МАКСИМАЛЬНЫЕ ТОКОВЫЕ ЗАЩИТЫ НА ПЕРЕМЕННОМ ОПЕРАТИВНОМ ТОКЕ

Требования к ТТ, питающим оперативные цепи. Источником переменного оперативного тока в схемах МТЗ обычно служат ТТ. Основным требованием, предъявляемым к ТТ, питающим оперативные цепи, является условие, чтобы их мощность STT была достаточна для покрытия мощности, потребляемой оперативной цепью Sо.ц, т.е. мощности, необходимой для срабатывания электромагнита отключения (ЭО) выключателя SЭО и элементов логической части РЗ Sл.ч:

Большую часть мощности Sо.ц составляет потребление ЭО выключателя. В зависимости от типа привода выключателя значение S0 ц при токе срабатывания ЭО колеблется от 30 до 1000 Вт. Эта мощность, как правило, превышает значение номинальной мощности ТТ (STT ном), при этом токовая погрешность ТТ ΔI выходит за пределы значений, допустимых для устройств РЗ. Поэтому в тех случаях, когда из-за большой нагрузки, создаваемой оперативными цепями, погрешность ΔI> 10%, для питания оперативных цепей выделяются отдельные ТТ, не связанные с измерительной частью РЗ. Мощность, отдаваемая ТТ STT = IвUв, имеет некоторое предельное значение. С учетом того, что вторичное напряжение ТТ Uв= IвZн, a вторичный ток Iв = Iп /kI – ΔI:

где Zн – сопротивление нагрузки оперативных цепей ТТ (см. §3.1). При некотором оптимальном значении Zн мощность STT достигает своего максимума. При дальнейшем увеличении Zн погрешность ΔI становится более 50%, значение резко уменьшается и STT начинает снижаться (рис.4.16). Таким образом, каждый ТТ имеет предельную мощность STT mах. Для отключения выключателей 110-220 кВ с механизмом отключения, требующим больших усилий, мощность ТТ оказывается недостаточной.

Схемы МТЗ на переменном оперативном токе. Схемы МТЗ с питанием оперативных цепей от источников переменного тока (см. §1.9) могут выполняться: с непосредственным питанием от ТТ по принципу дешунтирования ЭО выключателей; с питанием выпрямленным током, от специальных блоков питания; с питанием от предварительно заряженных конденсаторов.

Схемы с дешунтированием электромагнитов отключения выключателя. Подобные схемы МТЗ в отечественной практике выполняются только на электромеханических реле как с зависимой, так и независимой характеристикой выдержки времени.

Схемы МТЗ с зависимой характеристикой. На рис.4.17, с приведена наиболее распространенная двухфазная схема с двумя ТТ, установленными на фазах А и С и с двумя токовыми реле КА1 и КА2,действующими с выдержкой времени, зависящей от тока. Трансформаторы тока ТАА и ТАС, питающие токовые реле, включенные по схеме неполной звезды, используются как источники оперативного тока.

Привод выключателя выполняется с двумя ЭО (YAT1 и YAT2), которые приходят в действие от токов, проходящих в ТАAи ТАС. Вторичный ток ТТ подается в YAT1 и YAT2 контактами токовых реле КА1 и КА2. Их контакты должны быть рассчитаны на переключение больших токов до 150 А и производить операцию переключения без разрыва вторичной цепи ТТ. Принцип выполнения подобной контактной системы показан на рис.4.18. В нормальном режиме токовые реле не действуют, их подвижный контакт 3 находится в положении 1, при котором вторичная цепь каждого ТТ замкнута и ее ток питает обмотку соответствующего реле КА. Цепи обоих ЭО (YAT1 и YAT2) разомкнуты.

При КЗ одно или оба реле КА срабатывают. Подвижный контакт 3 сработавшего реле, например КА1, переключается и замыкает сначала неподвижный контакт 2 (рис.4.17 и 4.18), подключая YAT1 ко вторичной цепи ТТ, а затем без разрыва цепи ТТ размыкает контакт 1, дешунтируя при этом YAT1. После дешунтирования весь ток ТАА замыкается через YAT1, который отключает выключатель Q.

На рис.4.17, б приведена двухфазная схема с одним токовым реле КА. В этой схеме привод выключателя имеет один электромагнит отключения YAT. Реле КА и YAT включены на ток Ip=Ia–Ic.

В обеих схемах в качестве токовых реле применяются реле РТ-85 или РТ-90 (см. §2.11), имеющие ограниченно зависимую характеристику времени действия и специальные контакты для дешунтирования электромагнита отключения.

Схема защиты с независимой выдержкой времени. На рис.4.19 изображена схема в двухфазном исполнении с двумя токовыми реле, включенными на токи фаз А и С: КА1 и КА2. Логическая часть схемы состоит из реле времени КТ и промежуточных реле КL1 и KL2, дешунтирующих YAT1 и YAT2. Схема выполняется с помощью РТ-40 и специальных реле переменного тока: времени РВМ-11, промежуточных РП-361 и указательных.

Для ограничения и стабилизации значений токов, поступающих в обмотку реле времени КТ (типа РВМ), последняя питается током через промежуточные насыщающиеся трансформаторы тока (ПНТ) TLAи TLC. При КЗ реле КТ включается на вторичный ток ПНТ (TLAили TLC) контактами пусковых реле тока КА1 или КА2. Однако при двухфазной КЗ между фазами А и С будут работать оба пусковых реле и реле КТ окажетсявключенным на сумму вторичных токов Ia + Ic,которая в этом случае равна нулю, поскольку Ia= –Ic. Для исключения этого недостатка в схеме предусмотрено размыкание вторичной цепи TLCконтактами реле КА1, что обеспечивает и в этом случае действие КТ от тока фазы А. Промежуточные реле КL1 и KL2 включаются через ПНТ на токи Iaи Ic. Обмотки КL1 и KL2 питаются токами через выпрямители VS1 и VS2. Контакты промежуточных реле, дешунтирующие электромагниты отключения, выполняются так же, как у токовых реле в схемах на рис.4.17 и рассчитаны на переключение до 150 А. При КЗ в зоне сработавшее реле, например КА1, замыкает вторичную цепь TLA(рис.4.19, а), приводя в действие КТ. После замыкания контакта КТ1 (рис.4.19, в) КL1 переключает контакт КL1.1 вверхнее положение без разрыва цепи ТАA. Ток Ia замыкается через YAT1, который отключает выключатель. При срабатывании КА2 или КА1 и КА2 вместе схема действует аналогично.

Возврат всех реле в исходное состояние происходит после отключения КЗ и, следовательно, при отсутствии тока в ЭО. Поэтому в рассматриваемой схеме и во всех других, у которых оперативные цепи питаются от ТТ, вспомогательный (блокировочный) контакт выключателя в цепи ЭО не требуется.

Схемы с дешунтированием имеют особенность, заключающуюся в том, что ТТ до момента срабатывания РЗ нагружены, как обычно, сопротивлением реле и соединительных проводов. Благодаря этому обеспечиваются нормальные условия работы ТТ с допустимой погрешностью ε