1.4. Классификация защит напряжения

Существует две разновидности защиты напряжения:

- защита максимального напряжения ( U_max) – защита срабатывающая при превышении напряжения сети заданной величины (уставки по напряжению);

- защита минимальная напряжения (U_min) - защита срабатывающая при снижении напряжения сети ниже заданной величины.

В электрических сетях кроме отклонений напряжения характеризуемых длительными и медленными его изменениями наблюдаются еще кратковременные колебания напряжения (их еще называют «скачками» или “толчками”). Эти колебания возникают при включении и отключении мощных электроприемников с большими пусковыми токами, работе сварочных установок, трансформаторов с РПН, устройств АПВ и др. Для того, чтобы защита напряжения каждый раз не срабатывала при таких кратковременных колебаниях напряжения в ней, как правило, предусматривается выдержка времени 0,5 - 3 с.

1.5. Зашита напряжения на электромеханических реле

На рис. 4.1 приведена электрическая схема защиты максимального напряжения выполненная на основе электромеханических реле. Информация о текущем значении напряжения в первичной сети (6 – 35 кВ) преобразуется в трехфазном (или трех однофазных) трансформаторе напряжения TV во вторичное (U_ном=100 В) и поступает на три реле напряжения KV1 – RV3 (серии РН-50) включенных на фазные напряжения.

Рис. 4.1

При повышении напряжения, например в фазе А (или сразу в нескольких фазах), выше уставки реле напряжения KV1, оно срабатывает и замыкает свои контакты KV1.1. Оперативное напряжение постоянного тока через замкнувшийся контакт KV1.1. подается на обмотку реле времени КТ серии РВ-100 (при переменном оперативном токе РВ-200). Последнее, отсчитав заданную выдержку замкнет свой контакт КТ. В результате оперативное напряжение будет подано в цепь отключения выключателя. Для фиксации поступившей команды отключения в схеме предусмотрено указательное реле КН (РУ-21).

1.6. Микропроцессорная защита напряжения

В микропроцессорном устройстве МРЗС-05-01 предусмотрены две защиты напряжения:

- защита максимального напряжения;

- защита минимального напряжения с контролем тока.

Защита максимального напряжения контролирует напряжение во всех трех фазах и действует с выдержкой времени на отключение (или сигнал) если напряжение в сети превысит заданную уставку максимального напряжения U_уст в течении времени превышающего заданную уставку времени t _уст. Защита имеет следующие параметры:

- диапазон уставок по напряжению срабатывания от 23,2 В до 87,0 В с дискретностью 0,1 В (напомним, что вторичное фазное номинальное напряжение U_ф.ном =57,8 В, а линейное U_ном=100 В);

- диапазон уставок времени задержки срабатывания от 0 до 32с с дискретностью 0,01 с;

-коэффициент возврата не менее 0,95.

Рис. 4.2

Функциональная схема защиты максимального напряжения приведена на рис. 4.2. Схема реализована программно. В устройство вводится уставка по напряжению срабатывания U_уст и уставка по времени t_уст. Защита подключается к трансформаторам напряжения (первый прямоугольник на рис. 4.2). Полученное вторичное напряжение подается на исполнительный орган (ИО) напряжения и далее на пусковой орган (ПО) защиты. Если текущее значение напряжения U превысит уставку U_уст, то срабатывает ПО защиты и вырабатывается команда (логическая «1») поступающая на второй вход элемента «И». При отсутствии в этот момент команды блокировки работы защиты через ДВ (логический «0») на первом (инверсном) вводе элемента «И», последний вырабатывает логическую «1» поступающую на первый ввод второго элемента «И».

На второй ввод этого элемента «И» логическая команда поступает от RS-триггера. На выходе Q триггера логическая «1» появляется только в случае наличия логической «1» на вводе S (см. прилож. 15), то есть, при поступлении команды «Включить U_макс». При наличии логических «1» на обоих вводах второго элемента «И» он формирует на свом выходе логическую «1» которая вызывает срабатывание ПО защиты напряжения U_макс (что можно увидеть на светодиодах при их соответствующей настройке). Одновременно запускается блок выдержки времени.

Рис. 4.3

Если длительность снижения напряжения превысит уставку времени t_уст, вырабатывается команда на срабатывание защиты U_макс (что, так же можно проследить по загоранию соответствующего светодиода) и замыкается

назначенное выходное реле.

Включать (отключать) защиту максимального напряжения можно и через дискретные входы (ДВ). В этом случае, последующее отключение (включение) необходимо обязательно производить через ДВ.

Защита минимального напряжения контролирует напряжение во всех трех фазах и действует с выдержкой времени на отключение или сигнал если напряжение в сети снизится ниже заданной уставки минимального напряжения U_уст. в течении времени превышающего заданную уставку времени t _{u min} . Защита имеет следующие параметры:

- диапазон уставок по напряжению срабатывания от 14,5 В до 63,8 В с дискретностью 0,1 В;

- диапазон уставок по току срабатывания от 0,05 до 1,0 I_ном=5 А.

- диапазон уставок времени задержки срабатывания от 0 до 32с с дискретностью 0,01 с;

- коэффициент возврата от 1,01 до 1,05.

Функциональная схема защиты по минимальному напряжению приведена на рис. 4.3. Схема так же реализована программно. Работа схемы аналогична предыдущей, добавлен только канал блокировки по максимальному току.