Реле сопротивления принцип работы

Дистанционная защита линий

Дистанционные защиты применяются в сетях сложной конфигурации, где по соображениям быстродействия и чувствительности не могут быть использованы более простые максимальные токовые и направленные токовые защиты.

Дистанционной защитой определяется сопротивление или расстояние (дистанция) до места КЗ, и в зависимости от этого она срабатывает с меньшей или большей выдержкой времени. Дистанционная защита выполняется многоступенчатой, причем при КЗ в первой зоне, охватывающей 80—85 % длины защищаемой линии, время срабатывания защиты не более 0,15 с.

Для второй зоны, выходящей за пределы защищаемой линии, выдержка времени на ступень выше и колеблется в пределах 0,4—0,6 с. При КЗ в третьей зоне выдержка времени еще более увеличивается и выбирается, как и для направленных токовых защит.

Дистанционная защита — сложная защита, состоящая из ряда элементов (органов), каждый из которых выполняет определенную функцию.

На рис. 1 представлена упрощенная схема дистанционной защиты со ступенчатой характеристикой выдержки времени. Схема имеет пусковой и дистанционный органы, а также органы направления и выдержки времени.

Пусковой орган П выполняет функцию отстройки защиты от нормального режима работы и пускает ее в момент возникновения КЗ. В качестве такого органа в рассматриваемой схеме применено реле сопротивления, реагирующее на ток IР и напряжение UР на зажимах реле.

Рис. 1. Упрощенная схема дистанционной защиты со ступенчатой характеристикой выдержки времени

Дистанционные (или измерительные) органы Д1 и Д2 устанавливают меру удаленности места КЗ. Каждый из них выполнен при помощи реле сопротивления, которое срабатывает при КЗ, если

где Zp — сопротивление на зажимах реле; Z — сопротивление защищаемой линии длиной 1 км; L — длина участка линии до места КЗ, км; Zcp — сопротивление срабатывания реле.

Из приведенного соотношения видно, что сопротивление на зажимах реле Zp пропорционально расстоянию L до места КЗ.

Органы выдержки времени РВ2 и РВЗ создают выдержку времени, с которой защита действует на отключение линии при КЗ во второй и третьей зонах. Орган направления Н разрешает работу защиты при направлении тока КЗ от шин в линию.

В схеме предусмотрена блокировка БН, выводящая защиту из действия при повреждениях цепей напряжения, питающих защиту. Дело в том, что если при повреждении цепей напряжение на зажимах защиты Uр=0, то и Zp=0. Это означает, что и пусковой и дистанционный органы могут сработать неправильно. Для предотвращения отключения линии при появлении неисправности в цепях напряжения блокировка снимает с защиты постоянный ток. Оперативный персонал в этом случае обязан быстро восстановить нормальное напряжение на защите. Если по какой-либо причине это не удается выполнить, защиту следует вывести из действия.

Работа дистанционной защиты линий.

При КЗ на линии срабатывают реле пускового органа П и реле органа направления Н. Через контакты этих реле плюс постоянного тока поступит на контакты дистанционных органов и на обмотку реле времени третьей зоны РВ3, приведя его в действие. Если КЗ находится в первой зоне, дистанционной орган Д1 замкнет свои контакты и пошлет импульс на отключение выключателя без выдержки времени.

При КЗ во второй зоне Д1 работать не будет, так как значение сопротивления на зажимах его реле будет больше значения сопротивления срабатывания. В этом случае сработает дистанционный орган второй зоны Д2 который запустит реле времени РВ2. По истечении выдержки времени второй зоны от реле РВ2 поступит импульс на отключение линии.

Если КЗ произойдет в третьей зоне, дистанционные органы Д1 и Д2 работать не будут, так как значения сопротивления на их зажимах больше значений сопротивлений срабатывания. Реле времени РВ3, запущенное в момент возникновения КЗ контактами реле Н, доработает и по истечении выдержки времени третьей зоны пошлет импульс на отключение выключателя линии. Дистанционный орган для третьей зоны защиты, как правило, не устанавливается.

Б) Принцип действия реле сопротивления

Реле сопротивления могут выполняться на электромагнитной, индукционной и других системах.
Упрощенная схема индукционного реле сопротивления приведена на рис. 8-16, а. На четырехполюсном магнитопроводе расположены три обмотки: токовая обмотка обмотка напряжения и поляризующая обмотка
Обмотка подключается к трансформаторам тока, и, следовательно, по ней проходит вторичный ток I_р, пропорциональный первичному току, проходящему по защищаемой линии. Обмотки подключаются к трансформатору напряжения, и, следовательно, к ним приложено вторичное напряжение U_р, пропорциональное первичному напряжению на шинах подстанции в месте установки защиты.
Обмотка подключается к трансформатору напряжения через промежуточный автотрансформатор с отпайками

с помощью которого производится изменение уставки сопротивления срабатывания реле (на рис. 8-16, а автотрансформатор не показан). В цепь обмотки включен конденсатор С.
Векторная диаграмма напряжения, токов и магнитных потоков в реле приведена на рис. 8-16, б. Ток I_р отстает от напряжения на шинах подстанции U_р на угол и, проходя по обмотке создает магнитный поток Ф_т. Ток I_H в обмотке проходящий под влиянием напряжения U_p, отстает от него на угол величина которого зависит от соотношения активного и индуктивного сопротивления обмотки и составляет обычно 60—80°. Ток I_H, проходя по обмотке создает магнитный поток Ф_H. Ток I_п в обмотке проходит также под влиянием напряжения U_p. При этом емкость конденсатора С подбирается так, чтобы ток I_п опережал ток I_H на угол 90°. Ток I_п создает магнитный поток Ф_п.

Таким образом, ротор реле пронизывают три магнитных потока: Ф_T, Ф_H, Ф_п.
Таким образом, из вышеизложенного следует:
1) Рассмотренное реле реагирует на величину полного сопротивления на своих зажимах. В условиях нормального режима, когда М_H> М_т (см. выше), сопротивление на зажимах реле превышает сопротивление срабатывания z_p>z_c.p.. Реле срабатывает, когда что соответствует снижению сопротивления на зажимах реле до величины сопротивления срабатывания, т. е.
Таким образом, рассмотренное реле является минимальным реле полного сопротивления.
2) Сопротивление срабатывания этого реле не является постоянной величиной и зависит от угла между током и напряжением При и, следовательно, При этом

Известно, что полное сопротивление линии z состоит из активного сопротивления r и реактивного сопротивления x и что

Поэтому характеристику реле полного сопротивления удобно изображать графически, откладывая r по горизонтальной и x по вертикальной осям, как показано на рис. 8-17,а.

При таком способе графического построения характеристика сопротивления срабатывания реле полного сопротивления, определяемая формулой (8-16), изображается окружностью, проходящей через точку пересечения осей О, т. е. через начало координат. Здесь К = z_{ср макс} — наибольшее значение сопротивления срабатывания [см. формулу (8-17)], является диаметром окружности. Угол при котором z_ср = z_{ср макс} называется углом максимальной чувствительности реле сопротивления. Величина этого угла принимается при конструировании реле равной углу полного сопротивления защищаемых линий. Зона, ограниченная окружностью, является зоной действия реле. Точка О соответствует началу защищаемой линии, и так как характеристика реле располагается в первой четверти, то оно действует только в одном направлении. Реле с такой характеристикой называется направленное реле полного сопротивления.
Из характеристики реле, видно, что при r = 0 и х = 0, т. е. при к. з. в начале линии, z_ср =0 и, следовательно, реле не работает. Таким образом, направленное реле полного сопротивления имеет «мертвую зону», что является его недостатком.
На рис. 8-17, б приведены характеристики реле полного сопротивления трехступенчатой дистанционной защиты, характеристика времени срабатывания которой показана на рис. 8-15, б. Здесь шины подстанции А, где установлена рассматриваемая защита, расположены в начале координат. Там же расположена точка а, соответствующая началу первой зоны. Линии Л₁ и Л₂ расположены под углом, равным углу их полного сопротивления, который совпадает с углом максимальной чувствительности реле
Шины других подстанций, а также зоны защиты имеют те же обозначения, что и на рис. 8-15,
Характеристики реле сопротивления в координатах r, х показывают область действия защиты. Так, из рис. 8-17, б видно, что все зоны дистанционной защиты являются направленными и, следовательно, не приходят в действие при к. з. на линии, смежной с линией Л₁ но расположенной влево от подстанции А (рис. 8-15, б). На рис. 8-17, б эта линия расположена в третьей четверти, как показано пунктиром.
На рис. 8-17, б показано, как будет действовать дистанционная защита, если на линии Л₁ возникнет к. з. через переходное сопротивление, например сопротивление электрической дуги. Так, если это к. з. произошло в точке д, расположенной в пределах первой зоны через дугу с сопротивлением r_д, то реле сопротивления измерит сопротивление z_р, которое больше, чем z₁, и попадает во вторую зону. Поэтому, несмотря на то что физически место к. з. находится в первой зоне, защита будет действовать с выдержкой времени второй ступени.

Рассмотренное реле сопротивления основано на суммировании магнитных потоков, создаваемых в магнитопроводе реле током и напряжением, подводимыми к обмоткам реле.

Сопротивление срабатывания ненаправленного реле является величиной постоянной, не зависящей от угла между током и напряжением.

Поэтому в осях r и х характеристика реле изображается окружностью с центром в точке пересечения осей, т. е. в начале координат (рис. 8-20), и радиусом, равным К. Точка О соответствует началу защищаемой линии, и так как характеристика располагается во всех четырех четвертях, то реле с такой характеристикой действует при к. з. не только на защищаемой линии, но и на смежных линиях, т. е. является ненаправленным. Поэтому при использовании такого реле в схемах дистанционных защит устанавливается отдельное реле направления мощности, как в схеме максимальной направленной защиты.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась – это был конец пары: “Что-то тут концом пахнет”. 8619 – | 8178 – или читать все.

194.79.20.244 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Дистанционные защиты. Назначение дистанционных защит. Принцип действия реле сопротивления. Создание направленности действия реле сопротивления

Дистанционные защиты (ДЗ) получили свое название за способность определять расстояние (дистанцию), от места установки защит до места повреждения, и в зависимости от расстояния отключать поврежденный участок с заданной выдержкой времени.

В общем виде характеристика срабатывания ДЗ может быть представлена выражением t=f(lp.k), время срабатывания плавно нарастает с увеличением расстояния до места КЗ lp.k.

Органом определяющим расстояние до места КЗ (дистанционным органом) служит реле сопротивления, непосредственно или косвенно реагирующее на сопротивление (активное, реактивное, полное) участка линии до точки КЗ. Сопротивление участка пропорционально длине линии:

Наиболее часто применяют реле полного сопротивления. В схеме ДЗ также участвует орган направления мощности, за положительное направление тока КЗ принято направление от шин в линию.

Выдержка времени выбирается так, чтобы защиты, работающие в одном направлении, имели время срабатывания на Δt больше защит предыдущего участка.

На рисунке 1 представлена ступенчатая характеристика зависимости времени срабатывания ДЗ от расстояния lpk. Существуют также ДЗ с плавно нарастающими и комбинированными характеристиками, однако, в виду сложности они применяются крайне редко.

Как правило, ДЗ выполняются с тремя зонами действия (рис. 1). Первая зона охватывает 75–85% длины линии, время срабатывания этой зоны минимально и находится в пределах 0,02–0,15 сек.

Для сравнения красной штрих-пунктирной линией обозначена уставка по времени срабатывания максимальной токовой защиты. Из графика можно сделать вывод, что ДЗ более быстрая защита при повреждениях на Л-1.

Вторая зона ДЗ охватывает оставшийся участок линии Л-1 и шины питаемой подстанции. Вторая зона имеет выдержку времени на ступень больше, защит установленных на шинах второй ПС.

Третья зона является резервной для защит Л-2. Время срабатывания отстраивается от защит Л-2. Зона определяется расчетным путем для каждого случая индивидуально.

Описание схемы ДЗ. ДЗ относятся к сложным (многорелейным) защитам. На рисунке 2 представлена простейшая схема для одной фазы.

Пусковой орган ПО реагирует на возмущения в сети. Выполняется в виде токовых реле или реле сопротивления. К зажимам ПО подведено рабочее напряжение и рабочий ток защищаемой линии.

Дистанционный орган ДО определяет расстояние до места повреждения. Представляет собой реле минимального сопротивления. Срабатывание происходит при условии:

Характеристика срабатывания реле сопротивления. Современные ДЗ выполняются на реле и на базе МПУ реагирующих не только на значение абсолютного сопротивления zk, но и на угол φр=arctg (x/r).

Это сделано, для того, чтобы отличать режимы КЗ от режимов больших нагрузок, когда Zр приближается к значению Zср. При токах КЗ φр≈80º, а при токах нагрузки φр≈15º-30º.

Для удобства вектор сопротивления линии строят в комплексной плоскости. 1,2 и 4 квадранты характеризуют различное соотношение активных и реактивных сопротивлений защищаемого участка линии.

В 3 квадранте характеристики питающей линии, то есть расположенной «за спиной» защиты. Синяя заштрихованная комплексная область показывает зону срабатывания реле сопротивления.

На рис. 3 показана характеристика направленного реле сопротивления. Об этом можно судить по тому, что характеристика не пересекает третьего квадранта, в противном случае это была бы ненаправленная защита.

Угол φм.ч. характеризует угол максимально чувствительности реле, при котором Zс.р.=Zс.р. макс. В нормальном режиме работы сети, вектор полного сопротивления линии, выходит далеко за пределы зоны срабатывания защиты.

При КЗ напряжение на поврежденной фазе снижается, ток увеличивается. Полное сопротивление участка ВЛ также уменьшается и попадает в зону срабатывания реле.

Выбор уставок ДЗ.

– Время срабатывания 1 зоны ДЗ не регулируется и определяется собственным временем срабатывания реле. Находится в пределах 0,02–0,15 секунд. Сопротивление срабатывания первой зоны Z1A выбирается по условию:

где ZЛ1 – полное сопротивление линии Л1 (рис. 1);
k1 – коэффициент учитывающий погрешности настройки реле и расчетов защит, для реле типа КРС составляет 0,85. Таким образом, первая зона охватывает 85% длины линии.

– Время срабатывания 2 зоны защиты А отстраивается от быстродействующих защит В:

где t2A – время срабатывания 2 зоны защиты А;
t1B – время срабатывания быстродействующих защит участка В равно 0,1 сек;
Δt – ступень селективности, 0,3–0,5 сек.

Сопротивление срабатывания 2 зоны отстраивается по двум условиям:

1) от самой короткой 1 зоны следующего участка:

где k2 – коэффициент, учитывающий погрешности реле 2 зоны, 0,85;

2) отстройка от КЗ за трансформатором:

За окончательную уставку 2 зоны принимается меньшее из двух значений. Кроме того, выбранная уставка проверяется по чувствительности:

Для линий с сопротивлением 5-20 Ом, kч должен быть 1,5-2, так как на линиях с малым сопротивлением, при КЗ через дугу, ДЗ может отказать.

– Уставка срабатывания отстраивается от токов нагрузки, а время срабатывания выбирается по условию селективности.

3. Практическое задание.

Задача

Билет №8

1. Режим работы трансформаторов тока. Влияние насыщения магнитопровода на точность измерения. Понятие допустимой кратности.

Трансформа́тор то́ка — трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику тока, а вторичная обмотка замыкается на измерительные или защитные приборы, имеющие малые внутренние сопротивления.

Измерительный трансформа́тор то́ка — трансформатор, предназначенный для преобразования тока до значения, удобного для измерения. Первичная обмотка трансформатора тока включается последовательно в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, пропорционален току, протекающему в его первичной обмотке.

Трансформаторы тока (далее – ТТ) широко используются для измерения электрического тока и в устройствах релейной защиты электроэнергетических систем, в связи с чем на них накладываются высокие требования по точности. Трансформаторы тока обеспечивают безопасность измерений, изолируя измерительные цепи от первичной цепи с высоким напряжением, часто составляющим сотни киловольт.

К ТТ предъявляются высокие требования по точности. Как правило, ТТ выполняют с двумя и более группами вторичных обмоток: одна используется для подключения устройств защиты, другая, более точная — для подключения средств учёта и измерения

(например, электрических счётчиков).

Это специальный трансформатор, трансформатор тока, поставка терминалов вторичного оборудования, с этим током, изолировать высокое напряжение. Текущие трансферты трансформатора тока первой трансляции, мы, “первичный” для среднего и цепи, мы были sekonder “и приборы в этой цепи с магнитной муфтой в качестве результата.

На устройствах с мощностью от основного направления,

В цепях среднего и высокого напряжения, устройств, препятствует их продавливают через крупные Напряженность [1]

Особенности конструкции

Вторичные обмотки ТТ (не менее одной на каждый магнитопровод) обязательно нагружаются. Сопротивление нагрузки строго регламентировано требованиями к точности коэффициента трансформации. Незначительное отклонение сопротивления вторичной цепи от номинала, указанного в паспорте ТТ, по модулю полного сопротивления Z или коэффициента мощности cos φ (обычно cos φ = 0,8 индукт.) приводит к изменению погрешности преобразования и, возможно, ухудшению измерительных качеств трансформатора. Значительное увеличение сопротивления нагрузки создает высокое напряжение во вторичной обмотке, достаточное для пробояизоляции трансформатора, что приводит к выходу трансформатора из строя, а также создаёт угрозу жизни обслуживающего персонала. Кроме того, из-за возрастающих потерь в сердечнике магнитопровода трансформатор начинает перегреваться, что также может привести к повреждению (или, как минимум, к износу) изоляции и дальнейшему её пробою. Полностью разомкнутая вторичная обмотка ТТ не создаёт компенсирующего магнитного потока в сердечнике, что приводит к перегреву магнитопровода и его выгоранию. При этом магнитный поток, созданный первичной обмоткой, имеет очень высокое значение, и потери в магнитопроводе сильно нагревают его. В конструктивном отношении трансформаторы тока выполнены в виде сердечника, шихтованного из холоднокатанной кремнистой трансформаторной стали, на которую наматываются одна или несколько вторичных изолированных обмоток. Первичная обмотка также может быть выполнена в виде катушки, намотанной на сердечник, либо в виде шины. В некоторых конструкциях вообще не предусмотрена встроенная первичная обмотка; первичная обмотка выполняется потребителем путём пропускания провода через специальное окно. Обмотки и сердечник заключаются в корпус для изоляции и предохранения обмоток. В некоторых современных конструкциях ТТ сердечник выполняется из нанокристаллических (аморфных) сплавов для расширения диапазона, в котором трансформатор работает в классе точности.

Коэффициент трансформации измерительных трансформаторов тока является их основной характеристикой. Номинальный (идеальный) коэффициент указывается на шильдике трансформатора в виде отношения номинального тока первичной (первичных) обмоток к номинальному току вторичной (вторичных) обмоток, например, 100/5 А или 10-15-50-100/5 А (для первичных обмоток с несколькими секциями витков). При этом реальный коэффициент трансформации несколько отличается от номинального. Это отличие характеризуется величиной погрешности преобразования, состоящей из двух составляющих — синфазной и квадратурной. Первая характеризует отклонение по величине, вторая отклонение по фазе вторичного тока реального от номинального. Эти величины регламентированы ГОСТами и служат основой для присвоения трансформаторам тока классов точности при проектировании и изготовлении. Поскольку в магнитных системах имеют место потери связанные с намагничиванием и нагревом магнитопровода, вторичный ток оказывается меньше номинального (то есть погрешность отрицательная) у всех ТТ. В связи с этим для улучшения характеристик и внесения положительного смещения в погрешность преобразования применяют витковую коррекцию. А это означает, что коэффициент трансформации у таких откорректированных трансформаторов не соответствует привычной формуле соотношений витков первичной и вторичной обмоток.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Дистанционная защита линий, принцип работы, ступени, формула

Для защиты тупиковых кабельных или воздушных линий с односторонним питанием достаточно максимально-токовой защиты или токовой отсечки. Но, если эти линии подключены последовательно друг за другом или соединяют между собой несколько источников питания, невозможно выполнить такие защиты селективными.

Представим, что от шин подстанции №1 отходит линия, питающая другую подстанцию — №2. А с шин этой следующей подстанции уходит еще одна линия.

При использовании МТЗ на подстанции №1 она должна срабатывать при КЗ на первой линии, но давать возможность подействовать защите подстанции №2 при КЗ на следующей.

Но при этом она должна еще и резервировать защиту второй подстанции, для чего должна подействовать и при КЗ на линии 2. Для этого время действия защит нужно установить так, чтобы на первой подстанции выдержка была больше. К тому же придется разделить логику работы МТЗ на две или более ступеней, выставив для первой из них ток срабатывания, равный расчетному току КЗ в конце первой линии.

А теперь предположим, что с противоположной стороны линию №2 питает еще один источник энергии, не зависимый от первого. Теперь задача усложняется: токи короткого замыкания изменяются. К тому же МТЗ линий потребуется выполнить направленными.

Есть еще один вид защит, который может помочь эффективно отключить именно линию с повреждением – дифференциальная защита. Но для ЛЭП большой протяженности ее выполнить очень непросто.

При использовании же МТЗ и токовых отсечек устройства защиты получаются сложными, к тому же – недостаточно эффективными. Выход из ситуации – применение дистанционных защит.

Принцип действия защиты

Дистанционная защита (ДЗ) – название, говорящее о том, что она реагирует на расстояние до точки короткого замыкания. А если говорить точнее: логика ее работы зависит от места расположения точки замыкания, которое и определяет защита.

Делает она это с помощью устройств, называемых реле сопротивления.

Их задача: косвенным образом измерить сопротивление от места расположения защиты до точки короткого замыкания. А для этого, по закону Ома, ей требуются не только ток, но и напряжение, получаемое от установленного на шинах подстанции трансформатора напряжения.

Реле сопротивления срабатывает при условии:

Здесь Zуст – уставка сопротивления срабатывания реле. Измеряемая величина является фиктивной, так как в некоторых режимах работы (например, при качаниях) ее физический смысл, как сопротивления, теряется.

Уставок срабатывания, а, следовательно, и реле сопротивления у ДЗ, как правило, не менее трех.

Защищаемая область делится на участки, называемые зонами. Время срабатывания для каждой из зон свое. А уставка реле сопротивления равна сопротивлению до точки КЗ в конце соответствующей зоны. Для пояснения вспомним пример с подстанциями и линиями.

Уставка первой зоны ДЗ

Рассчитывается так, чтобы она защищала только свою отходящую линию. Но не до самого конца, а с учетом погрешности измерения сопротивления – 0,7-0,85 ее длины. При срабатывании первой зоны ДЗ линия отключается с минимально возможной выдержкой времени, так как КЗ находится гарантированно на ней.

Вторая зона ДЗ

Резервирует отказ защиты следующей подстанции. Для чего она реагирует на КЗ в конце линии №2. И первая зона ДЗ для выключателя второй линии от подстанции №2 выставлена на сопротивление до той же самой точки КЗ, но уже от шин этой подстанции. Но выдержка времени 2 зоны ДЗ подстанции №1 больше, чем 1 зоны ДЗ подстанции №2.

Этим обеспечивается требуемая селективность: выключатель второй линии от подстанции №2 отключится раньше, чем отработает реле времени защиты на подстанции №1.

Третья зона ДЗ

Необходима для резервирования защиты следующей линии, если она есть в наличии. Дополнительного количества зон не предусматривается.

Интересное видео о настройке дистанционной защиты смотрите ниже:

Устройство и работа комплекта дистанционной защиты.

Тем не менее, на одних реле сопротивления и реле времени такую защиту не выполнить. На практике она включает в себя несколько функциональных блоков.

Пусковые органы ДЗ

Это токовые реле или реле полного сопротивления. Их задача: определить наличие КЗ в защищаемой цепи и запустить работу остальных устройств защиты.

Дистанционные органы.

Набор реле сопротивления для определения зоны срабатывания и дистанции до места КЗ. Устройство, формирующее выдержки времени для зон защиты. Это – обычные реле времени.

Реле направления мощности

На самом деле он применяется редко, так как реле сопротивления конструктивно обладают собственной диаграммой направленности, не позволяющей срабатывать защите при КЗ «за спиной». В итоге исключается срабатывание защиты при замыканиях в направлении, противоположном защищаемой линии.

Органы блокировок

Одно из которых — защита от исчезновения напряжения. При неисправностях цепей ТН ДЗ выводится из действия. Следующая блокировка работает при качаниях в системе. При их возникновении обычно происходит снижение напряжения на шинах и увеличение тока в защищаемых линиях. Эти изменения воспринимаются дистанционными органами защиты как уменьшение сопротивления, из-за чего также не исключена ложная работа защиты.

Применение дистанционной защиты

Дистанционная защита используется в сетях с питанием от двух и более источников.

Это линии связи напряжением 35, 110 кВ и выше, по которым осуществляется транзит электроэнергии.

Особенно эффективна и незаменима ДЗ в кольцевых схемах энергоснабжения, применение которых очень часто для единой энергетической системы страны.

Для всех сетей, где установлена ДЗ, она является основной защитой.

Конструкция ДЗ на электромеханической базе предполагает наличие большого количества элементов: обычных реле, трансформаторов. Для ее размещения выделяется целая панель. Современные же варианты микропроцессорных защит умещаются в одном терминале, соседствуя с другими их видами, а также – возможностью фиксирования срабатываний защит, работы блокировок, запись осциллограмм аварийных процессов. Совмещением нескольких устройств в одном терминале обеспечивается не только компактность, но и удобство в эксплуатации релейной защиты линии.

Ещё одно интересное короткое видео об анализе работы дистанционной защиты:

23. Характеристики реле сопротивления.

Виды характеристик реле сопротивления

1. Круговая характеристика с центром в начале координат. Зона, ограниченная окружностью, является зоной действия реле. Сопротивление срабатывания таких реле не зависит от ϕP , поэтому их называют реле полного сопротивления.

2. Круговая характеристика, проходящая через начало координат. Реле с такой характеристикой не работают при направлении тока из линии к шинам, поэтому оно является направленным. Точка 0 соответствует началу защищаемой линии. При коротком замыкании в начале линии, когда R и X равны нулю, реле не работает, что является его недостатком. Угол δ, при котором сопротивление срабатывания реле максимально, называется углом максимальной чувствительности.

3. Реле с эллиптической характеристикой. Такие характеристики использовались для третьих ступеней защит с целью улучшения отстройки от рабочих режимов и получения большей чувствительности.

4. Реле с многоугольными характеристиками. Четырехугольная характеристика используется для выполнения второй и третьей ступеней защит. Ее верхняя сторона должна фиксировать концы защищаемых зон, правая боковая сторона обеспечивает отстройку от рабочих режимов. Левая сторона отстраивает защиту от мощностей нагрузок, передаваемых к месту ее включения. Нижняя сторона обеспечивает работу защиты при близких повреждениях, сопровождающихся замыканием через переходное сопротивление. Треугольная характеристика применяется для реле сопротивления третьей ступени, обеспечивает необходимую отстройку от нагрузочных режимов с соблюдением требуемой чувствительности.

25. Продольная дифференциальная защита линий. Принцип действия, погрешности, расчет параметров.

Принцип действия продольной дифференциальной защиты рассмотрим на примере линии с двухсторонним питанием. Для выполнения защиты по концам линии ставятся трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации. Вторичные обмотки соединяются между собой, параллельно обмоткам включается токовое реле. В нормальном режиме работы или при внешнем коротком замыкании в точке К1 , в обоих трансформаторах тока проходит одинаковый первичный ток. Ток в реле, определяемый как разность вторичных токов, примерно равен нулю. При коротком замыкании в защищаемой зоне, точка К2, в реле протекает сумма вторичных токов, и реле сработает. В режиме внешнего замыкания ток в реле равен нулю только для идеальных трансформаторов тока. Реальные трансформаторы тока обладают по-

грешностями, и через реле протекает ток небаланса. чтобы защита не сработала ложно при внешних замыканиях, ее ток срабатывания должен быть больше максимально возможного тока небаланса

26. Поперечная дифференциальная защита линий. Принцип действия.

По концам каждой из параллельных линий ставятся трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации. Вторичные обмотки

тр-ров тока соединяются между собой на разность токов. Параллельно вторичным обмоткам включается пусковой орган, выполненный на реле тока и реле мощности. В нормальном режиме и при внешнем коротком замыкании в точке К1

ток в реле практически отсутствует. так как токи I1 и I2 , протекающие по параллельным линиям, равны между собой. Через реле проходит лишь ток небаланса, вызываемый погрешностью

трансформаторов тока, и защита не работает. При отключении одной из параллельных линий блок-контактами сработавших выключателей защита выводится из работы для устранения возможности ее неселективного действия при внешнем коротком замыкании. По принципу действия поперечная дифференциальная защита не требует

введения замедления на срабатывание, и при коротких замыканиях на защищаемых линиях оба комплекта сработают одновременно и практически мгновенно. Однако при коротких замыканиях в начале или конце линии защита работает каскадно.

Электромагнитное реле

Устройство, обозначение и параметры реле

Для управления различными исполнительными устройствами, коммутации цепей, управления приборами в электронике активно применяется электромагнитное реле.

Устройство реле достаточно просто. Его основой является катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода.

Внутрь катушки устанавливается стержень из мягкого железа. В результате получается электромагнит. Также в конструкции реле присутствует якорь.Он закреплён на пружинящем контакте. Сам же пружинящий контакт закреплён на ярме. Вместе со стержнем и якорем ярмо образует магнитопровод.

Если катушку подключить к источнику тока, то образовавшееся магнитное поле намагничивает сердечник. Он в свою очередь притягивает якорь. Якорь укреплён на пружинящем контакте. Далее пружинящий контакт замыкается с другим неподвижным контактом. В зависимости от конструкции реле, якорь может по-разному механически управлять контактами.

Устройство реле.

В большинстве случаев реле монтируется в защитном корпусе. Он может быть как металлическим, так и пластмассовым. Рассмотрим устройство реле более наглядно, на примере импортного электромагнитного реле Bestar. Взглянем на то, что внутри этого реле.

Вот реле без защитного корпуса. Как видим, реле имеет катушку, стержень, пружинящий контакт, на котором закреплен якорь, а также исполнительные контакты.

На принципиальных схемах электромагнитное реле обозначается следующим образом.

Условное обозначение реле на схеме состоит как бы из двух частей. Одна часть (К1) – это условное обозначение электромагнитной катушки. Она обозначается в виде прямоугольника с двумя выводами. Вторая часть (К1.1; К1.2) – это группы контактов, которыми управляет реле. В зависимости от своей сложности реле может иметь достаточно большое количество коммутируемых контактов. Они разбиваются на группы. Как видим, на обозначении изображены две группы контактов (К1.1 и К1.2).

Как работает реле?

Принцип работы реле наглядно иллюстрирует следующая схема. Есть управляющая цепь. Это само электромагнитное реле K1, выключатель SA1 и батарея питания G1. Также есть исполнительная цепь, которым управляет реле. Исполнительная цепь состоит из нагрузки HL1 (лампа сигнальная), контактов реле K1.1 и батареи питания G2. Нагрузкой может быть, например, электрическая лампа или электродвигатель. В данном случае в качестве нагрузки используется сигнальная лампа HL1.

Как только мы замкнём управляющую цепь выключателем SA1, ток от батареи питания G1 поступит на реле K1. Реле сработает, и его контакты K1.1 замкнут исполнительную цепь. На нагрузку поступит напряжение питания от батареи G2 и лампа HL1 засветится. Если разомкнуть цепь выключателем SA1, то с реле K1 будет снято напряжение питания и контакты реле K1.1 вновь разомкнуться и лампа HL1 выключится.

Коммутируемые контакты реле могут иметь своё конструктивное исполнение. Так, например, различают нормально-разомкнутые контакты, нормально-замкнутые контакты и контакты на переключение (перекидные). Разберёмся с этим поподробнее.

Нормально разомкнутые контакты

Нормально разомкнутые контакты – это контакты реле, которые находятся в разомкнутом состоянии до тех пор, пока через катушку реле не потечёт ток. Говоря проще, когда реле выключено, контакты тоже разомкнуты. На схемах реле с нормально-разомкнутыми контактами обозначается вот так.

Нормально замкнутые контакты

Нормально замкнутые контакты – это контакты реле, находящиеся в замкнутом состоянии, пока через катушку реле не начнёт течь ток. Таким образом, получается, что при выключенном реле контакты замкнуты. Такие контакты на схемах изображают следующим образом.

Переключающиеся контакты

Переключающиеся контакты – это комбинация из нормально-замкнутых и нормально-разомкнутых контактов. У переключающихся контактов есть общий провод, который переключается с одного контакта на другой.

Современные широко распространённые реле, как правило, имеют переключающиеся контакты, но могут встречаться и реле, которые имеют в своём составе только нормально-разомкнутые контакты.

У импортных реле нормально-разомкнутые контакты реле обозначаются сокращением N.O. А нормально-замкнутые контакты N.C. Общий контакт реле имеет сокращение COM. (от слова common – «общий»).

Теперь обратимся к параметрам электромагнитных реле.

Параметры электромагнитных реле.

Как правило, размеры самих реле позволяют наносить на корпус их основные параметры. В качестве примера, рассмотрим импортное реле Bestar BS-115C. На его корпусе нанесены следующие надписи.

COIL 12VDC – это номинальное напряжение срабатывания реле (12V). Поскольку это реле постоянного тока, то указано сокращённое обозначение постоянного напряжения (сокращение DC обозначает постоянный ток/напряжение). Английское слово COIL переводится как «катушка», «соленоид». Оно указывает на то, что сокращение 12VDC имеет отношение к катушке реле.

Далее на реле указаны электрические параметры его контактов. Понятно, что мощность контактов реле может быть разная. Это зависит как от габаритных размеров контактов, так и от используемых материалов. При подключении нагрузки к контактам реле нужно знать мощность, на которую они рассчитаны. Если нагрузка потребляет мощность больше той, на которую рассчитаны контакты реле, то они будут нагреваться, искрить, “залипать”. Естественно, это приведёт к скорому выходу из строя контактов реле.

Для реле, как правило, указываются параметры переменного и постоянного тока, которые способны выдержать контакты.

Так, например, контакты реле Bestar BS-115C способны коммутировать переменный ток в 12А и напряжение 120V. Эти параметры зашифрованы в надписи 12А 120VAC (сокращение AC обозначает переменный ток).

Также реле способно коммутировать постоянный ток силой 10А и напряжением 28V. Об этом свидетельствует надпись 10A 28VDC. Это были силовые характеристики реле, точнее его контактов.

Потребляемая мощность реле.

Теперь обратимся к мощности, которую потребляет реле. Как известно, мощность постоянного тока равна произведению напряжения (U) на ток (I): P=U*I. Возьмём значения номинального напряжения срабатывания (12V) и потребляемого тока (30 mA) реле Bestar BS-115C и получим его потребляемую мощность (англ. – Power consumption).

Таким образом, мощность реле Bestar BS-115C составляет 360 милливатт (mW).

Есть ещё один параметр – это чувствительность реле. По своей сути, это и есть мощность потребления реле во включённом состоянии. Понятно, что реле, которому требуется меньше мощности для срабатывания, является более чувствительным по сравнению с теми, которые потребляют большую мощность. Такой параметр, как чувствительность реле, особенно важен для устройств с автономным питанием, так как включенное реле расходует заряд батарей. К примеру, есть два реле с потребляемой мощностью 200 mW и 360 mW. Таким образом, реле мощностью 200 mW обладает большей чувствительностью, чем реле мощностью 360 mW.

Как проверить реле?

Электромагнитное реле можно проверить обычным мультиметром в режиме омметра. Так как обмотка катушки реле обладает активным сопротивлением, то его можно легко измерить. Сопротивление обмотки реле может варьироваться от нескольких десятков ом (Ω), до нескольких килоом (kΩ). Обычно самое низкое сопротивление обмотки имеют миниатюрные реле, которые рассчитаны на номинальное напряжение 3 вольта. У реле, номинальное напряжение которых составляет 48 вольт, сопротивление обмотки намного выше. Это прекрасно видно по таблице, в которой указаны параметры реле серии Bestar BS-115C.

Отметим, что потребляемая мощность всех типов реле этой серии одинакова и составляет 360 mW.

Электромагнитное реле является электромеханическим прибором. Это, наверное, является самым большим плюсом и в то же время весомым минусом.

При интенсивной эксплуатации любые механические части изнашиваются и приходят в негодность. Кроме этого, контакты мощных реле должны выдерживать огромные токи. Поэтому их покрывают сплавами драгоценных металлов, таких как платина (Pt), серебро (Ag) и золото (Au). Из-за этого качественные реле стоят довольно дорого. Если ваше реле всё-таки вышло из строя, то замену ему можно купить здесь.

К положительным качествам электромагнитных реле можно отнести устойчивость к ложным срабатываниям и электростатическим разрядам.