ОМИКРОН ОМИКРОН ОМИКРОН
Система Orphus

РНТ 565 - реле дифференциальное

РНТ 565 - реле дифференциальное

1. Технические характеристики реле с улучшенной отстройкой от апериодической составляющей серии РНТ-565
2. Описание конструкции РНТ и ДЗТ
3. Основные понятия о реле РНТ и ДЗТ
4. Принцип действия реле РНТ
5. Увеличение м.д.с. срабатывания дифференциального реле
6. Реле РНТ с плавной регулировкой параметров
7. Схемы дифференциальных защит повышенной чувствительности
8. Общая методика выбора уставок
9. Особенности выбора уставок с реле PHT
10. Объем испытания и рекомендации по наладке
11. Схемы, применяемые для наладки и проверки реле
12. Некоторые схемы, применяемые при лабораторных исследованиях
13. Описание, проверка и наладка реле с улучшенной отстройкой от апериодической составляющей серии РНТ-560 РНТ-565, 566, 566/2, 567, 567/2
14. Нормы времени и объем работ при техническом обслуживании реле дифференциальные РНТ-562 - РНТ-567, ДЗТ-1(2), ДЗТ-11 - ДЗТ-14, ДЗТ-21(23), МЗТ-11

7. СХЕМЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ ПОВЫШЕННОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

Реле РНТ-560 благодаря повышенному подмагничиванию апериодической слагающей тока обеспечивают надежную отстройку от бросков намагничивающего тока с апериодической слагающей, даже если последняя частично поглощается трансформаторами тока. Однако при включении силовых трансформаторов часто возникают в одной из фаз броски   п е р и о д и ч е с к о г о   н а м а г н и ч и в а ю щ е г о   т о к а, если в двух других фазах протекают броски тока с апериодической слагающей (рис. 16). Действующее значение периодического броска намагничивающего тока зависит от многих факторов (фазы включения, остаточной индукции, режима заземления нейтрали и групп соединения силового трансформатора и трансформаторов тока). Практикой эксплуатации дифференциальных защит силовых трансформаторов выявлено, что при выполнении уставки защиты порядка 1,3 — 1,5 номинального тока трансформатора обеспечивается отстройка от бросков намагничивающего тока всех видов — периодических и а периодических. В тех случаях, когда расчетной является отстройка от бросков намагничивающего тока, уставка защиты не может быть выполнена менее указанной величины из-за отсутствия надежной отстройки от периодических бросков намагничивающего тока (при периодических бросках тока реле действует так же, как и при внутренних повреждениях) . Последнее может существенно снизить чувствительность защиты.
В соответствии с изложенным авторами были разработаны схемы трехфазных дифференциальных защит, обладающие повышенной отстройкой как от апериодических, так и от периодических бросков намагничивающего тока силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Последнее позволяет существенно уменьшить уставку тока срабатывания, выбранную из условия отстройки от бросков намагничивающего тока, и, следовательно, повысить чувствительность защиты.

Характерная осциллограмма трехфазного броска намагничивающего тока силового трансформатораСхемы дифференциальных защит с повышенной отстройкой от бросков намагничивающего тока всех видов

Схема предлагаемой защиты состоит из трех серийных реле типа РНТ-560, каждое из которых обладает повышенной отстройкой от апериодических бросков намагничивающего тока. Для осуществления повышенной отстройки от периодических бросков намагничивающего тока в схеме защиты выполняются цепи взаимного влияния между реле всех трех фаз. Это осуществляется соединением в треугольник либо вторичных, либо коротко-замкнутых обмоток реле (рис. 17). В последнем случае в треугольник соединяются все витки короткозамкнутых обмоток средних стержней и, и все переключения на коммутаторе короткозамкнутой обмотки не влияют на цепь треугольника.
Рассмотрим поведение защиты при внутренних повреждениях и бросках намагничивающего тока.
При внутренних повреждениях соединение в треугольник соответствующих обмоток реле не оказывает существенного влияния на работу защиты. Это влияние определяется нелинейностью характеристик реле Е2 = f(l1), Ек = f(l1) (вследствие насыщения стали) и за-висит от выбранной индукции при срабатывании реле и принятого варианта соединения в треугольник. При линейности характеристик реле сумма э. д. с. по контуру треугольника всегда равна нулю, так как токи повреждения содержат только первую гармонику и векторная сумма токов в реле для всех видов повреждения' равна нулю.                   'Исключение составляет весьма редкий случай двойного замыкания на землю на стороне треугольника силового трансформатора при соединении трансформаторов тока этой стороны в полную звезду и когда одно из замыканий находимся вне зоны защиты. В этом случае ток короткого замыкания протекает только по одному реле и за счет отсоса тока из реле поврежденной фазы — в обмотки двух других реле; ток срабатывания поврежденной фазы увеличивается на 50%. Аналогичное явление будет и при обрыве соединительного провода защиты. Следует отметить, что в настоящее время применяются схемы дифференциальных защит с соединением трансформаторов тока в неполную звезду [Л. 3 — 6], при которых не будет указанного недостатка.
В этом случае ток в контуре треугольника не йротекает H рассматриваемая схема защиты действует так же, как и защита с тремя однофазными реле РНТ. При нелинейности характеристик реле сумма э. д. с. по контуру треугольника зависит от соотношения токов повреждения, протекающих по отдельным реле, а ток срабатывания защиты будет зависеть от вида внутреннего короткого замыкания. Приведенные в табл. 3 результаты испытаний показывают, что указанное различие в токах срабатывания защиты вполне допустимо.
Рассмотрим более подробно схему с соединением в треугольник вторичных обмоток реле РНТ. При трехфазном коротком замыкании (рис. 18,а) по реле отдельных фаз протекают синусоидальные токи равной величины, сдвинутые между собой на 120 . При принятой индукции срабатывания (Вс =1,15 тл) вследствие насыщения э. д. с. вторичной цепи искажена и содержит значительную третью гармонику, которая, совпадая по фазе во всех трех реле, утраивается в контуре треугольника. Протекающий в треугольнике ток третьей гармоники уменьшает долю тока этой гармоники, попадающую в исполнительные органы, что увеличивает ток срабатывания защиты на 20 — 25%.

Т а б л и ц а 3
                        Параметры защиты (рис. 17,а) ври различных видах внутренних новреждении (заводская уставка исполнительного органа реле соответствует В, = 1,15 тл)

 

 

Вид внутреннего замыкания трансформатора II группы

'Грехфазное короткое
замыкание

Двухфазное короткое замыкание на стороне звезды

Однофазное короткое замыкание на стороне звезды или двухфазное на стороне треугольника

                     Вс =1,15 тл

    1,15

      1,15      с дросселем

     1,05

Относительное изменение тока          срабатывания

    1,25

      1,05

     1,15

    0,95

       1,0

Кратность
вторичного тока I2*

при I1* = 2
(норма >1,2)

    1,15

     1,21

     1,25

    1,34

     1,28

при I1* = 5
(норма >1,35)

    1,25

     1,36

     1,38

    1,55

     1,47

          tc при I1* = 3
(норма < 0,035), сек

    0,036

     0,03

   0, 032

    0,027

     0,029

 С увеличением кратности первичного тока растет насыщение сердечника и происходит относительное увеличение третьей гармоники в э. д. с. вторичной цепи. В рассматриваемом случае ток третьей гармоники практически не попадает в исполнительные органы и кратность вторичного тока оказывается несколько ниже минимально допустимых значений (табл. 3). Такое нежелательное действие контура треугольника легко устраняется снижением индукции срабатывания до 1,0 — 1,05тл или включением в цепь треугольника малогабаритного насыщающегося дросселя (табл. 3). Параметры дросселя выбираются таким образом, чтобы при трехфазных коротких замыканиях дроссель не был насыщен и ограничивал ток в контуре треугольника. При бросках намагничивающего тока дроссель должен насыщаться и оказывать малое влияние на работу схемы. Действительно, напряжение на дросселе, выраженное через его параметры, равно:

U=4,44fBmωS,

и при трехфазных коротких замыканиях (f=150 гц) напряжение насыщения дросселя будет значительно больше, чем при бросках тока  (f = 50, 100 гц).
Сердечник дросселя шихтуется внахлестку пластинами из стали     Э-41, толщиной 0,35 мм (размеры пластин даны на рис. 19), поперечное сечение S = 0,5 • 10-4 м², число витков ωД= 50.
При двухфазном коротком замыкании на стороне звезды (рис. 18,б) токи повреждения, протекая по обмоткам реле двух фаз в одном направлении, складываются и удвоенные обтекают реле третьей фазы в противоположном направлении. Вследствие нелинейности характеристик реле Е2 = f(I1), суммарная э. д. с. реле с меньшими токами оказывается больше э. д. с. реле с удвоенным током и в контуре треугольника протекает уравнительный ток (в основном первой гармоники). Этот ток подпитывает исполнительный орган реле с удвоенным током повреждения и снижает ток срабатывания реле на 5% по сравнению с обычной схемой защиты. Следует заметить, что ток срабатывания реле с меньшими токами повреждения значительно возрастает (за счет отсоса тока в исполнительный орган третьей фазы). Однако это несущественно, так как всегда надежно срабатывает реле с большим током повреждения.

 

токораспределение в схеме дифференциальной защиты силового трансформатора 11-й группы при различных видах повреждения

Характеристики кратности вторичного тока оказываются лучше, чем у защиты с тремя однофазными реле РНТ-560.
При однофазном коротком замыкании на стороне звезды или двухфазном на стороне треугольника (см. рис. 18,в) ток повреждения последовательно обтекает два реле; вторичные э. д. с. оказываются равными и противоположными по фазе, и в контуре треугольника ток не протекает. Рассматриваемая схема защиты действует так же, как и обычная.
Поскольку при внутренних повреждениях кратковременно появляется апериодическая слагающая тока, приводящая к некоторой задержке срабатывания реле, предлагаемые схемы защиты были испытаны в таких режимах. Результаты испытаний показали, что характеристики Ìс.р*=f(Ксм) близки соответствующим характеристикам реле РНТ.
При трехфазном броске намагничивающего тока, приведенном на рис. 16, два реле, по которым проте-кают броски тока с апериодической слагающей, не работают, так как реле РНТ отстроены от таких видов бросков. Третье реле РНТ, по которому протекает периодический бросок намагничивающего тока, превышающий его уставку срабатывания, также не срабатывает вследствие влияния токов (в частности, апериодической слагающей) реле двух других фаз через контур треугольника. Поэтому в дальнейших рассуждениях удобно оценивать ток срабатывания реле фазы с периодическим броском в зависимости от доли апериодической слагающей (коэффициента смещения) тока в фазе, испытывающей бросок тока с апериодической слагающей.
При малых значениях коэффициента смещения апериодическая слагающая оказывает слабое влияние, а повышение тока срабатывания при периодическом броске происходит в основном за счет разного гармонического состава токов при бросках и при внутренних повреждениях. При трехфазных бросках токи в реле наряду с первой гармоникой содержат постоянную слагающую (не во всех случаях) и гармонические составляющие второго и третьего порядков, соизмеримые с первой (табл. 4). Сумма э. д. с. этих гармонических составляющих (разных последовательностей чередования) по контуру треугольника не равна нулю, и по обмоткам насыщающихся трансформаторов (соединенных в треугольник) протекает значительный ток, уменьшающий долю соответствующих гармоник тока, попадающую в исполнительные органы, и увеличивающий ток срабатывания реле. Поскольку гармонический состав по фазам реле различный и в фазе с периодическим броском гармонические составляющие проявляются сильнее (табл.4), ток срабатывания реле этой фазы значительно увеличивается.

Т а б л и ц а 4

Гармонический состав трехфазного броска намагничивающего тока (первый период, рис.16), %


Наименование фазы

1-я гармоника

2-я гармоника

3-я гармоника

Постоянная       слагающая

Амплитуда

А и С                 В

100
100

40
102

20
39

67
5

222
208

 

С возрастанием доли апериодической слагающей (Ксм > 0,4) происходит насыщение сердечников реле в фазах А и С, что приводит к значительному уменьшению индуктивного сопротивления вторичных  обмоток этих реле. Последние оказывают шунтирующее действие (по контуру треугольника) на вторичную обмотку реле фазы В, испытывающей периодический бросок тока, в результате чего ток срабатывания этой фазы еще больше увеличится.
Для количественной оценки степени отстройки защиты от периодических бросков тока предлагаемые схемы испытывались на физической модели, имитирующей трехфазные броски намагничивающего тока в статическом режиме '. Результаты испытаний, полученные на модели с учетом частичного поглощения трансформаторами тока апериодической слагающей, приведены на рис. 19 в виде характеристик Ìс.р*=f(Ксм). Эти характеристики даны для случаев соединения в треугольник вторичных обмоток непосредственно и через дроссель, а также при отсутствии соединения в треугольник. Из рис. 19 видно, что при бросках тока с апериодической слагающей характеристики Ìс.р*=f(Ксм) рассматриваемых схем совпадают с соответствующими характеристиками обычных реле РНТ-560 и, следовательно обеспечивается надежная отстройка от бросков такого вида.

Характеристики относительного тока срабатывания в зависимости от коэффициента смещения при испытаниях на несинусоидальном токе

———————————
' Схемы испытания защит при внутренних повреждениях (с апериодической слагающей и без нее) и при бросках намагничивающего тока рассмотрены на следующей странице.
При чистопериодическом броске тока в одной из фаз схема с непосредственным соединением вторичных обмоток обеспечивает повышение тока срабатывания в 3 раза, а при включении дросселя — в 2 раза, в то время как реле РНТ в обычной схеме защиты срабатывает при токе уставки. Характерные осциллограммы токов в реле при трехфазных бросках тока в статическом режиме, полученные на модели, приведены на рис. 20. При периодическом броске тока, несколько превышающем ток уставки реле i1B, и замыкании треугольника ток в исполнительном органе (i2B) уменьшается по амплитуде в 2 раза, и защита ложно не работает. Следует отметить, что вследствие насыщения стали сердечника НТТ для увеличения вторичного тока в 2 раза необходима значительно большая кратность первичного тока.
Одновременно было исследовано поведение защиты в случае, когда во всех трех реле протекали броски тока с апериодической слагающей. Опыты показали, что и при данном виде броска тока рассматриваемая защита обеспечивает более надежную отстройку по сравнению с обычной защитой. Поскольку все другие виды бросков тока намагничивания являются промежуточными между двумя рассмотренными предельными случаями, новые схемы защиты обеспечивают надежную отстройку от бросков тока всех видов.

Осциллограммы токов защиты при статическом трехфазном броске намагничивающего тока для разомкнутого треугольника

На основании изложенного можно заключить, что при соединении в треугольник вторичных обмоток реле РНТ ток срабатывания защиты по условиям отстройки от бросков намагничивающего тока может быть существенно уменьшен. Для повышения надежности работы защиты при внутренних трехфазных повреждениях рекомендуется соединять в треугольник вторичные обмотки через дроссель, при этом ток срабатывания можно получить (см. Особенности выбора уставок с реле PHT)

                               Ìс.з = 0,6 ÷ 0,8Ìном.

При этом практически исключается возможность ложной работы защиты в случае обрыва соединительных проводов и номинальной нагрузке трансформатора, поскольку, как было указано выше, ток срабатывания в этом режиме увеличивается на 50%'
При соединении в треугольник короткозамкнутых обмоток, вследствие малой нелинейности характеристик Eк= f (I1), разброс в токах срабатывания будет меньшим. Однако и повышение тока срабатывания. при периодических бросках тока будет меньшим (только в полтора раза). В этом случае ток срабатывания защиты можно получить (см. Особенности выбора уставок с реле PHT)

                                      Ìс.з = 0,9 ÷ 1,0Ìном.

В заключение следует отметить, что предлагаемые схемы защит испытывались при включении на холостой ход реальных силовых трансформаторов с одновременным осциллографированием поведения защиты. Результаты испытаний показали, что при соединении в треугольник вторичных обмоток и уставке защиты, равной 0,6 номинального тока трансформатора, защита надежно отстроена от бросков периодического намагничивающего тока, превышающих ток срабатывания защиты.

 

 

 

 

 

19 Март, 2008              215142              ]]>Печать]]>
7 / 29 ( Хорошо )

Добавить комментарий

Ваше имя

Текст

Контрольный вопрос

Dвa pлюs тpi ? (цифрой)


Вверх страницы