11.Схемы соединения трансформаторов тока и реле.

В схемах с включением реле на полные токи фаз токи в реле Iр в общем случае отличаются от вторичных фазных токов I2ф измерительных преобразователей. Это отличие характеризуется коэффициентом схемы kcx =Iр/I_2ф,

который может зависеть от режима работы защищаемого элемента. Если ток I2ф выразить через первичный ток I1ф и коэффициент трансформации KI измерительного преобразователя, то kcx = Iр *K_I / I_1ф.

Это соотношение справедливо также для тока срабатывания реле Iс.р и тока срабатывания защиты Iс.з,т.е. kcx =Iс.р*KI/Iс.з.

При определении токов срабатывания обычно рассматривается симметричный режим. В этом случае коэффициент схемы обозначают как.

Применяются следующие схемы:

1. Трехфазная схема соединения в полную звезду.

Имеется три трансформатора в каждойц фазе.

Достоинства. 1. Реагирует на все виды однофазных и многофазных КЗ.

2. Равная чувствительность схемы при всех видах КЗ.

3. Коэффициент схемы равен 1.

Недостатки

1. Большое количество оборудования.

2. Возможность неселективного действия при КЗ на землю разных фаз в двух точках сети с изолированной нейтралью.

2. Двухфазная двухрелейная схема соединения в неполную звезду.

Достоинства.

1. Схема реагирует на все виды КЗ за исключением КЗ на землю фазы в который TA не установлен, поэтому данная схема применяется для междуфазных защит.

2. Коэффициент схемы равен 1.

Недостатки.

1. Коэффициент чувствительности в некоторых случаях может быть в два раза меньше чем у схемы полной звезды. Например, при КЗ за трансформатором, с соединением обмоток Y-D или D- Y.

3. Схема на разность токов двух фаз.

Ток реле равен геометрической разности токов двух фаз

Достоинство.

1. Экономичность. Используется только одно реле.

Недостатки.

1. Различная чувствительность при различных видах КЗ.

2. Данная схема отказывает в действии при некоторых вида двухфазных КЗ.

4. Трехфазная схема соединения ТА в полный треугольник, а реле — в полную звезду.

Схема используется в дифференциальных защитах.

Токи в обмотках реле равены геометрической разности фазных токов. Коэффициент схемы равен .

Недостатки.

Схема имеет неодинаковую чувствительность к различным видам КЗ. Чувствительность минимальна при однофазных и двойных КЗ.

Во всех этих схемах измерительные органы включают на полные токи фаз.

Применяются также схемы включения на составляющие токов нулевой и обратной последовательности. В этих схемах реле подключается к фильтрам тока нулевой и обратной последовательностей.

5. Схема соединения реле на сумму токов трех фаз.

Схема используется для защиты от замыканий на землю.

Обозначения трансформаторов тока. ТКЛ -3 ТПОЛМ-10 К- катушечный Ш- шинный

ТПЛ-10 ТШЛ-10 Л- с литой изоляцией М-масло

ТПОЛ-10 ТШЛП-10 П- проходной У- усиленный

ТПЛУ-10 ТПШЛ-10 О – одновитковый, Число – напряжение в кВ.

12. Электротепловые элементы. Плавкие предохранители. Электротепловые реле. Температурные реле.

Электротепловые элементы.

Плавкие предохранители.

Электротепловой элемент, который наиболее широко используется в устройствах защиты от КЗ, - это плавкая вставка.

Плавкая вставка – это измерительная часть плавкого предохранителя.

Плавкие предохранители широко используются в сельских сетях, на промышленных предприятиях для защиты линий и электрооборудования до 1 кВ.

Применяются на напряжение до 110 кВ.

Параметры предохранителя:

1. Основной параметр предохранителя – защитная характеристика. Это зависимость времени срабатывания от тока.

Ее определяют опытным путем.

2. Номинальный ток плавкой вставки. Iвс.ном. 3. Номинальный ток предохранителя Iпр.ном.

4. Номинальной напряжение предохранителя Uпр.ном.

5. Номинальный ток отключения предохранителя Iпр.откл.

Под действием тока КЗ плавкая вставка перегорает и появляется разрыв в цепи. Предохранитель является одновременно устройством защиты и коммутации.

Серии предохранителей .

1. В установках до 1000 В широко используются предохранители ПР-2.

Iвс.ном. = 20-200 А.

Патрон предохранителя состоит из толстостенной фибровой трубки, на концах которой укреплены латунные втулки. На втулках расположены колпачки, в которые закрепляется плавкая вставка. К плавкой вставке привинчены контактные ножи.

Плавкая вставка выполняется из листового цинка. При КЗ и нагреве фибровая трубка выделяет газы. Они деионизируют ствол дуги и создают повышенное давление. В результате этого дуга гасится.

Номинальный ток отключения предохранителя Iпр. откл. = 11 кА.

2. ПН-2. Это предохранитель с наполнителем. Он более совершенен, чем ПР-2. Iпр.ном. = 100-630А, Uпр.ном. = 380-500А, Iпр.откл. = 100кА.

Устройство предохранителя:

1. Контактные стойки.

2. Плавкая вставка.

3. Фарфоровый патрон.

4. Изолированное основание.

Плавкая вставка состоит из узких медных лент с отверстиями. В середине лент на широкой части находится оловянный растворитель. Он ускоряет процесс плавления вставки. Это улучшает защитную характеристику при малых токах КЗ и перегрузках.

3. Предохранитель ПКТ. Выпускается для закрытых и открытых помещений на напряжение 3, 6, 10, 20, 35 кВ. Iвс.ном. = 2-400А. Iпр.откл. = от 40кА (Uпр.ном = 3 КВ) до 8кА (Uпр.ном = 35 КВ).

5. Выхлопные предохранители для сетей 10,35,110 кВ типов ПВТ 104-10-100-5У1; ПВТ 104-35-100-3,2У1; ПВТ 104-110-50-2,5У1

Преимущество. Простота. Низкая стоимость.

Недостатки. 1. Погрешность в определении времени срабатывания при использовании защитных характеристик. Это связано с двумя моментами:

- при определении характеристики сжигают несколько вставок, у которых параметры могут отличаться.

- условия эксплуатации отличаются от условия проведения эксперимента.

2. Плавкая вставка с течением времени стареет. Защитная характеристика смещается вниз.

Из-за этого время перегорания может быть больше допустимого и предохранитель не защитит от перегрузки.

3. Трудно обеспечить селективность в сложных сетях. Даже если расчет показывает селективное срабатывание, на практике этого может не быть.

Электротепловые реле.

Основной разновидностью электротепловых реле является термобиметаллический расцепитель. Широко используется в автоматических выключателях.

Устройство расцепителя:

1. Биметаллический элемент реле. Имеет форму полукольца с выступом.

2. Установочный винт. 3. Рейка. 4. Нагреватель. 5. 6. Токоведущие шины.

При перегрузке или КЗ под действием теплоты биметаллическая пластина сгибается. Установочный винт 2 воздействует на рейку 3. Она поворачивается и механизм свободного расцепления.

Температурные реле.

Реле встраиваются в обмотки электрических машин, которые они защищают. Принцип действия аналогичен расцепителю. Основным элементом теплового реле является биметаллическая пластина.

Преимущество.

Позволяет согласовать температурную характеристику двигателя с характеристикой защиты. Может использоваться для защиты от витковых замыканий.