/
Текст
БИБЛИОТЕКА ЭЛЕКТРОМОНТЕРА
Выпуск 605
Основана в 1959 году
В. В. МОЛЧАНОВ
Е.Б.ГОЛАНЦОВ
ПАНЕЛИ
ДИСТАНЦИОННЫХ
ЗАЩИТ
ТИПА ПЗ-5 (ПЭ2105)
I»
МОСКВА ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ 1987
ББК 31.27-05
М76
УДК 621.316.925.45:621.314.21
Рецензент В.В. Балашов
Редакционная коллегия:
В.Н. Андриевский, С.А. Бажанов, Л.Б. Годгельф, В.Х- Ишкин, Д.Т. Ко-
маров, В.П. Ларионов, Э.С. Масаэлян, С.П. Розанов, В.А. Семенов,
А.Д, Смирнов, А.Н. Трифонов, А.А. Филатов
Молчанов В.Б., Голанцов Е.Б.
М 76 Панели дистанционных защит типа ПЗ-5 (ПЭ2105). М.:
Энергоатомиздат, 1987. — 88 с.: ил. — (Б-ка электромонтера;
Выл. 605).
Рассмотрены назначение и устройство панели ПЗ-5. Приведены све-
дения о выборе уставок и характеристики срабатывания. Изложены ос-
новные положения по методам наладки и технического обслуживания
этих панелей.
Для электромонтеров и мастеров, обслуживающих устройства ре-
лейной защиты и электроавтоматики.
2302040000-550
М —---------------186-87
051 (01)-87
ББК 31.27-05
©Энергоатомиздат, 1987
ПРЕДИСЛОВИЕ
Программа энергетического строительства предусматривает
развитие электрических сетей, ввод новых электростанций.
В этих условиях важной задачей является повышение уровня
технической подготовки работников энергосистем, в том числе
персонала, занимающегося эксплуатацией релейной защиты на
электростанциях и в электросетях.
Цель данной книги — ознакомление электромонтеров высо-
кой квалификации и мастеров служб РЗА с устройством и
прицципом действия, назначением и особенностями панелей
защиты типа ПЗ-5 (ПЭ2105). Эти панели двухступенчатой ди-
станционной защиты разработаны для установки на мощных
автотрансформаторах. Однако развитие электрических сетей,
в частности строительство протяженных линий электропереда-
чи напряжением 500—750 кВ и мощных электростанций, опре-
делило необходимость более широкого применения этих па-
нелей, особенно в связи с совершенствованием принципов
резервирования отключения КЗ, в том числе эффективности
дальнего резервирования. Поэтому в книге даются общие све-
дения о современной системе релейной защиты, в которой по-
лучают распространение защиты типа ПЗ-5 (ПЭ2105).
Пожелания и замечания просьба направлять по адресу:
113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.
Авторы
1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПАНЕЛИ
РЕЗЕРВНЫХ ДИСТАНЦИОННЫХ ЗАЩИТ ТИПА ПЗ-5 (ПЭ21О5)
Общие положения и место защит панели в системе резервирования
отключения КЗ. Панели дистанционных защит типа ПЗ-5 (ПЭ2105) при-
меняют для выполнения резервных защит от междуфазных коротких
замыканий (КЗ) в электрических сетях высокого напряжения. В ос-
новном эти панели используются при выполнении резервных защит
мощных автотрансформаторов на подстанциях, соединяющих
разветвленные сети 220—330 кВ и мощные питающие сети 500—750 кВ.
Панели ПЗ-5 используются так же как резервные защиты на повышаю-
щих трансформаторах энергоблоков крупных электростанций. Кроме
того, они применяются для выполнения защит секционных и шино-
соединительных выключателей. Во всех этих случаях использование
дистанционных защит ПЗ-5 значительно повышает надежность и
эффективность резервирования отключения коротких замыканий.
Резервирование отключения КЗ [1, 3—5] является важной
функцией релейной защиты. Необходимость резервирования возникает
в случае отказа защиты поврежденного присоединения, а также в слу-
чае отказа его выключателя.
Для уменьшения вероятности отказа защиты широко применяют
дублирование защит. С згой целью на линиях электропередачи напряже-
нием ПО кВ и выше устанавливают основную и резервные защиты;
трансформаторы и автотрансформаторы имеют две защиты от внут-
ренних повреждений: газовую и дифференциальную; сборные шины
крупных электростанций и подстанций защищают двумя дифферен-
циальными защитами. Оба комплекта защит, дублирующих друг друга,
действуют на выключатели поврежденного элемента. При таком выпол-
нении защит КЗ при отказе одной защиты отключается другой защитой
поврежденного элемента. Наличие основной и резервной зашит называют
ближним резервированием. При этом имеется в виду,
что обе защиты, отключающие КЗ в этом случае, подключены к измери-
тельным трансформаторам и выключателям одного и того же защищае-
мого элемента. Ближнее резервирование значительно увеличивает на-
дежность работы защиты при КЗ. Важным свойством ближнего резер-
вирования является его высокая селективность: основная и резервная
защиты отключают только поврежденный элемент. Этим определяется
высокая эффективность и широкое распространение дублирование
защит, особенно на наиболее ответственных элементах напряжениеь
110 кВ и выше.
Одняко и при наличии ближнего резервирования возможны такие
неисправности в цепях вторичных соединений, которые нарушают ра-
ботоспособность обеих защит. Примером может служить повреждение
оперативных цепей, общих для обеих защит. Могут иметь место и другие
неисправности, приводящие к отказу обеих защит, осуществляющих
ближнее резервирование. В этом случае КЗ, не отключаемое защитами
поврежденного присоединения, должно быть отключено защитами
смежных, неповрежденных элементов электрической сети. Такое дей-
ствие защит смежных элементов также является резервным. В отличие
от рассмотренного выше ближнего резервирования этот вид резервиро-
вания называется дальним. При дальнем резервировании
защиты отключающие КЗ присоединены к измерительным трансформа-
торам разных элементов и не имеют общих оперативных цепей с отказав-
шими защитами. Поэтому при дальнем резервировании надежность
отключения КЗ значительно выше. Кроме того, дальнее резервирование
обеспечивает отключение КЗ на смежном присоединении не только при
отказе защит последнего, но и при отказе его выключателя. Высокая
надежность дальнего резервирования определила его широкое распро-
странение в электроустановках всех классов.
'Одним из факторов, ограничивающих применение дальнего резер-
вирования, является чувствительность, обеспечить которую например
при наличии длинных линий или больших подпиток места КЗ от других
смежных присоединений достаточно сложно. Дальнее резервирование
защит обладает значительным временем действия, что также нежела-
тельно. Кроме того, оно обладает низкой селективностью. При КЗ на
линии Л4 (рис. 1) и отказе в ее отключении со стороны подстанции А
работают в условиях дальнего резервирования 'защиты линий Л1, Л2
и ЛЗ со стороны подстанций Б и В. В результате такого действия защит
подстанция А полностью теряет питание. Отключение линий со стороны
подстанций Б и В не является в данном случае селективным: ближай-
шим к повреждению является шиносоединительный выключатель
К нагрузке
Рис. 1. Дальнее резервирование отключения КЗ
подстанции А, и отключение его в рассматриваемой ситуации сохранило
бы питание подстанции А (или хотя бы ее части).
Наличие существенных недостатков дальнего резервирования (низкая
чувствительность, быстродействие и селективность) не позволяет рас-
сматривать его как исчерпывающий и безусловно эффективный спо-
соб резервирования отключения КЗ.
Известны два способа повышения эффективности дальнего резерви-
рования. Один способ — применение так называемого устрой-
ства резервирования отказа выключателя УРОВ, который исключает
действие дальнего резервирования при отказе выключателя поврежден-
ного присоединения. УРОВ запускается при КЗ защитой поврежденного
присоединения одновременно с действием ее на отключение выключате-
ля этого присоединения. Если при этом в течение заданного времени не
происходит отключение поврежденного присоединения, УРОВ действует
на отключение других выключателей, ближайших к отказавшему. В рас-
смотренном на рис. 1 примере при отказе на подстанции А выключателя
поврежденной линии такими выключателями являются выключатель
линии ЛЗ и шиносоединительный выключатель на подстанции А. Ясно,
что действие УРОВ в данном случае имеет более высокую селективность.
Значительно проще при наличии УРОВ решаются также вопросы чув-
ствительности и быстодействия. Применение УРОВ в целом значительно
повышает эффективность резервирования отключения КЗ.
Другой способ повышения эффективности дальнего резер-
вирования — зто использование автоматического секционирования сети
при возникновении КЗ, не отключаемого защитами поврежденного
присоединения. Для этой цели применяют дистанционные защиты на
основе панелей типов ПЗ-5 (ПЭ2105).
Применение панели для выполнения резервных защит автотрансфор-
маторов. Панели дистанционных защит ПЗ-5 (ПЭ2105) чаще всего при-
меняются для выполнения резервных защит на мощных автотрансформа-
торах с высшим напряжением 220 кВ и более. Это определяется сле-
дующими факторами.
Автотрансформаторы на крупных подстанциях являются важным
элементом энергосистемы, связывающим развитые сети разных напря-
жений.
Сети, присоединенные к сторонам высшего и среднего напряжения
таких автотрансформаторов, оснащаются ступенчатыми дистанционными
защитами. Обеспечение согласования токовых защит автотрансформатора
с указанными защитами линий является часто очень сложной задачей.
Применение блокировки минимального напряжения в токовых защитах
автотрансформаторов помогает в ряде случаев обеспечить требуемую
чувствительность защиты, однако решить одновременно с этим вопросы
селективности и быстродействия защиты в случае применения на таких
автотрансформаторах токовых защит с блокировкой минимального на-
пряжения в большинстве случаев не удается.
С ДРУгой стороны, представляет также большую трудность согласо-
вание дистанционных защит линий сети одного напряжения автотранс-
форматора (при отсутствии на нем полноценной дистанционной защиты)
с защитами линий сети другого напряжения. Это приводит к возмож-
ным неселективным отключениям линий сети одного напряжения при
КЗ в сети другого напряжения, что приводит к нежелательному разви-
тию повреждения в энергосистеме.
В связи с изложенным применение дистанционных защит в качестве
резервных защит на автотрансформаторах является полезным и обос-
нованным.
Панели ПЗ-5 (ПЭ2105) содержат две ступени дистанционной защиты.
Одним из возможных вариантов является такое выполнение дистан-
ционной защиты автотрансформатора, при котором обе ступени защиты
ПЗ-5 (ПЭ2105) направлены в сеть одного напряжения (высшего или
среднего). При этом одна ступень защиты для обеспечения высокой
чувствительности при удаленных КЗ выполняется по согласованию чаще
всего с третьими ступенями дистанционных защит отходящих линий.
В этом случае выдержка времени этой ступени защиты оказывается
значительной и составляет часто 5 с и более. Такое время отключе-
ния КЗ, особенно при близких повреждениях, нежелательно. Увеличе-
ние быстродействия резервной защиты при близких КЗ обеспечивается
использованием другой ступени защиты ПЗ-5 (ПЭ2105). Выдержка
времени этой ступени защиты выбирается по возможности по согла-
сованию с первыми (мгновенными) ступенями дистанционных защит
отходящих линий.
Наличие двухступенчатой дистанционной защиты на автотрансформа-
торе позволяет также значительно повысить селективность при дальнем
резервировании. Это осуществляется благодаря тому, что дистанционные
защиты автотрансформаторов выполняются с опережающим действием
защиты на отключение секционного (шиносоединительного) выклю-
чателя. На рис. 2 показано, как улучшается селективность дальнего
резервного действия защит в случае, рассмотренном на рис. 1. При
наличии на автотрансформаторах Л77 и А Т2 подстанции Л полноценных
резервных защит в случае КЗ на линии Л4, не отключаемого его выклю-
чателем на подстанции А, ликвидация указанного КЗ осуществляется
опережающим отключением секционного выключателя подстанции А
и последующими отключениями выключателя высшего напряжения ав-
тотрансформатора А Т2 и выключателя линии ЛЗ на подстанции В. После
отключения секционного выключателя подстанции А защита линии Л1
на подстанции Б возвращается, так как рассматриваемое КЗ на ли-
нии Л4 электрически удаляется и пусковые реле защиты линии Л1
возвращаются, что должно быть проверено расчетом (см. гл. 3).
Защиты автотрансформатора АТ1 и линии Л2 со стороны подстан-
ции В также возвращаются, так как в них изменяется направление
тока КЗ или рассматриваемое КЗ также электрически удаляется. Лик-
Рис. 2. Повышение эффективности дальнего резервирования
видапия рассматриваемого КЗ на линии Л4 в данном случае осуще-
ствлена без полной потери питания подстанции А и разрыва транзитов
между подстанциями Б и В, что является результатом повышения
селективности действия защит.
Таким образом, выполнение дистанционной защиты автотрансформа-
торов, при котором обе ее ступени направлены в сеть одного напряже-
ния (рис. 3, а), обеспечивает наилучшее использование положительных
свойств этой защиты и является наиболее целесообразным. Однако для
такой дистанционной защиты требуется установка двух панелей на
каждом автотрансформаторе: одна панель направлена в сторону сети
высшего напряжения, другая — в сторону сети среднего напряжения.
Для резервирования отключения КЗ на ошиновке и в сети низшего на-
пряжения автотрансформатора устанавливают отдельные защиты.
Панели дистанционных защит типа ПЗ-5 (ПЭ2105) предусматри-
вают и раздельное использование имеющихся в них комплектов дистан-
ционных реле. При этом (рис. 3, б) одна ступень защиты выполняется
направленной в сторону сети высшего напряжения автотрансформато-
ра, другая ступень — в сторону сети среднего напряжения. Такое при-
менение панелей не всегда полностью решает вопросы быстродействия,
чувствительности и селективности, поэтому может рассматриваться
как временное.
Применение панели для резервных защит блоков генератор—транс-
форматор в соответствии с современными требованиями резервирова-
ния отключения КЗ в любой точке блока генератор—трансформатор
выполняется на основе принципа ближнего резервирования. Для этого
устанавливается не менее двух быстродействующих защит от КЗ в лю-
бой точке блока, например, дифференциальная защита генератора, диф-
Рис. 3. Характеристики сопротивления срабатывания защиты автотрансформа-
тора:
а двухступенчатая защита, направленная в сеть среднего напряжения' б —
одноступенчатая зашита автотрансформатора; в - одноступенчатые защиты с
ускорением •
ференциальная защита ошиновки ВН, дифференциальная и газовая
защиты трансформатора блока и общая дифференциальная защита всего
блока (охватывающая генератор, трансформатор и шины ВН). Поэтому
на мощных блоках генератор—трансформатор резервные защиты, вы-
полняемые панелями ПЗ-5, предназначаются для резервирования отклю-
чения КЗ, внешних для блока. При этом обе ступени защиты выпол-
няются направленными в сторону сети высшего напряжения блока. Как
и на автотрансформаторах подстанций, действие каждой ступени вы-
полняется с опережающим делением шин высшего напряжения. Поэто-
му наличие двухступенчатой дистанционной защиты блока от внешних
КЗ значительно улучшает чувствительность защит прилегающей электро-
сехи.
Улучшается также быстродействие этих защит, особенно важное при
отключении близких внешних КЗ, не отключаемых защитами повреж-
денного присоединения. Что касается чувствительности второй ступени
при удаленных КЗ, то ее не всегда удается обеспечить без принятия осо-
бых мер. При наличии нескольких крупных блоков, работающих на об-
щие шины, а также в случае длинных линий электропередачи, отходящих
от этих шин, дальнее резервирование отключения КЗ на одной линии
индивидуальными защитами каждого присоединения оказывается неосу-
Рис. 4. Дополнительная резервная защита на
шинах ГРЭС
ществимым. Поэтому совершенствова-
ние системы резервных защит на круп-
ных электростанциях [1,7—8] в настоя-
щее время осуществляется как уста-
новкой двухступенчатых дистанцион-
ных защит на блоках генератор—транс-
форматор, так и применением различ-
ных суммарных защит.
Вариант выполнения суммарной дистанционной защиты на стороне
высш'его напряжения крупной ГРЭС рассмотрен на рис. 4. Показаны
шины высшего напряжения этой электростанции, соединенные по схеме
"шестиугольника”, к которым подключены три крупных блока и три
линии электропередачи. На данной ГРЭС кроме обычных основных и
резервных защит на каждом присоединении выполнена дополнительная
резервная защита. Эта защита предназначена для резервирования отклю-
чения КЗ на линиях электропередачи, отходящих от шин ГРЭС. Допол-
нительная защита содержит суммарный орган, обеспечивающий селек-
тивность с индивидуальной защитой каждой линии, и избирательные
органы, определяющие, в направлении какой линии имеет место КЗ,
не отключаемое ее защитами. Суммарный орган этой защиты выполнен
на основе панели ПЗ-5. Эта дополнительная защита селективна не только
с индивидуальными защитами линий, но и с УРОВ ее выключателей.
Дополнительная защита при срабатывании повторно действует на от-
ключение выключателей поврежденной линии. Если после этого за до-
полнительное время КЗ не прекращается, то зта защита отключает вы-
ключатели, ближайшие к неотключившимся. При действии этой послед-
ней ступени защиты сохраняется в работе один блок и транзит мощ-
ности по двум линиям из трех.
На другой электростанции выполнена дополнительная резервная за-
щита, отличающаяся от описанной выше. Эта электростанция имеет
двойную секционированную систему шин с присоединениями, распреде-
ленными по каждой секции. Дальнее резервирование отключения КЗ на
отходящих линиях, как и во многих других случаях, малоэффективно.
Селективность и чувствительность дальнего резервирования на данной
ГРЭС увеличены тем, что на каждой секции шин установлена дополни-
тельная защита, включенная на сумму токов блоков генератор—транс-
форматор данной секции шин и ее шиносоединительного и секционного
выключателей. Суммарный дистанционный орган защиты обеспечивает
селективность с защитами линий, отходящих от данной секции шин.
Эта защита действует только на отключение шиносоединительного и
секционного выключателей данной секции. После такого деления шин
защиты неповрежденной части электросети возвращаются, а защиты
присоединений секции шин с повреждением осуществляют дальнее
резервирование с возросшей чувствительностью.
Применение панели для выполнения защит шиносоединительных и
секционных выключателей. Автоматическое секционирование при КЗ
шин электростанций и подстанций, как было показано выше, во многих
случаях имеет высокую эффективность. Для автоматического отклю-
чения при КЗ шиносоединительных (ШСВ) и секционных (СВ) выклю-
чателей крупных подстанций применяются дистанционные защиты, в том
числе панели ПЗ-5 (ПЭ2105).
Как и в случае применения этих защит на автотрансформаторах,
наиболее полноценно осуществляются быстродействие, чувствительность
и селективность защит ШСВ (СВ) при установке двухступенчатой дистан-
ционной защиты в каждую сторону от ШСВ (СВ). Однакр установка
двух панелей на каждом ШСВ (СВ) считается в настоящее время слиш-
ком дорогой как по количеству дефицитного оборудования, так и по
трудозатратам на их обслуживание. Поэтому такое выполнение дистан-
ционной защиты на ШСВ (СВ) применяется редко, в случаях выполне-
ния автоматического секционирования шин крупных ГРЭС и подстан-
ций 500—750 кВ.
Гораздо чаще для выполнения защиты ШСВ (СВ) применяют установ-
ку одной панели ПЗ-5 (ПЭ2105). При этом одну ступень защиты вы-
полняют направленной в сторону одной, например первой системы
(секции) шин, а другую - в сторону второй.
Одноступенчатое выполнение защиты ШСВ (СВ), естественно, ограни-
чивает одновременное выполнение быстродействия, чувствительности и
селективности. Чаще всего в таких случаях приходится принимать реше-
ние с частичным выполнением указанных основных требований, опреде-
ленным приоритетом одного из них за счет более низкого качества
другого.
При разработке схем и расчете параметров срабатывания защит
ШСВ (СВ) следует принять во внимание некоторые особенности. Одной
из них является необходимость учета шунтирующего влия-
ния параллельных ветвей сети, в которой установлены эти выклю-
чатели (рис. 5). Это влияние сказывается как на селективности и бы-
стродействии, так и на чувствительности защит ШСВ (СВ) (в ряде слу-
чаев положительно). Так, селективность этих защит часто повышается
от того, что до нарушения симметрии электрической схемы сети эти
выключатели обтекаются малым током и их защиты не работают. На-
пример, при КЗ на линии ЛЗ у шин подстанции В до отключения вы-
ключателя поврежденной линии этой подстанции защиты ШСВ на под-
станции А обтекаются малым током КЗ, а после отключения линии ЛЗ
со стороны подстанции В ток в защите ШСВ на подстанции А возрастает
и чувствительность защиты увеличивается. Однако этот же факт сни-
жает чувствительность защиты на ШСВ при удаленных КЗ в сим-
метричной сети. Быстродействие этих защит также может быть сни-
жено по этой же причине. Поэтому общую однозначную оценку
шунтирующего влияния сети на дистанционную защиту ШСВ дать
затруднительно.
Другой особенностью, которую необходимо учитывать при разработ-
ке защит на ШСВ (СВ), является следующее. Отключение ШСВ (СВ)
при' нормальном состоянии электрической сети обычно не приводит к
обесточиванию потребителей или потере генерирующих источников.
Использование этой особенности защит ШСВ (СВ) позволяет выполнять
их более быстродействующими за счет определенного снижения селек-
тивности.
Эффективным является применение панелей ПЗ-5 (ПЭ21О5) для
автоматического секционирования участков сети с параллельными ли-
ниями. В этом случае защиты ПЗ-5 (ПЭ21О5) включаются на сумму
токов параллельных линий и выполняются направленными к шинам.
Такие защиты выполняют на отключение ШСВ (СВ). На рис. 6 пока-
зано, что в результате автоматического секционирования шин подстан-
ции Б в условиях резервирования отключения поврежденной линии не
Рис. 6. Секционирование сети с параллельными линиями
нарушается транзитная электропередача между подстанциями Л и Б, а
также сохраняется электропитание части потребителей подстанции Б.
В практике применения панелей ПЗ-5 есть случаи реконструкции их
с целью улучшения защитных характеристик. На рис. 3, е показаны
характеристики срабатывания дистанционной защиты автотрансформато-
ра, выполненной на крупной узловой подстанции. Для ускорения отклю-
чения близких КЗ на панели ПЗ-5 установлена дополнительная ступень
защиты, выполненная при помощи одного комплекта реле сопротивле-
ния типа КРС-2. Контакты промежуточных реле (повторителей допол-
нительных реле сопротивления) введены в логические цепи стандарт-
ной панели так, что при одновременном срабатывании двух комплектов
реле сопротивления (эта область заштрихована на рис. 3, в) защита
срабатывает с ускорением. Например, при близком КЗ в сети высшего
напряжения работают КРС-3 и КРС-2ДОП. При КЗ в сети среднего на-
пряжения работают КРС-2 и КРС-2ДОП. На другой крупной подстанции
выполнена дистанционная защита с характеристикой срабатывания
по рис. 3, б, но также с ускорением стандартных ступеней дистанцион-
ной защиты при близких КЗ. Дия этой цели использованы два комплек-
та минимальных реле напряжения, установленных дополнительно на
стандартной панели. Один комплект реле напряжения подключен к
трансформатору напряжения стороны высшего напряжения. Этот
комплект реле высшего напряжения введен в цепи защиты так, что
при одновременном срабатывании этого комплекта и дистанционного
реле, направленного в сторону сети высшего напряжения, зашита сраба-
тывает с ускорением. Аналогично выполнены цепи Другой ступени за-
щиты, направленной в сторону сети среднего напряжения.
2. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСТРОЙСТВО ПАНЕЛЕЙ
ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ТИПА ПЗ-5 (ПЭ2105)
Панели содержат комплект реле сопротивления первой ступени за-
щиты АК21, комплект реле сопротивления второй ступени защиты
АК22, устройство блокировки защиты при качаниях АКВ1, устройство
блокировки защиты при неисправности цепей напряжения АКВ2, трех-
фазное реле тока КА1, а также реле времени, промежуточные и указа-
тельные реле, испытательные блоки и другую аппаратуру. Элементы
устанавливают на стандартной-панели размером 800 х 2400 х 550.
Дистанционный орган первой ступени АКХ1 защиты выполнен на ос-
нове комплекта реле сопротивления типа КРС-2. Это устройство содер-
жит три направленных реле сопротивления К71, К72 и К2.3. каждое
из которых включено на соответствующие сочетания электрических
величин для измерения сопротивления междуфазной петли КЗ. Кроме
того, в комплект АК21 входят промежуточные и указательные реле,
искрогасительные и другие элементы. Полная схема цепей перемен-
ного тока и напряжения комплекта АК71 приведены на рис. 7, а. Про-
гал гол юл
Рис. 7. Принципиальная схема комплекта реле сопротивления АК21 типа КРС-2:
а - цепи переменного тока и напряжения; б — цепи постоянного тока; в - цепи реле сопротивления
межуточные реле и другие элементы комплекта АК21 в схеме панели
ПЗ-5 используются в несколько измененном виде, как это показано
на схеме рис. 7, б.
Направленные реле сопротивления выполнены на основе сравнения
абсолютных величин. Реагирующим органом схемы сравнения является
магнитоэлектрическое реле с мощностью срабатывания примерно
2 • 1(Г7 Вт при токе срабатывания не более 10 мкА. Схема сравнения
содержит два выпрямительных моста, включенных на баланс напряже-
ний. К одному мосту подводится напряжение, пропорциональное току
в защищаемом элементе. Выпрямленное напряжение с выхода моста
создает в реагирующем органе вращающий момент в сторону сраба-
тывания реле, поэтому этот контур реле называется рабочим. Можно
записать, что Ер = к^. К другому выпрямительному мосту подводится
тормозное напряжение, действие которого противоположно, а числен-
ное значение равно Ет = киу - А;/. При |ЕТ| < |Ер| выпрямительный
мост, тормозного контура закрыт противодействующим напряжением,
создаваемым на выходе выпрямительного моста рабочего контура, по
реагирующему органу протекает ток в направлении его срабатывания.
При достижении им значения тока срабатывания реагирующий орган
срабатывает. Принимая приближенно ток срабатывания реагирующего
органа равным нулю, уравнение срабатывания реле сопротивления
можно записать в виде
\киУ - ЛЙ <
(1)
где У, 1_ — напряжение и ток, подводимые к измерительным входам реле
сопротивления; ки — коэффициент трансформации промежуточного
трансформатора напряжения на входе соответствующей измерительной
цепи реле; к, — коэффициент, численно равный ЭДС на вторичной об-
мотке трансреактора на входе токовой измерительной цепи реле при
токе 1 А в его первичных обмотках (при согласном последовательном
их включении).
Разделив обе части уравнения (1) на кц1, получим следующее условие
срабатывания реле:
В комплексной плоскости сопротивлений это уравнение соответствует
окружности, проходящей через начало координат и имеющей диаметр,
“ о
равный вектору 2---- .
ки
Такая характеристика срабатывания реле не обеспечивает четкой его
направленности. Начало координат, в котором установлена рассматри-
ваемая защита, находится на граничной линии характеристики сраба-
тывания. При КЗ в этой точке поведение реле неопределенно. Для ис-
Рис. 8. Упрощенная схема реле КРС-2
ключения возможных при этом нежелательных срабатываний реле при
КЗ ”за спиной” конструкция реле выполнена так, что действительная
характеристическая окружность реле имеет смещение в I квадрант комп-
лексной плоскости на 12% ее диаметра. Создаваемая при этом "мерт-
вая зона” при двухфазных КЗ в начале защищаемого присоединения
устраняется введением в рабочий и тормозной контуры напряжения
подпитки. Напряжение подпитки Еп образуется от напряжения непо-
врежденной фазы при помощи трансреактора таким образом, что его
фаза совпадает с фазой напряжения к,!. Полное уравнение срабатывания
реле при этом принимает вид
1^6 — к(1_ + 2ТП| < 21п1- (3)
Упрощенная принципиальная схема реле сопротивления комплекта
АК71 приведена на рис. 8. При малых значениях Еп по сравнению с
характеристика реле в комплексной плоскости практически не
искажается, так как одинаковые электрические величины вводятся в
обе половины уравнения. При близких КЗ, когда значение ки(У близко
к нулю, уравнение срабатывания реле может быть записано в виде
|1П - к±\ < |ЕП +М1- (4)
Это уравнение соответствует характеристике срабатывания реле на-
правления мощности, а так как Еа и киЦ_ совпадают по фазе, то линия
максимальных моментов такого реле направления мощности совпадает
с углом максимальной чувствительности реле сопротивления.
При трехфазном КЗ в начале защищаемого участка устранение
"мертвой зоны” реле обеспечивается особой конструкцией контура на-
пряжения подпитки. Этот контур, содержащий (см. рис. 7, в) индук-
тивность первичной обмотки трансформатора ТУ1 и емкость конденса-
тора С4, настраивается на 50 Гц, так что при трехфазном КЗ вблизи
места установки защиты напряжение Е„ снижается постепенно в тече-
ние нескольких периодов, обеспечивая четкую работу реле сопротивле-
ния ”по памяти”. Контур "памяти” позволяет осуществить надежное
действие защиты только в защитах без выдержки времени. Кроме того,
контур ”памяти”не исключает отказ реле сопротивления при включении
защищаемого присоединения на трехфазную закоротку и питании цепей
напряжения защиты от трансформатора напряжения, установленного на
данном присоединении. Для устранения отмеченных недостатков в реле
сопротивления комплекта АКХ1 предусмотрено использование смеще-
ния характеристики срабатывания в III квадрант комплексной плоскости
сопротивлений. Смещение осуществляется введением в рабочий контур
схемы сравнения дополнительной ЭДС, пропорциональной подводимому
току, а также включением в тормозной контур дополнительного ре-
зистора К19.
При эксплуатации магнитоэлектрических реле были выявлены серьез-
ные недостатки: возможность застревания подвижной части из-за появ-
ления коррозии внутри кожуха реле, случаи повреждения изоляции.
Коммутационная способность контактов магнитоэлектрических реле
мала. Невозможен восстановительный ремонт этих реле. По этим причи-
нам был разработан полупроводниковый нуль-индикатор, исполнитель-
ным реле которого является достаточно мощное электромагнитное реле.
Нуль-индикатор содержит усилитель, обладающий релейным эффектом.
Усилитель выполнен на основе двух микроэлектронных схем. Нагрузкой
усилителя является выходной блок. Усилитель и выходной блок нуль-
индикатора получают питание от специального блока питания. Устройст-
во и принцип работы полупроводникового нуль-индикатора более под-
робно описаны в [5].
В реле КРС-2 предусмотрено ступенчатое изменение уставок смеще-
ния характеристики срабатывания в III квадрант. Уставки смещения
имеют значения 0,06; 0,12; 0,2 в долях сопротивления срабатывания при
отсутствии смещения.
Возможно выполнение смещения и больше 20%. Для этого необходи-
мо увеличить до нужных пределов сопротивление К19. Однако следует
иметь в виду, что увеличение смещения сопровождается увеличением
тока точной работы реле. В комплекте АКХ1 можно выполнить смеще-
ние 0,5 при помощи исключения из тормозного контура напряжения
компенсации, пропорционального подводимому к реле току. Получаю-
щаяся при этом характеристика срабатывания реле, а также примерная
зависимость сопротивления срабатывания от тока в реле Хс> р = /0’р)
приведены на рис. 9, б. При введении смещения в III квадрант напряже-
ние подпитки Еп из схемы реле исключается.
Для улучшения отстройки реле сопротивления от режима нагрузки
в реле сопротивления комплекта АКХ1 предусмотрена возможность
Рис. 9. Характеристики срабатывания реле КРС-2:
о'- окружность со смешением в I квадрант; б — окружность с 50%-ным смеще-
нием в III квадрант (с центром в начале координат); в — окружность и эллипс
без смещения; г — окружность и эллипс со смещением в III квадрант
выполнения эллиптической характеристики срабатывания. Для этой
Цели используется торможение реагирующего органа схемы сравнения
напряжением переменной составляющей 100 Гц, образующейся после
Двухполупериодного выпрямления и имеющей наибольшее значение в
направлении, отличающемся на ±90° от линии максимальной чувстви-
тельности. Характеристика срабатывания реле при этом оказывается
близкой к эллипсу. Отличие полученной характеристики от окруж-
ности измеряется отношением малой оси эллипса к его большой оси.
В реле АК7.1 предусмотрено ступенчатое изменение этого отношения
Соответствующие уставки отношения осей эллипса имеют следующие
значения: 0,5; 0,65; 0,8. Возможно использование эллиптической ха-
рактеристики со смещением ее в III квадрант. При этом уставки сме-
щения будут 0,055; 0,11; 0,18.
Возможный ход характеристик срабатывания реле сопротивления
АК21 приведен на рис. 9, в и г.
Сопротивление срабатывания реле сопротивления может быть отре-
гулировано плавно в пределах от 5 до 100 Ом на фазу (от 1 до 20 Ом
на фазу)*. Регулировка осуществляется изменением числа витков на вто-
ричной обмотке промежуточного трансформатора ТУ и изменением
положения потенциометра./?/.? (см. рис. 7, в).
Высший предел сопротивления срабатывания реле может быть уве-
личен путем уменьшения доли напряжения, снимаемого с потенцио-
метра К.13. Однако при этом возрастает ток точной работы реле сопро-
тивления. Поэтому при использовании указанного способа необходимо
строго контролировать получающуюся величину действительного тока
точной работы. Как показал опыт эксплуатации, при такой регулировке
вполне допустимым оказывается использование реле сопротивления
АКХ1 при уставке 150—175 Ом на фазу (30-35 Ом на фазу) для харак-
теристики реле в виде окружности.
Комплектное устройство АК21 кроме трех описанных реле сопро-
тивления содержит промежуточные реле К1Л, КЬ2 и КЬ3 (см. рис. 7, б),
выполненные на базе реле серии РП-220. Эти промежуточные реле яв-
ляются повторителями магнитоэлектрических реле. Напряжение на
контактах магнитоэлектрических реле не должно превышать 125 В,
поэтому в комплект встроен стабилизатор напряжения, выполненный на
стабилитронах УО1, УО2, УПЗ и балластном резисторе К20. Для уве-
личения быстродействия промежуточных реле-повторителей применена
форсировка их в момент срабатывания при помощи конденсаторов
С5, Сб и С7, шунтирующих соответственно резисторы «21, К.22 и К23
в первый момент после подачи питания к обмоткам реле КН. К 1.2 и
КЬЗ. В цепях промежуточных реле-повторителей установлены пере-
мычки, позволяющие использовать каждое реле в отдельности или
все одновременно.
В комплекте АК7.1 установлено также указательное реле КИ типа
РУ-21.
Дистанционный орган второй ступени АК22 защиты выполнен на ос-
нове комплекта реле сопротивления типа КРС-3. Это устройство, так же
как и описанное выше устройство АК21 типа КРС-2, содержит три на-
*В скобках приведены данные для пятиамперного устройства
авленных реле полного сопротивления К7Л, К72, К23, каждое из
тооых включено на линейное напряжение и разность фазных токов,
предусмотрена возможность включения реле на фазные напряжения.
Кооме трех реле сопротивления комплект АКХ2 содержит промежуточ-
ное реле, сигнальную лампу, искрогасительные и другие элементы.
Полная схема цепей переменного и постоянного тока комплекта
АК22 приведена на рис. 10.
В основу направленного реле сопротивления положена схема срав-
нения абсолютных значений двух электрических величин. Реагирующим
органом схемы сравнения является также
высокочувствительное маг-
Рис. 1 о (а, б)
Н23
Рис. 10. Принципиальная схема реле АК22 типа КРС-3:
а - цепи переменного тока и напряжения; б — цепи постоянного тока; в - цепи реле сопротивления
Рис. 11. Упрощенная схема реле КРС-3
нитоэлектрическое реле. Схема сравнения содержит два выпрямитель-
ных моста, включенных на циркуляцию токов. Упрощенная принци-
пиальная схема реле приведена на рис. 11.
К одному выпрямительному мосту (С57) подключено напряжение,
пропорциональное току в измеряемой цепи и создающее в реагирующем
органе ток, направленный в сторону срабатывания реле. Этот контур
реле является рабочим, а напряжение, действующее в этом контуре,
= кхк Ко второму выпрямительному мосту (РЖ2) подводится на-
пряжение Ет = киТ — к2Ь являющееся тормозным, так как создает в
реагирующем органе ток, противоположный рабочему.
Уравнение срабатывания реле может быть записано в виде
\ки17 - Л2Т|<|Л,Л, (5)
где напряжение и ток, подводимые к измерительным входам ре-
ле; ки — коэффициент трансформации промежуточного трансформатора
напржкения ТУ реле; Л] — коэффициент, численно равный ЭДС на вклю-
ченной в рабочий контур вторичной обмотке трансреактора ТАУ2 при
токе через последовательно соединенные первичные обмотки 1 А;
к.2 -т- коэффициент, численно равный сумме ЭДС вторичной обмотки
трансреактора ТА У2, включенной в тормозной контур, и вторичной об-
мотки трансреактора ТА VI при подведении к последовательно соединен-
ным первичным обмоткам трансреактора тока 1 А.
Разделив обе части уравнения (5) на/ги/, получим
(6)
Если обеспечить условие кг - кл = к/, то на комплексной плоскости
сопротивлений уравнению (6) соответствует окружность, проходящая
Рис. 12. Характеристики срабатывания реле
КРС-3
через начало координат, диаметром ко-
торой является вектор 2 к;/ки. Если
к2 =А к{, уравнению (6) будет соответ-
ствовать окружность при кг < к{, охва-
тывающая начало координат, а при
к2 >кг — смещенная вдоль линии макси-
мальной чувствительности в I квадрант
комплексной плоскости сопротивлений. В реле АК22 значение смещения
регулируется изменением абсолютного значения коэффициента к2.
Характеристики срабатывания реле при отсутствии и наличии смещения
приведены на рис. 12.
Трехфазное реле тока КА1 типа РТ-40/Р (рис. 13) предназначено для
предотвращения ложного срабатывания защиты, в которой в качестве
исполнительных органов реле сопротивления применены магнитоэлек-
трические реле. Контакты магнитоэлектрических реле могут оказаться
замкнутыми при отсутствии тормозного электрического момента. Тор-
мозной электрический момент создается напряжением, подводимым к
реле сопротивления. Цепи напряжения защиты могут быть подключены
к ТН, подключенному к обмотке низшего напряжения защищаемого
трансформатора. В этом случае при включении трансформатора под на-
пряжение защита могла бы помешать включить исправный трансформа-
тор, так как цепь на отключение от замкнутых контактов магнитоэлек-
трических реле может образоваться раньше, чем к реле сопротивления
будет подведено тормозное напряжение. Измерительный ТН защиты
может быть подключен также и со стороны высшего или среднего напря-
жения силового трансформатора. Возможно снятие напряжения и с шин-
ного ТН, питающего защиту. Неправильное действие защиты при этом
могло бы, например, заблокировать успешное АПВ шин.
В связи с указанным в схему защиты введено трехфазное реле тока,
контакты которого контролируют пусковую цепь защиты и в случае
отсутствия тока по цепи защищаемого трансформатора не позволяют
образоваться ложной цепочке отключения.
Ток срабатывания трехфазного реле тока при разработке конструк-
ции панели выбран меньше тока точной работы реле сопротивления
второй ступени защиты, что обеспечивает надежное действие защиты при
КЗ в пределах защищаемой зоны. В особых случаях возможно новыше-
Рис. 13. Принципиальная схема трехфазного реле тока КА1 типа РТ-40/Р
ние чувствительности реле тока включением его на разность фазных
токов. При этом две его обмотки, имеющие одинаковое число витков,
соединяются последовательно (согласно) и включаются в цепь тока
одной фазы, а третья обмотка включается на ток другой фазы. При КЗ
на этих фазах намагничивающая сила обмоток складывается, что при-
водит к увеличению чувствительности реле. Конструкция трехфазного
реле тока типа РТ-40/Р рассмотрена в [5].
Блокировка при качаниях АКВ1. Для предотвращения неправильного
действия при качаниях в защитах ПЗ-5 (ПЭ2105) применяют стандарт-
ные устройства типа КРБ-125 (панель ПЗ-5/1) или КРБ-126 (панель
ПЗ-5/2). Эти устройства подробно описаны в литературе, поэтому в дан-
ной книге приведены лишь краткое описание принципа действия этих
блокировок и особенности их применения на панелях ПЗ-5/1 и ПЗ-5/2.
Блокирующее действие этих устройств осуществляется за счет того,
что качания, сопровождающиеся, так же как и КЗ, возрастанием тока
и одновременным снижением напряжения, являются симметричным
трехфазным режимом. В отличие от качаний КЗ сопровождаются появ-
лением несимметрии.
В устройстве КРБ-125 пусковой орган реагирует на несимметрию
напряжений, а в устройстве КРБ-126 — на несимметрию токов. При
трехфазных КЗ несимметрия появляется кратковременно, однако
пусковые органы успевают обнаружить эту несимметрию даже при
включении на трехфазную закоротку быстродействующего выключа-
теля высокого напряжения. Факт появления несимметрии фиксируется
логической схемой блокировки и является признаком, по которому
осуществляется пуск рабочих цепей дистанционной защиты. При от-
сутствии несимметрии отсутствует пуск защиты, т.е. осуществляется
се блокировка.
Схемы устройств КРБ-125 и КРБ-126 приведены на рис. 14 и 15, а их
параметры и конструкция аналогичны устройствам блокировки при
качаниях, подробно рассмотренным в [6].
Следует отметить, что в панелях ПЗ-5 предусмотрены стационарные
Цепи для дополнительной защиты от длительного появления несиммет-
рии- Для этого используется контакт пускового реле блокировки при
Рис. 14. Принципиальная схема устройства блокировки при качаниях АКВ1 типа
КРБ-125:
а - цепи постоянного тока; б — цепи переменного тока и напряжения
качаниях, замыкающий при появлении несимметрии цепь обмотки реле
времени КТ4, контакт которого может использоваться в выходных
оперативных цепях.
Блокировка при неисправностях цепей напряжения защиты АКВ2.
Устройство предназначено для блокировки защиты и сигнализации при
обрывах или КЗ в цепях вторичных обмоток измерительного трансфор-
26
15. Принципиальная схема устройства блокировки при качаниях АКВ1 типа
цепи постоянного тока; б — цепи переменного тока и напряжения
Рис. 16. Принципиальная схема блокировки при неисправности цепей напряжения
АКВ2 типа КРБ-12
матера напряжения, к которым подключены цепи реле сопротивления
защиты. В панелях ПЗ-5 для этой цели применено модернизированное
устройство на основе известного устройства типа КРБ-12. Модернизи-
рованное устройство срабатывает при обрывах одного, двух или (в от-
личие от КРБ-12) трех фазных проводов или нулевого провода вторич-
ных цепей ТН, а также при КЗ в них, сопровождающихся отключением
автоматических выключателей или предохранителей. Однако применен-
ное устройство, так же как и устройства типов КРБ-11 и КРБ-12, не
обеспечивает блокирования защиты при потере питания ТН со стороны
его первичных высоковольтных обмоток.
Действие устройства основано на сравнении суммы трех фазных на-
пряжений обмотки трансформатора напряжения, соединенной в звезду,
с напряжением обмотки трансформатора напряжения, соединенной в
разомкнутый треугольник. Принципиальная схема устройства приведена
на рис. 16, описание его работы дано в [17].
Цепи переменного тока и напряжения панели. Конструкция цепей
переменного тока и напряжения панелей ПЗ-5 выполнена с учетом раз-
личных вариантов их использования.
На рис. 17 приведена схема цепей переменного тока и напряжения па-
нели ПЗ-5/2 при использовании каждой ступени для создания односту-
пенчатых дистанционных защит на сторонах высшего и среднего напря-
жения автотрансформатора. Направленность включения реле сопротивле
ния в этой схеме различны: при этом токовые цепи панели подключаются
к разным трансформаторам тока [16]. Цепи напряжения в схеме рис. 17
Реле
сопротив-
ления
I ступени
Продолжение рис. 17.
Реле
сопротив-
лени, я
П ступени
Трехфазное
реле
тока
типа
РТ-ЧО/Р
Устройство
блокировки
при
качаниях
типа
КРБ- 126
33 34 35 36
Устройство
блокировки
при
неисправнос-
ти цепей
напряжения
типа
КРБ-12
Рис. 17. Принципиальная схема цепей переменного тока и напряжения панели ПЗ-5/2
показаны для случая подключения защиты к трансформатору напряже-
ния на стороне низшего напряжения автотрансформатора. Для исключе-
ния фазового сдвига напряжений, создаваемого соединением обмоток
автотрансформатора по определенной группе, в этой схеме цепи напря-
жения панели включены на фазные напряжения по отношению к нулевой
точке системы междуфазных напряжений трансформатора напряжения
со стороны низшего напряжения автотрансформатора.
Цепи оперативного постоянного тока панели и действие защиты.
На рис. 18 и 19 приведены схемы цепей оперативного постоянного тока
и сигнализации панели. Положение контактов в этой схеме соответствует
отключенному положению выключателей автотрансформатора и снятому
с панели питанию ее оперативным постоянным током. При нормальном
включенном состоянии защиты и нормальном рабочем состоянии защи-
щаемого автотрансформатора по сравнению с изображенным на указан-
ном чертеже имеют место следующие изменения в схеме защиты.
В комплекте АКВ-1 через замкнутый размыкающий контакт КЬ3.1
срабатывают реле КЫ и КЬ2. Реле КН своим размыкающим контак-
том КЫ.2 дешунтирует обмотку реле КЬЗ, которое срабатывает и
размыкает свой контакт КЬ3.1, благодаря чему подготавливается к ра-
боте пусковая цепь блокировки от размыкающего контакта КУ1.1
или КА1.1 (соответственно в панели ПЗ-5/1 или ПЗ-5/2) пускового
реле, реагирующего на появление несимметрии. Сработавшие перед
этим реле КН и КЬ2 комплекта АКВ1 удерживаются через замкнув-
шийся контакт КН.1 реле КЬ1. Размыкаются контакты КН.З и КЬ3.2
комплекта АКВ1 в цепи пуска защиты, а также контакты КЫ.4 и КЫ.5
этого же комплекта в цепях соответственно первой и второй ступеней
защиты. Остальные реле постоянного тока находятся в обесточенном
состоянии и их контакты остаются в положении, изображенном на схеме.
Контакт трехфазного реле тока КА1 в пусковой цепи защиты может
быть разомкнут или замкнут в зависимости от тока нагрузки по защи-
щаемому автотрансформатору.
Реле КУ2 или КУ1 (соответственно в панели ПЗ-5/1 или ПЗ-5/2) кон-
тактом КУ2.2 комплекта АКВ1 подсоединяется к рабочему напряжению,
и их контакты КУ2.1 (или КУ1.1) в комплекте АКВ1 замыкаются.
Пуск защиты осуществляется при срабатывании блокировки при ка-
чаниях, которая реагирует на появление при КЗ несимметрии в токе или
напряжении. Для пуска защиты при трехфазных КЗ предусмотрена фик-
сация кратковременного появления несимметрии в процессе возникно-
вения трехфазного КЗ.
При появлении несимметрии размыкается размыкающий контакт
КУН (КА1.1) пускового реле КУ1 (КА1) комплекта АКВ1, через ко-
торый получали питание обмотки реле КЫ и К 1.2 комплекта. Эти реле
обесточиваются и переключают свои контакты. Замыкаются контакты
КН.З в цепи пуска защиты, а также контакты КЫ.4 и КЫ.5 в цепях
первой и второй ступеней защиты.
«33
Реле
сопротивления
I ступени
Ргсг
-//б7
Цепи
пуска
защиты
Реле сигнализа-
ции. о неисправ-
ностях в цепях
напряжения
Реле
сопротивления
И ступени
Реле
времени
I ступени
Реле
времени
Л ступени
Повторитель реле
времени РС, не
контролируемое
устройством БК
Продолжение рис. 18.
Реле времени
защиты от
несимметрич-
ного КЗ
Устройство
блокировки
при
качаниях
типа
КРБ-126
Рис. 18. Принципиальная схема оперативного тока панели ПЗ-5/2 (ПЗ-5/1). Обозначения в скобках относятся к панели
ПЗ-5/1
Трехфазное реле тока при КЗ надежно замыкает свой контакт КА1.
Если возникшее КЗ находится в зоне той или иной (или обеих) ступени
защиты, в пусковой цепи защиты замыкаются контакты КЕ2.1 и КЫ.1
реле-повторителей реле сопротивления первой и второй ступеней защиты
(комплекты АК21 и АК22 соответственно). При этом обеспечивается
прохождение пускового сигнала к обмоткам промежуточных реле
КЫ и КЬЗ комплекта АК71, являющихся повторителями пусковых
реле защиты. При срабатывании этих реле контакты КЬ3.1 и КЬ3.2 под-
готовляют измерительные цепи первой и второй ступеней защиты соот-
ветственно, а контакты КЫ.2 шунтирует контакт КЬ1.3 комплекта
АКВ1 в цепи пуска защиты, осуществляя фиксацию пуска защиты при
трехфазных КЗ. Параллельно контакту КН.З комплекта АКВ1 под-
ключен также контакт КЬ3.2 того же комплекта. Этот контакт, замы-
каясь, обеспечивает подготовку пусковой цепи на все время до воз-
врата блокировки при качаниях, что необходимо, например, при пере-
ходе однофазного КЗ в многофазное. В этом случае фиксация срабатыва-
ния реле КЫ комплекта АКВ1 контактом КЫ.2 комплекта АК2.1
может не осуществиться, так как реле сопротивления и их повторители
КЬ2 (АК21) и КЫ (АК22) при однофазном КЗ могут не сработать и не
образовать цепь для срабатывания реле КЫ комплекта АК21. Наличие
контакта КЬ3.2 (АКВ1) в пусковой цепи в этом случае осуществит
фиксацию пуска блокировки.
Через выдержку времени на отпадание реле КЕЗ комплекта АКВ1
реле КЫ и КЕ2 этого комплекта вновь срабатывают. Контакты
КЫ.4 и КЫ.5 размыкаются и выводят из работы цепи защиты, конт-
ролируемые блокировкой при качаниях (заведенные под блокировку),
если к этому моменту не замерены соответствующие сопротивления.
При этом замеры реле могут быть зафиксированы по цепям, не контро-
лируемым блокировкой при качаниях, в течение времени фиксации пер-
воначального пуска блокировки, т.е. до ее возврата.
Действие защиты при КЗ в первой ступени. При КЗ в первой ступени
срабатывают реле сопротивления К7-1, К72, К73 комплекта АК21 и
их реле-повторитель КЬ2 этого комплекта. При этом замыкается его
контакт КЕ2.2 (АК21) в цепях первой ступени защиты. Если реле со-
противления сработало до вывода из работы цепи, контролируемой
блокировкой при качаниях, то через замкнутый при этом контакт
КЫ.4 (АКБ!) срабатывает реле КЫ панели, которое своим контактом
КЫ.1 осуществляет фиксацию замера ло этой цепи. Фиксация этого
замера осуществляется по цепи, контролируемой как реле сопротив-
ления — контакт КЬ2.2 (АК21), так и пусковым реле — контакт
КЬ3.1 (АК71).
Реле КЫ вторым своим контактом КЫ.З замыкает цепь обмотки
реле времени КТ1, выдержка времени которого определяет действие
первой ступени защиты по цепи, котролируемой блокировкой при ка-
чаниях. Если замер реле сопротивления произошел в момент, когда
контакт КЫ.4 (АКВ1) в цепи обмотки реле КЫ панели уже разомкнут,
то это реле не срабатывает. В этом случае действие первой ступени за-
щиты осуществляется по истечении выдержки времени репе КТ2, кото-
рое управляется непосредственно пусковыми реле и реле сопротивления.
Реле времени КТ1 и КТ2 первой ступени защиты через указательные
реле КН1, КН2, КН9 кКШО (рис. 19) своими контактами воздействуют
на отключение соответствующих выключателей [16].
Действие защиты при КЗ во второй ступени. При КЗ во второй ступе-
ни действие защиты аналогично описанному выше. Фиксация действия
второй ступени по цепи, контролируемой блокировкой при качаниях
(но с фиксацией предшествующего пуска блокировки), осуществляется
через реле КТ5. В выходных цепях второй ступени последовательно
с контактами реле КТЗ и КТ5 установлены указательные реле КНЗ,
КН4, КН7 нКН8.
Действие защиты при неисправностях цепей напряжения. При обрыве
одной, двух или трех фаз цепей напряжения защиты срабатывает ис-
полнительное реле КУ1 блокировки АКВ2. В панепи типа ПЗ-5/1 раз-
мыкающийся при этом контакт КУ 1.1 блокировки АКВ2 снимает
постоянный ток с пусковых цепей защиты и предотвращает возможное
неправильное срабатывание защиты. Контактом КУ1.2 одновременно
подается сигнал о возникшей неисправности защиты, включая цепь ука-
зательного реле КН6.
В панели типа ПЗ-5/2 автоматическая блокировка защиты не произ-
водится. При неисправностях цепей напряжения, так же как и на панели
ПЗ-5/1, осуществляется сигнализация срабатыванием указательного
реле КН6. Автоматическая блокировка защиты на панели ПЗ-5/2 не
является обязательной. Ложное срабатывание защиты при неисправно-
стях цепей напряжения предотвращается тем, что при этом не срабаты-
вает блокировка при качаниях этой панели, имеющая токовый пуск.
Действие защиты при длительном появлении несимметрии в цепях
напряжения (панель ПЗ-5/1) или тока (панель ПЗ-5/2). В этих случаях
в блокировке при качаниях АКВ1 на длительное время срабатывает
Пусковое реле КУ1 или КА1 (соответственно в блокировках типа
КРБ-125 или КРБ-126). При этом надолго размыкается цепь питания
обмоток реле КЫ и КЬ2.
3. ВЫБОР УСТАВОК И ХАРАКТЕРИСТИК СРАБАТЫВАНИЯ
ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ПАНЕЛИ ТИПА ПЗ-5 (ПЭ2105)
Расчеты уставок срабатывания дистанционных защит ПЗ-5 (ПЭ2105),
как и других ступенчатых дистанционных защит, заключаются в опреде-
лении для каждой ступени ее сопротивления срабатывания и выдержки
времени, а также параметров срабатывания блокировки при качаниях.
.Расчеты указанных величин известны из многих работ по релейной
защите, наяример [2, 6]. Ниже поясняются некоторые общие положе-
шо
7*0
134,
ИРГ
+ЕН.1
ГС."1
о
-ЕН.1
>13^КН1.1
КН2.1
ни
1-0—0—(5
146 1 >
'3 *
Общепанельная
лампа
КН5.1
КН6.1
КН9.1
'КН10.1
о
И,епи
сигнали-
зации
1^-0^
^4-ОГИ
ИРЗ
Рис. 19. Принципиальная схема выходных цепей и цепей сигнализации панели ПЗ-5/2 (ПЗ-5/1)
о расчетах дистанционных защит и особенности этих расчетов для
,,й* панели ПЗ-5 (ПЭ2105).
зг'раСчет сопротивления срабатывания. Дистанционные защиты ПЗ-5
/Пэ2105) являются защитами минимального сопротивления,
ы сопротивление срабатывания поэтому должно быть отстроено от
'алменьшего сопротивления, подводимого к реле защиты в наиболее
Тяжелом нагрузочном режиме 2Гнагр, а также режиме КЗ, отключаемого
за1цитой поврежденного присоединения (согласование по чувствитель-
ности) -
Обстройка от нагрузочного режима должна учитывать кратковремен-
ные набросы нагрузки, которые часто могут превышать нормальную
нагрузку в 2 раза и более. Для двухавтотрансформаторной подстанции,
например, за расчетный обычно принимается режим внезапного отклю-
чения одного параллельно работающего автотрансформатора с учетом
утяжеляющих факторов, в частности самозапуска нагрузки.
Расчетное выражение для отстройки дистанционной защиты от на-
грузки
7С, э ^отстр^нагр» (7)
где Иотстр < 1 - коэффициент отстройки; /Нагр = --------------со-
1тах, нагр
противление нагрузки, справедливо для дистанционных защит с харак-
теристикой срабатывания, имеющей вид окружности с центром в начале
координат (см. рис. 9, б). У реле сопротивления панелей ПЗ-5
(ПЭ 2105), как и у многих других защит, характеристики срабатыва-
ния — это окружность, проходящая через начало координат (рис. 20). Для
таких защит расчет сопротивления срабатывания по условию от-
стройки от нагрузки производится по формуле
% нагр
СО8(У>М,Ч -
У’нагр)
(«)
^С, з < ^отстр
где йотстр и 2нагр - то же, что ив (7), а
углы у>м>ч и у>нагр показаны на рис. 20.
Во многих современных дистанционных
защитах, в том числе ПЗ-5 (ПЭ2105),
применяется смещение характеристики в
вИДе окружности для надежного срабаты-
вания защиты при КЗ в начале защищаемо-
го ^участка. Этот случай показан пунктир-
иои линией на рис. 20. Использование фор-
мУлы (8) в этом случае может давать по-
гРеишость в сторону уменьшения
^стройки защиты, что следует учитывать
ПРИ расчетах.
Рис. 20. Отстройка реле со-
противления от нагрузки
Рис. 21. Отстройка от нагрузки:
а - при смещении характеристической ок-
ружности в III квадрант; б - при смещении ха-
рактеристической окружности в I квадрант;
в - при эллиптической характеристике
Возможные аналитические выражения для расчета отстройки от на-
грузки при таком смещении характеристики имеют относительно слож-
ный вид и теряют наглядность. Удобнее и исключает возможные ошиб-
ки при расчетах графоаналитический способ расчета отстройки от
нагрузки (рис. 21, а).
В этом расчете известными считаются сопротивление срабатывания
защиты 7С> 3, сопротивление смещения 7СМ и угол максимальной чув-
ствительности (рм ч. По заданным величинам Ь'тщ нагр и 1тах, нагр
вычисляется 7нагр, и его значение откладывается под углом <А1агр на
графике, где по осям К и X отложены сопротивления. На том же графике
наносятся точки 7С 3 и 7СМ. На отрезке 2С> 3 7СМ, как на диаметре,
строится окружность характеристики срабатывания защиты. Из центра
окружности О проводится прямая в точку /нагр, которая пересекает
окружность характеристики срабатывания защиты в точке А. В данном
случае защита считается отстроенной от нагрузки, если выполняется ус-
ловие
О'А
—— Лотстр> (9)
где Лотстр < 1 •
Когда 7С) з и 7СМ не известны из предварительных расчетов, их зна-
чения находят по описанному способу путем постепенного приближения
к желаемым результатам отстройки.
улучшения
_«тпдНИЯ В
ряд дистанционных защит, в том числе и панели ПЗ-5 (ПЭ21О5), для
отстройки от нагрузки выполняют с характеристикой сраба-
ввде окружности, смещенной в сторону защищаемой линии.
Пример такой характеристики приведен на рис. 21, б. Расчет отстройки
оТ нагрузки защиты с такой характеристикой срабатывания также
трясет быть выполнен графоаналитически. После построения окруж-
ности по известным точкам 3 и 2СМ из центра окружности О прово-
дят перпендикуляр до пересечения его в точке С с продолжением векто-
ра ^нагр- В данном случае защита считается отстроенной от нагрузки,
если выполняется условие
—— ^-отстр- (10)
О'С
Если минимальное сопротивление нагрузки больше 2Нагр и характе-
ризуется вектором ^нагр» то при отстройке по (10) вместо СА следует
принять О'Аа вместо О'С принять О'В.
В некоторых случаях для улучшения отстройки от нагрузки характе-
ристики срабатывания защиты выполняют в ваде эллипса. В защитах
ПЗ-5 (ПЭ2105) такую характеристику можно выполнить у реле АК21.
Расчет отстройки от нагрузки защиты с эллиптической характеристи-
кой может быть также выполнен графоаналитически. При известном
(рис. 21, в) положении обоих фокусов эллипса (с учетом свойства
эллипса о постоянстве суммы квадратов расстояний от его фокусов до
любой его точки) отстройка может быть выполнена по условию
\/(.О'А)2 + (О'А)2
, А , ^отстр> (11)
У(О В)' + (О"В) 2
где положения точек А, В и отрезков СА, С'А, О В, О"В ясны из
рис. 21, в.
Однако характеристики срабатывания таких защит не являются
строго эллиптическими и положение фокусов не задано. Поэтому поль-
зуются другими, приближенными способами. Например, отстройку
проверяют сравнением расстояний от середины осей эллипса, как от
О А'
Центра окружности (на рис. 21, в - ----), вводя дополнительный за-
ОС
пас отстройки по сравнению с рис. 21, а.
При расчете отстройки от нагрузки защит автотрансформаторов круп-
ных узловых подстанций необходимо обратить внимание на возможность
большой реактивной составляющей в нагрузке. Это определяется режи-
мом работы и состоянием электросетей высшего и среднего напряже-
ния, соединяемых данным автотрансформатором. В некоторых случаях
Реактивные составляющие нагрузки так велики, что известные способы
Улучшения отстройки от нагрузки оказываются неэффективными и при-
ходится ограничивать чувствительность зашит.
Согласование защит по чувствительности выполняется с целью обеспе-
чения селективного [3, 5} отключения поврежденного участка. На
рис. 22, а показаны характеристики срабатывания защиты автотрансфор-
матора и защиты линии, не согласованные друг с другом по чувстви-
тельности и согласованные по времени. Эти защиты не могут отключить
КЗ в точке К селективно: защита линии недостаточно чувствительна
к этому КЗ, в то время как защита автотрансформатора имеет доста-
точную чувствительность и отключает неселективно шины вместо по-
врежденной линии. Согласование этих двух защит в рассмотренном слу-
чае будет выполнено, если защита трансформатора, более удаленная от
поврежденного участка, будет иметь чувствительность не выше, чем за-
щита предыдущего элемента (рис. 22, б). При таком согласовании защит
учитывается возможность различных погрешностей измерительных
трансформаторов и реле каждой защиты и вводится определенный за-
пас отстройки. В сети, состоящей из двух последовательных участков,
как в рассмотренном случае, расчет согласования защит этих участков
может быть произведен по формуле
гс, з, ат ^отстр^с, з, л> (12)
где ^отстр < 1» з, л ~ сопротивление срабатывания защиты линии,
с которой производится согласование рассматриваемой защиты авто-
трансформатора.
В большинстве случаев электрические сети являются разветвленными,
на шинах подстанции имеются линии к другим источникам питания.
Из-за этого при КЗ токи в поврежденном участке и прилегающем к нему
неповрежденном элементе (например, автотрансформаторе) не равны
между собой: ток в поврежденном -элементе складывается иэ токов,
подтекающих к месту КЗ по всем смежным присоединениям (рис. 23).
Поэтому защита поврежденной линии и защита автотрансформатора,
включенные на напряжение шин /7Ш и токи соответственно в линии /л
Рис. 23. Распределение токов КЗ
и в автотрансформаторе /ат, реагируют на разные сопротивления. Защита
пинии измеряет сопротивление линии до места КЗ:
— =_^_ . (13)
/л
К защите трансформатора, измеряющей то же самое напряжение, под-
водится ток /ат, и эта защита реагирует на сопротивление:
. сю
^ат
Если рассматривать КЗ на пределе срабатывания защиты линии, т.е.
2С. з, л»и учесть необходимую отстройку защит, то на основании
изложенного и с учетом (13) и (14) сопротивления срабатывания
запиты автотрансформатора по условию согласования с защитой линии
в Данном примере рассчитывают по формуле
з, ат ^отстр^-с, з, л • (15)
1ат
ГДе отношение /п//ат = кп — коэффициент подпитки; формулой (15)
,а,Ч® пользуются в виде
2
е« э, ат ^отстр^-с, з, л^-п - (16)
И13’н°гДа вместо коэффициента подпитки используют величину, обрат-
ИУ,° «му, коэффициент токораспределения /ст = 1^/1^ При этом (16)
Рис. 24. Согласование защиты линии параллельных ветвей и автотрансформатора
записывается в следующем виде:
^с, з, ат ^“отстр (17)
*т
При расчетах селективности защит с учетом опережающего автомати-
ческого секционирования появляется необходимость не только согла-
сования между собой защит участков, подключенных последовательно
друг за другом, но и согласования защит присоединений, подклю-
ченных параллельно к общим шинам. Например, такое со-
гласование требуется в сети, показанной на рис. 2. Для эффективности
секционирования шин подстанции А нужно, чтобы защита линии была
согласована с защитой автотрансформатора, действующей на отключе-
ние ШСВ. При этом согласовании необходимо обеспечить, чтобы дей-
ствие защиты автотрансформатора на секционирование шин имело бы
меньшее время, чем выдержка времени защиты линии, а чувствитель-
ность защиты автотрансформатора при этом была более высокой [4, 5].
На рис. 24 показан пример такого согласования по чувствительности
защиты 2;, з, л линии с защитой 2С 3, ат автотрансформатора. По усло-
вию согласования с защитой поврежденной линии, имеющей сопротив-
ление срабатывания защиты 7С, 3, л, на основании [6]
2;, з, л < 0,852; + 0,782
с, 3, л
'л
(18)
Сопротивление срабатывания защиты трансформатора по тому же
условию
*с, з, ат
/л
< 0,782с>3,л ------
/ат
(19)
р этих расчетах для упрощения допустимо принять одинаковые коэф-
фициенты отстройки, например равные 0,8. При делении (18) на (19)
-учетом указанного допущения и после введения необходимого коэф-
фициента отстройки может быть получено расчетное условие, по кото-
проверяется согласование защиты линии 31 л с защитой авто-
трансформатора гс, з, ат:
%'с-, з.Л < Лотстр2с, з, ат
^л^ат
С, 3, л^п
(20)
Это выражение может быть упрощено, если принять /л = 0 (это до-
пущение идет в запас отстройки):
з. л &отстр2с, з, ат ,
(21)
Уточнение расчета с учетом 2Л Ф 0 целесообразно, если расчет по (21)
не дает удовлетворительного результата.
Важным вопросом при расчетах согласования защит является вы-
бор расчетного режима, которым определяется растекание
тока КЗ по ветвям расчетной схемы электросети [1]. При расчете уста-
вок защиты автотрансформатора чаще всего за расчетный режим при
согласовании с защитами линий или ШСВ принимается режим с отклю-
ченным параллельным автотрансформатором. Это приводит к увеличе-
нию доли тока КЗ через рассматриваемый автотрансформатор и увели-
чению чувствительности его защиты, что затрудняет согласование. Ухуд-
шает согласование защит также наличие линий, параллельных той линии,
с защитой которой производится согласование данной защиты. Такой
случай может быть пояснен рис. 2 на примере согласования защиты авто-
трансформатора подстанции А с защитой одной из параллельных линий
при КЗ на гйинах подстанции В. В этом случае защита автотрансформато-
ра по сравнению с согласуемой защитой при одинаковых других усло-
виях оказывается чувствительнее, чем в случае КЗ на одиночной
линии.
При выборе расчетного режима могут учитываться также и факторы,
облегчающие согласование защит. В ряде случаев, например, облегчает
согласование учет неодновременного отключения поврежденной линии
с разных ее сторон. Такой случай может считаться реальным с учетом
малой вероятности одновременного отказа защит с обеих сторон по-
вРежденной линии. Такое неодновременное ("каскадное”, как его часто
Называют) отключение часто приводит к увеличению подпитки за счет
Увеличения доли тока от параллельных ветвей схемы.
Облегчает согласование резервных защит наличие двух защит шин,
а^отрансформаторов, ошиновок и т.п. Можно, например, иногда не счи-
Таться с отказом двух защит шин противоположной подстанции при
согласовании защиты автотрансформатора с защитами параллельных ли-
ний в рассмотренном выше случае.
Облегчает согласование защит допускаемая иногда несогласованность
защиты автотрансформатора с защитой одной из параллельных линий
при рассмотренном выше случае КЗ на противоположных шина$ и при
наличии одной защиты этих шин. В этом случае обычно учитывают
имеющуюся в наличии высокую чувствительность линейных защит к
повреждениям на противоположных шинах, в том числе и при КЗ через
переходное сопротивление электрической дуги. Такой выбор расчетного
режима, однако, требует согласования защиты автотрансформатора с
защитами линий, отходящих от противоположных шин (т.е. шин
подстанции В на рис. 2), что также не всегда просто выполнить.
Необходимо также отметить возможность выполнения иногда непол-
ной селективности защит автотрансформатора с защитами отходящих
линий, '(акая потребность возникает, например, из-за невозможности
обеспечить нужную чувствительность другими путями. При этом осу-
ществляют согласование защит только по времени, что допустимо,
как правило, для последних ступеней защит, имеющих большие вы-
держки времени. При этом выдержка времени неселективной сту-
пени выбирается больше времени действия всех защит прилегающей
сети.
Следует также учитывать, что при направлении обеих ступеней защи-
ты в сторону одного напряжения и смещении характеристики сраба-
тывания второй ступени в I квадрант, необходимо обеспечить пере-
крытие ("зацепление”) характеристик срабатывания первой и вто-
рой ступеней, как это показано на рис. 3, а.
В большинстве приведенных примеров рассматривались разные слу-
чаи согласования защиты автотрансформатора с защитой линии. Во мно-
гом вопросы расчета согласования защит ШСВ с защитами отходящих
линий сходны с рассматриваемыми. Особенностью защиты ШСВ яв-
ляется возможность выполнения их с относительно меньшими тре-
бованиями селективности. Поэтому для них в большей степени приме-
нимо частичное согласование, в том числе согласование только по
времени с быстродействующими защитами.
Особенностью расчета сопротивления срабатывания защиты
блока генератор — трансформатор является необходи-
мость учета режима форсировки возбуждения. Этот режим может ока-
заться расчетным по следующим причинам.
В случае тяжелой аварии возможен длительный режим работы энер-
госистемы со значительным снижением напряжения. В практике име-
ли место случаи, когда генераторы мощных электростанций в тече-
ние 20 с работали с наибольшим возбуждением. Кроме того, воз-
можна работа форсировки возбуждения при качаниях. При этом дли-
тельность наибольшего возбуждения также может достигать несколь-
ких секунд.
Затруднения в отстройке дистанционной защиты генератора от на-
грузки при работе форсировки возбуждения определяются не толь-
ко возрастанием тока генератора, но и увеличением реактивной со-
ставляющей этого тока. Угол нагрузки (см. рис. 21, б) в указанном
случае может достигать 60° и более. Это значительно затрудняет от-
стройку дистанционной защиты от нагрузки. Как и в рассмотренных
выше случаях расчета защит автотрансформатора, для дистанционной
защиты блоков генератор—трансформатор могут быть применены спо-
собы улучшения отстройки от нагрузки. Однако в ряде случаев при-
ходится уменьшать чувствительность защиты, так как ни смешение
окружности в I квадрант, ни применение эллиптической характери-
стики, как правило, не дают значительных преимуществ при от-
стройке от сопротивления нагрузки с большой рективной состав-
ляющей.
Расчет чувствительности реле сопротивления. Чувствительность реле
минимального сопротивления принято оценивать отношением сопро-
тивления срабатывания 3 к сопротивлению КЗ 7.к
Лч=7с,з/7К. (22)
Коэффициент чувствительности кч учитывает возможные погрешности
измерительных органов защиты, ошибки в определении первичных
параметров сети, допустимые разбросы в расчетах и наладке реле. Кро-
ме того, коэффициентом чувствительности учитывают необходимый
запас, обеспечивающий надежное срабатывание реле, если все указан-
ные погрешности проявятся в наиболее неблагоприятном сочетании.
Методика расчетов чувствительности дистанционных защит известна
[1, 2, 6]. Однако имеются некоторые особенности этих расчетов. На-
пример, при включении защиты на ТН на стороне НН автотрансформато-
ра и смещении характеристики реле КРС-3 в I квадрант (рис. 25) чув-
ствительность этого реле при КЗ на ошиновке высшего напряжения
автотрансформатора определяют отношением радиуса окружности
характеристики срабатывания к расстоянию от ее центра до расчетной
точки КЗ:
кч = (УЛ/ОК. (23)
Выбор выдержки времени. Выбором выдержек времени выполняется
второе условие согласования между собой ступенчатых защит. Харак-
теристики срабатывания ступенчатых защит смежных элементов элект-
рической сети удобно изображать на диаграмме, где наглядно представ-
лены выдержки времени (откладываемые на диаграмме по вертикаль-
ной оси) и защищаемые зоны каждой ступени защиты (откладываемые
по горизонтальной оси). Такие диаграммы особенно полезно состав-
лять в сложных случаях согласования защит, например при согласова-
нии защиты автотрансформатора с большим числом защит линий, отхо-
Ряс. 25. Расчет чувствительности
Рис. 26. К выбору параметров срабаты-
вания блокировки при качаниях
дящих от шин подстанции. Упрощенный пример такой диаграммы пока-
зан на рис. 22, б. На этой диаграмме характеристика срабатывания
двухступенчатой защиты автотрансформатора изображена сплошной ли-
нией, характеристика двухступенчатой защиты одной линии показана
штрихпунктирной, а трехступенчатой защиты другой линии — штри-
ховой. Из диаграммы на рис. 22, б видно, что согласование с зашитой од-
ного какого-то присоединения не всегда является определяющим.
Условия, оказавшиеся расчетными при выборе сопротивления и времени
срабатывания защиты автотрансформатора в данном случае, отмечены
на диаграмме стрелками.
Дистанционные защиты, в том числе ПЗ-5, оснащаются блокировкой
при качаниях (см. § 2). В соответствии с принципом действия этой
блокировки зашита, не отстроенная от качаний по своим параметрам
срабатывания, вводится в работу на ограниченное время, примерно
0,3—0,4 с. Такого времени достаточно для срабатывания зашиты при КЗ,
если пусковой орган блокировки и реле сопротивления защиты одно-
временно реагируют на возникшее КЗ. Однако были отмечены случаи
реальных повреждений на линиях электропередачи, когда взаимодей-
ствие блокировки и дистанционных реле защиты нарушалось в процессе
перехода однофазного КЗ в двух- или трехфазное. Это происходит из-за
того, что дистанционные реле, предназначенные для выявления много-
фазных КЗ, имеют малую чувствительность к однофазным КЗ, даже при
КЗ вблизи места установки защиты. В то же время пусковой орган бло-
кировки при этих КЗ надежно срабатывает. Нарушение взаимодействия
между работой блокировки и дистанционных реле приводит к отказу
дистанционной защиты при переходе однофазного КЗ в многофазное,
так как защита оказывается выведенной к моменту, когда происходит
многофазное КЗ. В связи с этим в современные дистанционные защиты
кроме первой быстродействующей выходной цепи, блокируемой при
качаниях, введена вторЬя цепь, отстраиваемая от качаний по времени.
Эта цепь вводится на все время работы защиты, поэтому способность ее
к действию сохраняется и при переходе однофазного КЗ в многофазное.
В связи с изложенным в каждой ступени дистанционной защиты типа
ПЗ-5 нужно выбрать две выдержки времени: первую — для действия
защиты с блокировкой при качаниях и вторую — для действия защиты
без блокировки при качаниях.
Выдержка времени действия защиты с блокировкой при качаниях
выбирается по условию согласования с выдержками времени защит
смежных присоединений. Как правило, эти защиты имеют небольшое
время срабатывания и тоже блокируются при качаниях. Расчет этой
выдержки времени выполняется так же, как и для других ступен-
чатых защит.
Выдержка времени действия защиты без блокировки при качаниях
должна в общем случае выбираться по двум условиям: по отстройке от
периода качаний (или его части) и по отстройке от выдержки времени
смежных защит, действующих тоже без блокировки при качаниях. На
практике, как правило, используется только второе условие. В по-
следнее время, когда начинают внедряться дистанционные защиты
линий, имеющие в каждой ступени (в том числе и в первой) две цепи:
действующую с блокировкой при качаниях, и действующую без
блокировки, более актуальным станет и первое условие — отстройка
защиты от качаний по времени.
Расчеты параметров блокировки при качаниях панели, как и других
аналогичных устройств, заключаются в выборе параметров срабатыва-
ния и проверке чувствительности пускового органа. Параметры сраба-
тывания выбирают по отстройке от наибольшего тока или напряжения
небаланса на выходе соответствующих фильтров симметричных состав-
ляющих. Чувствительность пускового органа проверяют при КЗ в
наиболее тяжелых условиях. Методика этих расчетов приведена в [6].
Ниже рассматривается выявленная практикой и требующая уточнения
особенность расчета параметров пускового органа, имеющего тормо-
жение.
На рис. 26 показан случай, в котором чувствительность реле, опреде-
ленная по [6], находится в пределах нормы, а именно: при значениях
расч и ^р, расч рабочая точка 1 характеризуется коэффициентом чув-
ствительности 1,5 по прямой 01 и коэффициентом чувствительности 1,1
по прямой 11^ч расч*
Однако если учесть, что расчетный тормозной ток может увеличи-
ваться на величину возможной ошибки Д7Т, а расчетный рабочий ток —
уменьшиться на величину Д/р, то состояние реле будет определяться
точкой 2, в которой чувствительность недостаточна. Поэтому в расче-
тах чувствительности пускового органа с торможением по методике
[6] следует учитывать возможные погрешности расчетов /т и /р. Кроме
того, необходимо учитывать погрешности характеристики срабатывания
реле с торможением, которая представляет собой зону, отличающуюся'
от пинии, изображенной на рис. 26. Эта погрешность может быть опреде-
лена из заводских данных с учетом опыта эксплуатации.
Аналогичные соотношения необходимо учитывать и при проверке
отстройки пускового органа.
4. НАЛАДКА ЗАЩИТЫ ПАНЕЛЕЙ ТИПА ПЗ-5/1
Наладка должна производиться согласно [9—11], заводским техни-
ческим описаниям и инструкциям по эксплуатации комплектов и уст-
ройств, используемых в защите (КРС-2, КРС-3, КРБ-125, КРБ-126,
КРБ-12), инструкциям и методическим указаниям по наладке отдель-
ных типов реле, установленных на панели. Протокол должен оформлять-
ся в соответствии с [12].
В объем наладки при включении входят подготовительные работы,
проверка соответствия проекту и заданным уставкам, внешний осмотр,
внутренний осмотр, чистка и проверка механической части релейной и
коммутационной аппаратуры, проверка сопротивления изоляции, про-
верка электрических характеристик, измерение и испытание изоляции
защиты в полной схеме, проверка взаимодействия элементов защиты,
проверка взаимодействия защиты с другими устройствами защиты,
электроавтоматики, управления и сигнализации и действия защиты
на коммутационную аппаратуру, проверка защиты рабочим током и’
напряжением, подготовка защиты к включению.
В объем подготовительных работ входят:
1) подготовка необходимой документации, исполнительных прин-
ципиальных и монтажных схем, заводской документации на панель,
комплекты и отдельные реле, инструкций и методических указаний,
уставок, программ, бланков протоколов;
2) подготовка испытательных устройств, измерительных приборов,
инструмента, соединительных проводов;
3) допуск к работе, производимый в соответствии с ПТБ, "Указа-
ниями по организации работ на панелях и в цепях устройств релейной
защиты, электроавтоматики, управления и сигнализации на электри-
ческих станциях и подстанциях "Союзтехэнерго 1977 г. и "Инструкцией
для оперативного персонала по обслуживанию устройств релейной защи-
ты и электроавтоматики энергетических систем "Союзтехэнерго 1978 г.;
4) отсоединение всех цепей связи с другими устройствами РЗА, уп-
равления и сигнализации на рядах контактных зажимов проверяемой
панели.
При проверке соответствия проекту и заданным уставкам оцени-
вается:
1) фактическое исполнение соединений между элементами на панели
устройств РЗА, управления и сигнализации, правильность маркировки
проводов;
2) фактическое исполнение всех цепей связи между налаживаемой
панелью и другими устройствами РЗА, управления и сигнализации,
правильность маркировки жил кабелей связи;
3) соответствие действительных технических характеристик панели и
комплектов защиты заводским техническим описаниям и заданным
уставкам.
При внешнем осмотре проверяется:
1) выполнение требований ПУЭ, ПТЭ, СДМ и других директивных
материалов, относящихся к налаживаемой панели и ее узлам;
2) надежность крепления й правильность установки панели, аппара-
туры панели;
3) отсутствие механических повреждений аппаратуры, состояние
изоляции выводов реле и вспомогательной аппаратуры;
4) качество окраски панели и ее элементов;
5) состояние монтажа проводов и кабелей, контактных соединений
на рядах зажимов, ответвлениях от шинок, шпильках реле, испыта-
тельных блоках, резисторах и т.д., надежность внешних паек;
6) наличие и правильность надписей на панелях и аппаратуре.
Внутренний осмотр, очистка и проверка механической части релей-
ной и коммутационной аппаратуры включают:
1) проверку состояния уплотнения кожухов, их целостность; долж-
на обеспечиваться пыле- и влагонепроницаемость;
2) проверку наличия и целостности деталей, правильности их уста-
новки и надежности крепления;
3) очистку от пыли и посторонних предметов;
4) проверку надежности контактных соединений и паек;
5) проверку затяжки болтов, стягивающих сердечники трансформа-
торов, дросселей и т.п.;
6) визуальную проверку состояния изоляции соединительных про-
водов и обмоток аппаратуры;
7) проверку состояния контактных поверхностей;
8) проверку механических характеристик аппаратуры (люфтов, за-
зоров, провалов, растворов, прогибов и пр.).
При проверке надежности крепления взаимонеподвижных деталей
комплектов и реле затягиваются до отказа крепящие винты, гайки и
контргайки. Выводные контактные винты (колки) не должны прово-
рачиваться.
Правильность установки подвижных систем оценивается отсутствием
препятствий для их перемещения в требуемых пределах при любой
уставке на реле, надежностью упоров, отсутствием искривления осей,
наличием необходимых зазоров, люфтов и т.д.
Удаление пыли производится мягкой щеткой или пылесосом. Лип-
кую грязь (лак и пр.) смывают соответствующим растворителем (бен-
зин, скипидар и т.п.). Металлические опилки или стружки из зазоров
магнитов и магнитопроводов удаляют тонкой стальной пластинкой,
деревянной палочкой из лиственных пород (несмолистой) или бумагой.
Загрязненные подпятники прочищают заостренной деревянной несмо-
листой палочкой. Загрязненные или оплавленные контакты зачищают
надфилем и полируют воронилом. Применение абразивных материалов
не допускается.
При внутреннем осмотре комплектов АК21, АК22, АКВ1, АКВ2
осмотр паек на кодовых реле и разъемных колодках и проверка надеж-
ности контактных соединений в гнездах разъемов производятся при
откинутых подвижных платах. Особое внимание следует обратить на
надежность пружин-фиксаторов в розетках разъемов.
Выемные блоки с диодами, магнитоэлектрические реле и блоки ди-
станционных органов должны быть замаркированы, чтобы блоки с дио-
дами и магнитоэлектрические реле всегда подключались к одному и
тому же дистанционному органу.
Вскрытие магнитоэлектрических реле не допускается. Если магни-
тоэлектрическое реле не установлено в комплекте, его обмотка должна
быть закорочена на выводах.
При ревизии, а также при дальнейшей проверке защиты не допус-
кается оставлять длительно вскрытыми поляризованные реле во избежа-
ние попадания пыли на постоянные магниты.
Механическая ревизия и регулировка промежуточных реле, реле ука-
зательных и реле времени должны проводиться в соответствии с [13, 14].
Проверка сопротивления изоляции. Перед проверкой изоляции панели
необходимо исключить возможность повреждения диодов, магнито-
электрических и поляризованных реле, для чего необходимо вынуть
из комплектов все блоки диодов, а также магнитоэлектрические и
электромагнитные 'реле.
Не допускается проверка изоляции между отдельными выводами
комплектов АК21 и АК22, а также между отдельными зажимами
панели по принципу "каждый с каждым”, так как это может привести к
повреждению диодов схемы постоянного тока. При необходимости изо-
ляцию между отдельными выводами следует проверять, предварительно
убедившись, что зти выводы не связаны между собой диодами.
При проверке изоляции цепей постоянного тока следует соединить
между собой зажимы ”+” и ”. Последовательность проверки сопро-
тивления изоляции следующая:
1. Проверяется изоляция снятых с панели магнитоэлектричес-
ких реле в соответствии с противоаварийным циркуляром ПЦ
№Э-1/74.
Проверяется сопротивление (достаточность расстояния) между под-
вижным и неподвижным элементами замыкающего контакта реле (вы-
воды 3-4), а также между Г-образными стойками неподвижных кон-
тактов с помощью мегаомметра на напряжение 500 В. Для надежного
размыкания контактов в обмотку реле должен подаваться тормозной
ток 75 ± 5 мкА.
Проверяется уровень изоляции между обмоткой и контактами плав-
ным повышением до 200 В напряжения постоянного тока, подаваемого
на выводы 1-3 репе через микроамперметр 50 100 мкА с добавочным
сопротивлением 2—4 МОм, при этом ток не должен превышать 10 мкА,
или плавным повышением до 200 В напряжения, подаваемого от мегаом-
метра 500 В на выводы 1-3 реле через делитель напряжения, состоящий
из резисторов 2 и 3 МОм, 0,25 Вт (рекомендуется использовать для
этой цепи делитель из калиброванных сопротивлений). Выводы 1-3
подключаются параллельно резистору 2 МОм. Для исправной изоляции
показания мегаомметра 5 МОм, при пробое изоляции 3 МОм.
2. Проверяется изоляция снятых с панели поляризованных реле ме-
гаомметром на напряжение 500 В. Измеряется изоляция между обмот-
ками и контактами. Измеряется сопротивление изоляции между всеми
токоведущими частями и магнитопроводом реле, которое должно быть
не менее 100 МОм, Если сопротивление изоляции между подвижным
контактом и магнитопроводом равно нулю, это указывает на попада-
ние туда металлической стружки или на повреждение изоляционных
втулок на якоре реле.
3. Проверяется изоляция между первичными и вторичными обмот-
ками промежуточных трансформаторов и трансреакторов при вынутых
блоках диодов, поляризованных и магнитоэлектрических реле мегаом-
метром на напряжение 1 кВ: в комплекте АКХ1 (КРС-2) и ТАУ, ТУ и
ТУТ, в комплекте АК72 (КРС-3) у ТА VI, ТАУ2 и ТУ; в комплекте
АКВ1 (КРБ-125) у ТА и Т; в комплекте АКВ1 (КРБ-126) у 7И7-ГЛ4
и Г; в комплекте АКВ2 (КРБ-12) у ТУ; в реле /С47 (РТ-40/Р) у Т.
4. Проверяется изоляция между элементами рабочего и тормозного
контуров в схемах сравнения реле сопротивления комплектов АКХ1,
АК72 и в схеме АКВ1 при вынутых блоках диодов мегаомметром на
напряжение 1 кВ.
5. Проверяется изоляция между отдельными фазами токовых цепей
мегаомметром на напряжение 1 кВ.
6. Проверяется изоляция цепей переменного напряжения, цепей пе-
ременного тока, цепей постоянного оперативного тока, цепей сигнали-
зации между собой и ”на землю” мегаомметром на напряжение 1 кВ
при вынутых блоках диодов, поляризованных и магнитоэлектрических
реле. ”На землю” дополнительно проверяется сопротивление вторичных
обмоток промежуточных трансформаторов и трансреактбров.
7. Вставляются блоки диодов, устанавливаются поляризованные и
магнитоэлектрические реле и проверяется сопротивление изоляции
тех же цепей, что и в п. 6.
Сопротивление изоляции каждой цепи должно быть не менее 5 МОм.
Проверку аппаратуры постоянного тока необходимо проводить со
строгим соблюдением полярности подводимого к защите напряжения
постоянного тока. Плюс подводится к зажимам 55-56, минус — к за-
жимам 124-125 панели. При ошибочной подаче питающего напряжения
обратной полярности может произойти пробой стабилитронов и диодов
в схеме постоянного тока и повреждение контактов реле в их цепи.
Магнитоэлектрические реле перед проверкой схемы постоянного тока
должны быть вынуты из штепсельных колодок.
Измеряется стабилизированное напряжение в комплектах АК21 и
АК22 (см. рис. 18).
Предварительно с помощью омметра или моста постоянного тока из-
меряются сопротивления делителей напряжения К20 и Л4 и проверяется
соответствие из значений заводской спецификации.
На панель на зажимы 1 (”+”) и 77 (”—”) испытательного блока
8СЗ подается регулируемое напряжение постоянного тока в диапазоне
0,7—1,1 77НОМ. Суммарное стабилизированное напряжение, измеряемое
непосредственно на стабилитронах, должно быть в пределах 84—114 В,
а на каждом стабилитроне 28—38 В.
Затем проверяется напряжение срабатывания и возврата реле постоян-
ного тока. Проверка производится в полной схеме панели. Напряжение
или ток подается на обмотки проверяемых реле замыканием соответ-
ствующих контактов или установкой перемычек в схеме постоянного
тока.
Источник регулируемого напряжения постоянного тока подключается
на зажимы 7-77 863.
Напряжение срабатывания реле КЫ—КЬЗ комплекта АК21 заме-
ряется непосредственно на обмотках реле, реле КЫ комплекта АК22 —
на зажимах 19 и 39 комплекта, остальных промежуточных реле, реле
времени и указательного реле КН 6 на входе панели на зажимах 7-77
863.
Регулируемый постоянный ток подается на зажимы панели 57-62
и 91-93 или 97-98 поочередно. Токи срабатывания указательных реле
КН1—КН5, КН7—КН10 измеряются в рассечке цепи подаваемого тока.
Параметры срабатывания реле постоянного тока должны соответство-
вать приведенным в табл. 1.
Измеряется и регулируется время действия реле постоянного тока в
полной схеме панели при подаче номинального напряжения постоянного
тока. Время действия реле определяется как среднее из трех замеров.
Время срабатывания блокировки при качаниях АКВ1 определяется
временем отпадания КЫ и измеряется от момента разрыва цепи катуш-
ки реле КЫ (запуск блокировки) до момента замыкания размыкаю-
щих контактов КЫ.4 или КЫ.5. Необходимого времени отпадания
добиваются правильной технической регулировкой реле КЫ. Время
ввода защиты блокировкой определяется временем отпадания реле КЬЗ
и временем срабатывания реле КЫ и измеряется как время замкну-
того состояния размыкающих контактов КЫ.4 или КЫ.5 после запуска
блокировки.
Комплект Обо- зна- чение реле Тип реле Напряжение (ток) сра- батывания, в (А) Напря- жение возвра- та, В С последовательно включенными элементами
при сра- батыва- нии при воз- врате
АК21
(КРС-2) АК21 КЫ РП-220 <20* Г** в — —
(КРС-2) АК21 КЬ2 РП-220 <20* Г** в — —
(КРС-2) АК22 КЬЗ РП-220 <20* —
(КРС-3) АКВ1 ки КДР-1 <60 и** в П1 —
(КРБ-125, 126) АКВ1 ки КДР-1 ^0,7С/ноМ <0,7С/НОМ Я2 К.1.К2
(КРБ-125, 126) АКВ1 КЬ2 КДР-1 <0,7С/НОМ <0,7Ц]ом К2 Н1,К2
(КРБ-125, 126) АКВ1 КЬЗ КДР-1 <0,71/Ном ^0,015 (/Ном КЗ пз
(КРБ-125, 126) КТ1 РВ-144 <0,71/ном* <0,7 Сном — П5.П6
— КЫ РП-23 <0,7СНОм г? 0,031/ном — —
— КЬ2 РП-23 <0,7Г4юм >0,03Сном — —
— КЬЗ РП-23 <0,7(/ном 0,03 Сном — —
— КТ1 РВ-128 <0,7(/Ном* >0,05СНОМ —
— КТ2 РВ-128 <0,7Г/Ном* >0,05 (/ном - —
— ктз РВ-132 <0,71/Ном* > 0,051/ном - -
- КТ4 РВ-134 <0,7(/Ном* >0,05С/Ном - -
- КТ5 РВ-132 <0.7Ц?ОМ >0,05С/НОм - —
— КН-1 РУ-21/0,05 (0,075) ** < 0,7/ном — - —
— КН-2 РУ-21/0,05 (0,075) ** <0,7/НОм - - -
- КН-3 РУ-21/0,05 (0,075) *• <0,7/ном — — —
- КН-4 РУ-21/0,05 (0,075) ** < 0,7/ном — — —
- КН-5 РУ-21/0,05 (0,075) — <0,7/ном — — —
- КН-6 РУ-21/220 (НО)*" <0,7С/НОМ — —
Комплект Обо- зна- чение реле Тип реле Напряжение (ток) сра- батывания, - В (А) Напря- жение возвра- та. В С последовательно включенными элементами
при сра- батыва- нии при воз- врате
- КН-7 РУ-21/0,05 (0,075) ** <0,77Ном - - -
- КН-8 РУ-21/0,05 (0,075) •* <0,77 ном - -
- КН-9 РУ-21/0,05 (0,075)*“ <0,77 „ом - — -
- КН-10 РУ-21/0,05 (0,075) *“ <0,77 ном ~ — -
""Напряжение срабатывания реле проверяется при подаче напряжения топч-
ком.
Напряжение возврата и напряжение (ток) срабатывания во всех остальных
случаях определяются при плавном изменении постоянного напряжения (тока).
""Требованием к напряжению возврата реле является четкий возврат реле
при полном снятии напряжения.
"""В знаменателе номинальный ток ипи напряжение для панелн с номиналь-
ным напряжением постоянного оперативного тока 220 В, а в скобках для ПО В.
Время ввода защиты блокировкой при качаниях регулируется време-
нем отпадания якоря реле КЕЗ и подключением конденсаторов С1 иС2
параллельно обмотке КЕЗ.
Время повторной готовности защиты или время возврата схемы бло-
кировки при качаниях в исходное положение определяется в основ-
ном установкой реле времени КТ1. Оно измеряется как время замкну-
того состояния цепи размыкающих параллельных контактов КЕ1.3
и КЕ3.2 после запуска блокировки.
Уставки срабатывания реле времени, не входящих в комплекты КТ1,
КТ2, КТЗ, КТ4 и КТ5, устанавливаются при проверке временных харак-
теристик защиты.
Время действия промежуточных реле постоянного тока должно соот-
ветствовать данным табл. 2.
Искрогасительные контуры проверяют при снятых магнитоэлектри-
ческих реле. Исправность конденсаторов искрогасительных контуров
проверяется по сохранению заряда на них через 5—10 с после подачи
на обкладки напряжения 100 В. Остаточное напряжение замеряется
вольтметром с внутренним сопротивлением не менее 1 кОм/В. Исправ-
Комплект Обозначение реле Режим реле Время дей- ствия, с Примечание
АКВ1 (КРБ-125. 126) КЫ Возврат 0,008 Время срабатывания блокировки при ка- чаниях
АКВ1 (КРБ-125. 126) ккз Возврат 0.32 0,4 (с конденсато- ром С1); 0,48-0,6 (с. конденсато- рами С1 и С2) Время ввода защиты блокировкой при ка- чаниях
АК21 КЫ; К12; КЫ Срабаты- вание 0,015 —
ность диода ГЛ4 в комплекте АК72 проверяется измерением его со-
противления в прямом и обратном направлениях мостом постоянного
тока или омметром.
При проверке устройства блокировки при качаниях типа КРБ-126
(АКВ1) (см. рис. 15) сначала проверяется настройка фильтров шунтов
пятой (250 Гц) и второй (100 Гц) гармонической составляющей.
Для настройки фильтра пятой (1/-С4) или второй (12-С6)гармоник
на отключенный от схемы фильтр (соответственно накладками 8X1 или
8X3) от звукового генератора подается поддерживаемое постоянным на-
пряжением 4—8 В с частотами, близкими к резонансной (250 или
100 Гц). Частота настройки фильтра определяется по максимуму тока
в его цепи и не должна отличаться от резонансной более чем на 5%. При
необходимости подстройка фильтра производится изменением воз-
душного зазора дросселя и подбором конденсаторов.
Эффективность фильтра пятой гармоники может быть измерена на
частоте 250 Гц. Напряжение источника подается в рассечку цепи регу-
лировки по 12- Отношение напряжений на выходе источника напряже-
ния при включенном и отключенном фильтре в условиях срабатывания
пускового реле КА1 определяет эффективность фильтра и должно быть
не менее 4.
Затем проверяется настройка фильтра токов обратной последова-
тельности (ФТОП): при выведенной из работы схеме торможения (сня-
та перемычка 6-8, установлена 4-6); выведенной из работы схеме пуска
по току нулевой последовательности (снята перемычка 36-38, установ-
лена 38-40); снятом постоянном оперативном токе; установленном на
рабочую уставку переключателе уставок по Л и установленных в рабо-
чее положение всех остальных перемычках; зафиксированном в подтя-
нутом положении реле К1.3.
От регулируемого источника поочередно подаются токи /дв, 1вс,
/СА, IАО> 1во> ^СО ЛР срабатывания пускового реле КА1.
Значение междуфазных токов должно быть около \/3 /2 уставки, а
токов /до, /во, 1со в х/3~ больше междуфазных.
При правильно настроенном фильтре разность наибольшего и наи-
меньшего значений междуфазных токов и фазных токов по отношению
к среднему значению не должна быть более 3,5%. Если разности пода-
ваемых токов будут выше нормы, необходимо провести настрой-
ку ФТОП.
Настройка производится путем регулирования сопротивлений плеч
фильтра с помощью регулируемых резисторов К7 и К10. Значения со-
противлений плеч должны удовлетворять соотношению
*С2
К9 + 810
87 + П8
Хсз
'3 .
Настройка фильтра производится по соотношению падения напряже-
ний на элементах плеч при подаче напряжения 100 В на выход отключен-
ного фильтра. Для этого снимают перемычки 29-31, 33-35 и перемычку
переключателя уставок по /2 и подводят напряжение к зажиму 35 и об-
щему зажиму перемычки /2. Изменяя сопротивления резисторов Л7 и
К10, добиваются распределения напряжений по элементам фильтра
в соответствии с соотношением
УС2
и (В 7 + 88}
У (89 + 810)
Усз
3 .
Это соотношение должно выполняться с точностью 1,5%. Ориентиро-
вочные значения напряжений для правильно настроенного фильтра
приведены в табл. 3.
Таблица 3
Измеряемое напряжение Место измерения напряжения Напря- жение, В
^(/?7 + ЯЯ) Зажим 31 - накладка 12 50
УС2 Зажимы 31-35 86,5
Ц(89+8Ю) Зажимы 35-39 86,5
Усз Накладка/ 2 — зажим 39 50
Если изменением сопротивлений Л 7 и К10 не удается получить тре-
буемого распределения напряжений, необходимо проверить соответ-
ствие номиналов 87, ЩО, С2 и СЗ заводской спецификации. После ре-
гулировки сопротивлений плеч настройка фильтра проверяется по-
вторно.
Если расхождение первичных токов более 3,5%, то проверяют коэф-
фициенты трансформации трансформаторов тока ТА2 и ТАЗ и правиль-
ность включения их обмоток. Для этого во вторичные обмотки транс-
форматоров тока включают миллиамперметр (вместо перемычек
29-31 или 33-35), а к защите поочередно подводят номинальные токи
1дс, 1до> ^СО Для проверки ТА2 и 1вс, ^ВО- 1со Для проверки 7145.
Вторичные токи при этом должны быть соответственно равны 115,
76, 38 мА, т.е. в соотношении 3:2: 1.
Идентичность трансформаторов тока проверяют при подведении к
защите тока 1д в при всех перемычках, установленных в рабочем поло-
жении. Миллиамперметр, включенный в общий провод вторичных
обмоток (рассечка вывода 39), должен показывать отсутствие
тока.
Проверяют параметры срабатывания поляризованного реле КА1 при
подаче токов обратной последовательности.
Проверка производится при отключенном торможении и отключен-
ном пуске по току нулевой последовательности на рабочей уставке
то /2. К защите подводится плавно регулируемый ток 1дв-
По этому току определяется значение тока обратной последовательно-
:ти на входе ФТОП в момент срабатывания и возврата реле КА1'.
_ 1дВс, р _ 1ДВ в, р
'2 с, р ~ ~ '2в,р _ •
х/з V 3
Ток срабатывания измеряется при подтянутом якоре реле КЬЗ, ток
возврата — при отпавшем якоре КЬЗ. Ток обратной последовательности
в момент срабатывания реле должен соответствовать уставке по току 1г,
установленной по шкале с отклонением не более ± 12%. Коэффициент
возврата должен быть 0,7—0,9. При отклонении тока /2С, р более чем на
12% от уставки по шкале необходима регулировка поляризованного
реле. В небольших пределах токи срабатывания и возврата поляризо-
ванного реле могут быть отрегулированы поворотом упорных винтов
неподвижных контактов. В более широком диапазоне регулирование
осуществляется увеличением зазора магнитопровода, изменением по-
ложения фарфоровой колодки вместе с изменением зазоров между
подвижными и неподвижными контактами (зазор должен быть не ме-
нее 0,4 мм). Коэффициент возврата может быть отрегулирован при необ-
ходимости изменением сопротивления К12.
Проверяют коэффициент торможения. Фактический коэффициент
торможения определяется при заданных уставках по /2 и Ат при подаче
раздельного питания на трансформатор торможения ТА1 (зажимы 4-8
при снятой перемычке 6-8) и фильтр тока обратной последовательности
(подаем на комплект КРБ-126 ток 1дв)- При проверке постоянный
ток с панели снят, реле КЬЗ зафиксировано в подтянутом положении.
Коэффициент торможения определяется на основании замеров по
формуле
*т = /2с-р’т ~ /2с’р 100,
/т
где /2 с р — ток срабатывания по обратной последовательности пуско-
/ с, р\
вого реле при отсутствии торможения ( 1?с Р = --------/; /т — тор-
мозной ток, равный 5/ном.
Расчетный коэффициент торможения зависит от уставки по току
обратной последовательности и соответствует указанному на пере-
ключателе только при минимальной уставке по /2 усТ1 т1п- При дру-
гих уставках кх пропорционально возрастает и определяется по формуле
к = к 72 Уст
Лт Лт, уст
^2 уст, тт
Измеренное значение коэффициента торможения должно отличаться
от расчетного не более чем на ± 10%.
Проверяется чувствительность пуска по току нулевой последователь-
ности. Проверка проводится в случае использования пуска блокировки
по току нулевой последовательности на уставке по 3/0.
Уставка на шкале указана для независимого питания трансформато-
ра нулевой последовательности, поэтому при проверке регулируемый
ток подается только на первичную обмотку трансформатора ТА4 (за-
жимы 36-40). Постоянный ток с панели при проверке снят, реле КЬ 3
зафиксировано в подтянутом положении.
Реле КА1 должно сработать при токе,отличающемся от уставки по
шкале не более чем на ±15%. При большем отклонении проверяется
исправность элементов цепи пуска по току нулевой последовательности.
Проверка напряжения срабатывания и возврата реле напряжения
КУ1 производится при его использовании на рабочей уставке в соот-
ветствии с требованиями [15].
Проверка устройства блокировки при качаниях типа КРБ-125 (АКВ1)
(см. рис. 14).
1. Проверяется настройка фильтра пробки пятой (250 Гц) гармони-
ческой составляющей (1 = С4).
Для настройки на отключенный от схемы (переключателем уставки
По 13г) фильтр от звукового генератора подается поддерживаемое по-
стоянным напряжение 4 8 В с частотами, близкими к 250 Гц. Частота
настройки фильтра определяется по максимуму тока в цепи фильтра
и не должна отличаться от резонансной более чем на 3%. При необхо-
димости подстройка фильтра производится изменением воздушного
зазора дросселя.
Эффективность фильтра пятой гармоники может быть оценена на ча-
стоте 250 Гц. Напряжение источника подается на зажимы 32-34 при
снятой перемычке. Отношение напряжения на выходе источника напря-
жения при включенном и отключенном фильтре в условиях срабатыва-
ния пускового реле определяет его эффективность и должно быть не ме-
нее 4.
2. Проверяется настройка фильтра напряжения обратной последова-
тельности (ФНОП).
Проверка проводится при выведенной из работы схеме пуска по току
нулевой последовательности (снята перемычка 6-8, установлена 8-10),
снятом постоянном оперативном токе, установленном на рабочую устав-
ку переключателе уставок по 13г и установленных в рабочее положение
всех остальных перемычек, зафиксированном в подтянутом положении
реле АХ.?.
Правильность настройки фильтра напряжения обратной последова-
тельности оценивается при имитации двухфазных КЗ между фазами
АВ, ВС, СА. При имитации КЗ между фазами АВ напряжение подводим
к фазе С (зажим 20) и к соединенным перемычкой фазамАиВ (зажи-
мы 16-18) (Сс ав)- При имитации КЗ между фазами ВС и АС соответ-
ственно подаем напряжение 13д-вс> ^ВСА Значение напряжений 13с-АВ>
Уа-ВС> Св-СА должно быть около 313г уставки, и разность наибольшего
и наименьшего значений по отношению к среднему значению должна
быть не более 1,5%. Этой разности при симметричном напряжении прямо-
го чередования фаз на входе будет соответствовать напряжение небалан-
са около 1,5 В на выходе ФНОП (на основной гармонике без нагрузки).
Если отклонения подаваемых напряжений от среднего значения будут
больше 1,5% по отношению к среднему значению, то необходима наст-
ройка ФНОП.
Настройка ведется при отключенной нагрузке фильтра, для чего раз-
мыкается перемычка 32-34. Настройка ФНОП на минимум небаланса
может производиться разными способами.
При наличии источника симметричного трехфазного напряжения на
вход ФНОП подается симметричное синусоидальное линейное напряже-
ние прямого чередования фаз 100 В. На выходе холостого фильтра
вольтметром с большим внутренним сопротивлением (не менее
4 кОм/В) замеряют напряжение небаланса и добиваются его минимума
с помощью регулируемых сопротивлений В 7 и К10. При отсутствии
высших гармоник в питающем напряжении напряжение небаланса может
быть доведено до долей вольта. При этом необходимо учитывать нали-
чие напряжения небаланса фильтра, определяемое отклонением частоты
сети от номинальной, которое может быть рассчитано по формуле
△Г
^2 нб, ф ~ — 13,
где Ад, — коэффициент, зависящий от типа фильтра, для КРБ-125 ра-
вен 0,29; △/ — отклонение частоты от номинальной; 6Г— линейное на-
пряжение прямой последовательности на входе фильтра.
При отсутствии симметричного трехфазного напряжения на вход
ФНОП подается синусоидальное напряжение Чв-сд Ю0 В. Настройка
производится изменением сопротивлений К7 и К10 таким образом,
чтобы с точностью 1.5% соблюдалось соотношение
Ууз
У(К7 + К8}
УЦ9 + К10
ГСЗ
Если изменением сопротивлений К7 и 410 не удается получить тре-
буемое распределение напряжений, необходимо проверить соответствие
номинальных значений К 7, 410, С2 и СЗ заводской спецификации. Пос-
ле регулировки сопротивлений плеч настройка фильтра проверяется
повторно.
3 Проверяют параметры срабатывания поляризованного реле КУ1
при подаче напряжения обратной последовательности.
Проверка производится при отключенном пуске по току нулевой
последовательности на рабочей уставке по .
К защите подводится плавно регулируемое напряжение Чс.дв, по
значению которого определяют значение напряжения и возврата ре-
ле КУЧ.
^2 с. р
УС-АВ с, р
Л/З
^2 в. р
1' С-А В в, р
Напряжение срабатывания измеряется при подтянутом якоре ре-
ле КЬЗ, напряжение возврата - при отпавшем якоре реле КЬЗ. Напря-
жение обратной последовательности в момент срабатывания реле должно
соответствовать уставке по Ч2, установленной по шкале с отклонением
не более ± 10%. Коэффициент возврата должен быть 0,7 0,9.
При отклонении напряжения Ч-> с< р более чем на 10% от уставки
необходимо произвести регулировку поляризованного реле КУ1 ана-
логично КА1 блокировки КРБ-126. Коэффициент возврата может быть
отрегулирован при необходимости изменением сопротивления 411.
4. Проверяют чувствительность пуска по току нулевой последователь-
ности.
Проверка производится в случае использования пуска блокировки по
току нулевой последовательности на рабочей уставке по 3/0-
Уставка на шкале указана для независимого питания трансформатора
нулевой последовательности, поэтому регулируемый ток подается толь-
ко на первичную обмотку трансформатора ТА (выводы 6-10). Постоян-
ный ток с панели при проверке снят, реле КЬЗ зафиксировано в подтя-
нутом положении. Реле КVI должно срабатывать при токе, отличающем-
ся при уставке по шкале не более чем на ± 15%.
При большем отклонении проверяется исправность элементов цепи
песка по току нулевой последовательности.
5. Проверка реле напряжения КУ2 срабатывания и возврата реле
производится при его использовании на рабочей уставке в соответствии
с требованиями [15].
Проверка устройства блокировки при неисправностях цепей напряже-
ния типа КРБ-12 (АКВ2) (см. рис. 16).
1. Проверка токов срабатывания и возврата исполнительного органа.
К зажимам 2-8 АКВ2 подводят регулируемое переменное напряже-
ние. Ток срабатывания и возврата измеряется миллиамперметром, вклю-
ченным в рассечку перемычки 5-7. Ток срабатывания должен быть
1,7—1,9 мА, коэффициент возврата не менее 0,45. При необходимости
производится регулировка поляризованного реле КУ1.
2. Проверка настройки ветвей "звезды” сопротивлений. К устройству
блокировки поочередно подводятся фазные напряжения при замкнутых
на нуль двух других фазах Сд.всо (зажимы 2-8), Св-САО (4-8),
У’с-АВО (6-8) 58 В и измеряется ток в обмотке реле КУ1. При подведе-
нии напряжений Св-САО и Ъ'с-АВО ток должен быть в 2 раза меньше,
чем при подведении напряжения Сд.всо с точностью ±5%. При несоблю-
дении этих соотношений необходимо проверить соответствие номиналов
сопротивлений К1,К2,КЗ заводской спецификации.
3. Проверка идентичности намагничивающей силы и правильности
включения обмоток трансформатора ТУ проводится при имитации
двухфазного КЗ с землей на входе устройства блокировки. Напряжение
подается поочередно к фазам АО, ВО, СО при замкнутых на 0 двух дру-
гих фазах (соответственно зажимы устройства блокировки 2-4, б, 8;
4-2, 6, 8; 6-2, 4, 8). Напряжение ^а-В,С,0 Должно быть 29 В; Чв-САО
и ^С-АВО Должны быть 58 В. На компенсационные обмотки и/3, вклю-
чаемую на напряжение фазы А разомкнутого треугольника, и и>2, вклю-
чаемую на напряжение 367О (соответственно зажимы 9-13 или 11-13),
поочередно подается напряжение в противофазе с напряжением Сд.всо,
^В-САО' Ус-АВО- При установке ТН в сети с заземленной нейтралью
на зажимы 9-13 и 11-13 подается напряжение 100 В при снятых пере-
мычках 9-10 и 11-12. При установке ТН в сети с изолированной нейт-
ралью на зажимы 9-13 и 11-13 подается напряжение 33 В при установ-
ленных перемычках 9-10 и 11-12. При поданных напряжениях миллиам-
перметром, включенным в рассечку перемычки 5-7, измеряется ток
небаланса в реагирующем органе. Регулированием сопротивления В.4
или В.5 добиваются минимального тока небаланса при поданных на-
пряжениях соответственно на обмотки и>4 и и?3 или и?4 и »2.
Схема проверки при подаче напряжения С/д.в с. о на и?4 и напря-
жения 33 В на и?3 или и>2 приведена на рис. 27 (подача напряжения на
и'з показана пунктиром).
Ток небаланса во всех случаях должен быть не менее чем в 2 раза
меньше тока возврата поляризованного реле КУ1.
Рис. 27. Схема проверки идентичности намагничивающей силы и правильности
включения обмоток трансформатора ТУ блокировки типа КРБ-12
Если регулированием сопротивлений К4 и К5 не удается уменьшить
ток небаланса до требуемого значения, необходимо проверить поляр-
ность обмоток и>2, и>3, и>4 и соответствие параметров элементов схемы
заводской спецификации.
Проверка трехфазного реле тока КА1 (см. рис. 13).
1. Проверка характеристики намагничивания промежуточного насы-
щающегося трансформатора Т (сумматора) производится при разом-
кнутой вторичной обмотке и подаче тока от 0,02/ном до /ЯОм в обмот-
ку и>3 с удвоенным числом витков (зажимы 5-7). Затем сравнивают
зависимости полного сопротивления от подаваемого тока с заводскими
характеристиками или со справочными данными.
2. Проверка параметров срабатывания реле.
Проверяется ток срабатывания и ток возврата реле в начале и в кон-
це шкалы, а также на рабочей уставке при подаче регулируемого тока
в первичную обмотку с удвоенным числом витков и>3.
Пределы уставок тока срабатывания при одноамперном исполнении
65—130 мА, при пятиамперном исполнении 315—650 мА. Коэффициент
возврата не менее 0,7. При отклонении проверяемых параметров больше
чем на ±5% проводится подрегулировка исполнительного органа ЕА ана-
логично реле типа РТ-40.
Проверяется ток срабатывания и ток возврата реле на рабочей устав-
ке при подаче регулируемого тока поочередно в обмотки трансформато-
ра с меньшим числом витков и (зажимы 2-4 и 6-8). Токи должны
быть в 2 раза больше, чем для обмотки и>3 с выводами 5-7.
3. Проверка полярности и соотношения витков обмоток трансформа-
тора Т реле.
Подается ток 5/ном в последовательно и встречно-включенные об-
мотки фаз (питание подается на зажимы 2 и 7 при установленных пере-
мычках 4-6 и 8-5). Реле не должно при этом срабатывать.
4. Проверка надежности работы контактов реле проводится при под-
ключенной к контактам 1-3 действительной нагрузке. Отсутствие виб-
рации контактов проверяется при подаче в одну обмотку с меньшим
числом витков токов от 1,05 тока срабатывания до максимального
тока КЗ.
Проверка и настройка реле сопротивления. Перед проверкой элект-
рических характеристик проводим расчет уставок реле (вторичных уста-
вок дистанционных органов) и выбираем положение переключателей
регулировки уставки реле в цепях тока и напряжения.
Вторичное сопротивление срабатывания реле определяется по фор-
муле, Ом на фазу,
2С, р — Л. 3 ’
К У
где 7С> з — первичное значение сопротивления срабатывания защиты;
К] — коэффициент трансформации трансформаторов тока; Ку — коэф-
фициент трансформации трансформаторов напряжения.
При подключении цепей напряжения защиты ПЗ-5 к ТН низкой сто-
роны защищаемого силового автотрансформатора необходимо учи-
тывать группу соединения обмоток высокого и низкого напряжения
(как правило, Уавто/Д-0-11) и то, что в этом случае к защите подво-
дятся от ТН фазные напряжения.
Расчетная формула будет иметь вид
_ ^с,
^с, р ~ •
у/ЗКупат
где «аТ — коэффициент трансформации защищаемого автотрансформато-
ра (отношение напряжения стороны, к которой подключены токовые
цепи защиты, к напряжению стороны, к которой подключены цепи на-
пряжения зашиты).
Положение переключателя в цепях вторичных обмоток трансфор-
матора напряжения ТУ при отсутствии смещения характеристики
выбираем по формуле
Л-=^Г^1100%,
2С, р
где 2Уст, Шп - минимальное сопротивление срабатывания при 100%
вводимых вторичных витков трансформатора напряжения ТУ, уста-
навливаемое переключателем в токовых цепях; М — число введенных
вторичных витков трансформатора напряжения ТУ, %.
5-6233
Переключатель в цепях трансформатора напряжения устанавливают
в положение, при котором сумма цифр у гнезд переключателей равна
вычисленному Лили по возможности близка к нему.
При смещении характеристики реле в I квадрант
Л= 2 уст-от,л- 100%,
2 с, р — см
где 2уст> т1п — минимальное сопротивление срабатывания при 100%
введенных вторичных витков трансформатора напряжения ТУ при от-
сутствии смещения; 7С> р — сопротивление срабатывания реле по концу
зоны действия; Хсм — сопротивление смещения.
При смещении характеристики реле в III квадрант
100%.
2 с, р + % см
Для комплекта АК22 число введенных вторичных витков трансфор-
матора ТАУ-1, с помощью которого осуществляется смещение харак-
теристики реле, определяется по формуле
2 с «л
С = 2------—------- 100%.
гс, р — см
Переключатель, определяющий смещение, устанавливается в поло-
жение, при котором сумма цифр у гнезд переключателя равна С% или
по возможности близка к нему.
1. Проверка настройки фильтров вторичных гармонических состав-
ляющих.
В комплекте АК21 (см. рис. 7) проверяются фильтр-”пробка”
(Ь1; С1) и фильтр-^шунт” (Ь2; С2), в комплекте АК22 (см. рис. 10)
фильтр-”шунт” (А7; С2, СЗ). На отключенный от схемы фильтр (от-
ключать можно только с одной стороны) от звукового генератора по-
дается поддерживаемое постоянным напряжение с частотами, близкими
к резонансной. Частота настройки фильтра определяется по максимуму
тока в его цепи для фильтра-”пробки”, по минимуму тока — для
фильтра-”шунта” и не должна отличаться от 100 Гц более чем на 5%.
При необходимости подстройка фильтра производится изменением воз-
душного зазора дросселя и подбором конденсаторов.
В табл. 4 приведены условия проверки настройки фильтров.
2. Проверка исправности защитных диодов схемы сравнения реле
сопротивления.
Проверка исправности защитных диодов производится при подаче
в реле сопротивления от регулируемого источника рабочих токов соот-
ветственно 1сд в диапазоне от /ном ДО максимального то-
ка КЗ, который может протекать в защите, при закороченных цепях
Таблица 4
Комплект Тип и элементы фильтра Условия подключения измерительной схемы Напряже- ние, подво- димое к фильтру, В
АК21 Фильтр-пробка Ы, С1 Снята накладка 5X4 ~30
АК21 Фильтр-шунт Ь2, С2 Снята накладка 5X4 Вынуто из штепсельной колодки магнито-электрическое реле ~2
АК22 Фильтр-шуит Ы, С2, СЗ Снята накладка 5X12 ~5
напряжения. В комплекте АК21 на трансформаторе ТАУ выставляется
уставка ”1”.
Магнитоэлектрические реле при проверке вынуты из штепсельных
колодок, накладки 8X4 (для АК21) и 8X8 (для АК22) сняты.
Вольтметр постоянного тока с внутренним сопротивлением не менее
2 кОм на 1 В подключается на выводы проверяемых диодов. Диоды
УО1 комплекта АК21 и УИ5 (АК22), включенные в тормозном на-
правлении, проверяем при снятой накладке в рабочем контуре. Диоды
УО2 (АК21), включенные в рабочем направлении, проверяем при
снятой накладке 8X10 в тормозном контуре.
Измеряемое на защитных диодах напряжение должно быть в диапа-
зоне 0,2—1 В. При напряжении на диоде более 1 В он должен быть заме-
нен на другой, с меньшим сопротивлением в прямом направлении.
Если напряжение на диоде в прямом направлении слишком мало
(менее 0,2 В), необходимо убедиться, что он не пробит.
3. Проверка резонансных контуров подпитки реле сопротивлений
комплекта АК21 производится измерением напряжения на вторичных
обмотках контура подпитки (Д^'п) при подведении к первичным об-
моткам трансреакторов ТУ1 напряжения С/п = 58 В и угла между век-
торами первичного и вторичного напряжения контура подпитки. Угол
может быть измерен и между векторами первичного тока ?2 тр и на-
пряжения Цр
Напряжение 11п подается на реле К21, К22, К23 соответственно на
зажимы комплекта АК2Г. 34-16, 22-12, 28-10-, напряжение ДЕП из-
меряется на вторичной обмотке в рабочем контуре в точках 8X1
(общ.) — Х2.18 и на вторичной обмотке в тормозном контуре в точках
8X8 (в) — Х2.14. Схема проверки резонансных контуров подпитки
дана на рис. 28.
Полярный зажим на приборе ВАФ-85 подключается, как указано
на рис. 28. При измерении угла между и Л тр рекомендуется исполь-
зовать ВАФ-85 с приставкой для повышения чувствительности.
Рис. 28. Схема проверки резонансных контуров подпитки реле сопротивления
комплекта АК21
Измеряемые величины ДЕп и /2 тр будут равны соответственно
5,5-7,8 В и 0,1-0,15 А. Угол сдвига между ДЕП и 11п должен быть ра-
вен 90 ± 5°, между /7 тр и 0 ± 5°.
Если угловая погрешность превышает указанные пределы, необходи-
мо проверить контур подпитки по распределению напряжения на пер-
вичной обмотке трансреактора ТУ1 и конденсатора С4. При подаче
1/п = 58 В напряжения на первичной обмотке ТУ1 и на С4 должны быть
примерно 300 В и равны между собой. При необходимости контур под-
питки подстраивают изменением зазора раздвижного магнитопровода
трансреактора ТУ1 н подбором величины конденсатора С4.
Если цепи напряжения к защите подведены от ТН, присоединенного
к стороне низшего напряжения трансформатора, то в нормальном рабо-
чем режиме контур подпитки отключен и не используется. Но налажи-
ваться он должен в полном объеме для последующей проверки направ-
ленности защиты рабочим током и напряжением.
4. Проверка параметров магнитоэлектрических реле. Чувствитель-
ность магнитоэлектрических реле проверяется установкой их в штеп-
сельные колодки реле сопротивлений в рабочее положение при подаче
на реле рабочих токов и напряжений. Блоки диодов вставлены в штеп-
сельные разъемы, все накладки устанавливают в любое рабочее поло-
жение, за исключением накладки в цепи проверяемого реле (8X4 в
комплекте АК21 или 8X8 в комплекте АК22). Между точками а и б
этих разомкнутых накладок включается микроамперметр со шкалой
50—100 мкА.
Порядок проверки следующий. При отключенном тормозном кон-
туре (разомкнутом 8X10 в реле комплекта АК71 и 8X6 в реле комп-
лекта АК22) регулированием подаваемого на реле сопротивления ра
бочего тока соответственно 1д в, 1вс или 1СА устанавливается ток в цепи
магнитоэлектрического реле 15 мА на срабатывание (плюсовый зажим
миллиамперметра подключен к точке а накладки). Затем включается
накладка в тормозном контуре и отключается накладка в рабочем
контуре {8X1 в реле комплекта АК21 или 8X7 в реле комплекта АК22).
Регулированием подаваемого на реле сопротивления рабочего напряже-
ния соответственно 11 д в, ^ВС или ^СА устанавливаем ток в цепи магни-
тоэлектрического реле 40—50 мкА в сторону торможения (плюсовый
зажим миллиамперметра подключен к точке б накладки).
При включенных накладках в цепях рабочего и тормозного контуров
подаются рабочий и тормозной токи, отрегулированные, как указано
выше. При этом контакт магнитоэлектрического реле должен быть
разомкнут.
При размыкании накладки в цепи тормозного контура магнито-
электрическое реле должно четко срабатывать. Четкость срабатывания
магнитоэлектрического реле оцениваем по срабатыванию выходных реле
комплектов АК21 и АК22 (соответственно КЫ, КЬ2, КЬЗ и КЫ) при
установленных в цепях постоянного оперативного тока соответствую-
щих перемычках, включенных в обязательном порядке искрогаси-
тельных контурах и поданном на панель постоянном оперативном
токе.
5. Настройка реле сопротивления на заданную уставку проводится от
комплектного поверочного устройства типа У5053, позволяющего по-
лучить'
а) трехфазное напряжение с возможностью плавного регулирования
напряжения между двумя фазами от 0 до НОВ (режим двухфазного
КЗ). Напряжение и фазовый угол третьей фазы с нулем при этом не
должны изменяться;
б) однофазный ток с возможностью плавного регулирования тока
от 0 до максимального тока КЗ;
в) возможность регулирования угла между током и напряжением.
На реле выставляем в выбранное положение переключатели в цепях
тока и напряжения. На ТАК комплекта АК21 выставляем выбранное
значение 2уст на ТУ комплектов АК21 и АК22 с помощью пере-
мычек выставляем количество витков, равное 19, или ближайшее мень-
шее, резисторы плавной регулировки устанавливаем в крайне правое
положение, соответствующее семи виткам (вращение регулятора до
отказа по часовой стрелке). Выставляем уставку по углу максимальной
чувствительности (65 или 80° для АК21; 73 или 83° для АК22) пере-
ключателями в цепях тока и напряжения. Переключатели, определяю-
щие размер смещения, устанавливают в положение, ближайшее к задан-
ной уставке (6, 12 или 20% для АК21; для АК22 количество витков,
равное С, выставляем с помощью перемычек на ТА У1). При использова-
нии реле сопротивления комплекта АК21 с эллиптической характери-
стикой соотношение осей эллипса (эллиптичность) 0,5; 0,65; 0,8 опре-
деляется положением переключателя 8X9.
В рабочее положение устанавливают все накладки и перемычки, за
исключением 8X4 у реле сопротивления комплекта АКХ1 и 8X8 у реле
сопротивления комплекта АК72. Эти накладки устанавливают в рабо-
чее положение (положение а—б) только на проверяемом реле сопро-
тивления.
Срабатывание реле фиксируют с помощью омметра, включенного
параллельно контактам магнитоэлектрического реле при снятом с
панели постоянном оперативном токе. Внутреннее сопротивление
омметра и напряжение его источника питания должны быть таковы,
чтобы через контакты магнитоэлектрического реле протекал ток не
более 15 мА.
Настройку уставок реле производят при заданных для каждой ступе-
ни защиты токах (токах настройки) и заданном угле максимальной чув-
ствительности <рм> ч> уст. Если <рм> ч. уСт не задан, то настройку прово-
дим при номинальном угле максимальной чувствительности у>м> Ч1 ном-
На реле подаем ток /р, приблизительно равный среднему значению
токов настройки, и напряжение Ц, > 2/р7С1 р; угол между /р и 1/р
устанавливаем примерно равным ч> уст. Уменьшая 1/р, определяем
напряжение, при котором реле срабатывает, (/С1 р, соответствую-
щее 2С> р.
Устанавливаем Ц, = 0,9(/с, р и, изменяя фазорегулятором угол меж-
ду подведенными напряжением 17р и током /р, определяем углы
и >р2, при которых контакты реле замыкаются. Фактический угол мак-
симальнои чувствительности определяется как у>м ч = ------- и дол-
2
жен отличаться от заданного ^м> ч> уст не более чем на ±5° для реле
сопротивления комплекта АК21 и не более чем на ±4° для реле со-
противления комплекта АК22.
При больших отклонениях необходимо проверить соответствие но-
минальных соответствующих сопротивлений К1, К2, КЗ, К4 реле комп-
лекта АКХ1 или К5, Кб, К7, К8, К9, К10 реле комплекта АК72 завод-
ской спецификации и при необходимости заменить их.
Фазорегулятором устанавливают фактический угол максимальной
чувствительности ч, напряжение С/с> р = 2/р2с р и медленным пово-
ротом резистора плавной регулировки К13 для реле АК71 или'К22
для реле АКХ2 добиваются срабатывания реле. После этого положение
резисторов плавной регулировки фиксируют контргайкой и делают
контрольный замер Сгс, р (2С р) при снижении напряжения со 100 В.
Если диапазон резистора плавной регулировки недостаточен для оп-
ределения 7Сэ р при поданных на реле /р и расчетного {7С, р, т.е. на-
строить уставку при выбранных отпайках невозможно (например, реле
не срабатывает при полностью выведенном в крайнее левое положение
резистора плавной регулировки или реле оказывается в сработанном
состоянии при крайнем правом положении резистора плавной регу-
лировки) , то это говорит о том, что напряжение на обмотках трансфер-
те
маторов напряжения (ГК) и ЭДС вторичных обмоток трансреакторов
(Г4Й в АКП или ТАУ2 в АК72) отличаются от номинальных значе-
ний или неисправен один элемент схемы сравнения.
Причиной отклонения параметров трансреактора или трансформатора
напряжения от нормы может быть, например, отличное от номинального
число витков на вторичной обмотке трансреактора или секции транс-
форматора напряжения, отклонение воздушного зазора трансреактора от
нормы и т.п.
В таких случаях необходимо определить действительное сопротивле-
ние срабатывания реле при установленных отпайках и при установлен-
ном в крайнее левое положение резисторе плавной регулировки. Если
действительное 7с р отличается от расчетного 7расч не более чем на 10%,
то реле является исправным, так как возможность отклонения сопро-
тивления срабатывания на ±10% предусмотрена заводом. В этом случае
для настройки уставки переходят на другие отпайки на трансформаторе
напряжения. Если действительное 2С р отличается от расчетного более
чем на 10%, то реле является неисправным. Следует проверить его от-
дельные элементы и в первую очередь трансформаторы напряжения и
трансреакторы.
Расчетное сопротивление срабатывания определяется по формуле
2р.о, " гуС1-""" ЮО.
Р А
Проверка отдельных элементов реле сопротивления производится при
вынутых блоках диодов, снятых магнитоэлектрических реле и при
разомкнутых накладках соответственно 8X1,8X2 для АК21 и 8X6 и 82 7
для АКХ2.
При проверке трансформаторов напряжения ТУ к первичной об-
мотке подводится напряжение переменного тока и замеряется напря-
жение на различных отпайках вторичных обмоток. Данные замеров
должны с точностью 5% соответствовать расчетным, определяемым
по формуле
1с,,
У2 = — ,
100
где 11 х — напряжение, подводимое к первичной обмотке трансформа-
тора напряжения ТУ; IV — включенные витки трансформатора напря-
жения ТУ, %; ки — коэффициент трансформации трансформатора на-
пряжения ТУ. Измеряется при подаче 11х = 100 В на первичную об-
мотку при 100% включенных витков.
При подаче 11х = 100 В формула примет вид
Ц2 = №ки; (24)
для комплекта АКД1 ки = 2 при <Ам.ч = 65% и ки - 2,5 при у;м,ч =
= 80%; для комплекта АКД2 ки - 1.47 при <рм,ч ='73% и ки = 1,75
при <рм,ч = 83%
Напряжение на потенциометрах плавной регулировки (А73уАК21,
К22 у АК22) должно ориентировочно соответствовать значению Лг =
= 7 4-8% (но не менее 5%>) для АК21 и А = 1,25 4- 1,5% (но не ме-
нее 1%) для АК22.
Для проверки трансреакторов 714 V комплекта АК71 от регулируе-
мого источника питания подается ток на первичные последовательно
включенные обмотки ТА V и измеряется напряжение на вторичных об-
мотках на сопротивлениях К1 и КЗ при ^м,ч = 65 °или на К2 кК4
при ^м,ч 80°.
Напряжение на вторичных обмотках на указанных сопротивлениях
должно соответствовать расчетному значению с точностью ± 7%, оп-
ределяемому по формуле
^2 ~ ^иЛДуст, т(п , (25)
где Дуст, от от — минимальная уставка по сопротивлению срабаты-
вания; Ц подводимый ток, зависящий от выставляемой уставки
^уСТ, ОТ/И> ПрИ Дуст, ОТ 1И = 1 ОМ НЭ фазу У] = 1/н0М> ПрИ Дуст. т/ц -
= 0,5 Ом на фазу Ц = 27НОМ; при Дуст, отот = 0,25 Ом на фазу/] =
= 47Ном! к'и ~ коэффициент пропорциональности: к'и=2 при ^м,ч =
= 65° и к'и = 2,5 при <^м,ч = 80°.
Напряжение на всей вторичной обмотке рабочего контура ТАУ,
часть которой зашунтирована сопротивлениями КЗ и К4, должно быть
больше значений, полученных по формуле (24): на 45% при <рм, ч = 65°
и на 30% при (рм, ч = 80°.
При проверке трансреактора ТАУ2 комплекта АК22 от регулируе-
мого источника подается ток Ц = 7НОм на первичные последовательно
включенные обмотки ТАУ2 и измеряется напряжение на вторичных об-
мотках на сопротивлениях Кб и К7 при <рм, ч = 73° или на К9 и К10 при
<рм, ч = 83°. Измеряемое напряжение не должно отличаться более чем
на ± 7% от рассчитанного по (25).
В (25)
к'и = 1,47 при <^м>ч = 73° и
к'и = 1,75 при <рм>ч = 83°.
При отклонении вторичных напряжений трансреактора 714 VI комп-
лекта АКД1 и ТАУ2 комплекта АКД2 более чем на ±7% от расчетных
напряжений Аг может быть проведена регулировка изменением воз-
душного зазора магнитопровода.
При проверке трансреактора ТА VI комплекта АК22 к первичным
последовательно соединенным обмоткам подводится ток Ц = /ном.
В объем проверки трансреактора входит определение напряжений меж-
ду зажимами а-г разомкнутой накладки 8X6 при различных положениях
переключателя в цепи вторичных обмоток (рис. 10).
Данные замеров должны с точностью 10% соответствовать расчетным
значениям:
с
^2 = ^нЛ^-уст, тт --- >
100
где С — число включенных витков, %, согласно положению переклю-
чателя в цепи вторичных обмоток ТА VI; 7уст> тгп * минимальная устав-
ка по сопротивлению срабатывания; к'и = 1,47при<рМ1 ч = 73° кк'и = 1,75
при ^м> ч = 83°.
6. Выравнивание сопротивлений рабочего и тормозного контуров
проводится на реле, настроенных на заданную уставку согласно п. 5,
но при выведенном смещении характеристики в III или I квадрант и
выведенной эллиптичности у реле комплекта АК21. Настройка схемы
сравнения на допустимую величину отрицательного тока небаланса
в магнитоэлектрическом реле обеспечивает установку "мертвой зоны”
характеристики реле в требуемых пределах.
Выравнивание сопротивлений рабочего и тормозного контуров реле
комплекта АК21 начинаем при подаче в оба контура схемы сравнения
ЭДС от трансреактора ТА V. Цепи напряжения на входе комплекта При
этом закорачиваем (цепи контура подпитки реле при необходимости
можно не закорачивать).
По аналогии с устранением самохода у индукционных реле сопро-
тивления цепи напряжения должны быть замкнуты на эквивалентное
сопротивление, равное сопротивлению кабеля цепей напряжения от па-
нели до трансформатора напряжения (3-5 Ом). Однако практически
ток небаланса в цепи магнитоэлектрического реле не зависит от того,
замкнуты ли основные цепи напряжения на эквивалентное сопротивле-
ние или накоротко или от режима цепи напряжения подпитки (замкну-
та или разомкнута). Ток подается через последовательно соединенные
обмотки трансреактора настраиваемого реле и должен быть равен в за-
висимости от номинального тока панели и рабочей уставки иа ТАУ
значению, указанному в табл. 5.
Таблица 5
Номиналь- ный ток панели Атом, А Рабочая устав- ка на ТА V ^уст, тгп> Ом на фазу Подво- димый ток, А Номиналь- ный ток панели Люм, А Рабочая устав- ка на ТА V ^уст, тт- Ом на фазу Подво- димый ток, А
5 1 5 1 5 1
0,5 10 2,5 2
0,25 20 1,25 4
К точкам а и б разомкнутой накладки 8X4 соответствующего реле
присоединяют микроамперметр магнитоэлектрической системы плю-
сом к точке б, имеющий преде измерения 50—150 мкА и внутреннее
сопротивление на этом пределе не более 1 кОм. Накладки 8X4 двух
других реле комплекта должны быть в положении б-в. Ток, измеряемый
микроамперметром, регулируют с помощью резистора Р.5 в пределах
8-15 мкА.
Затем проверяют ток небаланса в цепи магнитоэлектрического реле
при подаче в оба контура напряжения подпитки Д/Гп от трансреактора
ТУ1 при закороченных цепях напряжения трансформатора напряжения
ТУ и отсутствии тока в трансреакторе ТА V.
Для реле К21, К22, К23 комплекта АК71 подаются поочередно на-
пряжения 12со< ^В0< Уа0> равные 58 В при закороченных соответствен-
но цепях напряжения АВ; ВС; СА. Ток, измеряемый микроампермет-
ром, в рассечке накладки 8X4 проверяемого реле должен быть в преде-
лах 0—10 мкА. Подрегулировка тока небаланса проводится тем же
резистором Р5. Если резистором К5 не удается отрегулировать ток не-
баланса в цепи магнитоэлектрического реле в требуемых пределах при
подаче тока и напряжения, то возможна регулировка изменением от-
пает на выводах вторичных обмоток ТИК После изменения отпаек
производится повторное выравнивание сопротивлений рабочего и
тормозного контуров, проверяется заданное значение 7С р в соответ-
ствии с п. 5 и при необходимости его подстройка.
Выравнивание сопротивлений рабочего и тормозного контуров реле
комплекта АК22 производится при подаче в оба контура схемы срав-
нения ЭДС от трансреактора ТА У2. При этом цепи напряжения зако-
рачиваются на входе комплекта; накладки 8X10 и 8X11 устанавливают-
ся в положение б-в-, переключатели в цепях вторичных обмоток транс-
реактора ТАУ1 устанавливаются в положение, соответствующее выве-
денному состоянию обмотки (0% витков); переключатели 8X6 уста-
навливаются в одно рабочее положение (перемыкаются точки а-б и б-г
или точки а-б и в-г). Ток подается через последовательно соединенные
обмотки трансреактора ТА У2 и должен быть равен номинальному току
панели. Ток небаланса в цепи магнитоэлектрического реле измеряется в
разомкнутой накладке 8X8 аналогично реле комплекта АК71 и регули-
руется с помощью резистора К11 в пределах 40-50 мкА.
7. Проверка размера "мертвой зоны” (смещения в I квадрант), если
характеристика реле сопротивления проходит через начало координат.
Размер "мертвой зоны” проверяется в режиме близкого двухфаз-
ного КЗ. У реле сопротивления комплекта АК71 при этом закорачи-
ваются цепи напряжения подпитки.
Используя схему рис. 28, при угле максимальной чувствительности
ч подается на реле номинальный ток /р для реле комплекта АК72
или ток, указанный в табл. 5, для реле комплекта АК71 Плавным по-
вышением напряжения на реле от нуля определяется напряжение в мо-
мент срабатывания реле 11см (при малых значениях подведенного на-
пряжения) и соответствующее ему сопротивление смещения 7СМ:
_ Ссм
^см ~ •
2/р
Подаваемый ток /р может быть увеличен вдвое по сравнению с ука-
занными выше значениями, если Г/см получается малым и его трудно
замерить.
Значение 7СМ должно быть в пределах 0,01—0,02 2ср для реле комп-
лекта АК21 и 0,005—0,01 2ср для реле комплекта АК22, что соответ-
ствует тормозным токам в магнитоэлектрических реле 8—15 мкА
(АК21) и 40—50 мкА (АК22) при подаче в оба контура схемы сравне-
ния реле сопротивления ЭДС от трансреактора ТАУ (АК21) или
ТАУ2 (АК72).
При отклонении 7СМ от указанных диапазонов возможно повтор-
ное выравнивание рабочих и тормозных контуров по п. 6 для выставле-
ния требуемых тормозных токов из допустимых диапазонов.
Для реле со смещением в III или I квадрант проверка по п. 7 не вы-
полняется.
8. Проверка смещения характеристики реле сопротивления в I и
III квадранты.
Смещение характеристики реле сопротивления комплекта АК21 в
III квадрант осуществляется с помощью накладок 8X1 и 8X2 на 6; 12
и 20% 7С> р для окружности и на 5,5; 11 и 18% 7С1 р для эллипса. Сме-
щение характеристики реле сопротивления комплекта АК22 осуще-
ствляется с помощью накпадки 8X6. При смещении в I квадрант 8X6
устанавливается в положение а-в и б-г, при смещении в III квадрант
8X6 ставится в положение а-б и в-г. Смешение в I квадрант может быть
выставлено до 50%2с>р со ступенью регулирования 5%2С> р, смещение
в III квадрант может быть до 10% 2С> р.
Используя схему рис. 28, подаем на реле ток 7р, примерно равный
среднему значению токов настройки. При проверке смещения в I квад-
рант угол между подаваемым током и напряжением должен быть ч,
а при проверке смещения в III квадрант угол между подаваемым то-
ком и напряжением должен быть <^м, ч + 180°. Сопротивление смещения
определяем по формуле
_ ^см
СМ = 2/р ’
где — напряжение срабатывания реле при плавном увеличении на-
пряжения (смещение в I квадрант) или при плавном уменьшении на-
пряжения (смещение в III квадрант).
Сопротивление смещения 7СМ должно соответствовать заданному в
процентах от сопротивления срабатывания 7С1 р в конце зоны действия
с отклонением ± 20%7см.
Для плавной регулировки смещения можно использовать у реле
комплекта АК21 резистор К5, ау реле комплекта АК22 — резистор/?//.
После регулировки 2СМ с помощью резисторов К5 и КП необходи-
мо проверить заданные сопротивления срабатывания 2С> р соответствую-
щих реле, при отклонении 2С, р больше 3% провести подстройку, а
затем повторно проверить 7СМ.
9. Снятие характеристики зависимости сопротивления срабатывания
от тока 2Сг р = У(/р) и определение действительного тока точной работы
реле.
Характеристика снимается при имитации двухфазных КЗ при угле
максимальной чувствительности. Схема аналогична рис. 28. Напряжение
подпитки можно не подавать. Зависимость 2С р =У(/р) снимается при
изменении тока от минимального значения, при котором реле сопротив-
ления начинает работать, до максимального значения КЗ в конце защи-
щаемой зоны, при этом напряжение повышаем не более чем до ПО В.
По характеристике определяем действительный ток точной работы
/т, р, действ> т.е. ток, при котором сопротивление срабатывания реле
равно 0,9 2 у ст, и сравниваем с заводскими данными. Если /Т1 р действ
окажется больше, чем по заводским данным, то это свидетельствует
о неисправности реле. Сравниваем /т> р> действ с заданными токами
настройки реле сопротивления. Минимальный заданный ток настройки
должен быть больше 2/т> р> деиств- Уменьшить ток точной работы реле
сопротивления комплекта АК21 можно, приняв большую уставку на
трансреакторе ТАУ, соответствующую большему числу витков его
первичной обмотки. При наличии смещения характеристики реле
в III квадрант характеристика 2С> р = У(/р) снимается и ток точной ра-
боты определяется и для нижней части угловой характеристики при
^ = <Рм, ч + 180е.
10. Проверка эллиптичности характеристики реле комплекта АК21.
При заданной эллиптической характеристике реле комплекта АК21
снимаем угловую характеристику срабатывания реле 7С> р = при
изменении угла между напряжением и током, поданным на панель, от 0
до 360 через каждые 30 . Напряжение подпитки допускается не по-
давать. Ток настройки должен быть не менее двукратного тока точной
работы. По характеристике, построенной в координатах X, К, опреде-
ляем коэффициент сжатия эллипса (коэффициент эллиптичности),
равный отношению малой оси эллипса к большой; он должен отличаться
от уставки, выставляемой накладкой 8X9, не более чем на 10%. При
большем отклонении коэффициент эллиптичности может быть отрегули-
рован заменой соответствующего сопротивления из К15, К16, К.17.
Как показывает опыт эксплуатации, у реле сопротивления комплек-
та АК21 с характеристикой срабатывания в виде эллипса, с уставкой по
эллиптичности 0,5 при уменьшении тока в реле от двойного номиналь-
ного до двойного тока точной работы происходит увеличение отношения
осей эллипса более чем на 10%. Это объясняется нелинейным изменением
Рис. 29. Угловая характеристика реле сопро-
тивления комплекта АК21 в режиме реле
направления мощности
прямого сопротивления диодов УОЗ и
УО4 в зависимости от значения про-
текающего по ним тока и соизмери-
мостью его со значением сопротив-
ления резистора К15, что ухудшает
отстройку реле от токов нагрузки и
может привести к их ложной работе.
В случае необходимости использования
эллиптической характеристики реле
комплекта АК21 с соотношением осей 0,5 при рабочих токах, меньших
двойного номинального, эксплуатационный циркуляр Главтехуправле-
ния предлагает выполнить замену диодов УОЗ и УО4 типа Д-223Б на
диоды типа Д7Ж с увеличением сопротивления резистора К15 с 910 Ом
до 1,2 кОм.
Как показали исследования, проведенные в Курскэнерго, Тулэнерго
и на Чебоксарском электроаппаратном заводе, указанная замена по-
зволяет получить эллиптическую характеристику с отношением осей
0,5 ± 6% в диапазоне токов от двойного номинального до двойного
тока точной работы. После замены диодов обязательна проверка эллип-
тических характеристик реле во всем диапазоне рабочих токов.
11. Проверка угла максимальной чувствительности реле сопротивле-
ния комплекта АК21 при работе в режиме реле направления мощности.
Проверка проводится для облегчения анализа правильности включе-
ния реле при проверке под нагрузкой. Реле сопротивления переводятся
в режим реле направления мощности закорачиванием основных цепей
напряжения (ТУ) с отсоединением их от испытательной схемы и пода-
чей на реле только цепей напряжения подпитки и рабочих токов.
Смещение характеристики в III квадрант на время проверки вы-
водится. На реле К21, К22, К23 подают номинальный ток и напряжение
подпитки 11п = 58 В.
При изменении фазорегулятором угла между рабочим током и на-
пряжением подпитки от 0 до 360° определяется зона работы реле и угол
максимальной чувствительности реле мощности ч> который дол-
жен быть на 90° больше угла <^>м> ч реле сопротивления с точностью ±5°.
Если отклонеие ч от <рМ; ч + 90° более +5°, необходимо повторно
проверить настройку контура подпитки согласно п. 3.
Угловая характеристика реле сопротивления комплекта АК21 в ре-
жиме реле направления мощности приведена на рис. 29.
Измерение и испытание изоляции защиты в полной схеме произво-
дятся при закрытых кожухах, крышках и т.д., установленных в рабочее
положение всех накладок, перемычек и испытательных блоков.
Электрическая прочность изоляции каждой группы электрически
не связанных цепей вторичных соединений (цепей переменного напряже-
ния, цепей переменного тока, цепей постоянного оперативного тока,
цепей сигнализации) относительно земли испытывают напряжением 1 кВ
переменного тока в течение 1 мин.
При этом во избежание повреждения закорачивают магнитоэлектри-
ческие реле и полупроводниковые элементы, в оперативных цепях
постоянного тока объединяют ”+” и
До испытания электрической прочности изоляции и после него про-
изводят измерение сопротивления изоляции мегаомметром на 1000 В
тех же цепей относительно земли. Сопротивление изоляции каждой цепи
должно быть не менее 5 МОм.
Проверка взаимодействия элементов защиты реле производится
ручным запуском реле при напряжении оперативного постоянного тока
0,8 (7НОМ. Взаимодействие реле должно соответствовать откорректиро-
ванной принципиальной схеме при срабатывании или возврате реле
(от руки).
Особое внимание при проверке следует обратить на: отсутствие об-
ходных цепей; правильность работы защиты при различных положе-
ниях накладок, переключателей, испытательных блоков, а также на на-
личие на рядах зажимов панели сигналов, предназначенных для воздей-
ствия на другие устройства релейной защиты и электроавтоматики.
Комплексная проверка защиты производится при номинальном на-
пряжении оперативного тока при подаче на защиту параметров аварий-
ного режима от постороннего источника. Имитируем все возможные
виды КЗ в зоне и вне зоны действия защиты. При этом все цепи зашиты
собраны, кроме выходных (необходимо предусмотреть надежное раз-
мыкание выходных цепей); кожухи реле закрыты.
Сначала снимаем временные характеристики. Для этого измеряем
и настраиваем время действия защиты при имитации двухфазных КЗ
между фазами АВ, ВС, СА при заданных токах настройки аналогичных
п. 5 проверки реле сопротивления при заданном угле максимальной
чувствительности (если угол максимальной чувствительности не задан,
то проверку проводим при номинальном угле максимальной чувстви-
тельности). Измерение проводим при подведении на вход панели сле-
дующих значений сопротивлений: 0; 0,5 7С> р в 0,97с, р в 1,17с> Р В
0,57с.р1В 0,9Хс,Р1В 1,17с>рц (где7с>р] и2С1Рц - сопротив-
ление срабатывания реле соответственно первой и второй ступени).
Время срабатывания ступеней защиты замеряется с момента созда-
ния соответствующего аварийного режима до момента замыкания
контактов выходного реле при значениях подводимых сопротивлений
0,57с р I и 0,57 С1 р п. Время определяется как среднее из трех изме-
рений.
Если первая и вторая ступени направлены в одну сторону, то при
снятии временных характеристик может быть опущено значение под-
водимого сопротивления 0,57 с, р ц и время срабатывания второй ступе-
ни может определяться при 1,17с_ р р
Проверяется поведение защиты при близкому двухфазном КЗ в зоне
и вне зоны действия каждой ступени (”за спиной”).
Проверка производится для всех трех видов двухфазных КЗ с уча-
стием у реле сопротивления комплекта АК71 третьей фазы напряже-
ния в контуре подпитки. Рабочее напряжение реле снижается до 0, на-
пряжение подпитки на реле комплекта АК71 подается 58 В. Проверка
поведения защиты в зоне действия производится при заданном угле
максимальной чувствительности <рМ1 ч> уст и токе, равном максималь-
ному току двухфазного КЗ в начале защищаемой зоны. При этом
ступень, выполненная на комплекте АК21, должна срабатывать как при
наличии смещения характеристики в III квадрант, так и при отсутствии
смещения за счет правильно включенного контура подпитки. Ступень,
выполненная на комплекте АК72, должна срабатывать при наличии
смещения характеристики в III квадрант, при отсутствии такого смеще-
ния ступень не работает за счет наличия "мертвой зоны” или смещения
в I квадрант.
Проверка поведения защиты при КЗ ”за спиной” производится при
угпе <^м> ч> уст + 180° и токе, равном максимальному току двухфаз-
ного КЗ ”за спиной”.
Первая и вторая ступени защиты при отсутствии смещения характе-
ристики в III квадрант не должны работать как при имитации КЗ ”за
спиной”, так и при восстановлении напряжения на реле сопротивления
после отключения КЗ.
Проверяется работа защиты ”по памяти” при близких трехфазных КЗ
в зоне действия защиты.
Проверка проводится для первой ступени защиты, выполненной на
комплекте АК71, если не вводится смещение характеристики в III квад-
рант (имеется "мертвая зона”).
Проверка работы защиты ”по памяти” производится при снижении
напряжения всех трех фаз до 0 и одновременной подаче тока, равного
максимальному току трехфазного КЗ в начале защищаемой зоны, при
'Рм, ч, уст-
Поскольку при КЗ в "мертвой” зоне работа реле сопротивления но-
сит кратковременный характер, замеряется время замкнутого состоя-
ния замыкающих контактов выходного реле, которое должно быть
не менее 30 мс. Длительность замкнутого состояния контактов выход-
ного реле определяется током КЗ и отрицательным током небаланса,
установленным при настройке контуров (от —8 до -15 мкА). Дли-
тельность замкнутого состояния контактов выходного реле умень-
шается при увеличении указанных параметров, поэтому, если она мень-
ше 30 мс или выходное реле вообще не успевает срабатывать, то необ-
ходимо уменьшить значение отрицательного тока небаланса в реле со-
противления комплекта АК71 до минимально возможного (—8 мкА)
и уменьшить уставку в цепях тока /уст, т/л> если это возможно по
условию выполнения заданных уставок. После этого необходимо про-
вести повторную проверку всех характеристик реле сопротивления
комплекта АК21.
Проверяется поведение защиты при близких трехфазных КЗ ”за
спиной” в режиме двухстороннего питания и в тупиковом режиме.
При имитации близких трехфазных КЗ напряжение всех трех фаз
снижается до 0.
Проверка поведения защиты в режиме двухстороннего питания про-
водится при угле |/>м, ч + 1^0° и токе, равном максимальному току
трехфазного КЗ, протекающему через защиту при КЗ ”за спиной”.
Проверка поведения защиты в тупиковом режиме проводится при
снижении напряжения до 0 без подачи аварийного тока.
При проверках защита не должна срабатывать.
Проверка взаимодействия защиты с другими устройствами защиты,
электроавтоматики, управления и сигнализации и действия защиты на
коммутационную аппаратуру. Проверка взаимодействия и восстанов-
ления цепей связи проверяемой защиты с другими устройствами произ-
водится при номинальном напряжении оперативного тока в такой после-
довательности:
1) проверка отсутствия подсоединения на рядах зажимов других
устройств цепей связи с проверяемой защитой;
2) проверка отсутствия (наличия) сигналов на соответствующих вы-
водах проверяемой защиты;
3) подсоединение цепей связи с другими устройствами на рядах
зажимов проверяемой защиты (за исключением цепей отключения и
включения коммутационной аппаратуры);
4) запуск проверяемой защиты от воздействия других устройств по
цепям связи с ними;
5) проверка отсутствия (наличия) сигналов от проверяемой защиты
на жилах кабеля со стороны других устройств;
6) подсоединение цепей связи с проверяемой защитой на рядах зажи-
мов других устройств;
7) подготовка цепей отключения и включения и проверка действия
проверяемой защиты (как правило, от выходных реле) на коммутацион-
ную аппаратуру. Коммутационные аппараты отключаются от действия
проверяемой защиты не менее двух раз;
8) перевод действия защиты ”на сигнал”, после чего следует убе-
диться, что при срабатывании выходных реле отключений не проис-
ходит.
Проверка защиты рабочим током и напряжением (проверка под на-
грузкой) позволяет убедиться в правильности сборки схем трансформа-
торов тока и напряжения и правильности подключения цепей тока и на-
пряжения к панели. При проверке под нагрузкой защита должна нахо-
диться в положении ”на сигнал”.
Последовательность и объем проверки:
1) проверка исправности и правильности подключения цепей напря-
жения. Измеряются все напряжения, подводимые от ТН к панели (от
вторичных обмоток, соединенных в звезду и в разомкнутый треуголь-
ник); проверяется чередование фаз напряжения; проводится фази-
ровка цепей напряжения панели с другими панелями или кроссами
цепей напряжения;
2) проверка исправности и правильности подключения токовых це-
пей. Измеряются вторичные токи в фазах и нулевом проводе при нагруз-
ке не менее 0,2/ном. Снимается векторная диаграмма и сопоставляется
с действительным направлением первичной мощности;
3) проверка настройки фильтра обратной последовательности бло-
кировки при качаниях АКВ1 типа КРБ-126 (или КРБ-125). На панель
подается система токов (или напряжений для КРБ-125) прямой после-
довательности и замеряется ток небаланса /и б в обмотке поляризован-
ного реле ХА1 (XVI). Ток 7Нб измеряется миллиамперметром, вклю-
ченным в рассечку перемычки 8X4 (или 8Х для КРБ-125).
Определяется максимальный расчетный ток небаланса /Нб, тах при
максимально допустимом токе нагрузки /нагр, тах для КРБ-126 или
максимально допустимом напряжении ТН, равном 1,117г ном ТН Для
КРБ-125:
для КРБ-126
Т _ ^нагр.шох т
/нб, тах ~ *нб >
/нагр
ДЛЯ КРБ-125
г _ ном ТН ,
•*нб, тах ~ ~ /нб-
^2ТН
Значение /Нб, тах должно быть меньше тока возврата реле КА1
(XVI). Если небаланс будет больше нормы, то после анализа гармони-
ческого состава напряжения на выходе фильтра обратной последова
тельности ФТОП (или ФНОП) с помощью катодного осциллографа
необходимо провести подстройку соответствующего фильтра блоки-
ровки. Затем для оценки работоспособности фильтра обратной после-
довательности изменяется чередование фаз тока (или напряжения) на
входе панели. После восстановления прямого чередования фаз небаланс
должен принять первоначальное значение.
4. Проверка устройства блокировки при неисправностях в цепях
напряжения АКВ2. При поданных на панель напряжений от обмоток ТН,
соединенных в звезду и разомкнутый треугольник, замеряется ток не-
баланса в обмотке реле XVI миллиамперметром, включенным в рас-
сечку перемычки 5-7. Ток небаланса не должен превышать половины
тока возврата реле КУ1.
Проверяется правильность включения устройства блокировки ими-
тацией однофазных КЗ с исключением одной и той же фазы в цепях
звезды и разомкнутого треугольника ТН.
При типовой схеме ТН с заземленной фазой В звезды и разомкнутого
треугольника исключаются напряжения в соответствии с данными
табл. 6.
Т аблица 6
Режим Исключены напряжения фаз в цепях разомкнутого звезды треугольника
КЗ фазы А КЗ фазы В КЗ фазы С Цао Уни Уво Увф у со у фи
При отсутствии выведенной шинки Ф и нетиповой схемы ТН имити-
руется только однофазное КЗ с исключением напряжения Сци разомк-
нутого треугольника и соответствующего фазного напряжения звезды.
При проверке ток небаланса в обмотке реле КУ1 не должен превышать
половины тока срабатывания реле КУ1.
Проверяется чувствительность устройства блокировки при обрывах
в цепях напряжения. Поочередно отключаются от панели фазы напря-
жения А, В, С, АВ. ВС. СА и О звезды и шинки Н, В, И разомкнутого
треугольника. При этом ток в обмотке реле КVI должен быть больше
тока срабатывания не менее чем в 2 раза.
5. Проверка направленности защиты. Поскольку при наладке панели
производится комплексная проверка защиты с подачей рабочего тока
и напряжения от постороннего источника, при котором должны быть
выявлены все дефекты монтажа и проверяется правильность взаимной
направленности I и II ступеней защиты и отдельных реле каждой ступени
между собой, то достаточным условием для проверки направленности
защиты является проверка правильности включения одного из трех
реле одной из двух ступеней.
Проверяется направленность реле сопротивления К2.1 комплекта
АК71 при переводе его в режим реле направления мощности, у кото-
рого линия максимальной чувствительности совпадает с ч реле со-
противления, а зона работы относительно напряжения, подведенного
к реле, простирается от <^м, ч — 90° до , ч + 90° (см. рис. 29). Ана-
логичная проверка для повторного -•ополнительного контроля может
быть проведена для реле К72 и К23 комплекта АК7.1. На проверяемом
реле сопротивления К2.1, переведенном в режим реле направления мощ-
ности на время проверки, должно быть выведено смещение в III квад-
рант (если оно есть), так как оно значительно затрудняет оценку на-
правленности реле.
Накладка 8X4 реле К21 отключается, между выводами а и б 8X4
включается микроамперметр. Накладки 8X4 реле К22 и К23 устанав-
ливаются в положение б-в. От соединяются и закорачиваются со стороны
реле цепи рабочего напряжения. В цепях тока переключений не произ-
водится. К цепям подпитки поочередно подаются напряжения 11до>
Уво, ^СО- Измеряется значение и определяется направление тока в об-
мотке магнитоэлектрического реле К21 (в рассечке 8X4), фикси-
руется срабатывание реле по срабатыванию реле повторителя КЬ2.
Если ток нагрузки 1дв находится в зоне срабатывания реле, то ток
в обмотке магнитоэлектрического реле будет иметь положительное
направление и реле КЬ2 должно сработать.
Если цепи напряжения к защите подведены от ТН, установленного в
сети с большим током замыкания на землю, то к реле К21 подводятся
рабочее напряжение 11 дв и рабочий ток 1дв-
На рис. 30 приведены векторные диаграммы, поясняющие проверку
направленности реле сопротивления К21 в режиме реле направления
мощности при активно-индуктивной нагрузке (угол между током и
напряжением нагрузки ^нагр = 45°). В соответствии с векторными
диаграммами рис. 30, а реле должно срабатывать, а с диаграммами
рис. 30, б, в — не срабатывать.
Если цепи напряжения к защите подведены от ТН, присоединенного
к стороне низшего напряжения (НН) автотрансформатора, то к реле
сопротивления защиты подводятся фазные рабочие напряжения, а кон-
тур подпитки реле сопротивления комплекта АК71 в рабочем режиме
отключен и используется только при проверке направленности защиты
под нагрузкой. Проверка проводится аналогично описанному выше с
учетом углового сдвига напряжения на стороне НН автотрансформатора
по сравнению с напряжением на стороне среднего и высокого напря-
жения (СН и ВН) автотрансформатора.
На рис. 31 приведены векторные диаграммы, поясняющие проверку
направленности реле сопротивления К21 в режиме реле направления
мощности при нагрузке, аналогичной показанной на рис. 30, но при
питании цепей напряжения от ТН стороны НН автотрансформатора
с 11-й группой соединения обмоток. В соответствии с векторными
диаграммами рис. 31, а реле должно срабатывать, а с диаграммами
рис. 31, б, в — не должно.
Подготовка защиты к включению. Восстанавливаются все цепи на-
пряжения, тока. Снимаются все перемычки, установленные во время
Проверок. Повторно осматриваются реле, режим которых изменился
при проверке рабочим током и направлением. Проверяется положение
флажков указательных реле, испытательных блоков, накладок, а также
перемычек на рядах зажимов. Инструктируется оперативный персонал
ио вводимой в работу защите и особенностях ее эксплуатации.
Мав
^нагр
Мв
Линия
максимальной
чувствительности
Пав
Линия
максимальной
чувствительности
Мс
.А
1ав
МаВ
1а
м,
Рис. 30. Векторные диаграммы, поясняющие проверку реле сопротивления К21
комплекта АК21 в режиме реле направления мощности при подведении напряже-
ния подпитки от ТН стороны ВН или СН защищаемого автотрансформатора:
а - при напряжении подпитки 1!с0'< 6 ~ ПРИ напряжении подпитки 1/цо; в -
при напряжении подпитки IIдо
Линия
максимальной
чувствительности
К особенностям эксплуатации панели ПЗ-5 может быть отнесено сле-
дующее:
1. Защита должна быть выведена из работы при неисправности цепей
напряжения и невозможности их быстрого восстановления.
2. Если цепи напряжения к защите подведены от ТН, включенного на
шины стороны ВН или СН, то при отключении выключателя автотранс-
форматора этой стороны защита должна быть выведена из работы.
Рис. 31. Векторные диаграммы, поясняющие проверку реле сопротивления К21
комплекта АК21 в режиме реле направления мощности при подведении напряже-
чия подпитки от ТН стороны НН защищаемого автотрансформатора:
Ус - напряжения от ТН стороны НН; 1/д. 17^, Ь'с - напряжения от
ГН стороны ВН или СН;
а - при напряжении подпитки 17с0> $ - при напряжении подпитки в -
при напряжении подпитки Удо
3. Если цепи напряжения к защите подведены от ТН, подключенного
к стороне НН автотрансформатора, то защита должна быть выведена
из работы при замыкании на землю в сети НН автотрансформатора.
Если защита выполнена с тремя выдержками времени (первая из ко-
торых на отключение ШСВ (СВ) стороны ВН или СН, вторая — на от-
ключение соответствующего выключателя стороны ВН или СН авто-
трансформатора, третья — на отключение всего автотрансформатора),
то при отключении выключателя стороны ВН или СН необходимо снять
Действие защиты на отключение соответствующего ШСВ (СВ) стороны
ВН или СН.
По окончании указанных выше работ делается запись в журнале ре-
лейной защиты о результатах наладки защиты, о ее состоянии и о воз-
можности включения в работу.
Результаты наладки заносятся в протокол проверки, соответствую-
щий приведенному в [12].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Правила устройства электроустановок. Разд. Ш. Защита и автоматика. -
6-е изд. — М.: Энергоатомиздат. 1985. 640 с.
2. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13Б. Релейная защита по-
нижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Расчеты. -
М.: Энергоатомиздат, 1985. - 95 с.
3. Федосеев А.М. Релейная защита электрических систем. - М.: Энергоатом-
издат, 1984. - 520 с.
4. Рубинчик В.А. Резервирование отключения коротких замыканий в электри-
ческих сетях. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 116 с.
5. Беркович М.А., Молчанов В.В., Семенов В.А. Основы техники релейной за-
шиты. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 375 с.
6. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 7. Дистанционная защита
пиний 35- 330 кВ. - М.: Энергия, 1966. - 171 с.
7. Хаубес И.Р. Релейная защита мощных турбогенераторов. М.: Энергоиздат.
1981.-87 с.
8. Вавин В.В. Релейная защита блоков турбогенератор-трансформатор. - М.:
Энергоиздат, 1982. - 256 с.
9. Правила технического обслуживания релейной зашиты, электроавтоматики,
дистанционного управления и сигнализации электростанций и пиний электропере-
дачи 35—330 кВ. — М.: СПО Союзтехэнерго, 1979.
10. Общая инструкция по проверке устройств релейной зашиты, электроавто-
матики и вторичных цепей. - М.: Энергия, 1975.
11. Методические указания по техническому обслуживанию дистанционной за-
шиты ПЗ-5/1 и ПЗ-5/2. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1982.
12. Единые формы протоколов проверки при новом включении устройств ре-
лейной защиты и электроавтоматики. Вып. 3. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1983.
13. Методические указания по наладке и проверке промежуточных, указа-
тельных реле и реле импульсной сигнализации. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1981.
14. Методические указания по проверке реле времени РВ-100, ЭВ-100, РВ-200,
РВ-200. - М.: СПО Союзтехэнерго, 1983.
15. Инструкция, по проверке реле тока и напряжения серии ЭТ, РТ, ЭН, РН. -
М.: СПО Союзтехэнерго, 1979.
16. Руководящие указания по релейной защите. Вып. 13А. Релейная защита по-
нижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ. Схемы. — М.:
Энергоатомиздат, 1985. - 112 с.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие............................................. 3
1. Назначение и область применения панели резервных дистан-
ционных защит типа ПЗ-5 (ПЭ2105).................... 4
2. Принцип действия и устройство панелей дистанционной за-
щиты типа ПЗ-5 (ПЭ2105) .............................13
3. Выбор уставок и характеристик срабатывания дистанцион-
ной защиты панели типа ПЗ-5 (ПЭ21О5)............... 37
4. Наладка зашиты панелей типа ПЗ-5/1 ............ 50
Список литературы...................................... 86
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ИЗДАНИЕ
Владлен Владимирович Молчанов
Евгений Борисович Голанцов
ПАНЕЛИ ДИСТАНЦИОННЫХ ЗАЩИТ ТИПА ПЗ-5 (ПЭ2105)
Редактор Т. Н. Дороднова
Редактор издательства Л. В. Копейкина
Художественный редактор В. А. Г о з а к - X о з а к,Т. Н. Хромова
Технических редактор Г. Н. Ля ду х ина
КорректорЕ. В. Кудряшова
Оператор Л. А. Архангельская
ИБ № 1083
Набор выполнен в Энергоатомиздате на Композере ИБМ-82. Подписано в печать
15.09.87. Т-18877. Формат 60X88 1/16. Бумага офсетная №2. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 5,39. Усл. кр.-отт. 5,63. Уч.-изд. л. 5,7. Тираж 19000 зкз. Заказ 6233-
Цена 30 к.
Энергоатомиздат 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10
Ордена Октябрьской Революции н ордена Трудового Красного Знамени МП^
"Первая Образцовая типография имени А.А. Жданова” Союзполиграфпрома
при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфи1’
и книжной торговли. 113054, Москва, Валовая. 28
30 к.
(
ум на
итг 4ч'4ет.'паюс1м1