5.2.2.Схемыихарактеристикисрабатываниярелесопротивления

Схемарелесопротивления,котораяназываетсясхемойсравненияабсолютныхзначенийдвухэлектрическихвеличиннаравновесиенапряжений,приведенанарис.5.3,а.

_{Схемасостоитизнуль-индикатораЕА,включенногонараз-}

ностьвыпрямленныхнапряжений

^U_раб

^иU_тор^{,образуемыхс}

помощьюбалластныхсопротивленийR1иR2навыходеполу-проводниковыхвыпрямителейVS1иVS2.Балластныесопро-тивленияR1иR2необходимыдлякорректнойработырассмат-риваемойсхемысравнения.Вкачественуль-индикатораЕАможетслужитьвысокочувствительноемагнитоэлектрическоереле.ВпоследнихотечественныхконструкцияхДЗнуль-индикаторЕАвыполняетсясприменениеминтегральныхопе-рационныхусилителей.КвыпрямителямVS1иVS2схемысравненияподводятсянапряженияоттрансреактораTAVипро-межуточноготрансформатораTL.

КпервичнымобмоткамтрансреактораTAVподводятсявто-

_{ричныетокиотТТзащищаемойлинииW(см.рис.5.2,а),на-}

пример,длямодуляKZ1это

^I&_a

^иI&_b^{,которыепроходятпопер-}

_{вичнымобмоткамTAVвпротивоположныхнаправлениях.По-}

этомунапряжениянавторичныхобмоткахтрансреактора

^U&_т1

пропорциональныразностиэтихтоков,котораяобозначается

^I&_т^{.Такимобразом,}

^I&_т^=I&_a^−I&_b

^иU&_т1

^=k&_I^×I&_т^,

где

^k&_I

–отношениенапряжениянавторичныхобмоткахктоку

_{впервичнойобмоткетрансреактораTAV.}

^{НапряжениеU&}_т1

спервойвторичнойобмоткиTAVподводится

квыпрямителюVS1иеговыпрямленноезначениеобозначается

^U_раб^{.Нуль-индикаторЕАвключаетсятакимобразом,чтобыток}

^I_ср^{,создаваемыйнапряжением}

^U_раб^{,действовалнаегосрабатыва-}

ние.Поэтомунапряжениеназываетсярабочим.КтрансформаторунапряженияTLподводитсямеждуфазноенапряжение(привключе-

нииPCнаразностьтоков

^I&_a

^−I&_b

^{подводитсянапряжениеU&}_ab^).

_EA

VS1 _R1

^Iср

^I_бл ^R2

VS2

^U_раб ^U_тор

^U_т2

^U_т1

^U_т1

I_{а Ib}

ТАV ТL

Креледругихфаз

^a ОтТА ^b

_а)

^Uab

ОтТV

_{R1 R2}

VS1

_EA VS2

^U_раб

^I_ср ^I_бл

^U_тор

^U_т

^ТАV _ТL

I

_I ^Креле

^{а b} другихфаз

^a ОтТА ^b

_б)

^Uab

ОтТV

Рис.5.3. Упрощенныепринципиальныесхемырелесопротивленийнавыпрямленныхтоках:а–наравновесиенапряжений;б-нациркуляциютоков

ПоследовательносвторичнойобмоткойTLвключенавстречновтораявторичнаяобмоткатрансреактораTAV.Поэто-мурезультирующеенапряжение

^U&_т2

^=k_U^×U&_ab^−k&_I^×I&_т^,

^гдеk_U

–коэффициенттрансформациитрансформаторанапря-

женияTL.

Напряжение

^U&_т2

подводитсяквыпрямителюVS2иеговы-

прямленноезначениеобозначается

^U_тор^{.Припринятойполяр-}

ностивключениянуль-индикатораЕАнапряжение

^U_тор

создает

ток

^I_бл^{,действующийнаегоблокирование(несрабатывание).}

^{ПоэтомунапряжениеU}_тор

называетсятормозным.

_{Токчерезнуль-индикаторЕАопределяетсясоотношением}

_{I =k}

_×⎡Uт

_{−Uт ⎤}

_или

ЕА 1

^⎣&1

^{& 2⎦}

_{I =k}

_×⎡k

_{×Iт−k ×U}

_{−k ×Iт⎤.}

ЕА 1

_⎣^{&I &}

_U ^&_ab

^{&I &} _⎦

Внормальномрежиме

^U_тор

^>U_раб

ичерезнуль-индикатор

ЕАпроходитток

^I_бл^{,действующийнаегоблокирование.При}

возникновенииКЗвзонезащитылинии

^U_раб

^>U_тор

ичерез

нуль-индикаторЕАпроходитток

^I_ср^{,действующийнаегосра-}

батывание,чтоприведетксрабатываниюДЗвцеломиотклю-

_{чениюповрежденнойлинии.}

_или

Реленаходитсянагранисрабатывания,когда

^U&_т1

^=U&_т2

^k&_I^×I&_т

^=k_U^×U&_ab^−k&_I^×I&_т^;

поделивобачленауравненияна

^k_U^×I&_т

,получаем:

где

^Z_c.p

^{Zc.p−(k&I/kU)=}

^=U&_ab^/I&_т^.

k^&_I/k_U

^, (5.1)

_{Выражение(5.1)являетсяуравнениемокружностисдиа-}

метром,равным

^2×k&_I^/k_U

,котораявосяхRи jX проходит

черезначалокоординат(см.рис.5.4,а).

jX

^Zc.pmax^=K

^{A Z}_c.p

_=K^._{cos(δ−ϕp)}

jXZ_c.p=K

^ϕ_p

B

^{ϕp O} _R

^δ

^O _R

а) ^б)

jX

^Zуст

δ

_O

^R

jX

В

бд

_W1 ^Rд

A

O _a

г

С

_W2

^в_Z^II

_ZI

_ZIII

Z

III

c.з

Z

II

c.з

Z_р

ϕ_p

_R

^Zpmin

68

в) _г)

Рис.5.4.Видыхарактеристикрелесопротивления

Такимобразом,рассмотренноерелеявляетсянаправленнымрелеполногосопротивления,таккакхарактеристикасрабатыва-нияPCрасполагаетсявпервомквадрантеионодействуеттоль-ководномнаправлении.

_{СопротивлениесрабатыванияэтогоPCнеявляетсяпосто-}

яннымизависитотугламеждутокоминапряжением

^ϕ_р^.При

^ϕ_р^=δ

сопротивлениесрабатыванияимеетмаксимальноезна-

чение

^Zc.p

^=Z_c.pmax

_=2×(k^&_I/kU)=K^&_.

^{Уголδ,прикотором}

^Z_c.p

^=Z_c.pmax

называетсяугломмак-

симальной чувствительности PC

^ϕ_м.ч^{. Значение этого угла}

принимаетсяприконструированииPCравнымуглуполногосо-

противлениязащищаемойлиниии,какправило,длялиний110

_{кВонравен65°,адлялиний220кВ–80°.Привсехдругих}

^{значенияхϕ}_р

^{≠δ,изтреугольникаОАВполучим}

^Z_c.p

^=K×cos(δ

^−ϕ_p^).

Уставкасрабатывания

^Z_уст^{направленногоPCзадаетсямо-}

дулем

^Z_c.pmax

^=2×

^k&_I^/k_U

.ВконструкцииPCпредусматрива-

етсярегулированиеуставки

^Z_уст

^{изменениемзначенийk}_U ^и

модуля

^k&_I

. Это осуществляется изменением коэффициента

трансформациитрансформаторанапряженияTL(изменениемчиславторичныхвитков)ичиславитковпервичнойобмоткитрансреактораTAV.Зона,ограниченнаяокружностью,являетсязонойдействияPC.Точка0соответствуетначалузащищаемойлинии.

ПорассмотреннойсхемевыполненыPC,входящиевком-плектдвухступенчатойдистанционнойзащитыДЗ-2панелити-паЭПЗ-1636,выпускаемойэлектротехническойпромышленно-стью.ТретьяступеньДЗвпанелиЭПЗ-1636осуществляетсяспомощьюPCтипаКРС-1,схемакоторогоаналогичнасхемеPCзащитыДЗ-2.Крометого,спомощьюPCтретьейступениКРС-1можетбытьреализованакруговаяилиэллиптическаяхарактери-

стикасрабатывания,обеспечивающаялучшуюотстройкуPCоттоковнагрузки.

ЭлектротехническойпромышленностьювыпускаетсятакжененаправленноеPC,котороевходитвкомплектзащитыДЗ-1иимеетхарактеристикусрабатывания,приведеннуюнарис.5.4,б.

ВотличиеотрассмотренногонаправленногоPCненаправ-

ленноерелеполногосопротивлениявыполненопосхемесравне-нияабсолютныхзначенийдвухэлектрическихвеличиннацир-куляциютоков,какпоказанонарис.5.3,б.РаботаPCопределя-етсязначениямирабочегоитормозногонапряжений

^U_раб⁼

^k&_I^×I&_т

^;U_тор⁼

^k_U^×U&_ab^.

Рабочее напряжение

^U_раб

создает ток на срабатывание

нуль-индикатораЕА

I_ср,атормозное

^U_тор

–ток

^I_бл^{,вызываю-}

щийблокированиенуль-индикатораЕА.Тогдатокчерезнуль-

_{индикаторЕАбудетопределятьсясоотношением}

_{I =k}

_×⎡k

_{×Iт−k ×U ⎤.}

EA 2

_⎣^{&I &}

^{U &ab}_⎦

_{Какивпредыдущемслучае,PCбудетнаходитьсянагранисра-}

батывания,когда

^U&_т

^=U&_н

или

^k&_I^×I&_т

^=k_U^×U&_ab^.

Последелениячленовуравнениянативлениесрабатыванияреле

^k_U^×I&_т

определяемсопро-

^Z_с.р⁼

^k&_I^/k_U

^=K.

СопротивлениесрабатыванияэтогоPCявляетсявеличинойпостоянной,независящейотугламеждутокоминапряжением.ПоэтомувосяхRиjXхарактеристикаPCизображаетсяок-ружностьюсцентромвначалекоординат(рис.5.4,б)ирадиу-

сом,равнымK.Точка0соответствуетначалузащищаемойли-

нии.Таккакхарактеристикарасполагаетсявовсехчетырехквадрантах,тоPCстакойхарактеристикойдействуетприКЗнетольконазащищаемойлинии,ноинасмежныхлиниях,т.е.яв-ляетсяненаправленным.ПоэтомуприиспользованиитакогоPCвсхемахДЗустанавливаетсяотдельноереленаправлениямощ-ности,какивсхемахмаксимальнойтоковойнаправленнойза-

_{щиты.ДанныеPCширокоприменяютсявсетяхсизолирован-}

^{нойнейтральюнапряжениемU}_ном

^≤35кВ.

ВнастоящеевремяэлектротехническаяпромышленностьвыпускаеткомплексУРЗлиний110-330кВнамикроэлектрон-нойэлементнойбазетипаШДЭ2801иЩДЭ2802.Релесопро-тивлениясмногоугольнымихарактеристикамисрабатыванияшкафовсерииШДЭобладаютулучшеннойотстройкойотна-грузочныхрежимовидопускаютсрабатываниеPCпризначи-

тельномпереходномсопротивлении

^R_д^{(сопротивлениидуги)в}

случаеудаленныхКЗ.Нарис.5.4,вприведенычетырехугольнаяхарактеристикасрабатыванияPCвторойступениитреугольнаяхарактеристикасрабатыванияPCтретьейступени.Отметим,чтохарактеристикасрабатыванияPCпервойступениимеетформуокружности(см.рис.5.4,а).Уголмаксимальнойчувствительно-

^стиδ

^=ϕ_мч

^{=75o.Название"уголмаксимальнойчувствительно-}

сти"длямногоугольныххарактеристиксрабатывания–условноиобозначаетуголнаправления,покоторомузадаетсяуставка

срабатывания

^Z_уст^.

Нарис.5.4,гприведеныхарактеристикисрабатываниярелеполногосопротивлениятрехступенчатойДЗпанелиЭПЗ-1636.ШиныподстанцииА,гдеустановленарассматриваемаязащитаAKZ(см.рис.5.2,в),расположенывначалекоординат.Тамжерасположенаточкаа,соответствующаяначалупервойзоны.ЛинииW1иW2расположеныподуглом,равнымуглуихпол-ногосопротивления,которыйсовпадаетсугломмаксимальной

^{чувствительностиPCδ.Шиныдругихподстанций,атакжезоны}

^{защитыимеюттежеобозначения,чтоинарис.5.2,в.Отметим,}

чтохарактеристикасрабатываниятретьейступениДЗвыполне-

наэллиптической.

ВсеступениДЗявляютсянаправленнымии,следовательно,неприходятвдействиеприКЗналинии,смежнойслиниейW1,норасположеннойвлевоотподстанцииА.Нарис.5.4,гэтали-

ниярасположенавтретьемквадранте,какпоказанопунктиром.

КакбудетдействоватьДЗ,еслиналинииW1возникаетКЗчерезпереходноесопротивление,например,сопротивлениеэлектри-ческойдуги,видноизрис.5.4,г.Так,еслиэтоКЗпроизошлов

_{точкед,расположеннойвпределахпервойзонычерездугус}

сопротивлением

^R_д^{,тоPCзамеритсопротивление}

^Z_p^{,которое}

_{больше,чем}

_Z^I_{,ипопадетвовторуюзону.Поэтому,несмотря}

нато,чтофизическиместоКЗнаходитсявпервойзоне,защитабудетдействоватьсвыдержкойвременивторойступени.