Дифференциальная защита в устройствах ЯРЭ-2201, ЯРЭ-2202: устройство и принцип работы


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.

Дифференциальная защита в устройствах ЯРЭ-2201, ЯРЭ-2202: устройство и принцип работы
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).

Дифференциальная защита в устройствах ЯРЭ-2201, ЯРЭ-2202: устройство и принцип работы
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.

Дифференциальная защита в устройствах ЯРЭ-2201, ЯРЭ-2202: устройство и принцип работы
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.

Дифференциальная защита в устройствах ЯРЭ-2201, ЯРЭ-2202: устройство и принцип работы
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.

Дифференциальная защита в устройствах ЯРЭ-2201, ЯРЭ-2202: устройство и принцип работы
Рис. 5.5. Тормозная характеристика дифференциальной защиты комплексного
устройства типа ЯРЭ2201

Дифференциальная защита в устройствах ЯРЭ-2201, ЯРЭ-2202: устройство и принцип работы
Рис. 5.6. Принципиальная схема подключения токовых цепей устройства типа ЯРЭ2201


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об энергетике, электротехнике и электронике
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: