7.3. Схемы включения реле направления мощности

Требования к схемам. Реле направления мощности включаются, как правило, на фазный ток и междуфазное напряжение. Сочетание фаз тока и напряжения реле, называемое его схемой включения, должно быть таким, чтобы реле правильно определяло знак мощности КЗ при всех возможных случаях и видах повреждений, и чтобы к РНМ подводилась возможно большая мощность.

Мощность Sр, как это следует из (7.1), может иметь недостаточное для действия РНМ значение при КЗ, близких к месту установки реле, за счет снижения напряженияUр или при неблагоприятном значении углар, при которомравен или близок к нулю. Отсюда следует, что, во-первых, РНМ должно включаться на такое напряжение, которое при близких КЗ не снижается до нуля, и, во-вторых, напряжение и ток, подводимые к реле, должны подбираться так, чтобы угол сдвига между нимир в условиях КЗ не достигал значений, при которых мощность на зажимах реле приближается к нулю.

Следует отметить, что первое требование выполнимо только при двух- и однофазных КЗ, в случае же трехфазного К3 все фазные и междуфазные напряжения могут снижаться до нуля.

В современных схемах НТЗ применяется включение РНМ по так называемой 90-градусной схеме сочетания токов и напряжений, приведенным ниже применительно к схеме включения РНМ, показанным на рис. 7.4:

Реле…………………………I II III

Ip……………………………I_A I_В I_С

Up…………………………..U_ВС U_СА U_АВ

Название схемы (90-градусная) носит условный характер. Схема именуется по углам р между напряжением и током, подведенным к РНМ в симметричном трехфазном режиме при условии, что токи в фазах совпадают с одноименными фазными напряжениями (рис. 7.5).

90-градусная схема включения РНМ. Ниже рассмотрена работа РНМ типа РБМ-171 с углом максимальной чувствительности_м.ч= -30º, включенного по 90-градусной схеме. Угол внутреннего сдвига этого реле = 90º +_м.ч = 90º – 30º = 60º (см. § 2.12). Мощность на зажимах такого реле:Sр =kрUрIр; РНМ включено на токIр =I_Аи напряжениеUр =U_ВС.

На рис. 7.6 изображена векторная диаграмма напряжений и тока I_А при трехфазном КЗ на ЛЭП. ТокI_А отстает от напряженияU_А на угол_к. ВекторI_А имеет два предельных положения:I´_А – при КЗ за чисто реактивным сопротивлениемX, когда_к= 90',I´´_А – при КЗ через дугу в начале ЛЭП, когда_к0º.

По найденным значениям _ропределяются знак и значение мощности на входе РНМ. С этой целью строится диаграмма тока и напряжения на зажимах РНМ для рассмотренного случая КЗ (рис. 7.6). На ней относительноUр построена линияN₁N₂изменения знака мощностиSр и линияМ₁М₂ максимальной мощности Sр для данного типа РНМ. ПроекцияI_Ана линию максимальной мощности, равнаяI_А = , характеризует значение и знак мощности. При КЗ в зоне проекцияI_Аимеет положительный знак, а в случае КЗ вне зоны ("за спиной") – отрицательный. Значение мощности на реле достигает максимумаSр_maxпри_м.ч =– 30º (чему соответствует_к = 60º). Из диаграммы и характеристики реле следует, что поведение РНМ при трехфазном КЗ в зоне и вне зоны будет правильным и значениеSр достаточным для действия РНМ.

Построив векторные диаграммы Uр иIр для двух- и одно- фазных КЗ при возможных предельных значениях_к и_р, можно установить, что и при этих видах повреждения на зажимах РНМ обеспечивается достаточное значениеSр для его правильного действия.