дополнительно замкнуты кон- такты : Х:54~ Х:59 Х:69—Х:68 Х:25—Х:31 9. Проверка работы модулей управления а) Соединяют зажимы Х:52— Х:53 и Х:49—Х:50 на ряду — типа МУ-011 (выход- ные цепи защиты от- ключены от схем уп- равления выключите- зажимов панели б) Подают «+220 В» иа зажи- мы Х:52—Х:53, «-220 В» на зажимы Х:49—Х:50 лем) в) SA2 РП «РС и БК» перек- лючают в положение PC 1 АВ г) SA3 рп «КВ» включают (ручка вверх) д) Нажимают SB3 р п «Пуск Загораются светодиоды РС и БК» е) SA3 рл «КВ» отключают ж) Нажимают SB3 РП «Пуск РС и БК» VD10 МУ1, VD10MV и лампы HL2 — HL7 з) Отпускают SB3 рп «Пуск РС и БК» — 10. Проверка цепей сигнализации: и) Нажимают SB2 Гаснут HL2—HL7 10.1. При неисправ- ности цепей перемен- a) SA1 переключают в поло- жение «Вывод» — ного напряжения б) SA4 рп «БНН» включают (ручка вверх) (панель подклю- чена к измерительным TV) Загорается светодиод VD84 мл «Контроль напряжения»; зам- кнуты контакты Х:99—Х:95 в) Закорачивают зажимы 7 и 2 иа контрольном разъеме БНН (при неподключенной панели) Результат тот же, что и в п. 10.1,6 г) Снимают перемычку с за- — жимов 7 и 2 10.2. При неисправ- а) Длительно (t> 10 с) вызы- Загорается светодиод VD81 мл иости защиты вают срабатывание РС «неисправность защиты» и за- мкнуты контакты Х:99—Х:95 * Замыкание контактов реле общей выходной группы при последующих операциях фиксируется по замыканию одного из них. 80
исходное состояние: SA1—«Вывод»; SA3pn(«KB»)—«Откл.» (руч- ка вниз); SA4pn(«EHH»)—«Откл.» (ручка вниз); £А5мк(«^»)— 0°; £А6мк(«Реверс») — 0 — 150°; 5А7мк(«Вид КЗ») — «Откл.»; SA8mk(«I»)— «Откл.»; K/mkC^V7»)— выведен в крайнее левое поло- жение; SF1—«Откл.» (ручка вниз). Проверка РС, ПОБ и БНН с помощью устройства проверки (МК). Проверка характеристик РС производится через 30° в комплексной плоскости сопротивлений, что вполне достаточно, чтобы обнару- жить любую неисправность РС. Проверка характеристик срабаты- вания РС, работоспособности ПОБ и БНН производится согласно табл. 1. Ускоренная проверка взаимодействия логических цепей защиты производится согласно табл. 2. После проведения каждой провер- ки необходимо осуществлять возврат сигнализации. Для этого необ- ходимо нажать на кнопку SB1 мл или SB2n «Возврат» на дверце панели. Проверка выходных цепей, цепей отключения и сигнализации производится согласно табл. 3. Проверка или настройка панели ПДЭ-2001 считается закончен- ной после того, как будут сняты все дополнительные соединения, а тумблеры и переключатели установлены в исходное положение. Устанавливаются крышки испытательных блоков SG1 — SG6, снимается крышка SG7. Сдвоенный контрольный штырь контактного разъема устанавли- вается в розетки XS1, XS2. Контрольный переключатель SA1 на панели устанавливается в положение «Работа». После установки всех тумблеров н переключателей в исходное состо- яние должна погаснуть лампа HL8 «Защита неисправна илн выведена», сигнализируя о готовности панели к работе. 81
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Назначение накладок, переключателей и потенциометров регулирования уставок, установленных в модулях панели Тип модуля Элемент Обозначение по схеме Назначение Положение Результат МР-711 ХВ1 Ступенчатое регулирование устав- ки по напряжению «N%» 6-12—25—50—100 R4 Коэффициент плавного регулирова- ния уставки по напряжению «к.» 0,4—1 .. - МР-712 ХВ1 Ступенчатое регулирование уставки по напряжению «1У%» 6—12— 25 —50—100 - R8 Коэффициент плавного регулирова- ния уставки по напряжению к 0,4—1 " I" R3 Регулирование «Rzi» (0,35 — 0,75)Zy R4 Регулирование «Rz4» (0,2—0,6)Zy МР-713 ХВ1 Ступенчатое регулирование смеще- ния характеристики 2—1 Смещение в I и II квадранты 2—3 Смещение на —10% в III и IV квадранты R7 Плавное регулирование смещения характеристики в I и II квадранты «Х%» 15—40 ХВ2 Ступенчатое регулирование уставки по напряжению «N %» 3—6—12—25—50—100 R10 Коэффициент плавного регулирова- ния уставки по напряжению к 0,4—1 — R2 Регулирование «Rzi» (0,35—O,75)Zy —— R3 Регулирование «Rz2» (0,35—O,75)Zy R4 Регулирование «Rz4» (0,15—0,4)Zy — RS Регулирование (0,15—0,4)Zy — МЛ-701 ХВ1 Пуск ВЧТО 2—1 От I ступени 2—3 1 От I или III ступени Ч у вств итетЗЙ^^ган 2—1 Введен МЛ-701 ХВ2 ПОБ 2—3 Выведен ХВЗ Грубый орган ПОБ 2—1 2—3 Введен Выведен ХВ4 Управление логикой БК от реле сопротивления II ступени 2—1 2—3 Введено Выведено ХВЗ Задержка блокирования пуска бы- стродействующих ступеней после срабатывания PC II ступени 2—1 2—3 £=0,05 с £=0,1 с ХВ6 Запрет возврата БК в исходное состояние при асинхронном ходе 2—1 2—3 Выведен Введен ХВ7 Действие оперативного ускорения на отключение по цепи 2—1 2—3 I ступени II быстродействующей ступени ХВ8 Ускорение при АПВ и опробовании ВЛ напряжением по цепи II и III ступени --.СП Введено Выведено ХВ9 Ускорение при АПВ и опробовании ВЛ напряжением по цепи III ступе- ни 2—1 2—3 Введено Выведено ХВ10 Действие II быстродействующей ступени на отключение 2—1 2—3 Независимо от поло- жения SX2 на панели С контролем или без контроля срабатыва- ния избирателей ОАПВ ХВ11 Действие 1 и II медленнодейству- ющих ступеней 2—1 2—3 Введены Выведены ХВ12 Действие III ступени (>4 1 1 Введена Выведена, ХВ13 Контроль схемой фиксации положе- ния выключателей отключения по цепи ВЧТО-1 гм Выведен Введен МБ-304 ХВ1 Ступенчатое регулирование уставки токового органа 0,075 0,15 0,3 1ср=0,075(0,735) А /ср=0,15(0,75) А /ср=О,3(1,5) А 00 UJ - 0,6 /ср=0,613,0) А
о о ж (D S ж я о п о с "> СГ) Сч см 6 X X о S Ж S/, h ж 3 р? □ oq ж ж ю О й Ж £ я Ьй ж ж д к и ей а н Й 5 ся 5 >1 Ф сс X № Ф S Й ф h ffl Л X □ о я ж Р? ф а ж Ж Ф я * ф Ж ж а ф ж ж й ж к h . ж ф Ж «5 И (J м Ж я£ е Ж *ТН а х а ж г-* О Ф t-м и и о £ К * f « ± W к X? *=5 , а а»1 Ж >• см и s а ж о ф а о и о й О. (и Л д Ь-< bi ГЛ й Я о go а о X Ф я а « с о ф« ж а ж Ф ф я р о о й <2 а ж ж °- Плавя ковогс а £ мал ьн об МОТ Регул] киров] Блоки цепей Ступе по ^2е я ж > 1 Й о X Н Ф Я н- о X S я ?$ ж ?g я 2 £5 X си □ (J С ф ж ж £ я а о а я с с и ж о и ж X i о S ° 2 й ж Q Я Й Р е ж го К ф О10 ж й Н й Л й о в * р 5» U Js ф 2 о о Ф g аа Е- j рс а л о ь g О е; х о ж Я й ж S 3 >2 ж яХ н Л Ф ф ж Й ж « р ж й о ° о 4 2 ю ж Й ю ф ж й ж ф g >s й 2, и & ф и ° о <и Й ж ч д ж h о ж л ф £0 о РС S о Продолжение приложения СМ < ‘Л -Я 0< $ а О' о< 84
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Основные характеристики элементной базы панели Микросхемы серии К 511 являются высокопомехоустойчивыми логичен скими микросхемами. Конструктивно они выполнены в прямоугольном металлокерамическом корпусе типа 201.14-1 (рис. П1) и имеют 14 выводов. Вывод 7 микросхем подключается к общей точке схемы, а вывод 14 и все незанятые входы элементов (кроме расширительных) подключаются к источнику питания 4-1’5 В. Логические элементы микросхем отличаются количеством входов, а также наличием пассивного или активного выходов. В одном корпусе может быть от двух до четырех логических элементов. На рис. П2, а приведена схема одного четырехвходового элемента микросхемы К5ПЛА4 с активным выходом, а на рис. П2,б—обозначение этого элемента в функциональных схемах. Схема имеет четыре управляемых входа /, 2, 4 и 5, расширительный вход 3 и выход 6 (расширительный вход в схемах панели не используется и поэтому для упрощения не показан). При наличии сигнала О хотя бы на одном из входов элемента на выходе его присутствует сигнал 1, При появлении сигналов 1 на входах 1, 2, 4 и 5 и отсутствии сигнала на расширительном входе 3 элемента на выходе его появляется сигнал О. Таким образом, элемент обеспечивает логическую функцию И с инвертированием результирующего сигнала, т. е. У— Функциональные схемы логических элементов серии К511 с указанием нумерации выводов приведены в табл. П1. Элементы имеют следующие технические параметры: Напряжение питания, В ..................................... 15±10% Выходное напряжение логического нуля, В, не более........... 1,5 Выходное напряжение логической единицы, В, не менее ........ 12 Входной ток логического нуля, мА, ие более................. 0,48 Входной ток логической единицы, мА, не более .............. 0,005 Коэффициент разветвления по выходу.......................... 25 Интервал рабочих температур, ° С ........................... -10-^70 А *П О ппппппп ппппппп Рис. П1. Конструкция корпуса 201.14-1 Рис. П2. Принципиальная схема элемента К 511 ЛА4 85
Тип элемента Выход Логическая функция Таблица П1 Функциональ- ная схема К511ЛА1 Активный Уг-Х^ у, 1 четыре элемента 2И-НЕ К511ЛА5 четыре элемента 2И-НЕ Пассивный y2=x3x4 Уз-х5х6 у4=х7х8 % 2 Х2— -Y1 хз-^- ХЧ— & < -Y2 !L 10 xs— & < 8 -Y3 Х8-^ & < 11 -Г4 К511ЛА2 три элемента ЗИ-НЕ Активный Yi=XiX2X3 У2—X4XsX6 У 3 = XyXgXg //-Л- хз— & ( ^12 -Y1 ^-4- Х55 Х6 — & ( -Y2 Х7—^~ & / .8 -У? я 1 0 Х8~г Х9~ К511ЛАЗ два элемента 4И-НЕ К511ЛА4 два элемента 4И-НЕ Пассивный У1-Х1Х2Х3Х4 ' Активный у2=х5х6х7х8 xi—L Х2~^ ХЗ-Л хч— & ( у6 -Y1 Х5— хв-11 Х7—Х- Х8~^- & ( 8 -Y2 86
Рис. ПЗ. Типовая схема включения операционного усилителя К 553 УД2 Микросхема К 553 УД2 представляет собой операционный усилитель общего назначения. Конструктивное выполнение — прямоугольный металло- керамический корпус типа 201.14-1 (см. рис. Ш). Типовая схема включения микросхемы К553УД2 приведена на рис. ПЗ. Микросхема при номинальном напряжении питания и температуре 25° С имеет следующие технические данные: Напряжение питания, В .................................. ±15±10% Синфазное входное напряжение (напряжения между каждым из входов и общим выводом, совпадающие по фазе и амплитуде), В, не более ................................. ±12 Ток потребления (типовое значение), мА ................. 3 Напряжение смещения (значение напряжения на входе микро- схемы, при котором выходное напряжение равно нулю), мВ, не более ............................................ 7,5 Среднее арифметическое значение входных токов, протека- ющих через входы сбалансированной микросхемы, мкА, не более.................................................... 1,5 Разность токов, проходящих через входы микросхемы, мкА, не более ................................................ 0,5 Коэффициент усиления выходного напряжения относительно входного, не менее ......................*............ 20Ч03 Входное сопротивление, кОм.............................. 300 Выходное (внутреннее) сопротивление, Ом ................ 300 Интервал рабочих температур, °C ........................ —45±+85 Блок с геркоиом 6ЛХ.369.687. Технические данные блоков общепромыш- ленного исполнения (герметизированных реле) приведены в табл. П2. Таблица П2 Обозначение блока Сопротивление обмоток реле, Ом Номинальное напряжение, В Ток срабаты- вания, не более, мА Тип геркона 6ЛХ.369.687 6200 ±800 24 L9 МУК 1А-1 6 ЛХ. 369.687-02 ЗО5О±ЗОО 15 2,7 МУК 1А-1 6ЛХ.369.687-04 1750±150 12 3,5 МУК -1А-1 6ЛХ. 369.687-06 730±60 6 5,1 МУК 1А-1
Общий вид блока приведен на рис. П4. Изоляция блока выдерживает испытательное напряжение 1500 В пере- менного тока частоты 50 Гц в течение 1 мин без пробоя и перекрытия между выводами контактов и катушки, а также между всеми вывсыми и крепежными втулками. Рис. П4. Конструкция реле на герконе МУКЛА Технические данные геркона МУК 1А-1 Коммутируемая мощность, не более, Вт................ Диапазон коммутируемых токов, А..................... Диапазон коммутируемых напряжений, В ............... МДС срабатывания, А ................................ МДС отпускания, не менее, А......................... Время срабатывания, не более, мс ................... Электрическая прочность изоляции, В ................ Износостойкость при 17=5-10 ПО В: Z—0,01^0,15 А, индуктивной нагрузке и частоте включений ^10 1/с.... 15 5-ю 0,5 5.Ю-2—П5 20—90 18 2 127 5-Ю4 Транзисторы тнпа КТ 3102 и КТ 3107. Транзисторы п-р-п КТ 3102 и р-п-р КТ 3107 взаимно комплементарны. Общий вид транзисторов КТ 3102 приведен на рис. П5,а; Общий вид транзисторов КТ 3107 приведен на Т-1ТЛГ. 11 "С Л Рис. П5. Конструкция транзисторов КТ 3102 и КТ 3107 Технические данные транзисторов приведены в табл. ПЗ. Упрощенный элемент задержки. Схема упрощенного элемента задержки приведена на рис. П6. В исходном режиме на выходе предвключенного логического элемента D1.1 типа К 511 ЛА5 присутствует сигнал 0. При 88 кис. П6. Схема упрощенного элем- ента времени этом конденсатор С* разряжен до напряжения мСО“мвых о+мттм~1В, напряжение на выходе согласующего транзистора VT1 примерно равно и6п+мэб^1+0,65~1,65 В, что меньше порога срабатывания элемента D1.2 типа К 511 ЛА5, примерно равного 7,5 В. При этом на выходе элемента D1.2 присутствует логический сигнал 1. При появлении на выходе элемента D1.1 логического сигнала 1 диод VD1 закрывается и начинается заряд конденсатора С* через резисторы К' и R1 (влиянием сопротивления R1 ввиду его малого значения можно пренебречь) от источника питания ЕП=Л5 В. При этом напряжение на выходе транзистора VT1 увеличивается и в момент достижения напряжения порога срабатывания происходит переключение элемента D1.2 и на выходе его появляется логический сигнал 0. При появлении на выходе элемента D1.1 логического сигнала 0 диод VD1 открывается н происходит быстрый разряд конденсатора С* через токоограничивающий резистор R1, диод VD1 и выходной транзистор в элементе D1.1. При этом элемент DL2 возвращается в исходное состояние. Таблица ПЗ Тип КТ Коэффици- ент пере- дачи тока h,l9 при U ==5 В, / 2 мА Максималь- & ио допус- тимое на- пряжение U „ В кб’ Максималь- но допу- стимое напряже- ние пкэ, в Максима- льно до- пустимое напряже- ние , в Обратный ток кол- лектора МКА Обратный ток эмит- тера при 14.=5В / ж , мкА эбо’ 3102 А 100—250 50 50 5 0,05 10 3102 Б 200—500 50 50 5 0,05 10 3102 В 200—500 30 30 5 0,015 10 3102 Г 400—1000 20 20 5 0,015 10 3102 Д 200—500 30 20 5 0,015 10 3102 Е 400—1000 20 20 5 0,015 10 3107 А 70—140 50 45 5 0,1 0,1 3107 Б 120—220 50 45 5 о,1 0,1 3107 И 180—460 50 45 5 0,1 ' 0,1 3107 В 70—140 30 25 5 0,1 0,1 3107 Г 120—220 30 25 5 0,1 0,1 3107 Д 180—460 30 25 5 0,1 0,1 3107 К 380—800 30 25 5 0,1 0,1 3107 Е 120—220 25 20 5 0,1 0,1 3107 Ж 180—460 25 20 5 0,1 0,1 3107 Л 380— 800 25- 20 5 0,1 0,1 89
YXS1'-1 YXSUZ - yXS2:i +75B 90
Рис. П7. Схема типового сдвоенного элемента времени Заряд конденсатора С* происходит по закону t uc(.t)=E„+ |иС0-Бп]е Т, где т=К*С* — постоянная времени заряда конденсатора. Подставляя в это выражение значение uc(t) в момент срабатывания элемента D1.2, когда uc(t)=un—мэб~7,5—0,65—6,85 В, определяем время срабатывания элемента времени Гср=т1п 1,6=0,47т. Изменяя значение С* или R*, можно изменять выдержку времени ^упрощенного элемента времени. Особенность рассматриваемого элемента времени заключается в том, что при подаче напряжения питания и неопределенном положении элемента D1.1 исключается ложное действие элемента D1.2, так как в первый момент времени конденсатор С разряжен и обеспечивает логический сигнал 0 на входе элемента D1.2. Возможно также включение цепи R1— С* параллель- но резистору К*. Типовой элемент времени. Схема типового сдвоенного элемента времени 6ЛХ.237.233 приведена на рис. П7. Управление элементом возможно сменой логических сигналов с 0 на 1 на входах 7 (14) либо подачей сигнала 0 на вход 13 (при наличии 0 на входе 14). В исходном режиме внешний конденсатор С* заряжен таким образом, что в точке А напряжение примерно равно 15 В, а в точке В нулю. При этом диоды VD1 и VD3, а также транзистор VT1 закрыты, а диоды VD2 и VD4 открыты. При появлении сигнала 1 на входе D1.1, на выходе его появляется сигнал 0, а на выходе D1.2 сигнал 1. Диод VD1 открывается и подключает точку А конденсатора к потенциалу, примерно равному нулю, а диоды VD2 и VDS закрываются. В этом режиме начинается перезаряд конденсатора С* током, проходящим через внешний резистор JR*, под действием разности потенци- алов, примерно равной в первый момент времени 30 В. При этом диод VD3 и транзистор VT1 закрыты. В процессе перезаряда потенциал точки В конденсатора изменяется от -15 В до 0. Через заданную выдержку времени этот потенциал достигает порога открытия диода VD3 и транзистора VT1. Элемент D1.3 переключается, ток через резистор положительной обратной связи R3 изменяет знак, на выходе элемента D1.3 появляется логический сигнал 1, а на выходе элемента D1.4—сигнал 0. Время срабатывания элемента времени определяется по формуле ?ср~0,77т, где т=К*С*. При появлении сигнала 0 на входе элемента D1.1 на выходе его появляется сигнал 1, а на выходе элемента D1.2—сигнал 0. При этом диоды VD2 и VD5 открываются и обеспечивается мгновенный возврат схемы в исходное состояние. Время подготовки схемы для повторного срабатывания определяется из формулы гпоцг=^4К2С^~15С*-10 “3 с. 91
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Основные схемы включения операционных усилителен Инвертирующий усилитель. На рис. П8 представлена базовая схема инвертирующего усилителя. Схема имеет коэффициент усиления по напря- жению ки, равный ки — — R2/R1, если это отношение много меньше собственного коэффициента усиления ОУ. Инвертирующий усилитель имеет входное сопротивление, равное R1. Резистор R3, включенный в цепь неинвертирующего входа ОУ, имеет сопротивление, равное сопротивлению параллельного соединения резисторов R1 и R2. Последнее обеспечивает одинаковое сопротивление входов ОУ относительно общей точки схемы и Схема неинвертирующего Рис. П8. усилителя Схема инвертирующего Рис. П9. усилителя Рис. П10. Схема суммирующего усилителя уменьшает разбаланс от прохождения входных токов ОУ, что уменьшает напряжение смещения нуля инвертирующего усилителя. Обслуживающий персонал должен знать, что в случае исправности ОУ потенциалы инверти- рующего и неинвертирующего входов ОУ относительно общей точки схемы примерно равны нулю, а ток, проходящий через резистор R1, равен току, проходящему через резистор R2 (т. е. ток, втекающий в ОУ, пренебрежимо мал и практически отсутствует). С учетом этого ток проходящий через резистор R1, равен i\~uBX/RE а ток i2, проходящий через резистор R2, равен i2=u3bIX/R2. Так как сумма токов в узле 4 схемы равна нулю, т. е. ii + i2=О» то мвых— ~7гТ мвх-,3нак минус в последнем выражении указывает на то, что обеспечивается ийвертирование входного сигнала. В литературе такие усилители, которые не обеспечивают дополнительных фазовых сдвигов, а обеспечивают лишь усиление входного сигнала, называют также масштабными, или инвертиру- ющими масштабными. 92
Прн разомкнутой обратной связи, т. е. при R2— «>, усилитель переходит в режим компаратора. Возможно также дифференциальное включение входов усилителя. Неинвертирующий усилитель. На рис. П9 представлена схема неннверти- рующего усилителя. Отличие схемы от предыдущей в том, что входной сигнал неинвертирован по фазе, а входное сопротивление схемы велико. Для балансировки каскада сопротивление R3 должно выбираться равным параллельному соединению резисторов R1 и R2. Так как потенциал точки 4 равен потенциалу точки 5 схемы, то ток проходящий через резистор R1, • д ... вых К1 + К2 равен i^ifaJRl. Так как , то —- = -rT~ • Суммирующий усилитель. На рис. П10 представлена схема суммиру- ющего усилителя. Он обеспечивает формирование выходного напряжения, пропорционального геометрической сумме трех переменных напряжений / Zoc Zoc Zoc \ ^вхЬ wbx2’ wbx3’ e- мвых“ I WBXi ~7Z F Дзх2~7 F ^вхЗ-7""1 • 1 ^1 £-‘2 ^'5 I При использовании в качестве сопротивления обратной связи Zoc трехполюсника (например, двойного Т-образного КС-моста) с соответству- ющим комплексным коэффициентом передачи на основе суммирующего усилителя, можно выполнить активный частотный полосовой фильтр. При использовании в качестве входных сопротивлений двухполюсников с соответствующими комплексными коэффициентами передачи на основе суммирующего усилителя можно выполнить фильтры симметричных состав- ляющих. Наиболее проста реализация фильтров напряжения (тока) обратной или прямой последовательностей путем геометрического суммирования двух линейных величин, например t72=_k(t7abJ6O°+t7bc) или + , где 1)2, — соответственно напряжения обратной и прямой последователь- ностей; Uаь, U ь?—линейные напряжения системы. Для реализации фильтра напряжения обратной последовательности необходимо фазоповоротное устройство для сдвига вектора СйЬна угол тг/з. Наиболее просто обеспечивается сдвиг суммируемого тока пропорционально- го входному напряжению с помощью КС-двухполюсника, состоящего нз последовательно включенных резистора и конденсатора. 93
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Федосеев А. М. Основы релейной защиты. М.: Энергия, 1976. 559 с. 2. Фабрикант В. Л. Основы теории построения измерительных органо] релейной защиты и автоматики. М.: Высщая школа, 1968. 268 с. 3. Шнеерсон Э. М. Полупроводниковые реле сопротивления. М.: Энер гия, 1975. 144 с. 4. Федоров Э. К., Шнеерсон Э. М. Измерительные органы дистанцнои ных защит на основе операционных усилителей.— Электричество, 198С № 2, с. 8—15. 5. А. с. № 702448 (СССР). Фазосравнивающий релейный Of ган/Э. К. Федоров, Э. М. Шнеерсон. Опубл, в Б. И., 1979, № 45. 6. А. с. № 480134 (СССР). Реле сопротивления/В. Л. Карцев, Д. Р. Лк барский. Опубл, в Б. И., 1975, № 29 7. А. с. № 748637 (СССР). Реле сопротнвления/Э, К. Федорш Э. М. Шнеерсон. Опубл, в Б. И.,1980, № 26. 8. Федоров Э. К., Шнеерсон Э. М. Пусковые органы блокировки реле] ных защит при качаниях повышенной чувствительности.— Электрическг станции, 1977, №• 7, с. 66—69. 9. А. с. № 775785 (СССР). Пусковой орган блокировки при качан ях/Э. К. Федоров, Э. М. Шнеерсон. Опубл, в Б. И., 1980, № 40. ГО. А. с. № 535395 (СССР). Устройство для управления тирист ром/Е. В. Лысенко. Опубл, в Б. И., 1976, № 42. 11. А. Н. Бнрг, Э. К. Федоров, Э. М. Шнеерсон. Панель дистанцнонн защиты типа ПДЭ2001.— Электротехническая промышленность. Сер. Апг раты низкого напряжения, 1983, вып. 5 (108), с. 11 —13. 94
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие........ 3 1. Назначение. Особенности выполнения........................... $ 2. Конструктивное выполнение и состав панели.................... 6 3. Дистанционный орган I ступени ............................... & 4. Дистанционный орган II ступени.............................. ^5 5. Дистанционный орган III ступени...............*............. 6. Устройство блокирования защиты при качаниях............j 38 7. Устройство блокирования защиты прн неисправностях цепей напряжения................................................. 49 8. Функциональная схема логической части защиты ............... 52 9. Выходные блоки управления .................................. $4 10. Цепи выходной и приемной логики, сигнализации, проверки и питания защиты .................. ........................... & 11. Технические данные панели ПДЭ-2001 ........................ 12. Настройка панели и проверка ее электрических характеристик. 72 Приложения..................................................... $2 Список литературы ............................................. 94 95
ЭРНСТ КИРИЛЛОВИЧ ФЕДОРОВ ЭДУАРД МЕЙДЕЛЕВИЧ ШНЕЕРСОН Панель дистанционной защиты ПДЭ-2001 (ДЗ-751) Редактор Д, Р. Любарский Редактор издательства Н. В. Ольшанская Художественные редакторы В. А. Гозак-Хозак, А. А. Белоус Технический редактор Г. В. Преображенская Корректор Л. С. Тимохова ИБ № 1512 Сдано в набор 25.02.85. Подписано в печать 28.10.85. Т-20186, формат 84х108]/32. Бумага типографская № 2. Гарнитура тайме. Печать офсетная. Усл. печ. л. 5,04. Усл. кр.-отт. 5,25. Уч.-изд. л. 6,17. Тираж И ООО экз. Заказ 814. Цена 30 к. Энергоатомиздат. 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10 Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени МПО «Первая Образцовая типография» имени А. А. Жданова Союзполи- графпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 113054, Москва, Валовая, 28. 96

30 к