Составители Ф. Д. Кузнецов, А. К. Белотелов
|
Скачать 0.84 Mb.
|
Глава 2. Реле направления2.1. Общая характеристика Реле направления мощности применяются в схемах защиты от междуфазных КЗ всех видов, реагирующей на направление мощности прямой или обратной последовательности, в том числе — в направленной поперечной дифференциальной защите. Они применяются также в защитах от замыканий на землю, срабатывая от токов и напряжений нулевой последовательности, в том числе в резервных защитах трансформаторов и автотрансформаторов. В системах автоматики реле направления мощности определяют величину и направление потока активной или реактивной мощности в аварийных режимах. Реле направления мощности делятся на две группы: реле с поляризацией от напряжения, к одной из обмоток которых подводится напряжение, а к другой — ток, и реле с токовой поляризацией, к обеим обмоткам которых подаются токи. Для контроля направления мощности прямой: последовательности используются реле РБМ171, РБМ271, нулевой последовательности — РБМ178, РБМ278, обратной последовательности — РМОП1, РМОП2. Реле РБМ271 и РБМ278 имеют электрические характеристики, аналогичные реле PБMl71 и PБМ178 соответственно, и предназначены для использования в схемах поперечных дифференциальных защит параллельных линий, отличаются они наличием двух контактов. Устройство peле направления мощности Реле выполнены на индукционной основе (рис. 13). Магнитопровод 1 имеет четыре полюса, между которыми расположен неподвижный стальной цилиндрический сердечник 2. В зазоре между полюсами, и сердечником размешен цилиндрический алюминиевый ротор (барабанчик) 3, который может поворачиваться вместе с вертикальной осью 4. Ось вращается в верхнем 5 и нижнем 6 подпятниках. На оси укреплён подвижной контакт 7. Токопроводом к подвижному контакту является спиральная возвратная пружина #, изолированная от металлических деталей реле. При срабатывании реле подвижная система поворачивается и подвижной контактах 7 замыкается с неподвижным контактом 9. На ярме магнитопровода, расположены четыре последовательно соединенные катушки 10 с одинаковым числом витков (обмотка напряжения). На полюсах 11 и 12 магнитопровода расположены две последовательно соединенные катушки 13с одинаковым числом витков (обмотка тока). Магнитный поток, создаваемый каждой катушкой, замыкается через полюсы, сердечник и часть ярма магнитопровода. Результирующий магнитный поток Фн , создаваемый обмоткой напряжения, замыкается через полюсы 14 и 15, а в полюсах 11 и 12 геометрическая сумма потоков, создаваемых обмотками напряжения, равна нулю. Результирующей магнитный поток Фт, создаваемый обмоткой тока, проходит через полюсы 11 и 12 и не проходит через полюсы 14 и 15. Результирующие потоки Фн и Фт сдвинуты один относительно другого, что является необходимым условней создания вращающего момента на оси индукционного реле, который определяется выражением М=ФнФтsin где — угол между векторами магнитных потоков Фн и Фт . Векторная диаграмма реле приведена на рис. 14. Вектор тока Iр может занимать различные положений относительно вектора напряжений Uр, Положение вектора /р определяется углом р. Отсчет всех углов производится относительно вектора напряжения.   Угловые характеристики реле направления мощностиВеличина и направление (знак) выдающего момента на подвижной системе реле направления мощности зависят от угла фазового сдвига р между током Iр и напряжением Uр, подводимыми к обмоткам реле, и от их величины. Зависимость вращающего момента подвижной системы реле от токи, и напряжения и yглa между ними выражается характеристикой М = kUрIрcos(р - м.ч.). Угловую характеристику принято изображать, графически как зависимость напряжений срабатывания реле от угла между током и напряжением при неизменной величине тока Uср = f1 ( р ) при Ip = const, или как зависимость мощности срабатывания реле от угла между током и напряжением при неизменной величине тока Sср = f2 ( р ) при Ip = const, где Sср = Uср Iср Угол р между током и напряжением подводимыми к реле, считается положительным, если направление отсчета от вектора напряжения Up совпадаете направлением вращения часовой стрелки. На рис. 15 приведены угловые характеристики реле направления мощности типа PBMl71, вращающий момент которого выражается уравнением Mвр = k Uр Iр cos (р + 45 ) На рис. 15,а эта угловая характеристика приведена в прямоугольной, а на рис. 15,б — в полярной системах координат. При анализе поведения реле используется упрощенная угловая характеристика рис l5,б, где минимальная мощность срабатывания реле предполагается равной нулю. Область угловой характеристики, в пределах которой вращающий момент реле положителен и обеспечивает срабатывание реле, названа зоной работы. Область угловой характеристики, где вращающий момент на реле имеет отрицательное значение, что препятствует его срабатыванию, названа зоной заклинивания. Зоны работы и заклиниваний разделяются проходящей через начале координат (точка 0) прямой 1-1, которую .принято называть линией изменения знака вращающего момента, а угол наклона этой линий к вектору напряжения — углом изменения знака вращающего момента. Линия 2-2, расположенная перпендикулярно линии 1-1, соответствует максимальному значению вращающего момента реле и называется линией максимальных вращающих моментов, а угол, который она составляет с вектором напряжения, — углом максимальной чувствительности реле м.ч. Если направление вектора тока совпадает с линией 1-1, то вращающий момент реле равен нулю. Для рассматриваемого реле типа РВМ171 это имеет место при углах между током и напряжением (р), равных +45° и +225°. Максимальный вращающий момент в сторону срабатывания реле имеет место при р = -45° (+315°), а в сторону заклинивания — при р == +135°. В обоих случаях направление вектора тока совпадает с линией 2-2. Характеристика реле направления мощности РБМ178, применяемого в схемах защит от замыканий на землю, приведена на рис. 16. У  гловые характеристики некоторых реле направления мощности приведены в следующей таблице.
Примечания: 1. Знаком «+» обозначена зона работы реле, знаком «-» — зона заклинивания реле. 2. Однополярными выводами обмоток реле РВМ171, РБМ271 являются выводы реле 5 и 8. Однополярными зажимами обмоток реле РБМ178, РБМ278 являются выводы реле 5 и 7 (рис. 17 и 18). 2. 2. Схемы включения реле направления мощности Принципиальна» схема внутренних соединений реле направлений мощности РБМ171 и РБМ271 приведена, на рис. 17, схема реле РБМ177 (РБМ178) и РБМ277 (РБМ278) — на рис. 18. Конструкции этих реле одинаковы, используется индукционная схема рис. 13, разница в сериях 100 и 200 — Наличие одного или двух замыкающих контактов. Реле РБМ171 (271) имеет угол максимальной чувствительности - 30° или -45°, дли реле РБМ177 (277) угол равен +70°. Реле РБМ178 (288) отличаются от РБМ177 (277) втрое более высокой чувствительностью и не могут длительно находиться под напряжением, равным номинальному. Номинальное рабочее напряжение — 100 В, частота — 50 Гц, потребляемая токовыми цепями мощность при номинальном токе не превышает 10 ВА, цепями напряжения — 40 ВА. Токовые цепи длительно выдерживают токи до 1,1 номинального, а в течение 1 с — до тридцатикратного.  Габариты реле 215 х 175 х; 190 мм, масса реле не более 4,5 кг. Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой 60 Вт при напряжении до 250 В и токе до 2 А. Реле направления мощности включаются через измерительные трансформаторы. Обмотки трансформаторов напряжения обычно имеют группу соединения Y/Y-12. В защитах от междуфазных коротких замыкании реле направления мощности обычно включаются по схемам, приведенным в следующей таблице. Подключение обмоток реле к цепям тока и напряжения и поведение реле при трёхфазном коротком замыканий рассмотрены на примере включений реле направления мощности типа РБМ171 по 90-градусной схеме (рис. 19). Реле включено на ток Ia фазы А и линейное напряжение Ubс. При этом к однополярным выводам реле, обозначенным на рис. 19,а точками, подведены напряжение фазы В (начало вектора напряжения (Uбс) и ток от начала вторичной обмотки u1 трансформатора тока фазы А. Наименование схемы характеризует угол между токами и напряжениями, подводимыми к реле, при cos = 1 (токи и напряжения совпадают по фазе). Поскольку вывод обмотки напряжения, обозначенный точкой, подключен к фазе 6, угловая характеристика реле направлений мощности построена относительно вектора вторичного напряжения Uбс. Зона работы относительно напряжения Uбс, когда вращающий момент имеет положительный знак, ограничена углами от —135° до 0° и от 0° до +45°. Н  а том же рисунке построен вектор первичного тока Ia фазы А, проходящего в первичной сети при трехфазном коротком замыкании на защищаемой линии, и совпадающий с ним вектор вторичного тока I0, Этот вектор расположен в зоне работы реле, вследствие чего оно срабатывает и замыкает цепь на отключение поврежденного присоединения.
Схемы включения реле в направленной поперечной дифференциальной защите Реле направления мощности, применяемые в схемах направленной поперечной дифференциальной защиты от междуфазных коротких замыканий, включаются на разность токов одноименных фаз двух линий, как показано для одной из фаз на рис. 20 (30-градусная схема). Реле типа РБМ271 включают по 90-градусной схеме. При коротком замыкании на одной из защищаемых параллельных линий реле направления мощности двустороннего действия замкнёт тот из двух своих контактов, который разрешает пусковым органам защиты подействовать на отключение поврежденной линии. Угловые характеристики реле РБМ271 и векторные диаграммы, поясняющие его работу при коротких замыканиях на защищаемых линиях, показаны на рис. 21. Угловая характеристика реле построена относительно напряжения (Uбс, поскольку так же, как в случае, рассмотренном выше, вывод обмотки напряжения реле, обозначенный точкой, подключен к фазе Ь. Положительный вращающий момент на реле соответствует его действию на отключение линии 1. При трехфазном коротком замыкании на линии 1 первичный ток, проходящий в поврежденной фазе IА, отстает от фазного напряжения ua на угол кз. В реле при этом будет протекать разность вторичных токов одноименных фаз двух параллельных линий (Iа1- Iа2), поскольку к выводу токовой обмотки реле, обозначенному точкой, подключены начало обмотки ТТ линии 1 и конец обмотки ТТ линии 2. Эта разность токов имеет положительный знак, так как (Iа1 > Iа2) и вектор Iа1- Iа2 совпадает по направлению с вектором IА, т.е. попадает в зону работы реле на отключение линии 1. Вращающий момент на реле при этом положительный, а угол между током и напряжением на обмотках реле примерно соответствует максимальной чувствительности реле. При коротком замыкании на линии 2 векторная диаграмма будет иметь аналогичный вид. Однако при этом вектор разности тока Iа2 - Iа1 расположится в противофазе с вектором Ia, так как Iа2 > Iа1. При этом вектор Iа2 - Iа1 попадает в зону работы на отключение линии 2. Вращающий момент на реле имеет отрицательную величину, так как угол между током и напряжением, подведенными к реле, равен примерно 150°.  Схема включения реле на фильтры тока и напряжения обратной последовательности Реле направления мощности, реагирующие на направление мощности обратной последовательности и защищающие от несимметричных КЗ, включаются на выход фильтров тока и напряжения обратной последовательности. Действие такого реле рассматривается на примере реле направления мощности обратной последовательности типа РМОП2. Принципиальная схема реле РМОП2 приведена на рис. 22. Реле состоит из двух промежуточных трансформаторов тока Т1 и Т2, фильтра тока обратной последовательности (ФТОП), фильтра напряжения обратной последовательности (ФНОП), реле направления мощности РМ и реле максимального тока РТ. Применяющееся также реле типа PMOП1M отличается от ранее выпускавшегося реле РМОП1 исполнением (типом) реле тока Р'Г, некоторым изменением параметров и обмоточных данных элементов ФТОП и ФНОП, промежуточный трансформаторов тока и реле. Реле типа РМОП2 отличается от реле типа РМОП1 главным образом размерами корпуса и иным расположением элементов Устройств, внутри корпуса. Основное технические данные реле РМОП: номинальное напряжение lOO В, номинальный ток 5 или 1 А, номинальная частота 50 Гц. Пределы изменения уставок срабатывания пускового органа — реле РТ — по току Обратной последовательности (в первичных обмотках T1 и T2) составляют 1-4 А при номинальном токе 5 А и 0,2-0,8 А — при 1 А. Потребляемая мощность при номинальных величинах ток А и напряжения не превышает в цепях тока 6 ВА на фазу и в цепях напряжения 15 ВА на фазу. Длительная термическая стойкость в симметричном режиме первичной цепи — 2Iном при напряжении, равном 1,1Uном, динамическая стойкость — 30Iном. Разрывная мощность контакта реле в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой составляет 50 Вт при напряжении до 220 В и токе до 2 А. Размеры цоколя реле 300 х 290 мм, высота реле — 300 мм. Токи срабатывания обратной последовательности реле РТ могут устанавливаться с помощью ответвлений вторичных обмоток трансформаторов Т1, Т2 и регулированием положения указателя уставок по шкале в пределах: 1-4 А при исполнении реле на 5 А и 0,2-0,8 А при исполнении на 1 А. Активно-ёмкостной фильтр тока обратной последовательности (ФТОП) состоит из двух конденсаторов С1 и С2 и двух активных регулируемых сопротивлений R1 и R2 (см. рис. 22). Величины активных сопротивлений настроенного фильтра установлен так, что R1 = 3X1, а X2 = 3R2, где X1 и X2 — емкостные сопротивления конденсаторов СЗ и С4. Напряжение между выходными зажимами ФТОП должно быть равно нулю. В действительности в нормальных условиях в выходной цепи ФТОП всегда проходит незначительней по величине ток, называемый током небаланса. Векторные диаграммы, поясняющие работу фильтра, приведены на рис. 23. Токи прямой последовательности в первичных обмотках Т1 и ТЗ — IА1, IВ1, IС1, токи, проходящие через вторичные обмотки Тl и Т2 — Iа1 и Iа2. Ток Iа разветвляется на ток IR1 и ток IК1 (см. рис. 22). Векторы этих токов направлены один относительна другого под углом 90° и обратно пропорциональны величинам r1 и Х1. Вектор большего по величине тока IR1 опережает вектор тока Iа1 на угол 30°, а вектор тока IR1 отстает от вектора тока Iа1 на угол б0°. Соответственно вектор меньшего по величине тока IК2 опережает вектор тока Iб1 на угол 60°, а вектор большего тока IR2 отстает от вектора Iб1 на угол 30°. Сумма токов IR2 + IК1 на выходе фильтра равна нулю. При подведении к фильтру токов обратной последовательности IА2, IВ2, IС2 во вторичных обмотках T1 и Т2 протекают токи Iа2 и Iб2, также разветвляющиеся на токи, проходящие по активному и емкостному сопротивлениям соответствующих плеч фильтра. Векторы токов IК1, IR2, IК2, IR2 направлены под теми же углами по отношению к Iа2 и Iб2, что и при подведении токов прямой последовательности Iа1 и Iб1. Ток на выходе фильтра равен сумме токов Iвых = IR2 + IК1, по абсолютной величине в \/3 раз большей каждого из этих токов.  Активно-ёмкостный фильтр напряжения обратной последовательности (ФНОП) состоит из двух конденсаторов C3 и С4 и двух активных регулируемых сопротивлений RЗ и R4 (см. рис. 22). Величины активных сопротивлений при настройке фильтра устанавливаются так, что RЗ = V3X3, а Х4 = \/3R4, где ХЗ и Х4 — емкостные сопротивления конденсаторов СЗ и С4. При симметричных режимах первичной сети напряжение на выходе ФНОП должно быть равно нулю. В действительности на выходе ФНОП всегда существует небольшое напряжение, называемое напряжением небаланса. Оно обусловлено наличием высших гармонических составляющих, колебаниями частоты и неточностью настройки фильтра. Векторные диаграммы, поясняющие работу фильтра, приведены на рис. 24. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 |
Российской федерации государственного энергетического надзора министерства топлива и энергетики Составители: В. А. Фищев, В. Н. Рябинкин, В. С. Ковалев, В. А. Малофеев, В. Н. Белоусов, Р. А. Шилова, А. Л. Кузнецов |
|
Государственного энергетического надзора министерства топлива и энергетики российской федерации Составители: В. А. Фищев, В. Н. Рябинкин, В. С. Ковалев, В. А. Малофеев, В. Н. Белоусов, Р. А. Шилова, А. Л. Кузнецов |
 |
«международный институт рынка» методические рекомендации по подготовке,... Методические рекомендации по выполнению выпускных квалификационных работ / Составители: составители Д. В. Березовский, А. А. Бодров,... |
|
Воронкова В. В., Перова М. Н., Экк В. В., Кмытюк Л. В Мозговой В. М., Кузнецов Б. В., Романина В. И., Павлова Н. П., Евтушенко И. В., Грошенков ил |
|
Биология А. Н. Кузнецов заведующий кафедрой факультетской и поликлинической терапии Нижегородской государственной медицинской академии |
|
Методические указания и лабораторные работы Составители: д т. н.,... Составители: д т н., проф., Щинников П. А., к т н., доц., Дворцевой А. И., асс. Галанова А. И., асс Сафронов А. В |
|
Химия растительного сырья Ю. Д. Алашкевич, В. И. Белоглазов, В. К. Дубовый, Д. А. Дулькин, И. Н. Ковернинский, Б. Н. Кузнецов, А. В. Кучин, Ю. С. Оводов, Г.... |
|
Химия растительного сырья Ю. Д. Алашкевич, В. И. Белоглазов, В. К. Дубовый, Д. А. Дулькин, И. Н. Ковернинский, Б. Н. Кузнецов, А. В. Кучин, Ю. С. Оводов, Г.... |
|
Химия растительного сырья Ю. Д. Алашкевич, В. И. Белоглазов, В. К. Дубовый, Д. А. Дулькин, И. Н. Ковернинский, Б. Н. Кузнецов, А. В. Кучин, Ю. С. Оводов, Г.... |
|
Химия растительного сырья Ю. Д. Алашкевич, В. И. Белоглазов, В. К. Дубовый, Д. А. Дулькин, И. Н. Ковернинский, Б. Н. Кузнецов, А. В. Кучин, Ю. С. Оводов, Г.... |
|
Легководных реакторов в проектных авариях А. В. Салатов, А. А. Гончаров, А. С. Еременко, В. И. Кузнецов, А. В. Кумачев, О. А. Нечаева, В. В. Новиков, М. В. Сыпченко, П. В.... |
|
Учебные планы и программы курсов повышения квалификации по направлению Рецензент — С. А. Кузнецов, первый заместитель директора филиала на Свердловской жд |
|
Выводы 47 Вопросы для повторения к 1 и 2 главам 48 С. Д. Ильенкова, Н. Д. Ильенкова, А. В. Бандурин, C. Ю. Ягудин, Э. М. Воронина, А. В. Квитко, В. И. Кузнецов, В. С. Мхитарян, Е.... |
|
Горленко В. М., Дубинина Г. А., Кузнецов С. И. Экология водных микроорганизмов Аскерния А. А., Сорокина А. Ю., Дубинина Г. А. Микробиологические аспекты процессов обезжелезивания и деманганации природных подземных... |
|
Цикла Составители: заведующий кафедрой дерматовенерологии, д м н., профессор Родин А. Ю., ассистент Ерёмина Г. В |
|
Терапия Составители: преподаватели терапии Казанского базового медицинского колледжа Нуриева Л. Г., Сушенцова, М. М., Киселева Л. П |