Устройство peле направления мощности

Сложные защиты линий с двусторонним питанием

1. направленные защиты

2. дистанционные защиты

3. ВЧ блокировки

4. дифференциально-фазные защиты

5. защиты шин

6. защиты от дуговых замыканий

7. противоаварийная автоматика

 

Токовая направленная защита

Направленной называется РЗ, действующая только при определенном направлении (знаке) мощности КЗ S_K. Необходимость в применении направленных РЗ возникает в сетях с двусторонним питанием (рис.7.1, а) и в кольцевых сетях с одним источником питания (рис.7.1, б). При двустороннем питании места КЗ для ликвидации повреждения РЗ должна устанавливаться с обеих сторон защищаемой ЛЭП, как показано на рис.7.1.

Самым простым способом РЗ от КЗ, как и в сетях с односторонним питанием, может служить защита, реагирующая на возникновение тока КЗ. Однако простая МТЗ, реагирующая только на значение тока (рассмотренная выше), в подобных сетях не может обеспечить селективного отключения повреждения. Для селективного действия ее необходимо дополнить реле направления, реагирующим на знак мощности, протекающей по защищаемому присоединению.

 

Рис. Схема подключения реле направления мощности при однофазных КЗ.

Общая характеристика

 

Реле направления мощности применяются в схемах защиты от междуфазных КЗ всех видов, реагирующей на направление мощ­ности прямой или обратной последовательности, в том числе — в направленной поперечной дифференциальной защите. Они приме­няются также в защитах от замыканий на землю, срабатывая от токов и напряжений нулевой последовательности, в том числе в ре­зервных защитах трансформаторов и автотрансформаторов. В си­стемах автоматики реле направления мощности определяют вели­чину и направление потока активной или реактивной мощности в аварийных режимах.

Реле направления мощности делятся на две группы: реле с поля­ризацией от напряжения, к одной из обмоток которых подводится напряжение, а к другой — ток, и реле с токовой поляризацией, к обеим обмоткам которых подаются токи.

Для контроля направления мощности прямой: последовательно­сти используются реле РБМ171, РБМ271, нулевой последовательно­сти — РБМ178, РБМ278, обратной последовательности — РМОП1, РМОП2. Реле РБМ271 и РБМ278 имеют электрические характе­ристики, аналогичные реле PБMl71 и PБМ178 соответственно, и предназначены для использования в схемах поперечных дифференциальных защит параллельных линий, отличаются они наличием двух контактов.

 

Устройство peле направления мощности

Реле выполнены на индукционной основе (рис. 13). Магнитопровод 1 имеет четыре полюса_, между которыми расположен неподвижный стальной цилиндрический сердечник 2. В зазоре между полюсами, и сердечником размешен цилиндрический алюминиевый ротор (барабанчик) 3, который может поворачиваться вместе с вертикальной осью 4. Ось вращается в верхнем 5 и нижнем 6 под­пятниках. На оси укреплён подвижной контакт 7. Токопроводом к подвижному контакту является спиральная возвратная пружина #, изолированная от металлических деталей реле. При срабатыва­нии реле подвижная система поворачивается и подвижной контактах 7 замыкается с неподвижным контактом 9.

На ярме магнитопровода, расположены четыре последо­вательно соединенные катушки 10 с одинаковым числом витков (обмотка напряжения). На полюсах 11 и 12 магнито­провода расположены две по­следовательно соединенные ка­тушки 13с одинаковым числом витков (обмотка тока).

Магнитный поток, создава­емый каждой катушкой, замы­кается через полюсы, сердечник и часть ярма магнитопро­вода. Результирующий маг­нитный поток Ф_н , создаваемый обмоткой напряжения, замыка­ется через полюсы 14 и 15, а в полюсах 11 и 12 геометрическая сумма потоков, создаваемых об­мотками напряжения, равна нулю. Результирующей магнитный поток Ф_т, создаваемый обмоткой тока, проходит через полюсы 11 и 12 и не проходит через полюсы 14 и 15.

Результирующие потоки Ф_н и Ф_т сдвинуты один относительно другого, что является необходимым условней создания вращающего момента на оси индукционного реле, который определяется выраже­нием

М=Ф_нФ_тsin j

 

где — угол между векторами магнитных потоков Ф_н и Ф_т .

Векторная диаграмма реле приведена на рис. 14.

Вектор тока I_р может занимать различные положений относи­тельно вектора напряжений U_р, Положение вектора /_р определяется углом j_р. Отсчет всех углов производится относительно вектора напряжения.

 

Дистанционная защита.

Реле сопротивления, применяемые в ДЗ для определения сопротивления Z_р.к до точки КЗ, контролируют напряжение и ток в месте установки ДЗ (рис.11.3). К зажимам PC подводятся вторичные значения U, и I_рот ТН и ТТ. Наибольшее значение Z_p, при котором PC
срабатывает, называется сопротивлением срабатывания реле Z_c.p:

(11.1)

Для обеспечения селективности в сетях сложной конфигурации на ЛЭП с двусторонним питанием ДЗ необходимо выполнять направленными, действующими при направлении мощности КЗ от шин в ЛЭП. Направленность действия ДЗ обеспечивается при помощи дополнительных РHМ или применением направленных PC, способных реагировать и на направление мощности КЗ.

 

.

Расчет дистанционной защиты заключается в определении сопротивлений срабатывания, выдержек времени и чувствительности каждой из ступеней защиты и пусковых органов (которые обычно выполняют и функции последней, резервной, ступени), а также параметров срабатывания, чувствительности и типа устройства блокировки защиты при качаниях. Приведенные ниже расчетные выражения для линий с ответвлениями легко могут быть использованы и для расчета уставок защит линий без ответвлений и блоков линия-трансформатор.

Первая ступень дистанционной защиты. Первичные сопротивления срабатывания рассчитываются для металлических КЗ по следующим условиям (для J11, рис. 3-8):

а) по условиям отстройки от КЗ, за трансформатором ответвлений

где z_Тр.мин определяется по формуле (2-7);

б) по условию отстройки от КЗ на шинах подстанции, примыкающей к противоположному концу линии (подстанция Б),

.