double arrow

Блокировка максимальной направленной защиты при замыканиях на землю


Требования к схемам включения

Реле KW включается, как правило, на фазный ток и фазное или междуфазное напряжение. Сочетание фаз тока и напряжения, питающего реле, называемое схемой включения, должно быть таким, чтобы реле правильно определяло знак мощности КЗ при всех возможных случаях и видах повреждений и чтобы к нему подводилась наибольшая мощность SР:

SP= UPIPsin(a–jР), (7.10)

где a – угол внутреннего сдвига реле.

Мощность SP может быть недостаточна для действия реле, при КЗ близких к месту установки реле снижается напряжение UP или при неблагоприятном значении угла jРsin(a–jР)» 0. Отсюда вытекают следующие требования к схемам включения

1. Реле должно включаться на такое напряжение, которое при близких КЗ не снижается до нуля.

2. UP и IP, подводимые к реле, должны подбираться так, чтобы угол сдвига между ними jР в условиях КЗ не достигал значений, при которых SP на зажимах реле » 0.

7.4.2. 90° и 30° схемы

В современных схемах ТНЗ применяется включение реле направления мощности по так называемым 90° и иногда 30° схемам.

На рис. 7.4.1 приведена принципиальная схема максимальной направленной защиты с двумя пусковыми органами: тока и минимального напряжения и однофазными реле направления мощности, включенными по 90° схеме.




Рис. 7.4.1

Рис. 7.4.1 (продолжение)

На рис. 7.4.2 представлена принципиальная схема максимальной направленной защиты с токовым пусковым органом и трехфазным реле направления мощности, включенным по 30° схеме.


Рис. 7.4.2

Таблица 7.1

  90° схема 30° схема
Реле IP UP IP UP
IA UBC IA UAC
IB UCA IB UBA
IC UAB IC UCB

На рис. 7.4.3 и 7.4.4 представлены векторные диаграммы для 90° и 30° схемам соответственно.

Рис. 7.4.3

Рис. 7.4.4

Названия схем условны – их именуют по углам jР между UP и IP в симметричном трехфазном режиме при условии, что угол сдвига фаз между фазными током и напряжением равен нулю: (чисто активная нагрузка).

7.4.3. Работа реле, включенных по 90° и 30° схемам

Рассмотрим работу 90° схемы. (Анализ работы 30° должен быть выполнен студентами самостоятельно)

jМ.Ч.реле= – 30°,

a=90°+jМ.Ч=90–30=60°,

МЭ=kUPIPcos(jP+30°),

IP=IA, UP=UBC.

Трехфазное КЗ на линии

Рис. 7.4.5

Ток IA отстает от UА на jk – определяется активным и реактивным сопротивлением линии от шин до точки КЗ и влиянием активного сопротивления дуги, (рис. 7.4.5):

и – два предельных положения векторов тока;

– ток КЗ через дугу в начале линии;

– ток при КЗ за чисто реактивным сопротивлением.

Угол jP= – (90° – jk) – его предельные значения колеблются от 0 до 90°.

Диаграмма токов и напряжений на зажимах реле показана на рис. 7.4.6.

Рис. 7.4.6

Величина электромагнитного момента максимальна: МЭ.макс при jP= – 30° (jk = 60°). При jP =0 величина электромагнитного момента составляет 0,86 от МЭ.макс, при jP = –90° величина момента составляет 0,5 от МЭ.макс.



Из анализа векторной диаграммы можно сделать вывод, что работа реле при трехфазном КЗ в зоне и вне зоны действия будет правильной и величина электромагнитного момента МЭ вполне достаточной для действия реле.

С точки зрения величины UP, схема обеспечивает максимально возможное значение напряжения на зажимах реле, поскольку питается линейным напряжением.

Исследования показали, что 90° схема оказывается наиболее выгодной для реле направления мощности с углом a от 30° до 60°, оптимальные условия имеют место при a =45°.

Выводы по схеме

1. Знак момента реле при всех видах КЗ в зоне положителен, а вне зоны – отрицателен.

2. Величина электромагнитного момента МЭ в диапазоне возможных изменений угла jP остается значительной и достаточной для действия реле.

3. Напряжение UP при симметричных КЗ имеет максимально возможное значение, обеспечивающие минимальную величину мертвой зоны (при близких КЗ UP=0 – реле не срабатывает).

Недостаток 90° схемы

Возможность неправильной работы однофазных реле направления мощности KW при КЗ за силовым трансформатором с соединением обмоток Y/D. (Чисто теоретическая возможность: КЗ должно произойти через дугу с большим сопротивлением, на практике подобные происшествия не зафиксированы.) Трехфазные реле в подобных случаях должны действовать правильно.



90° схема считается лучшей и рекомендуется как типовая для реле направления мощности KW смешанного типа.

30° схема

Используется, в основном, для реле косинусного типа. Реле, включенные по такой схеме, ведут себя правильно при всех видах КЗ. Недостаток аналогичен реле, включенным по 90° схеме: – возможность отказа при КЗ за трансформатором Y/D.

Для отключения однофазных КЗ обычно применяются защиты, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности.

Максимальная направленная защита (МНЗ), включаемая на фазные токи, используется только в качестве защиты от междуфазных замыканий. При КЗ на землю защита блокируется. Пример выполнения блокировки показан на рис. 7.5.1.

Рис. 7.5.1








Сейчас читают про: