Комплексное устройство защиты типа ЯРЭ-2201 (2202) предназначено для установки в комплексных распределительных устройствах напряжением 6 – 10 кВ и представляет собой определенные наборы устройств защиты, автоматики и управления, которые могут потребоваться для конкретного присоединения.
Конструктивное устройство ЯРЭ-2201
Конструктивно устройство выполнено в виде блоков, сочетания которых позволяют осуществить различные виды защит и автоматики, такие как максимальную токовую защиту с зависимой и независимой выдержкой времени, защиту от замыкания на землю, дифференциальную защиту, АПВ, АВР, УРОВ и т.п. Блоки устройства размещены в кассете, заключенной в металлический ящик размером 510 × 368 × 255 мм или 510 × 233 × 255 мм. Устройство выпускается на следующие номинальные параметры: переменный ток – 5 А, переменное напряжение – 100 В, оперативное постоянное напряжение для ЯРЭ2201 – 110 или 220 В, оперативное постоянное напряжение для ЯРЭ2202 – 220 В.
Рис. 5.1. Принципиальная схема блока выравнивания типа ДО360 (ДО350)
Дифференциальная защита в устройстве ЯРЭ2201 (2202) разбита на несколько блоков, в которых реализованы отдельные узлы защиты.
Принцип действия и выполнение этих узлов аналогичны реле РСТ15, РСТ23, поэтому далее приведены только принципиальные схемы блоков, из которых построена защита и даны пояснения тех узлов, которые не рассматривались ранее.
Для выравнивания вторичных токов высшего и низшего напряжения трансформатора предусмотрены блоки автотрансформаторов типов ДО350 (три автотрансформатора) и ДО360 (два автотрансформатора) для двухфазного и трехфазного исполнения дифференциальной защиты (рис. 5.1).
Число витков автотрансформаторов равно 150 с отпайками от 20, 38, 51, 53, 56 и 60 витков, что позволяет обеспечить выравнивание токов с точностью до 7%. Полная погрешность автотрансформаторов блоков ДО350 и ДО360 не превышает 10% при токах до 100 А.
В блоках преобразователей ДО310 для трехфазного и ДО320 для двухфазного исполнения установлены входные трансформаторы TAV, конденсаторы для подавления высших гармоник и схемы двухполупериодного выпрямления. В этом же блоке расположен выходной орган, содержащий схему «ИЛИ» на диодах, транзистор и выходное реле с герметизированным контактом типа РПГ-2 (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Принципиальная схема блоков преобразователей типа ДО320 и ДО 310
В блоках преобразователей на лицевой панели предусмотрены кнопки тестового контроля SВ, с помощью которых на вход последующего блока, блока измерительного ТО311, ТО312, подается через резисторы напряжение +15 В, что должно при исправном канале защиты приводить к срабатыванию защиты. Кроме того, на лицевой панели выведены контрольные точки XS1, XS2, и XS3 для измерения напряжения небаланса соответствующих фаз дифференциальной защиты.
Блок типа ТО311 содержит две схемы фильтра низких частот и реагирующих органов для реализации двухрелейного исполнения дифференциальной защиты.
Если требуется трехрелейное исполнение, то добавляется блок типа ТО310, содержащий одну схему низких частот и одну схему реагирующего органа (рис. 5.3). Следует обратить внимание на то, что в блоках ТО311 и ТО310 орган выдержки времени на срабатывания выполнен на транзисторе VT1 вместо операционного усилителя DA3 в реле РСТ15 (рис. 4.4).
После заряда конденсатора (t = 23−25 мс) на выходе измерительного блока появляется отрицательный потенциал, что вызывает открытие выходного транзистора в блоке преобразователей (рис. 5.2) и срабатывание выходного реле.
Рис. 5.3. Принципиальная схема блока измерительного типа ТО310
Для получения дифференциальной защиты с торможением используются блоки торможения типа ДО330 (три канала для трехфазного исполнения), ДО340 (двухканальное исполнение) и ДО341 (одноканальное исполнение). Принципиальная схема типа ДО341 приведена на рис. 5.4, а тормозная характеристика на рис. 5.5. Торможение осуществляется циркулирующими фазными токами от трансформаторов тока стороны низшего напряжения трансформатора.
Выпрямленный тормозной ток подается на вход реагирующего органа (А2 на рис. 5.3) с той же полярностью, что и токи, задающие уставки реле, так как схема формирования тормозного сигнала является практически источником тока, то тормозная характеристика имеет линейный характер.
Регулировка коэффициента торможения осуществляется дискретно при помощи переключения штеккеров XS3 – XS5, коэффициенты торможения приняты равными 0,3; 0,45 и 0,6 с погрешностью ± 10%.
Для уменьшения зависимости коэффициента торможения от угла сдвига фаз между дифференциальным и тормозным токами используется быстрый заряд конденсатора C1 с постоянной времени 1,5 мс и относительно медленным с постоянной времени 30 мс разрядом через резисторы R5 – R8.
Горизонтальный участок в начальной части тормозной характеристики определяется напряжением открытия диода VD2 и подпором от постоянного падения напряжения на резисторе R3 за счет протекания тока по резисторам R3 и R4 от 0 до − 15 В. параметры схемы подобраны таким образом, что торможение отсутствует при токе на выходе блока равного 0,9 Iном.
Для получения горизонтального участка при больших тормозных токах установлены стабилитроны VD3 и VD4. Ограничение торможения осуществляется на уровнях 7 Iном и 14 Iном.
Рис. 5.4. Принципиальная схема блока торможения типа ДО341
Ток срабатывания дифференциальной защиты в устройстве ЯРЭ2201 регулируется дискретно: 0,4; 0,5; 0,65; 0,9 и 1,2 А. Переключением на первичной обмотке трансреактора в блоках ДО320 и ДО310 можно уменьшить все уставки срабатывания в два раза. Время срабатывания защиты при двукратном синусоидальном токе не более 35 мс, время возврата не более 30 мс.
Мощность потребления токовых цепей составляет: для блоков ДО310, ДО320 не более 2,5 В·А, для блоков ДО330, ДО340, ДО341 не более 2 В·А.
На рис. 5.6 в качестве примера приведена схема подключения токовых цепей дифференциальной защиты устройства ЯРЭ2201 для защиты двухобмоточного трансформатора.
Рис. 5.5. Тормозная характеристика дифференциальной защиты комплексного
устройства типа ЯРЭ2201
Рис. 5.6. Принципиальная схема подключения токовых цепей устройства типа ЯРЭ2201
