Текст
                    ГЛАВНОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ
ПРИ ГОСПЛАНЕ СССР
(СОЮЗГЛАВЭНЕРГО)
ИНСТРУКЦИЯ
ПО НАЛАДКЕ И ПРОВЕРКЕ
ЗАЩИТ С РЕЛЕ
ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
ГОСЭНЕРГОИЗДАТ


ГЛАВНОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРИ ГОСПЛАНЕ СССР (СОЮЗГЛАВЭНЕРГО) ИНСТРУКЦИЯ ПО НАЛАДКЕ И ПРОВЕРКЕ ЗАЩИТ С РЕЛЕ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ Страница 42 45 О П Е Ч А Т К И Строка 5 сверху Графа 4 слева, 10 снизу Напечатано >М): 69 Должно быть 7/А): 16J Инструкция по пал аладке и проверке защит с реле прямого действия ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКВА 1962 ЛЕНИНГРАД
СОСТАВЛЕНО БЮРО ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ОРГРЭС Автор инж. Л. Ф. Плетнев Редактор инж. М. Л, Голубев СОДЕРЖАНИЕ Введение 3 Раздел I. Описание конструкций и принципа действия реле 4 Реле максимального тока 4 1. Реле типа КАМ , 4 2. Реле типа РТВ , . . . . П 3. Реле типа РТМ 16 Реле минимального напряжения 18 4. Реле типа РН . . .' J8 5. Реле типа РНВ 19 Раздел II. Программа проверки защит 20 Виды и сроки проверки " ,20 Проверка при новом включении 21 Полная плановая проверка 22 Дополнительные проверки .... 22 Раздел III. Методика проверки защит 23 1. Организация работы 23 2. Внешний осмотр 23 3. Проверка исполнительных схем, прозвонка цепей . 23 4. Проверка сопротивления изоляции цепей вторичной коммутации и испытание изоляции повышенным напряжением 24 5. Проверка механической части реле 24 6. Проверка электрических характеристик реле ... 26 7. Проверка трансформаторов тока и схемы их соединения 28 8. Опробование защиты первичным или вторичным током 30 Приложение 1. Новые конструкции реле прямого действия 33 Приложение 2. Расчет максимальной токовой защиты с реле прямого действия по кривым 10-процентной погрешности . 37 Приложение 3. Обмоточные данные реле и электромагнитов 45 Приложение 4. Приборы и инструмент, необходимые для про- 06- верки защиты . . . . ложка Сдано в набор 14/XI U6I г. Подписано к печати 7/1V 1962 г., Т-04325. Бумага 84xl08V85 2,46 печ. л. Уч.-изд. л. 3,3 Тираж и 000 экз. Подписное издание Зач. ЗШЗ Типография Госэнергоиздата, Москва, Китайский, пр., 7.
ВВЕДЕНИЕ Наиболее широкое применение реле прямого действия нашли в городских и сельских электрических сетях 3—10 кв, а также для защиты высоковольтного электрооборудования на промышленных предприятиях. Применение реле прямого действия, встроенных непосредственно в ручные приводы выключателей, значительно упрощает монтаж и эксплуатацию, дает большой экономический эффект. Для таких элементов электрической схемы, как воздушные или кабельные линии напряжением 3—10 кв, силовые трансформаторы мощностью до 1 000 ква, батареи статических конденсаторов, высоковольтные электродвигатели, защита с реле прямого действия является наиболее простым и рациональным видом защиты. В последнее время реле прямого действия находят применение и в схемах автоматики. Схемы автоматического включения резерва (АВР), автоматического повторного включения (АПВ) для городских электрических сетей, выполненные на реле прямого действия, получаются предельно простыми и достаточно надежными. Возможно также осуществление комбинированных -схем с реле прямого и косвенного действия для тех случаев, когда требуется иметь несколько защит на одном выключателе. Это учтено во вновь выпускаемых пружинных приводах типа ПП-10, где число гнезд для отключающих катушек и реле прямого действия увеличено до пяти. На Рижском ремонтно-механическом заводе Латвэнерго разработана опытная конструкция привода, имеющая семь гнезд для отключающих катушек и реле прямого действия. Разработаны опытные двухкатушечные отключающие механизмы, где в одном гнезде привода размещены две отключающие катушки или одна отключающая катушка и одно реле прямого дей^ ствия. Рядом организаций ведутся работы по внедрению защит с реле прямого действия для соленоидных приводов выключателей на электроустановках напряжением 35—ПО кв. Для этой цели к соленоидным приводам пристраивается специальная механическая приставка. Кроме широко известных и давно применяемых реле типов КАМ (или РТВ), РТМ и РИ, в последнее время появился ряд новых конструкций реле прямого действия. Ведущиеся в настоящее время работы по широкому внедрению реле прямого действия дают основание считать, что в ближайшие годы область применения этих реле значительно расширится. В настоящей Инструкции изложены основные сведения о защитах с реле прямого действия и дано описание конструкции и принципа действия различных типов реле, выпускаемых отечественной промышленностью. Основное внимание уделено вопросам наладки и проверки защит; приведены схемы испытания реле и краткие сведения о приборах, используемых при проверке.
УТВЕРЖДАЮ Главный специалист-электрик Союзглавэнерго /7. Устинов Раздел I ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ РЕЛЕ РЕЛЕ МАКСИМАЛЬНОГО ТОКА 1. Реле типа КАМ Встроенные в ручные приводы типов КАМ-II и KAM-III реле максимального тока типа КАМ до 1940 г. выпускались Ленинградским заводом «Электроаппарат». Большое количество реле этого типа находится в эксплуатации и в настоящее время. Реле допускает установку его в любой из ручных приводом выключателей, выпускавшихся ранее и выпускаемых в настоящее время. Реле типа КАМ — вторичное реле прямого действия электромагнитное соленоидного типа. Реле состоит из следующих основных частей (рис. 1): корпуса, латунной гильзы с неподвижным полюсом (стопом), сердечника с ударником и пружиной, механизма выдержки времени, устройства для регулирования выдержки времени — стакана, катушки с отпайками и штепсельного переключателя. Корпус 1 реле представляет собой полый цилиндр, внутри которого помещается механизм выдержки времени; на корпусе имеются два прилива с отверстиями для крепления реле к приводу. Латунная гильза 2 с неподвижным полюсом 3 жестко соединена с корпусом реле. Внутри гильзы может свободно перемещаться сердечник 4. Сердечник реле выполнен в виде пустотелого цилиндра, внутри которого расположена не связанная с ним жестко пружина 5. В верхней торцовой части сердечника запрессован короткозамкну тый медный виток 6, предназначенный для устранения прилипания сердечника к неподвижному полюсу, а также для уменьшения вибрации при работе реле. Часто для этой цели вместо коротко- замкнутого витка между торцом сердечника и неподвижным полюсом прокладывается тонкая (0,5 мм) латунная шайба. По всей длине 4
и г\ Рис. 1. Реле типа КАМ. а — внешний вид; б — разрез реле; в — механизм выдержки времени; У—-корпус; 2 —латунная гильза; 3— неподвижный полюс; 4 — сердечник; 5 — пружина; 6 — короткозамкну- тый виток; 7 — стопорное кольцо; 8—ударник; 9— головка ударника; 10 — зубчатая рейка; // — направляющая пружина; 12—направляющий паз; 13 — храповое "колесо; 14 — анкерное колесо с анкером; 15 — стакан; 16 — стопорный винт; 17 — контргайка; 18 — плоская пружина; 19 — катушка с отпайками; 20 — штепсельный переключатель; 21 — отключающий валик привода выключателя; 22 — рычажок отключающего валика; 23 — скоба; 24—крышка привода; 25 — крышка штепсельного переключателя; 26 — винт для пломбирования.
сердечника и гильзы сделан разрез, служащий для уменьшения нагрева от вихревых токов. Через сердечник и неподвижный полюс проходит ударник 8. нижний конец которого шарнирно соединен с зубчатой рейкой 10 механизма выдержки времени. На верхний конец ударника навертывается гайка с прорезью — головка ударника 9. Механизм выдержки времени состоит из зубчатой рейки 10 и набора зубчатых колес, храпового колеса 13 с собачками и анкерного колеса с анкером 14. Рейка 10 сцепляется с зубчатым колесом (трибкой), закрепленным на одной оси вместе с храповым колесом. На этой же оси свободно сидит верхнее зубчатое колесо, на котором укреплена собачка храпового колеса. В нижней части механизма выдержки времени расположено анкерное колесо с анкером. Вся система зубчатых колес прикреплена в нижней части к так называемому стакану 15, который навертывается на цилиндрический корпус реле и служит для регулировки выдержки времени. Изменение выдержки времени реле достигается за счет изменения взаимного положения рейки и зубчатого колеса, с которым она сцеплена. Чем большее количество зубьев рейки входит в зацепление с зубчатым колесом, тем больше выдержка времени, и наоборот. Таким образом, при навертывании стакана выдержка времени увеличивается, при отвертывании — уменьшается. На стакане имеется шкала выдержек времени с делениями О, I, 2, 3 и 4 сек. При установке выдержки времени соответствующее деление шкалы на стакане устанавливается против черты, имеющейся на корпусе реле. Для фиксации установленной выдержки времени служат два стопорных винта 16. Кроме того, для более точного и плавного изменения выдержки времени при вращении стакана на корпусе реле укреплена плоская пружина 18, упирающаяся в ребристый поясок на стакане реле. Минимальная выдержка времени реле 0,5 сек, т. е. тогда, когда в зацеплении находится всего один зуб рейки; так как вся рейка имеет восемь зубьев, то пределы регулировки выдержки времени реле 0,5—4 сек. Обычно разброс выдержек времени у исправных реле не превышает ±0,15—0,2 сек в независимой части характеристики. Для уменьшения разброса при малых выдержках времени целесообразно снимать анкер; для этого нужно полностью разобрать часовой механизм. Для изменения шкалы выдержек времени можно изменить положение грузика на оси анкера. При удалении грузика от оси анкера выдержка времени увеличивается, при приближении — уменьшается. После изменения положения грузика его необходимо закрепить на оси краской или лаком. Катушка 19 реле выполнена с отпайками, выведенными к штепсельному переключателю 20. Ток срабатывания реле регулируется путем изменения числа витков катушки реле, подключенных к трансформатору тока. Переключение производится штепселем с резьбой на конце 6
Схема включения штепсельного переключателя приведена на рис. 2. Нормально регулировка тока срабатывания производится в пределах 5—10 а с интервалом 1 а. В случае необходимости верхний предел может быть расширен до 89 а путем пересоединения отпаек на катушке (табл. 1). Погрешность в токе срабатывания не превышает ±10% тока уставки. о0 35 В? 21 77 150 Число битнсв I \56 7 8 В 1дЦ W5 Гнезда I ЗажимЛ Рис. 2. Схема включения штепсельного переключателя реле КАМ. Таблица 1 Регулировка тока срабатывания реле с помощью штепсельного переключателя Выполнение штепсельного переключателя Ток срабатывания (а) при установке штепселя в гнездо № Нормальное исполнение (рис. 2) Отпайка катушки отсоединена от гнезда 10 и подключена к зажиму 1 вместо конца катушки ., & Отпайка катушки отсоединена от гнезда 9 и подключена к зажиму 1 вместо конца катушки .. , Отпайка катушки отсоединена от гнезда 8 и подключена к зажиму 1 вместо конца ка тушки 5 ю 11 J 13 6 15 18 24 7 23 31 ; 56 8 1 9 43 89 72 j — 72 10 89 40 Конструкция штепсельного переключателя (рис. 3) такова, что при вынутом штепселе 3 в цепь трансформатора тока включаются 150 витков, соответствующих вторичному току срабатывания реле, равному 10 а. Это достигается тем, что мост переключателя 2 7
Рис. 3. Конструкция штепсельного переключателя с пружиной. / — изоляционная колодка; 2 — мост переключателя; 3 — штепсель; 4— пружина; 5 — удлиненная ламель. (гребенка) подвижен и имеет специальную пружину 4, прижимающую его при вынутом штепселе к удлиненной ламели 5, к которой подключены 150 витков катушки реле. Это является достоинством и вместе с тем недостатком данной конструкции переключателя. Достоинство заключается в том, что она позволяет производить перестановку штепселя, не размыкая цепи трансформаторов тока; недостаток же состоит в том, что пружина со временем ослабевает, вследствие чего нарушается контакт между штепселем и мостом переключателя. Поэтому более надежной является конструкция штепсельного переключателя без пружины, приведенная на рис, 4, При переста- Рис. 4, Конструкция штепсельного переключателя без пружины. новке штепселя под (нагрузкой сначала устанавливают запасной штепсель на новую уставку, а затем вывертывают основной. В зависимости от величины тока, протекающего в обмотке реле, различают следующие режимы работы реле: а) Работа реле при токах, превышающих ток срабатывания не более чем в 2—3 раза, В этом режиме под действием тока, протекающего в обмотке реле, сердечник 4 (рис. 1) начинает двигаться вверх; при этом пружина 5 либо совсем не сжимается (при токе срабатывания), либо сжимается незначительно (при токе в реле более тока срабатывания). Усилия от сердечника передаются на нижний виток пружины, которая, упираясь своим верхним витком в стопорное кольцо 7, укрепленное на ударнике 8, толкает ударник вверх. Таким образом, пружина в данном случае играет роль жесткой связи между сердечником и ударником и, следовательно, скорость движения ударника зависит от величины тока. 8
При подъеме ударника и связанной с ним зубчатой рейки 10 приходит в движение механизм выдержки времени. Через промежуток времени, определяемый величиной тока и уставкой выдержки времени, последний зуб рейки соскакивает с зубчатого колеса и головка 9 ударника ударяет по рычажку 22 отключающего валика 21 привода и производит отключение выключателя. После отключения выключателя ток в обмотке реле исчезает и сердечник вместе с ударником возвращается в исходное положение. В таком режиме реле работает в зависимой части характеристики. б) Работа реле при токах, превышающих ток срабатывания более чем в 3—4 раза. При больших кратностях тока сердечник мгновенно поднимается вверх до упора и сразу сжимает пружину. Пружина стремится вернуться в исходное положение и толкает ударник вверх. Ударник в этом случае движется исключительно за счет энергии сжатой пружины и скорость его движения не зависит от величины тока, а определяется лишь упругостью пружины и тормозящими усилиями механизма выдержки времени. В остальном реле работает точно так же, как и в первом случае. В таком режиме реле работает в независимой части характеристики. Таким образом, реле имеет ограниченно зависимую характеристику. На рис. 5 показана зависимость времени срабаты- 1 7.5 г 2,5 3 Кратность тона 3,5 h %5 5 Рис. 5. Характеристики реле КАМ / = [(/). вания от тока при установке на реле различных выдержек времени (1, 2, 3 и 4 сек) в независимой части характеристики. Устанавливать выдержку времени в зависимой части характеристики нельзя вследствие большого разброса по времени (до 0,8 сек). В зависимости от состояния реле различают три коэффициента возврата реле: 9
а) Коэффициент возврата реле при полном срабатывании реле равен $,4—0,5. Возврат реле происходит лишь за счет собственного веса сердечника из конечного положения (сердечник втянут до упора). Этот коэффициент возврата практического значения не имеет, так как он определяется уже после отключения выключателя. б) Коэффициент возврата при работе реле в зависимой части характеристики равен 0,7—0,8. Здесь возврат реле происходит за счет веса сердечника и частично сжатой пружины из некоторого среднего положения. С таким коэффициентом возврата реле работает, когда ток короткого замыкания незначительно превышает ток оставшейся нагрузки. в) Коэффициент возврата при работе реле в независимой части характеристики равен 0,9—0,95. Высокий коэффициент возврата объясняется сильным противодействием полностью сжатой пружины, которая при сбросе тока короткого замыкания мгновенно отбрасывает сердечник вниз. С таким коэффициентом возврата реле работает, когда токи короткого замыкания значительно превышают ток нагрузки. Практически же в расчетах принимают среднее значение коэффициента возврата реле типа КАМ, равное 0,8—0,85. Указания по проверке механической части реле КАМ 1. Проверяется крепление механизма выдержки времени к стакану 15 (рис. 1); на крепящем винте должна быть обязательно установлена контргайка 17, так как возможно самопроизвольное отвинчивание при вибрации. 2. При новом включении проверяется вращение стакана: стакан должен вращаться легко и без заеданий. Один из стопорных винтов 16 целесообразно заменить винтом с отверстием в головке для возможности пломбирования установленной выдержки времени. При плановых проверках проверяются затяжка стопорных винтов и крепление плоской пружины 18. 3. При обнаружении во время проверки, дефектов, приводящих к отказу или нечеткой работе реле (что окончательно может быть выявлено лишь после проверки электрических характеристик реле), реле снимается и отправляется для ремонта в лабораторию. Производить на месте установки разборку и ремонт реле не рекомендуется. 4. Разборка реле в лабораторных условиях производится в следующем порядке: отвернув гайки 17, крепящие механизм выдержки времени к стакану 15, и ослабив стопорные винты 16, отделяют стакан от корпуса реле. Придерживая пальцем механизм выдержки времени, отвертывают головку 9 ударника 8 и вынимают из корпуса реле механизм выдержки времени вместе с сердечником 4 и ударником 8. Отделяют сердечник с ударником от механизма выдержки времени. Сборка производится в несколько иной последовательности. Сердечник с ударником, механизм выдержки времени и стакан собираются в одно целое на столе, после чего весь этот узел вставляется в корпус и навертывается головка ударника. I 0
5. Наиболее часто встречающимися дефектами механической части реле являются: 1) Мгновенное срабатывание реле при любой уставке по времени. Причина этого чаще всего заключается в неполном возврате сердечника после очередного срабатывания. Направляющая пружина /;/, на зубчатой рейке не проворачивает трибку храпового колеса 13, и рейка заклинивается в верхнем положении. Причиной заклинивания рейки может быть: а) неправильная регулировка направляющей пружины или ее деформация в процессе эксплуатации реле; имеются два типа направляющих пружин: плоская — в виде стальной пластины, приклепанной к рейке, и из стальной проволоки диаметром 0,5 мм, закрепленной .на рейке в специальном пазу; чаще повреждаются пружины первого рода; б) большой люфт рейки 10 в направляющем пазу 12 из-за износа деталей, что вызывает перекос рейки и ее.заедание при воз^ врате; в) большой радиальный люфт в подшипниках осей шестерен из-за износа. Кроме этого, причиной мгновенного срабатывания может быть износ собачек храпового колеса. 2) Недопустимо большой разброс по времени, который обычно вызывается износом или загрязнением часового механизма реле. Устранение указанных выше дефектов в обычных условиях при отсутствии квалифицированного персонала и запасных частей крайне затруднительно. Лабораторная проверка сводится в основном к чистке реле. При чистке механизм выдержки времени разбирается, его детали промываются в бензине и затем хорошо просушиваются. Так же чистятся сердечник, внутренняя поверхность гильзы, ударник и отверстие для ударника в неподвижном полюсе (стопе). После сборки реле проверяется работа механизма выдержки времени. При удерживании реле за головку ударника оно под действием собственного веса должно четко, без перебоев и заеданий, ■ срабатывать. В заключение лабораторной проверки снимают электрические характеристики реле в объеме, предусмотренном данной инструкцией. Для снятия электрических характеристик реле помещается н привод или в специальную установку, 2. Реле типа РТВ Эти реле выпускаются с 1950 г. Ленинградским заводом «Электроаппарат» с приводами ПРАМ-10, ПРБА, ПГ-10, ПП-10 и (Отдельно как запасные части. Реле РТВ (рис, 6) отличается от реле КАМ конструкцией механизма выдержки времени и имеет вместо штепсельного переключателя витков переключатель поворотного типа (рис. 7). Сердечник, пружина, ударник и катушка, пределы изменения тока срабатывания и выдержки времени, характеристика t = f(I) у реле РТВ точно такие же, как и у реле КАМ. Связь механизма выдержки времени с ударником осуществляется через поводок 9 (рис. 6), одним концом соединенным с удар- I!
Рис. 6. Реле типа РТВ. 1—корпус; 2 — часовой механизм; 3— анкер; -1 — рычаг часового механизма; 5 — установочный винт; 6 — рычаг на оси часового механизма; 7 — фасонная гайка; 8 — шкала; 9 — поводок; 10— крышка реле; .11, 13 и 14 — крепящие винты; 12 — контргайки. ником, а другим — с рычажком 6, укрепленном на оси часового механизма 2. В отличие от механизма выдержки времени реле КАМ часовой механизм реле РТВ имеет устройство, регулирующее глубину зацепления анкера с анкерным колесом и позволяющее снимать анкер без полной разборки часового механизма. Погрешность часового механизма реле РТВ по заводским данным не должна превышать ±0,3 сек, практически же погрешность не превышает ±0,2 сек. Для уменьшения погрешности при малых выдержках времени целесообразно снимать анкер. Изменение выдержки времени производится перемещением в специальном пазу корпуса / установочного винта 5, связанного с рычагом 4 часового механизма. 12
Рис. 7. Переключатель числа витков поворотного типа, / — основание переключателя; 2 — ось; 3 — контакты; 4 — пружины; 5— рукоятка. Фиксация установленной выдержки времени производится имеющейся на установочном винте фасонной гайкой 7 с отверстием для пломбирования. Шкала 8 выдержки времени нанесена на корпусе реле. Поворотный переключатель числа витков (рис. 7) имеет встроенные пружины, обеспечивающие достаточное контактное давление м фиксацию рукоятки на всех точках шкалы, обозначенной на рукоятке. К недостаткам данного типа переключателя следует отнести его сложность и трудность доступа к контактам при их проверке, а также возможность установки переключателя на два контакта сразу, что вызывает отказ реле, так как часть витков его катушки оказывается замкнутой накоротко. Вследствие конструктивного отличия реле РТВ от реле КАМ непосредственная установка реле РТВ в привод типа КАМ для замены изношенных реле КАМ невозможна. Корпус реле РТВ упирается в скобу 23, на которой установлены штепсельные переключатели (рис. 1). Возможен следующий способ установки реле РТВ в привод КАМ. Реле устанавливается шкалой к стенке камеры, на которой укреплен привод. Деления шкалы в этом случае наносятся с другой стороны корпуса реле. Реле типа РТВ с общим часовым механизмом Свердловский завод «Уралэлектроаппарат» выпускает приводы ПРБА с реле максимального тока, имеющими общий часовой механизм, встроенный в привод. Реле максимального тока, встроенные в эти приводы, по конструкции аналогичны реле РТМ и действуют на промежуточный релейный валик, связанный с общим часовым механизмом. Промежуточный узел с механизмом выдержки времени показан на рис. 8. 13
При действии ударника (бойка) 10 реле на рычажок промежуточного релейного валика 9 последний поворачивается вместе со своим вторым рычажком, связанным с пружиной 8. Через пружину движение передается ;двухплечему рычажку 7, укрепленному на оси часового механизма. По истечении определенного промежутка времени рычажок воздействует своим вторым концом на лапку Рис. 8. Промежуточный узел с механизмом выдержки времени реле типа РТВ. 1— часовой механизм; 2— стопорный винт; 3— рычажок стрелки; 4 — шкала; 5 — корпус привода; 6 — грузик; 7 — рычажок; 8 — пружина; 9 — промежуточный релейный валик; 10—боек реле; //—отключающая планка. отключающего валика привода, вследствие чего происходит отключение выключателя. Возврат механизма выдержки времени в исходное положение производится под действием грузика 6. Регулировка выдержки времени производится с помощью рычажка-стрелки 3, выведенной на наружную боковую стенку привода. Здесь же нанесена шкала выдержек времени. Фиксация установленной выдержки времени производится с помощью стопорного винта 2. Характеристики реле типа РТВ даны на рис. 9. Из характеристики реле видно, что время срабатывания реле в зависимой части характеристики зависит от количества работающих реле, т. е. от вида короткого замыкания (за счет разной величины усилий, действующих на часовой механизм). Это является крупным недостатком данной конструкции. 14
Ц- P I- CO 11 1 1 1 1 1 1II i M 1 jit У ставка Времени \ \ fTluiii \ Ni J' ! J P%„i f сек 9\ 6 j :xr Ю0 ZOO 300 Ток б процентах к току уставки 75 I 8. Й У i I стояка бремена \ / веек п 6 ; то гоо зоо Тон в процентах к току уста&ки III jh!\ l' К ? 1 т К i>j iijiim Уставка бремени i %Ч 2 к ссек \> *J_J „ i too гоо зоо Ток в процентах к току уставки :iV\t 1 I 1 1 i|\V Ml 1 j j | 1 ъ X 1 Уставка Времени 1 1 ] fpfv I I |'wn ! I И • ! ' X М) 1 ' ! | i Х/1 | л ! 1 j \\ |\] [^ и Ч'°р^' i 1 ( i 1 ' 111 Х[/( Iм '!! ill t{ ill 1 И 1 1 НИМ'! ЙШ- пТТ 1 j j ! 1 1 j | A 100 200 300 Ток в процентах к току уставки Рис. 9. Зависимость выдержки времени от тока t = f(I) реле РТВ с общим часовым механизмом. Кривые / — для работы одного реле; кривые 2 — для одновременной работы двух реле. Другим крупным недостатком является то, что часовой механизм полностью открыт и очень сильно загрязняется, а это приводит к отказу в работе защиты. На основании опыта эксплуатации можно сделать заключение, что реле с общим часовым механизмом ;не обеспечивают надежной работы защиты и подлежат замене на реле РТВ Ленинградского завода «Электроаппарат». Указания по проверке механической части реле РТВ 1. При новом включении реле снимается, полностью разбирается и подвергается чистке, .так как часто наблюдались случаи поступления реле с завода в загрязненном, состоянии и с металлическими стружками внутри реле. 15
Разборка реле производится в следующем порядке (рис. б): снимается крышка 10, отвертываются контргайки 12, вывинчивается установочный винт 5, вывинчивается винт 13, соединяющий поводок с рычажком на оси часового механизма, вынимается гильза вместе с сердечником и ударником. Отвернув головку ударника, вынимают сердечник из гильзы, затем, отвернув два винта 11, крепящие часовой механизм к корпусу реле, вынимают его из корпуса. Сборка производится в обратной последовательности. 2. Проверяется крепление часового механизма к корпусу реле. Головки" винтов, крепящих часовой механизм к корпусу реле, после затяжки должны быть закернены .во избежание их самоотвинчивания при вибрации. 3. Проверяется затяжка винта 14, крепящего рычажок на оси часового механизма. В реле выпуска до 1958 г. устанавливался винт М4 и М5 и имели место случаи срыва выдержки времени из-за проворачивания рычажка на оси часового механизма при работе реле. Для предупреждения, подобных случаев следует на реле с винтом М4 или М5 производить засверловку оси часового механизма совместно с рычажком и устанавливать стальную заклепку диаметром 1—2 мм. В реле выпуска после 1958 г. устанавливается винт Мб, позволяющий достаточно надежно укрепить рычажок на оси часового механизма. Под винт должна обязательно устанавливаться пружинная шайба. 3. Реле типа РТМ Эти реле устанавливаются в любой ручной, грузовой или пружинный привод выключателей. Реле максимального тока мгновенного действия (рис, 10) со* стоит из следующих основных частей: корпуса реле 7, сердечни- Рис, 10, Реле типа РТМ. 16
ка 3 с ударником, латунной гильзы / с неподвижным полюсом (стопом) 6, крышки 2, удерживающей сердечник в нижнем поло жении, катушки с отпайками 5 и переключателя числа витков 8. Сердечник представляет собой стальной цилиндр, в верхней части которого ввернут ударник. В верхней торцовой части сердечника запрессован короткозамкнутый виток 4 или имеется латунная шайба толщиной 0,5 мм, предназначенные.для устранения прилипания сердечника к неподвижному полюсу. На ударник навинчивается гайка — головка ударника (в некоторых выпусках реле гай.:и нет). Латунная гильза вместе с неподвижным полюсом, а также сердечник имеют продольный разрез для уменьшения нагрева от вихревых токов. В последних выпусках реле этот разрез отсутствует. Крышка 2, удерживающая сердечник в нижнем положении, ранее изготовлялась из латуни, а в настоящее время делается стальной с наклепанной медной шайбой 9 для устранения прилипания сердечника к крышке. Катушка реле выполняется с отпайками на 5, 7, 9, 11, 13 и 15 а, выведенными на штепсельный переключатель, в приводах Свердловского завода «Уралэлектроаппарат» и с отпайками на 5, 7, 8, 10, 12,5 и 15 а, выведенными на поворотный переключатель,— в приводах Ленинградского завода «Электроаппарат». Для реле РТМ может также применяться катушка реле КАМ или РТВ с отпайками на 5, б, 7, 8, 9 и 10 а. Указания по проверке механической части реле РТМ 1. Снимается крышка 2 и вынимается сердечник с ударником- (предварительно отвинчивается головка ударника). Сердечник, внутренняя поверхность гильзы, ударник и отверстие для него в стопе чистятся. 2. Проверяют наличие наклепанной медной шайбы у крышки (если она стальная). Сборку реле производят в обратной последовательности. Электромагниты отключения и включения Устанавливаемые в ручных грузовых и пружинных приводах выключателей электромагниты отключения и включения по своей конструкции подобны реле РТМ. Разница только в том, что реле РТМ имеет катушку с отпайками для регулирования тока срабатывания, а катушки электромагнитов выполняются без отпаек и рассчитаны на определенный ток или напряжение. Электромагнит отключения типа ЭТ предназначен для работы от быстронасыщающегося трансформатора типа ТКБ. Электромагниты отключения типа ЭН, работающие от независимого источника напряжения, выпускаются для работы на постоянном и переменном токе. 2-3463 17
Электромагниты включения, устанавливаемые в грузовых или пружинных приводах, выпускаются для работы от независимого источника постоянного или переменного тока. Проверка механической части электромагнитов отключения и включения производится так же, как и у реле РТМ. РЕЛЕ МИНИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 4. Реле типа РН Описание конструкции Реле минимального напряжения мгновенного действия типа РН применяется для защиты минимального напряжения без выдержки времени; область применения его ограничена. Реле РН состоит из следующих основных частей (рис. i 1): корпуса /, штока (ударника) с головкой 2, сердечника 3, гильзы со Рис. П. Реле типа РН. а — в заведенном положении; б — в незаведешюм положении. стопом 4, отключающей пружины 5, системы ломающихся рычагов- с пружиной 6, пружины сердечника 7, рычага 8, регулировочного, винта 9 и катушки 10. 18
В заведенном положении (рис. 11, а) катушка реле находится под номинальным напряжением и удерживает сердечник 3 в верхнем положении. Шток 2, проходящий через полый сердечник и сжимающий отключающую пружину 5, удерживается системой ломающихся рычагов 6; реле подготовлено' к действию. При исчезновении напряжения на катушке или снижении его до 65% и ниже номинального значения реле приходит в действие. Сердечник 3, постоянно оттягиваемый вниз пружиной 7, отрывается от стопа 4 и, падая, ударяет по одному плечу рычага 8. Второе плечо этого рычага ударяет по системе ломающихся рычагов 6, вследствие чего освобождается шток 2 и под действием отключающей пружины 5 ударяет по лапке отключающего валика, производя отключение выключателя. При восстановлении напряжения до величины, лежащей в пределах 65—8Ъ% номинального значения, сердечник вновь подтягивается к стопу, но шток и система ломающихся рычагов в исходное положение не возращаются и требуют дополнительной заводки,, Заводка реле в приводах, поставляемых комплектно с реле РН, осуществляется специальным механизмом при включении привода* Если же реле установлено в приводе, где отсутствует механизм заводки, то следует на нижнем конце штока 2 просверлить отверстие, вставить в него кольцо из проволоки диаметром 2—3 мм и с его помощью производить заводку реле вручную. Указания по проверке механической части реле РН 1. Проверяется отсутствие затирания при движении сердечника и штока. Проверяется затяжка винта в сердечнике и уппра на штоке. При обнаружении затирания или залипания сердечника его следует вынуть из гильзы и почистить; при этом проверяют состояние короткозамкнутого витка на сердечнике. 2. Проверяются действие системы ломающихся рычагов и крепление их к корпусу реле. 3. Проверяются состояние и крепление пружины 7 сердечника; на регулировочном винте 9, крепящем пружину к корпусу, должна быть контргайка. 4. Проверяются свободный ход рычага 8 и действие его при отпадании сердечника. 5. Реле типа РНВ Описание конструкции Выпускаются реле Ленинградским заводом «Электроаппарат» с 1958 г. с приводами ПРБА, ПГ-10 и ПГМ-10. Реле применяется для защиты минимального напряжения высоковольтных двигателей, а также может быть использовано в схемах автоматики (АВР, АПВ) для отключения или включения выключателей. Реле минимального напряжения с выдержкой времени типа РНВ представляет собой сочетание реле РН с часовым механизмом от реле РТВ (рис. 12), 2* 19
Пределы изменений выдержки времени реле РНВ 0—5 сек; регулировка выдержки времени производится точно так же, как и у реле РТВ. Работает реле следующим образом: при исчезновении напряжения или при снижении его до определенных пределов (аналогично реле РН) сердечник / под действием собственного веса опускается вниз и действует через тягу 2 на рычаг 3 механизма выдержки времени. По истечении установленной выдержки времени сердечник ударяет по рычагу 4, система ломающихся рычагов освобождает шток и он производит отключение (или включение) выключателя. Возврат реле в исходное положение производится точно так же, как и возврат реле РН. Крупным недостатком данной конструкции реле является отсутствие пружины, оттягивающей сердечник вниз (пружина 7 в реле РН, рис. Ш), вследствие чего отпадание сердечника и работа часового механизма происходят лишь под действием собственного веса сердечника, что в значительной степени снижает надежность работы реле. Проверка реле РНВ производится так же, как и проверка реле РН; при этом особое внимание обращают на легкость хода сердечника и надежность работы часового механизма. Рис. 12 Реле типа РНВ. Раздел II ПРОГРАММА ПРОВЕРКИ ЗАЩИТ виды и сроки проверки 1. При эксплуатации защит с реле прямого действия производятся различные по объему проверки, имеющие в соответствии с назначением следующие наименования: а) проверки при новом включении; б) плановые проверки; в) дополнительные проверки. 2. Проверка при новом включении производится в наиболее полном объеме. Основное назначение ее — выявить и устранить все дефекты мбнтажа и установленной аппаратуры и настроить защиту на заданные уставки. От качества этой проверки во многом зависит дальнейшая работа устройств защиты. 3. Плановые проверки проводятся в несколько сокращенном объеме по сравнению с проверкой при новом включении. Основное 20
назначение их — поддержание защиты в исправном состоянии, обеспечивающем ее надежную работу. Плановые проверки разделяются на полные и частичные. 4. Полная плановая проверка защиты с реле прямого действия проводится в сроки, указанные в типовом положении Союзглав- эиерго «О видах, объеме и сроках проверки устройств релейной защиты и электроавтоматики в энергосистемах». 5. Частичные плановые проверки производятся в тех случаях, когда устройства защиты имеют слабые места, требующие более частого контроля, или находятся в плохих условиях, как-то: повышенная влажность, сильная запыленность, наличие вредно действующих на аппаратуру газов, сильная вибрация, устаревшая и изношенная аппаратура и т. п. Необходимость, объем и сроки частичных плановых проверок определяются, исходя из местных условий. 6. Дополнительные проверки устройств защиты проводятся по мере необходимости, например: после реконструкции защиты, после ремонта или замены силового оборудования, отдельных реле, вторичных цепей, после неправильного или неясного действия защиты (послеаварийные проверки). 7. Объем проверки после реконструкции защиты или замены и ремонта оборудования и аппаратуры защиты определяется на месте для каждого конкретного случая. Ниже приводится объем проверки для некоторых наиболее часто встречающихся на практике случаев подобных проверок. 8. Послеаварийная проверка производится по программе, составляемой отдельно для каждого конкретного случая. 9. При производстве любого вида проверки защиты необходимо иметь в виду, что проверка является заключительной операцией в комплексе всех работ и должна быть использована как контроль произведенного ремонта выключателя и его привода в части их безотказной и четкой работы с соответствующим собственным временем. Поэтому категорически запрещается производить проверку защиты до окончания всех работ по текущему или капитальному ремонту выключателя и механической части привода, а также во время проведения чистки помещений, покраски или побелки и других строительных работ. ПРОВЕРКА ПРИ НОВОМ ВКЛЮЧЕНИИ 10. Проверка при новом включении производится в следующем объеме и последовательности: а) организация работы; б) внешний осмотр устройства защиты; в) сверка исполнительных схем с действительным выполнением и прозвонка цепей; г) проверка сопротивления изоляции цепей вторичной коммутации и испытание изоляции повышенным напряжением; д) проверка состояния механической части реле; е) проверка электрических характеристик реле; ж) проверка трансформаторов тока и схемы их соединения; 21
з) проверка заземления вторичных обмоток измерительных трансформаторов и состояния контактов всех элементов схемы; и) опробование защиты первичным или вторичным током; к) проверка под рабочим напряжением (для защит с реле минимального напряжения); л) оформление документации проверки. ПОЛНАЯ ПЛАНОВАЯ ПРОВЕРКА 11. При полной плановой проверке из указанного выще объема исключается п. в (сверка исполнительных схем с действительным выполнением и прозвонка цепей). Перед проверкой необходимо предварительно ознакомиться с результатами предыдущей проверки. Это позволит быстрее и лучше выявить дефекты и изменения, происшедшие в устройстве защиты со времени предыдущей проверки. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРОВЕРКИ 12. При дополнительной проверке после замены трансформаторов тока необходимо получить от монтажной организации протокол испытания вновь установленных трансформаторов тока. После этого производятся: внешний осмотр, проверка схемы соединений вторичных цепей, испытание сопротивления и электрической прочности изоляции вторичных цепей, снимается вольт-амперная характеристика трансформаторов тока, проверяются коэффициент трансформации и схема соединения трансформаторов тока, заземление вторичных обмоток и состояние всех контактов вторичных цепей трансформаторов тока. В заключение защита опробуется первичным током на отключение выключателя. Если при замене трансформаторов тока изменяется их коэффициент трансформации, одновременно должна быть произведена замена амперметра и изменены уставки защиты. 13. При дополнительной проверке после замены трансформатора напряжения (для защит с реле минимального напряжения) производятся внешний осмотр, прозвонка цепей, измерение сопротивления изоляции вторичных цепей, проверяется заземление вторичной обмотки трансформатора, измеряются напряжения на трансформаторе и опробуется действие реле под рабочим напряжением. 14. При дополнительной проверке после замены или ремонта привода выключателя после наладки его персоналом, эксплуатирующим приводы, производятся внешний осмотр, проверка схемы соединений вторичных цепей, проверяются сопротивление изоляции и электрическая прочность вторичных цепей, проверяются состояние контактов всех элементов схемы, состояние механической части реле и катушек, снимаются электрические характеристики реле и производится опробование защиты первичным или вторичным током на отключение выключателя. 22
Раздел HI МЕТОДИКА ПРОВЕРКИ ЗАЩИТ1 1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ Перед новым включением подбирается необходимая техническая документация о вновь включаемом устройстве защиты. Для этого от монтажных и наладочных организаций должны быть получены исполнительные, принципиальные и монтажные схемы, протоколы проверки реле, протоколы испытания измерительных трансформаторов, питающих защиту, протоколы испытания изоляции вторичной коммутации и протоколы наладки привода выключателя. Должны быть подготовлены необходимые для проверки приборы, инструмент, инструкции и бланки паспортов-протоколов. Вся работа по проверке защиты должна производиться с полным соблюдением правил техники безопасности, правил технической эксплуатации, действующих инструкций и программ. 2. ВНЕШНИЙ ОСМОТР Целью внешнего осмотра является знакомство с конструктивным выполнением защиты, вторичных цепей и с внешним состоянием реле. Во время осмотра выявляются дефекты, допущенные при монтаже или появившиеся во время эксплуатации, а также устанавливается соответствие выполнения устройств защиты правилам устройства электроустановок, правилам технической эксплуатации и действующим инструкциям. Все замеченные дефекты должны быть устранены перед началом проверки с отметкой об их устранении в протоколе проверки. 3. ПРОВЕРКА ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ СХЕМ, ПРОЗВОНКА ЦЕПЕЙ Проверка правильности собранной схемы, ее соответствие исполнительной принципиальной и монтажной схемам, а также правильность маркировки жил контрольного кабеля и приводов на панели защиты производятся путем прозвонки. В большинстве случаев контрольный кабель, соединяющий между собой измерительные трансформаторы, реле и привод выключателя, находятся в одном помещении и его прозвонку удобнее всего производить мегомметром. Если кабель короткий, то провода от мегомметра подсоединяются непосредственно к жилам кабеля с обеих сторон. Если же кабель длинный, то на одном конце его одна из жил присоединяется к «земле» (к металлической оболочке кабеля или контуру заземления). На другом конце кабеля один из проводов от мегомметра также подсоединяют к «земле», а второй провод — поочередно к жилам кабеля, определяя таким образом заземленную жилу. 1 Подробное описание методов проверки защиты приведено в «Общей инструкции по проверке устройств релейной защиты, электроавтоматики и вторичных цепей». 23
4. ПРОВЕРКА СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИЙ ЦЕПЕЙ ВТОРИЧНОЙ КОММУТАЦИИ И ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ ПОВЫШЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ а) Перед проверкой изоляции необходимо тщательно очистить все проверяемые кабельные разделки, катушки реле, токовые переключатели и сборки зажимов от грязи и пыли и просушить их. б) Снимается заземление вторичных обмоток измерительных трансформаторов. в) Мегомметром на напряжение 1 000—2 500 в измеряется сопротивление изоляции токовых цепей и цепей напряжения относительно земли и между собой. Сопротивление изоляции относительно земли замеряется для всего присоединения в целом, включая вторичные обмотки измерительных трансформаторов и катушки реле. Согласно Правилам* устройства электроустановок (§ 1-8-19) величина сопротивления изоляции должна быть не менее 1 Мом для каждого присоединения. Таким способом определяется величина сопротивления изоляции проверяемой цепи, но не проверяется электрическая прочность, так как при измерении сопротивления изоляции разветвленной цепи напряжение на зажимах мегомметра сильно понижается за счет падения напряжения в нем. Изоляция всех цепей вторичной комхмутации должна быть испытана на электрическую прочность напряжения 1 000 в переменного тока в течение 1 мин. Для коротких неразветвленных вторичных цепей допускается заменять испытание изоляции напряжением 1000 в испытанием изоляции мегомметром на напряжение 2 500 в в течение 1 мин. Работа с могемметром должна производиться с соблюдением правил техники безопасности. 5. ПРОВЕРКА МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ РЕЛЕ Проверка состояния механической части реле производится при снятой крышке привода. Как правило, реле прямого действия на месте их установки не разбираются и ремонт их в случае необходимости производится в лабораторных условиях. У всех типов реле прямого действия производятся: а) Проверка правильности сборки и регулировки механической части привода, произведенных персоналом, обслуживающим силовое электрооборудование. Для определения усилия, необходимого для расцепления защелки привода при отключении выключателя, удобно пользоваться специальным прибором, разработанным в ЦЛЭМ Мосэнерго. Прибор (рис, 13) состоит из бойка 1, ударяющего по рычажку отключающего валика привода; в заведенном состоянии пружина 2 бойка натянута и боек удерживается защелкой 3; натяжение пружины регулируется перемещением колодки 4. Сила удара бойка зависит от натяжения пружины. Совершаемая при ударе работа измеряется в граммосантиметрах по шкале прибора. Для определения усилия, необходимого для отключения привода, прибор вставляют в одно из релейных гнезд привода и, освобождая рукой защелку прибора, производят отключение привода. 24
Установив для первого раза натяжение пружины не более 100 Г - см, повторяют операцию отключения привода с помощью этого прибора несколько раз, при необходимости изменяя натяжение пружины. Таким образом, определяют по шкале минимальное усилие, при котором привод отключается четко и безотказно 2—3 раза подряд. Сравнивая полученное значение с типовыми для данного типа привода, определяют качество регулировки и состояние механической части привода. Типовое значение отключающего усилия (работы) для различных приводов определяется опытным путем с учетом данных получаемых при замере мощности срабатывания отключающих катушек. Значительное превышение типовой величины усилия указывает на плохую сборку и регулировку привода, износ или загрязнение деталей и т. п. При отсутствии такого специального прибора 8зК1М предварительное определение отключающего усилия производится путем отключения привода при подъеме рычажка 22 валика автоматического отключения в приводе (рис. 1). У хорошо отрегулированного привода отключение происходит при небольших усилиях, плавно, без заеданий. Окончательно же качество регулировки и состояния механической части привода может быть установлено лишь после проверки электрических характеристик реле. При каждом воздействии реле на рычажок валика автоматического отключения в приводе отключение выключателя должно происходить четко с допустимым собственным временем отключения и при допустимых отклонениях тока срабатывания реле. б) Проверка правильности установки, отсутствия перекосов и надежности крепления реле к приводу. в) Проверка надежности крепления головки ударника, наличия и величины зазора между головкой ударника и рычажком валика автоматического отключения в приводе (рис. 1), Головка ударника 9 (фасонная ганка с прорезью) должна иметь тугую резьбу, не допускающую ее самопроизвольного отвинчивания при вибрации. Это особенно опасно для реле типа КАМ, где отвинчивание головки ударника приводит к увеличению выдержки времени (при отсутствии головки ударник опустится и зубчатая рейка полностью войдет в зацепление с часовым механизмом). У других типов реле прямого действия отвинчивание головки ударника не связано с увеличением выдержки времени, но также может привести к отказу в работе защиты (например, если отвернувшаяся головка попадает под рычажок отключающего валика).* Во избежание подобных случаев "головка ударника должна обжиматься пассатижами. Величина зазора между головкой ударника 9 и рычажком 22 валика автоматического отключения (рис. 1) должна быть в пре- 25 Рис. 13. Прибор для определения усилия, необходимого для отключения привода выключателя.
делах 5—10 мм в зависимости от типа реле и привода. Недостаточный или излишне большой зазор может привести к отказу в отключении выключателя. Приподнимая ударник реле (отверткой — для ударника с головкой или плоскогубцами—для ударника без головки), производят расцепление привода и определяют наличие свободного хода ударника после расцепления привода. Этот ход Должен быть порядка 2—3 мм. Регулировка зазора в небольших пределах у реле КАМ производится подгибанием рыча лека 22 валика автоматического отключения, а у других типов реле — изменением положения головки ударника. При необходимости регулировки в больших пределах нужно заменить ударник. г) Проверка состояния выводов катушки реле, зажимов переключателя тока срабатывания реле. Проверяется состояние выводов катушки 19, особенно в тех местах, где они прижимаются крышкой 24 призода (рис. 1). В этом месте должна быть установлена прокладка из прессшпана или ла- коткани. На выводы со старой высохшей резиновой изоляцией надевается хлорвиниловая трубка. Проверяется состояние контактов штепсельного переключателя 20 (рис. 1), особое внимание обращается на состояние пружины и на надежность создаваемого ею контакта между штепселем 3 и мостом переключателя 2 (рис. 3). Проверяется отсутствие замыкания между наконечниками выводов катушки на штепсельном переключателе. Подобным же образом проверяется переключатель поворотного типа у реле РТВ и сборки зажимов у реле РН и РНВ. Кроме изложенной, общей для всех типов реле прямого действия методики проверки механической части, в описании конструкций реле приведены особенности проверки механической части каждого типа реле в отдельности с указанием наиболее часто встречающихся дефектов. 6. ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЛЕ Проверка токовых реле Проверка электрических характеристик токовых реле типов КАМ, РТВ и РТМ производится по схеме, показанной на рис. 14, kssfTllfti L* -гйЭ-1 ГЦ -Lr~i ®—I 2 VQ Рис. 14. Схема проверки электрических характеристик токовых реле.
где 1 — проверяемое токовое реле, 2— реостат (или нагрузочный трансформатор), позволяющий плавно изменять величину тока примерно от 2—3 до 40—50 а, 3 — электрический секундомер, а) При открытой крышке привода проверяется ток срабатывания реле на заданной уставке. Плавно увеличивая ток в катушке реле, определяют его наименьшее значение, при котором головка' ударника начнет медленно подниматься вверх и через некоторое время произведет отключение выключателя. Этот ток и будет током срабатывания реле. Следует иметь в виду, что ток срабатывания при отсутствии выдержки времени составляет обычно SO—90% номинального тока (т. е. тока, установленного на штепсельном переключателе), а с выдержкой времени он может быть больше номинального на 5—10%. Ввиду сложности схемы замера коэффициента возврата реле прямого действия и невозможности его изменения последний у реле прямого действия измеряется только при лабораторной проверке реле. б) После 2—3-кратного измерения тока срабатывания (в протокол заносится среднее значение) крышка привода ставится на место; дальнейшая проверка производится при полностью собранном приводе. Производится установка заданного времени срабатывания реле при заданном токе и снимается зависимость времени срабатывания от тока в реле (характеристика реле t~f(I), рис. 5). Время срабатывания реле измеряется вместе с собственным временем отключения выключателя; секундомер включается на выводы выключателя по схеме «на разрыв». Заданная выдержка времени должна проверяться при заданном токе короткого замыкания для данного присоединения или при 4—5-кратном токе срабатывания, т. е. в независимой части характеристики реле КАМ и РТВ. Для определения разброса реле по времени измерение выдержки времени производится не менее 3— 4 раз и в протокол заносится ее среднее значение. Разброс реле вместе с приводом по времени не должен превышать ±0,2 сек. Перед снятием характеристики реле необходимо проверить затяжку стопорных винтов стакана, чтобы не сбить установленную выдержку времени. Для построения плавной кривой (рис. 5) достаточно определить 4—5 точек характеристики t — f(I). Обычно достаточно измерить время для значений токов 1,5; 2; 3 и 4-кратных от тока срабатывания. Для каждой точки время измеряется 3—4 раза и в протокол заносится среднее значение. Время срабатывания при токе срабатывания не замеряется ввиду чрезмерно большого разброса реле по времени при этом токе. Проверка реле минимального напряжения Проверка электрических характеристик реле типов РН и РНВ производится по схеме, показанной на рис, 15, где /—проверяемое реле, 2 — потенциометр или автотрансформатор, 3 — электрический секундомер, 4 — специальный перекидной рубильник с ма- 27
лым временем переключения из одного положения в другое (вместо такого рубильника может быть использован пакетный переключатель) . а) Плавно изменяя подведенное к реле напряжение, измеряют напряжение срабатывания и напряжение возврата реле. Рубильник 4 при этом находится в положении 1. Напряжение срабатывания у Ш^П Н2Й-1 -о -ч^*^ о Рис. IS. Схема проверки электрических характеристик реле минимального напряжения. реле РН и РНВ определяется при отпадании сердечника. Это напряжение должно быть в пределах 65—35% номинального. При напряжении срабатывания больше 65% номинального следует ослабить натяжение пружины (у реле типа РН), а при напряжении срабатывания меньше 35% номинального—увеличить натяжение пружины. У реле типа РИВ регулирование напряжения срабатывания не предусмотрено. Напряжение возврата реле определяется при втягивании сердечника и лежит в пределах 65—85% номинального. б) У реле типа РНВ проверяется время срабатывания на заданной уставке. Для этого, установив на катушке реле номинальное напряжение, быстра переключают рубильник 4 из положения / в положение II, снимая этим самым напряжение с реле и запуская секундомер. По истечении заданной выдержки времени реле срабатывает и производит отключение выключателя. Измерение времени срабатывания производится не менее 3 раз, и в протокол заносится среднее значение. в) После снятия электрических характеристик реле подсоединяется к трансформатору напряжения, восстанавливается заземление на вторичной обмотке трансформатора напряжения и проверяется состояние контактов всех элементов схемы. г) Проверка реле минимального напряжения заканчивается опробованием их действия под рабочим напряжением. Включается трансформатор напряжения и замеряются величины фазовых или линейных напряжений, подводимых к реле. При отключении всех трех фаз трансформатора напряжения со стороны высокого напряжения проверяется действие реле на отключение или включение выключателя. При последующем включении трансформатора напряжения проверяется возврат сердечника реле в исходное положение. 7. ПРОВЕРКА ТРАНСФОРМАТОРОВ ТОКА И СХЕМЫ ИХ СОЕДИНЕНИЯ а) При новом включении и во время полных плановых проверок снимаются вольт-амперные характеристики трансформаторов тока, питающих защиту. Перед снятием вольт-амперных характеристик следует отключить заземление вторичных обмоток трансформаторов тока. 28
Снятие вольт-амперных характеристик производится с токового переключателя реле. К зажимам переключателя, на которые выведены концы кабеля, идущего от трансформатора тока, подсоединяют концы провода от потенциометра или лабораторного автотрансформатора ЛАТР (рис. 16). Плавно изменяя величину напряжения на вторичной обмотке трансформатора тока, онределя- ^^ ют величину тока в ней и строят —°*1Г°"" зависимость U~f(I). Снимать ,^ ^Jt^ характеристику желательно до °~ максимального напряжения, которое возможно подать на автотрансформатор. Но обычно при Рис. 16. Схема снятия вольт- этом получаются значительные амперной характеристики токи, порядка 10 а и более. По- трансформаторов тока. этому характеристику следует снимать быстро, не перегревая трансформатор тока и автотрансформатор. Снятую при плановых проверках характеристику сравнивают с характеристикой, полученной при новом включении. Характеристику, снятую при новом включении, сравнивают с типовой характеристикой для данного типа трансформатора тока. Значительное различие этих характеристик указывает на наличие виткового замыкания во вторичной обмотке трансформатора тока. После окончания замеров, для того чтобы размагнитить сталь трансформатора тока, следует несколько раз плавно увеличить, ток от нуля до 5—10 а и так же плавно снизить его до нуля, после чего отключить источник питания. б) После проверки электрических характеристик реле и снятим вольт-амперных характеристик трансформаторов тока восстанавливается заземление вторичных обмоток трансформаторов тока, пол- чостью собирается вся схема защиты и проверяется состояние контактов всех элементов схемы. в) Проверка правильности схемы соединения трансформаторов тока производится первичным током от нагрузочного устройства. На рис. 17 в качестве примера приведена схема проверки правильности соединения трансформаторов тока в неполную звезду. В этой схеме: 1 — реле; 2—нагрузочный трансформатор; 3 — амперметр, включенный через измерительный трансформатор тока; 4 — реостат; 5—амперметр, подключаемый поочередно для замера вторичного тока в фазах и нулевом прозоде. Подсоединив провода от нагрузочного трансформатора к одноименным зажимам первичных обмоток трансформаторов тока и установив перемычку между другими одноименными зажимами первичных обмоток, подают тек в первичные обмотки трансформаторов тока. Для получения четких замеров ток, подаваемый в первичные обмотки, должен быть таким, чтобы во вторичных обмотках ток был не менее 0,5—1 а. Измерив величины вторичного тока в фазах и в нулевом проводе, делают заключение о правильности собранной схемы трансформаторов тока и величине их коэффициента трансформации. 29
Схема проверни Результаты измерений Фактическая схема Заключение to-0 Схема собрана правильно ia = ir=i Ш Перевернут трансформатор тона одной фазы <с~° Обрыв фазыС\ Занорочзна фаза С Обрыв нулевого провода Рис. 17. Проверка правильности схемы соединения трансформаторов тока. Наиболее часто встречающиеся случаи ошибочных соединений и неисправностей и получающиеся при этом величины вторичных токов показаны в таблице на рис. 17. После устранения неисправностей измерения необходимо повторить. Более подробно методика проверки трансформаторов тока и схемы их соединения изложены в «Инструкции по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты». 8. ОПРОБОВАНИЕ ЗАЩИТЫ ПЕРВИЧНЫМ ИЛИ ВТОРИЧНЫМ ТОКОМ а) Опробование защиты первичным или вторичным током является заключительным этапом проверки защиты и должно производиться лишь после окончания всех работ по проверке реле и при полностью собранной схеме защиты. Для экономии времени полезно совмещать проверку схемы соединений трансформаторов тока с проверкой защиты на отключение первичным током. б) для опробования защиты первичным током собирается схема, показанная на рис. 18, а. Подсоединив провода от нагрузочного трансформатора к зажимам первичной обмотки трансформатора тока, плавно увеличивают 30
7) \ б) Рис. 18. Опробование действия максимальной токовой защиты. а — первичным током; б — вторичным током; 1 — проверяемое реле; 2 — реостат; 3 — нагрузочный трансформатор. первичный ток при помощи реостата, доводя его до тока срабатывания реле,- Так как опробование защиты ведется при закрытой крышке привода и непосредственное наблюдение за ударником реле невозможно, первичный ток срабатывания защиты определяется путем умножения вторичного тока срабатывания, установленного при проверке электрических характеристик реле, на коэффициент трансформации трансформаторов тока. При этом следует иметь в виду, что в зависимости от величины тока срабатывания, типа трансформаторов тока и класса их точности действительный первичный ток срабатывания может быть больше расчетного за счет погрешности трансформаторов тока. Поэтому если при установленном расчетном токе защита не срабатывает, нужно увеличить его и добиться отключения выключателя от защиты. Пересоединив провода от нагрузочного трансформатора к зажимам первичной обмотки трансформатора тока, установленного на. другой фазе, определяют таким же образом первичный ток срабатывания второго реле. в) Проверка защиты первичным током является наиболее совершенным способом проверки и должна производиться как правило. Исключение может быть допущено только при невозможности получения от нагрузочного трансформатора необходимой величины тока срабатывания защиты. В этих случаях следует производить опробование защиты вторичным током по схеме (рис. 18, б). По этой схеме провода от реостата или нагрузочного трансформатора подсоединяют непосредственно к зажимам вторичной обмотки трансформатора тока, заземление вторичной обмотки предварительно снимается (на схеме условно показан разрыв на рубильнике Рг). Амперметр А\ показывает приведенный первичный ток (т. е. действительный первичный ток: деленный на коэффициент трансформации), амперметр Л2 — вторич- 31
-ный ток в реле. Из сравнения схем замещения трансформатора тока при испытаниях первичным и вторичным током (рис. 19) видно, что соотношение показаний амперметров А\ и А2 в схеме на рис. 18,6 несколько отличается от действительного соотношения вторичного и приведенного первичного тока. Эта разница, не превышающая обычно 5%, объясняется тем, что при испытании вторичным током сопротивление вторичной Рис.; 19. Схема замещения трансформатора тока. a — при испытании первичным током; б — при испытании вторичным током. обмотки Z2 включено последовательно с Z0 (сопротивление цепи намагничивания), а не с Zh, как при испытании первичным током. При необходимости точного замера токов Л и h в цепь вторичного тока /2 включается дополнительное сопротивление Ri, равное омическому сопротивлению вторичной обмотки трансформатора тока (рис. 19,6). По этой схеме возможно не только определить действительный гок срабатывания защиты (первичный), но и снять зависимость вторичного тока от первичного, что особенно важно для трансформаторов с малой кратностью насыщения сердечников (например, типа ТПФМ), Недостатком данного способа опробования защиты является то, что после опробования требуется снова собрать схему защиты и исправность ее уже больше не проверяется. Следует помнить также о необходимости восстановления заземления вторичных обмоток трансформаторов тока. г) После опробования защиты первичным или вторичным токохм на отключение выключателя производится еще раз внешний осмотр для проверки правильности подсоединения всех элементов схемы, разбиравшейся при проверке, заводятся механические указатели срабатывания реле, пломбируются крышки реле, устройство регулировки, выдержки времени и токовые переключатели. На приводе, рядом с реле, целесообразно повесить этикетку с результатом проверки (указать ток и время срабатывания реле), датой и подписью лица, производившего проверку. Такие сведения могут понадобиться оперативному персоналу при различных переключениях, цля оценки возможности срабатывания защиты при непредвиденных увеличениях нагрузки.
Приложение / НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ РЕЛЕ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ 1. Реле типа РМНВ-1 Реле минимального напряжения с выдержкой времени типа РМНВ-1 (рис. 20) разработано ЦЛЬМ Мосэнерго в 1957 г. Рис. 20. Реле типа РМНВ-1 конструкции ЦЛЭМ Мосэнерго. а — общий вид; б — со снятой крышкощ / — часовой механизм; 2 — шпилька для заклинивания реле. 3—3463 за
Юмк/р Юмнф ■si—i—ii— VI Конструкция этого реле отличается от конструкции реле типа РНВ Ленинградского! завода «Электроаппарат» тем, что для создания выдержки времени в реле РМНВ-1 используется часовой механизм от реле времени типа ЭВ-121 и упрощена система ломающихся рычагов, запирающих шток в заведенном положении. Отличительной особенностью реле является также то, что работа часового механизма происходит под действием его пружины, а не собственного веса сердечника, как в ре- Катушка реле ле РНВ завода «Электроаппарат». Сердечник, падая вниз, лишь освобождает ранее заведенный часовой механизм, благодаря чему обеспечивается более надежная и четкая работа реле. Реле РМНВ-1 разрабатывалось пик пружинных или грузовых приводов с ручным заводом пружины или подъе- ^ мом груза. Поэтому завод пружины ре- $ в С ле также выполняется вручную. От трансфоома- Реле можно вывести из работы пу- тора напряжения тем запиРания механизма заведенного реле специальной шпилькой, вставляе- Рис. 2.1. Схема включе- мой в отверстие штока. ния реле типа РМНВ-1. Во избежание ложной работы реле при перегорании одного из предохранителен в цепи трансформатора напряжения, питающего реле, схема включения реле может выполняться трехфазной (рис. 21). Катушка реле на НО б имеет 2 000 витков провода (ПЭ 0 0,64 мм. Конденсаторы—типа МБГП емкостью по 10 мкф с номинальным напряжением 40О е. Величина емкостей выбрана из условия обеспечения на катушке реле напряжения, близкого к номинальному, при перегорании предохранителя. В остальном работа реле РМНВ-1 аналогична работе реле РНВ завода «Электроаппарат». 2. Реле типа РМВ Реле максимального тока с выдержкой времени типа РМВ разработано в ЦЛЭМ Мосэнерго в 1958 г. Реле имеет независимую характеристику и предназначено для максимальных токовых защит в тех случаях, когда обычные реле РТВ с ограниченно зависимой характеристикой неприменимы. Реле выполнено в корпусе реле типа.'РТВ с использованием его часового механизма. Конструкция реле изображена на рис. 22 (катушка реле на рисунке не показана)< В обесточенном положении или при токе, меньшем тока срабатывания, сердечник / занимает нижнее положение. При этом остальные элементы механизма занимают положение, указанное на рис. 22. При токе срабатывания сердечник / притягивается к стопу 4 и сжимает пружины 8 и 9 (расположенные одна в другой). За 1,5 мм до конца хода сердечника шпилька 5 зацепляет собачку 10. Собачка поворачивается на оси и освобождает рычажок 7, сидящий на оси часового механизма. Под действием пружин 8 и 9,
усилие которых передается через вилку 3, шток 2 и шайбу 6, начинает работать часовой механизм. По истечении установленной выдержки времени часовой механизм срабатывает и шток под действием пружин производит отключение выключателя. При исчезновении тока или при снижении его до значения тока возврата сердечник опускается вниз, возвращая часовой механизм реле в исходное положение. Система пружин сердечника выбрана с таким расчетом, чтобы согласовать усилия сжатия пружин с усилиями электромагнита при токе срабатывания на всем пути движения сердечника. С этой целью в сердечнике и устанавливаются две пружины. Характеристика сжатия пружин лежит ниже характеристики втягивания электромагнита. Благодаря такому согласованию реле имеет независимую характеристику. При возможных небольших рассогласованиях усилий пружин и электромагнита запирающее устройство (собачка 10, шпилька 5, рычажок 7) обеспечивает независимость характеристики и в этом случае, так как оно допускает работу часового механизма только от действия пружин. Мощность срабатывания реле — около 80 ва. 3. Реле типов РТВ и РТМ с механическими указателями срабатывания Ремонтно-механический завод Латв- энерго в 1959 г. произвел модернизацию реле РТВ и РТМ, установив на них механические указатели срабатывания (блинкеры). Кроме того, некоторые детали реле РТВ, изготовлявшиеся ранее из сплава цветных металлов, заменены стальными деталями. Так, например, корпус реле, алюминиевого сплава, заменен стальным, частично штампованным, частично сварной конструкции (рис. 23). Все детали механического указателя срабатывания реле также сделаны из стали. Лишенные надежного антикоррозийного покрытия, стальные детали реле еще до установки на место зачастую имеют следы ржавчины. Хотя в настоящее время еще нет достаточного опыта эксплуатации этих реле, можно заранее сказать, что в сырых, неотапливаемых помещениях и тем более на открытой части подстанций устанавливать такие реле не следует. Ржавление деталей реле, особенно деталей б линкера, может вызвать отказ защиты. Рис. 22. Реле типа РМВ конструкции ЦЛЭМ Мосэнерго. выполнявшийся ранее из 3* 35
Модернизированное реле типа РТМ показано на рис. 24. В этом реле, кроме установки блинкера, изменена и конструкция сердечника реле; для снижения мощности срабатывания сердечник выполнен пустотелым. По данным завода, мощность срабатывания такого реле равна 25 ва. Мощность срабатывания обычного реле РТМ со сплошным стальным сердечником равна ~ 50 ва. Изменениям подверглись также и катушки реле. Катушка нового реле РТВ выполнена всего с тремя отпайками: 300, 200 и 150 витков, что соответствует току срабатывания 5; 7,5 и 10 а, Катушка реле РТМ также имеет три отпайки: 260, 130 и 86 витков; соответственно ток срабатывания равен 5, 10 и 15 а. Это является крупным недостатком новых конструкций реле РТВ и РТМ, так как малое количество отпаек создает трудности при выборе нужного тока срабатывания реле. Рис. 23, Реле типа РТВ с механическим указателем срабатывания (блинкером), 4. Реле типа РТМ с регулировкой тока срабатывания изменением величины воздушного зазора Такие реле были выпущены Ленинградским заводом «Электроаппарат» в 1959 г. Конструкция реле представлена на рис. 25. Реле состоит из катушки /, сердечника 2, неподвижного полюса 3, направляющей гильзы 4, штока с головкой 5 и регулировочного винта со стаканом 6. Катушка реле имеет 270 витков (без отпаек). Регулирование тока срабатывания осуществляется в пределах '5—15 а изменением величины зазора между сердечником и неподвижным полюсом. Погрешность в токе срабатывания (по данным завода) не превышает ±5% тока уставки. Основным недостатком этого реле является большая мощность срабатывания. При токе срабатывания 15 а мощность срабатывания реле равна 180 ва, что является совершенно недопустимым, так как трансформаторы тока, от которых питаются реле, не рассчитаны на отдачу такой большой мощности в пределах их допустимой погрешности по току. 36
Рис. 24. Реле типа РТМ с Рис. 25. Реле типа РТМ с ре- механическим указателем гулировкой тока срабатывания срабатывания (блинкером). изменением величины воздуш- 1 — блинкер; 2— сердечник. ноге зазора. Завод разрабатывает конструкцию реле РТМ с комбинированной регулировкой тока срабатывания. Грубая регулировка будет производиться с помощью отпаек на катушке, а плавная — путем изменения величины воздушного зазора. Ведется также работа по снижению потребляемой мощности путем облегчения сердечника, как это выполнено в реле РТМ Ремонтно-механического завода Латвэнерго. Приложение 2 РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ С РЕЛЕ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ ПО КРИВЫМ 10-ПРОЦЕНТНОЙ ПОГРЕШНОСТИ Согласно руководящим указаниям па релейной защите погрешность трансформаторов тока, как правило, не должна превосходить 10% по коэффициенту трансформации и 7е по углу в пределах расчетных значений токов короткого замыкания. Погрешность по углу не имеет* значения для максимальных токовых защит и в данном расчете не учитывается. Проверка трансформаторов тока на 10-процентную погрешность производится по кривым зависимости 10-процентной кратности от 37
вторичной нагрузки. Эта проверка может служить лишь для приблизительного определения погрешности трансформатора тока. В настоящее время более точно погрешность определяется по фактическим кривым намагничивания трансформаторов тока. Если трансформаторы тока не проходят по 10-процентным кривым, то необходимо проверить по действительным кривым намагничивания их погрешность. Подробнее этот метод указан, в «Инструкции по проверке трансформаторов тока, используемых в схемах релейной защиты». 10-процентные кривые, приведенные на рис. 26—28 для различных типов трансформаторов тока, дают допустимую кратность тока короткого замыкания в зависимости от вторичной нагрузки трансформатора тока, при которой погрешность в коэффициенте трансформации не превышает 10%. Следует иметь в виду, что кривые 10-процентной кратности даны с точностью ±20%. Для расчета необходимо иметь следующие данные: 1) тип трансформатора тока, его коэффициент трансформации^ класс точности и полное сопротивление вторичной обмотки Z2 проверяемого сердечника; 2) сопротивление токовых обмоток реле и приборов, включенных последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока 2н (сопротивление нагрузки); 3) сопротивление соединительных проводов Rnp; 4) переходное сопротивление контактов R пер; 5) расчетный ток повреждения. При определении вторичной нагрузки трансформатора тока для упрощения сложение полных сопротивлений обмотки реле и приборов, сопротивления соединительных проводов и переходного сопротивления контактов производится, арифметически, без учета действительных углов полного сопротивления. Сопротивление соединительных проводов определяется по формуле: / #пр== —°м> 0) Т^ где / — длина провода, м; — удельная проводимость материала провода, равная 57 для меди и 35 для алюминия; 5 — поперечное сечение провода, мм2. Переходное сопротивление контактов принимается равные 0,1 ом. Определение нагрузки производится жля наиболее нагруженной фазы с учетом схемы соединения трансформаторов тока и вида короткого замыкания. На рис. 29 приведены две наиболее распространенные схемы соединения, трансформаторов тока; схема звезды и схема неполно Г? звезды и формулы для подсчета нагрузки во вторичной цепи в зависимости от вида короткого замыкания. Расчетный ток повреждения определяется для максимальных; токовых защит по формуле _ 1,1 /р ЯТ /рас ч = - » И) Лсх
5U{ 30 гд 15 10 '■su f 1 ! k/ 3 fes^l£ ^ Номинальный первичный тон, a Ao 100 15,0 ZOO 300 400 I ! \ЗиЬ К^ U кЗР ps №/Ямри Вых относятся н сердечникам*. х\ 1 УТ 6 3 7 | Г 1 г 6 * 8 щ 1 У[ 6\ Л 8 \о э 9 6 4 8 W 13 12 11 10 п i I I ,5и6 ^ЬЛ8 ■"О ^Ч# /*\ V5" i^s Ч\Ч ^sSJ 7 Х\ \Ч 3' щ I 4/ NJv/ y4sN 0\ 1 0,3 0,4 0,5 Ofi 0,8 1,0 1,5 2,0 Вторичная нагрузна, о л* зм ьо Рис. 26. Кривые зависимости 10-процентной кратности от вторичной нагрузки трансформаторов тока типа/ТПФ. где 1,1 —коэффициент, учитывающий 10-процентную погрешность трансформаторов тока; ip — ток в реле, соответствующий току в начале независимой части характеристики (для реле прямого действия типов КАМ и РТВ /р надо брать равным 3 /сраб. реле)) /7Т—коэффициент трансформации трансформатора тока; Ясх-—коэффициент схемы, учитывающий схему соединения трансформаторов тока. Для того чтобы погрешность трансформаторов тока при данной нагрузке не превышала 10%, необходимо, чтобы /ярасч ^ /Идоп» (3) 39
«J " 15 I _......_....___ kwd НШ ■TiNN^k K\ TO r v x П sN '0,3 Of 11,5 0,7 I 1,2 Z # 3 4 втиричная нагрузка, олг a) «5 I I ^4. 5* /J $щ *Щ Ш2 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,8 1 1,5 Z 3 b Вторичная нагрузка, о At б) Рис. 27. Кривые зависимости 10-процентной кратности от вторичной нагрузки трансформаторов тока типа ТПФМ. а — для сердечников 0,5; 1,0; 3,0; / — 75, 150, 300 а, кл. 0,5 в варианте Д/0,5; 2 — 400 а, кл. 0,5| и 1,0; 5 — 5—300 а, кл. 01,5 и 1,0; 4 — 5—400 а, кл. 3,0; б—для сердечника Д: 1 — 5—100 а; 2—150 а- 5 — 300 а; 4 — 200 а; 5 — 400 а. 25 5 15 5 ю % * <§ 6 \\ \ \ ^ S { 0,2 0,3 0,4 6,56,6 8,8 1 2 3 4 5 0 78310 Вторичная нагрузка^ олг Рис. 28. Кривые зависимости 10-процентной кратности от вторичной нагрузки для сердечника «Р» трансформаторов тока типов ТПЛ и ТКЛ. где /Прасч—действительная кратность тока повреждения; я*доп—-допустимая кратность, определяемая по кривым 10-процентной погрешности в зависимости от нагрузки. Действительная кратность тока повреждения определяется по формуле /С/расч. ,л "*расч = , (4) 40 /н
где К — коэффициент, учитывающий постоянную составляющую тока короткого замыкания в зависимости от вида защиты и времени ее действия; для максимальных защит с выдержкой времени более 0,5 сек К= 1,0; /„—номинальный ток трансформатора тока. Подставив в формулу (4) значение/расч из формулы (2), получим: К-\Л /р /7т Ясх Jh Заменив все коэффициенты в формуле (5) их числовыми значениями, а также представив коэффициент трансформации транс- /я форматоров тока как /7т = получим окончательное выражение для определения действительной кратности тока повреждения применительно к максимальной токовой защите с реле.прямого действия, включенными по схемам, приведенным на рис. 29: Ь 1,1 »3 /сраб. реле /и Л . Я2расч ■■- ———— — 0,66 *сраб. реле. (о) 1 ■ /и -о Пример. Дано: трансформаторы тока — типа ТПФ; коэффициент трансформации 200/5; класс точности 1,0; сопротивление вторичной обмотки Z2 — 0,36 ом (табл. 2). Трансформаторы тока и нагрузка (реле КАМ) соединены по схеме неполной звезды, длина соединительных проводов 5 м, сечение 2,5 мм2, материал — медь. Схема соединения трансформаторов тона Вид короткого замыкания Нагрузка вторичной цепи Коэффициент езеемы Трехфазное и двухфазное Z-H~'Rnp'h Zp+Rnep Однофазное zH-2pnp*-Zp +zf/Q+fiffep UO Трехфазное Zu V3Rno + Zp*~Rnep Двухфазное a однофазное z>h ZRnp*zp*Rnep Дёухфазиое за шламе- форматорам л/а Zt4—3Rnp+Zp+Rпер t,0 Рис. 29. Схемы соединения трансформаторов тока. 41
Требуется проверить трансформаторы тока по кривым 10-процентной погрешности при токах срабатывания реле 5, 7 и 10 а. 1. Определяем внешнюю нагрузку вторичной цепи для наиболее тяжелого вида повреждения (двухфазное короткое замыкание за трансформатором \/Д): Zn = /?пр + ZP + /?nep (рис. 29); A.lip = _L_=_-A__,, o,035 ом. Сопротивление реле определяем по кривым на рис. 30 для втя- ом Рис. 30. Кривые зависимости сопротивления катушки реле типа КАМ (РТВ) от тока. 1, 2 и 3 — соответственно для уставок 5, 7 и 10 а при опущенном сердечнике; /', 2' и 3' — то же, но при втянутом сердечнике. 65а вутого сердечника реле при трехкратном токе срабатывания в независимой части характеристики: Zp =s 3,1 ом при /сраб = 5 а; Zp tst 1,7 ом при /сраб —7 а; Z р = 0,75 ом при /сраб — Ю я; тогда Zn будет равно: ^н ='3*0,035 + 3,1 + 0,1 = 3,3 ол* при /сраб =5й; Zh =3-0,035 + 1,7 +0,1 = 1,9 ом при /сраб =7а; Zh = 3-0.035 + 0,75 + 0.1 =0,95 ом при /сраб = Ю а. Полное сопротивление вторичной цепи, включая и сопротивление вторичной обмотки трансформатора тока, будет равно: Z = ZH + Z2 = 3,3 + 0,36 = 3,66 олс при /сраб = 5 а; Z = 1,9 + 0,36 = 2,26 ом при /сраб., = 7о; Z — 0,95 -f 0,36 = 1,31 ом при /сраб = Ю а. % Определение действительной кратности /лрасч: /Ярасч = 0.66 /сраб. реле: /«расч = 0,66-5 = 3,3 при /сраб ~ 5 я; /Ярасч = 0,66-7 = 4,6 при /сраб = 7 а; /Ирасч = 0,66-10 = 6,0 при /сраб = Ю Я. 3. Определение допустимой кратности производится по кривой б на рис. 26 в зависимости от полной вторичной нагрузки Z: /Ядоп = 3,9 при /сраб =Ъ а\ trijxon = 6,5 при /сраб = 7 л; /Идоп = Ю при /сраб = 10 Д. Из сравнения действительной и допустимой кратностей, полученных при расчете, видно, что при любом токе срабатывания реле 42
погрешность трансформаторов тока не превышает 10%, так как во всех случаях соблюдается условие: /Ирасч <С /Ядоп. Из приведенного примера расчета видно, что при токе срабатывания реле 10 а допустимая кратность больше расчетной в 1,5 раза, а при токе 5 а — всего в 1,18 раза, т. е. при малых токах срабатывания погрешность трансформаторов тока будет больше. Это объясняется тем, что при увеличении тока срабатывания реле уменьшается число витков его катушки, включенной на трансформаторы тока, и уменьшается его сопротивление. Следовательно, при проектировании все расчеты по 10-процентным кривым необходимо выполнять для минимальной уставки реле по току срабатывания. Для сравнения произведем проверку по кривым 10-процентной кратности трансформаторов тока типов ТПФМ и ТПЛ при тех же условиях для тока срабатывания 5 а. а) Трансформатор тока ТПФМ 20О/5, класс 1,0: Z2 = 01,25 ом (табл. 2); ftip-ic4 = 3,3; Z « Z» + Z2 = 3,3 4- 0,25 ™ 3,55 ом; по кривой на рис. 29, а для Z — 3,55 ом определяем шдон = % трдсч ~- 3,3 > /Я£оп =г 2. Таким образом, погрешность трансформатора тока типа ТПФМ при данных условиях будет превышать 10%. Это большой недостаток трансформаторов тока типа ТПФМ, имеющих низкую 10-процентную кратность. Снятая при таких условиях характеристика реле -t = f (1*2) по схеме на рис. 14 будет отличаться от действительной характеристики реле t = f{J\) за счет недопустимо большой погрешности трансформатора тока, что вызовет увеличение времени срабатывания зашиты и может привести к неселективному действию защиты следующей ступени. Поэтому в подобных случаях необходимо снимать характеристику реле t~f(I\) первичным или вторичным током по схеме, приведенной на рис. 18, а, или б. б) Трансформаторы тока типа ТПЛ 200/5, сердечник «Р»; Z2 = 0,39 ом (табл. 2); мрасч = 3,3; 2Г = Zn+Zg = 3,3+ 0,39 = 3,69 ом По кривой (рис. 2S) для Z = 3,69 определяем: /Ядоп = 3,5; fWpac ч = 3, 3 <с /Идоп = 3,5 Хотя расчетная погрешность трансформатора тока типа ТПЛ при данных условиях не будет превышать 10%, ио с учетом того, что 10-процентные кривые даются с точностью ±20%, необходимо определить действительную погрешность по характеристикам намагничивания или проверить защиту по схемам, приведенным на рис. 18, а или б, с учетом действительной погрешности. 43
Таблица 2 Сопротивление вторичной обмотки трансформаторов тока Варианты исполнения трансформаторов тока Обозначение или класс точности сердечника Сопротивление вторичной обмоткн Z2, ом ТПФ, ТПФ 10, ТПФД10, ТПФЗГД ТФЗД10 *3"; Д; 0,5 ТПФУ310, ТПФУДЮ, ТПФУЗД10, ТПФУ10, ТПФУ, ТПФУДЮ, ТПФУ310 .3*; Д; 1,0 ТПФ, ТПФ10 1,0 ТПФ-0,5/3, ТПФ 10-0,5/3, ТПФД10, ТПФ310 3,0 1ТПФ-1/3, ТПФ 10-1/3, ТПФ-3, ' ТПФ10-3, ТПФУЮ-1/3, ТПФУ-1/3, ТПФУ310, ТПФУДЮ, ТПФУ10-3, ТПФУ-3 3,0 0,6 0,27 0.36 0,26 0,2 ТПФМ-10-400; ТПФМД-10- 0,5; 1,0 Д/0,5; ТПФМЗ-Ю-«3»/0,5 J 0,4 ТПФМ тпл ткл ГПФМ-10-5-300; ТПФМУ-Ю-5- 300. Все остальные варианты ТПФМУ-10-3 Все остальные варианты Все варианты 0,5 1,0 3,0 з,о 0,5 Р 0,25 0,15 0,2 0,35 0,39 44
ОБМОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ РЁЛЁ И ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ Приложение 3 Наименование реле и электромагнитов Род тока Номинальное напряжение, в Число витков в ка-, тушке Данные про* вода Марка Диаметр, мм Омическое сопротивление, ом Вес провода, кг Потребляемая мощность, ва Установившийся ток (а) при номи* нальном напряжения Реле РТМ с отпайками 5; 7; 9; 11; 13 и 15 d Переменный 270 193 150 123 104 90 ПБД 1,81 0,27 0,174 0,127 0,105 0,086 0,072 Реле РТМ с отпайками 5; 7; 8; 10; ; 12,5 и 15 а Переменный 270 193 169 135 103 90 ПБД 1,81 0,27 0,174 0,141 0.12 0,09 0,072 Реле КАМ (РТВ) с от пайками 5; 6; 7; 8; 9 и 10 а ' & Переменный 300 250 215 1№ 167 150 ПБД 1,81 0,3 ; 0,236: 0,195 0,166 | 0,143 0,127 0,9 0,9 1.0 При токе 5 а Сердечник опущен— 90 ва Сердечник втянут— 50 ва
СП Продолжение приложения 3 Наименование реле и электромагнитов Род тока Отключающий электро- Перемагнит с питанием от; менный ТКБ | ; Реле РН Реле РНВ Отключающий электромагнит с питанием от независимого источника в приводах типов ПР6А, РБА, ПРАМ, КАМ Переменный Переменный По, тоян- ный Переменный Номиналь-| ное наиря-! жедие, в — 110-127 220 380 5U0 100 12 24 48 ПО 220 ПО- 127 220 380 Число витков в катушке 350 3 000 6 000 11)81)0 14 300 2 720 430 415 725 1 600 3 200 1 100 1800 3 500 Данные провода Марка ПБД пэл ПЭ1 пэл пэл пэл пэл пэл пэл пэл пэл ПЭЛ ПЭЛ Диаметр, мм | 1,35 0,38 0.29 0,2 0,2 0,44 0,64 0 44 0,29 0,2 0,15 0,38 0,29 0,2 Омическое сопротивление, ом 0,557 53 ЬО 715 1000 2,4 4,8 19 87,5 311 51 210 Вес провода, кг 0,59 0,4 0,47 0,47 0,57 0,13 0,058 0,043 0.044 0,05 0,12 0,1 0,1 Потребляемая мощность, ва 40 30 Установившийся ток (а) при номинальном напря женин Ток отключения 3,5 а 30 150 Сердечник опущен— 4UQ ва Сердечник втя- ! нут—230 ва 5 2,52 1,25 0,7 3,3 (2) 2,15 (1,4) 1 0,85 (0,48)
Продолжение приложения 3 Наименование реле и электромагнитов Отключающий электромагнит с питанием от независимого источника привода типа УПГП Электромагнит дистанционного отключения привода типа УПГП Род тока Постоянный Переменный Постоянный Переменный Номинальное напряжение, в 24 36 48 ПО 2.0 100 127 220 24 36 48 НО 220 100 127 220 Число вит» ков в катушке 1000 1500 2 000 4 5G0 9 000 1 500 1900 3 300 900 1 350 1 800 4 100 8 200 750 950 1650 Данные провода Марка ПБД ПБД ПБД ПЭ ПЭ ПБД ПБД ПБД ПБД ПБД ПБД ПЭ ПЭ ПБД ПБД ПБД Диаметр, мм 0 51 0,44 0,38 0,23 0,16 0,59 0,51 0,38 0,86 0,6-J 0,62 0,41 0,29 0,9 0,8 0,62 Омическое сопротивление, ом 9,5 21,4 38 193 780 3,8 8,5 15 80 320 Вес провода, кг Потребляемая мощность, ва 60 Сердечник опущен—-215 ва Сердечник втянут—80 ва 150 Сердечник опущен— £Ю0 ва Сердечник втянут—400 ва Установившийся ток (а) при номинальном напряжении 2,1 (0,8) U (0,6) 1,0 (0,35) 6,3 4,2 3,2 М 0,7 4,1 (1,8) 7(3,1) 9(4)
Продолжение приложения 3 Наименование реле и электромагнитов Электромагнит дистанционного включения привода УПГП Род тока Постоянный Переменный Номинальное напряжение, е 24 36 48 ПО 220 100 127 220 Число витков в катушке 1 100 1 650 2 200 5 000 10 000 850 1 100 1900 Данные провода Марка ПБД ПБД ПБД ПЭ ПЭ ПБД ПБД ПБД Диаметр, мм 0,8 0,64 , 0,57 1 0,38 1 0,27 0,86 0,74 0,57 Омическое сопротивление, ом 5,3 i 12,0 21,0 ПО 440 Вес провода, i кг Потребляемая мощность, ва \ но Сердечник опущен—650 ва Сердечник втянут—300 ва Установившийся ■ ток (а) при номинальном напряжении 4,5 3 2.3 1.0 0,5 6.5 (3) 5 (2,3) 3 (1,4) Примечания: 1. Для электромагнитов переменного тока в скобах указан установившийся ток при втянутом сердечнике, без скобок — ток при опущенном сердечнике. 2. Указанное омическое сопротивление относится к температуре окружающей среды +20р С; возможное отклонение этих величин от указанных в табпице значений не превышает ±10%.
Приложение 4 ПРИБОРЫ И ИНСТРУМЕНТ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЗАЩИТЫ L Мегомметр напряжением 2 500 в. 2. Реостат, обеспечивающий плавное изменение тока от I до 50 а. 3. Нагрузочный трансформатор* 4. Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). 5. Два амперметра переменного тека на два предела измерений: 0—10 и О—50 а или два амперметра со шкалой 5 а и два трансформатора тока типа УТТ. 6. Вольтметр переменного тока со шкалой до 150 в. 7. Электрический секундомер. 8. Перекидной двухполюсный рубильник. 9. Отвертки, плоскогубцы, пассатижи, набор гаечных ключей соответствующих размеров. 10. Провода для сборки схемы, шланговый провод для подачи питания на приборы.
Подписное издание