ИНДУКЦИОННЫЕ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ

Назначение и требования к реле. Реле направления мощности (РНМ) реагируют на значение и знак мощности S, подведенной к их зажимам. Они используются в схемах как орган, определяющий по направлению (знаку) мощности (протекающей по защищенной ЛЭП);. где произошло повреждение – на защищаемой ЛЭП или на других присоединениях, отходящих от шин подстанции (рис.2.32, а). В первом случае при КЗ в К1 мощность КЗ SK1 направлена от шин в ЛЭП, и РНМ должно срабатывать и замыкать свои контакты, во втором – при КЗ в К2 – мощность КЗ SK2 направлена к шинам, в этом случае реле не должно замыкать контакты.

 
 

Реле мощности имеет две обмотки: одна питается напряжением UР, а другая – током сети IP (рис.2.32, б). Взаимодействие токов, проходящих по обмоткам, создает электромагнитный момент, значение и знак которого зависят от напряжения UР, тока IP и угла сдвига φР между ними.

Чувствительность РНМ оценивается минимальной мощностью, при которой реле замыкает свои контакты. Эта мощность называется мощностью срабатывания и обозначается SС.Р.

Реле направления мощности выполняются мгновенными. Время срабатывания РНМ должно быть минимальным.


Конструкция и принципы действия индукционных реле мощности. Индукционные реле мощности выполняются с подвижной системой в виде цилиндрического ротора (рис.2.33, а). Реле имеет замкнутый четырехполюсный магнитопровод 1 с выступающими внутрь полюсами. Между полюсами установлен стальной цилиндр (сердечник) 2, повышающий магнитную проницаемость междуполюсного пространства. Алюминиевый цилиндр (ротор) 3 может поворачиваться в зазоре между стальным сердечником и полюсами. При повороте ротора 3 происходит замыкание контактов реле 6.

Для возврата ротора и контактов в исходное положение предусматривается противодействующая пружина 7 (рис.2.33, б).

Обмотка 4 питается напряжением UР = UC/KU, а обмотка 5 – током IP = IC/KI, где UC и IС – напряжение и ток сети (защищаемого элемента). Ток IH = UP/ZH в обмотке 4 создает магнитный поток ФH (поляризующий).

Ток IP, проходящий по обмотке 5, создает магнитный поток ФТ (рабочий).


На рис.2.34 изображена векторная диаграмма магнитных потоков ФH и ФТ. За исходный для ее построения принимается вектор напряжения UР. Ток IH сдвинут по фазе относительно напряжения UР на угол α, а ток IP – на угол φР.

Угол α определяется индуктивным и активным сопротивлением обмотки 4, питаемой напряжением, и называется углом внутреннего сдвига реле. Угол φР зависит от параметров сети и фаз подведенных к реле UС и IС.

Магнитные потоки ФН и ФТ изображены на диаграмме совпадающими с создающими их токами IН и IР.

Из векторной диаграммы следует, что потоки ФН и ФТ, а также токи IН и IР сдвинуты по фазе на угол ψ = α – φР, электромагнитный момент МЭ согласно формуле (2.13):

(2.17)

выражая ФН и ФТ через создающие их токи, получим

(2.18)

где – мощность, подведенная к реле.

Анализируя выражение (2.18), можно сделать следующие выводы: электромагнитный момент peлe пропорционален мощности на его зажимах; знак электромагнитного момента реле определяется знаком sin(α – ψР) и зависит от значения φР и угла внутреннего сдвига α. Это иллюстрируется рис.2.34, где зона отрицательных моментов заштрихована. Незаштрихованная часть диаграммы соответствует области положительных моментов, где ФТ опережает ФН, а φР и его синус имеют положительный знак. Линия АВ, проходящая через углы α – φР = 0 и 180°, называется линией изменения знака момента. Она всегда расположена под углом α к вектору UP, т.е. совпадает с направлением векторов IH и ФH.

Линия CD (перпендикулярная АВ) называется линией максимальных моментов. Момент МЭ достигает максимума при α – φР = 90°, т.е. когда IР опережает IH на 90°. Угол φР, при котором МЭ достигает максимального значения, называется углом максимальной чувствительности, значение которого зависит от угла α, который определяется отношением X/R в цепи напряжения.

Реле не действует, если отсутствует напряжение или ток в реле или если sin(α – φР) = 0. Последнее условие имеет место при φР = α и φР = α + 180°.

Таким образом, выражение (2.18) и рис.2.34 показывают, что рассмотренная конструкция есть реле, реагирующее на знак мощности SР или, иными словами, и – на угол сдвига φР между напряжением UР и током IР.

Основные характеристики реле мощности. Мощность срабатывания. Наименьшая мощность на зажимах реле, при которой оно срабатывает, называется мощностью срабатывания SСР.

Зависимость мощности срабатывания от тока IР и угла φР принято оценивать характеристикой чувствительности и угловой характеристикой.

Характеристика чувствительности представляет собой зависимость UCP = f(IР) при неизменном φР (рис.2.35), где UCP – наименьшее напряжение, необходимое для действия реле (при данных значениях IР и φР). Обычно характеристика снимается при φР, равном углу максимальной чувствительности, т.е. для случая, когда sin(α – φР) = 1.

 
 

Угловая характеристика представляет собой зависимость UCP = f(IР) при неизменном значении IР. На рис.2.36 показана характеристика для реле смешанного типа с α = + 45°. Угловая характеристика (рис.2.36, а) позволяет определить изменение чувствительности реле (характеризуемое величиной UCP ) при разных значениях угла φР; минимальное значение UCPmin и наиболее выгодную зону углов φР, в пределах которой UCP близко к UCPmin, при каких углах φР меняется знак электромагнитного момента и пределы углов φР, которым соответствуют положительные и отрицательные моменты (рис.2.36, б).

Полярность обмоток. Знак электромагнитного момента реле зависит от относительного направления токов IР и IH в его обмотках. Условились изготовлять РНМ так, что при одинаковом направлении токов в обмотках напряжения и тока реле замыкает свои контакты (см. рис.2.32). Одинаковым называется направление тока в обеих обмотках от начала к концу обмотки или наоборот. Заводы, изготовляющие реле, указывают однополярные зажимы обмоток, отмечая их условным знаком. На рис.2.32 начало обмоток отмечено точками. Реле подключается к ТТ и ТН с учетом полярности обмоток так, чтобы при КЗ в зоне РЗ реле замыкало свои контакты.

Явление самохода. Самоходом называют срабатывание РНМ при прохождении тока только в одной его обмотке – токовой или напряжения. Реле, имеющее самоход от тока, может неправильно сработать при обратном направлении мощности, когда повреждение возникает в непосредственной близости от реле в зоне его недействия, в результате чего напряжение на его зажимах будет равно нулю.

Причиной самохода обычно является несимметрия магнитных систем реле относительно цилиндрического ротора. Для устранения самохода на стальном сердечнике 2 (рис.2.33, а) предусмотрен срез; изменяя положения сердечника, можно компенсировать неравномерность потоков в воздушном зазоре.

Индукционные реле мощности типа РБМ. Отечественной электропромышленностью выпускались быстродействующие реле направления мощности РБМ промежуточного типа, конструктивное выполнение которых соответствует показанному на рис.2.32, а. Момент реле выражается уравнением

где β = 90 – α.

Имеются два основных варианта исполнения реле: РБМ-171 и РБМ-271, используемые обычно для включения на фазный ток и междуфазное напряжение. Угол максимальной чувствительности у этих реле может изменяться и имеет два значения: φМ.Ч = – и 45° и φМ.Ч = – 30°.

РБМ-178, РБМ-278 и РБМ-177, РБМ-277 включаются на ток и напряжение нулевой последовательности (НП); их угол максимальной чувствительности φМ.Ч = + 70°. У реле РБМ-178 и РБМ-278 SС.Р = 0,2 - 4 В·А, у реле РБМ-177 и РБМ-277 SС.Р =0,6 + 3 В·А.

Реле РБМ-271. РБМ-277, РБМ-278 – двустороннего действия, имеют два замыкающих контакта, действующих при соответствующем знаке момента.

Индукционные РНМ заводом не изготовляются. Однако в эксплуатации находится большое количество таких реле.

Освоен промышленный выпуск РНМ типов РМ-11 (с угловой характеристикой, аналогичной РБМ-171) и РМ-12 (с угловой характеристикой, аналогичной РБМ-178). Напряжение срабатывания реле РМ-11 не более 0,25 В, а реле РМ-12 регулируется ступенями 1, 2 и 3 В. Устройство этих реле рассмотрено в § 2.19.

 

 








Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 3383;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.