Чтение онлайн

Если внутренний угол = 0 (рис. 2.19, а), то вращающий момент M BP= k p x U H x I p x sin (- р) в реле пропорционален реактивной мощности, подведенной к реле (синусное релеили реле реактивной мощности).Эти реле выполняют так, что M BPположителен, если угол р< 0 (то есть M BP= k p x U H x I p x sin р). Угол максимальной чувствительности для синусного реле МЧ= 90°.

Если внутренний угол = 90° (рис. 2.19, б), то вращающий момент

M BP= k p x U H x I P x sin (90 - р) = k p x U H x I P x cos р

пропорционален активной мощности, подведенной к реле ( косинусное релеили реле активной мощности).Для косинусного реле МЧ= 0°.

В реле смешанного типа (см. рис. 2.18) угол аможет иметь значения от 0° до 90°. У отечественных реле смешанного типа (РБМ-171, РБМ-271) угол аизменяется дискретно: = 45° ( МЧ= 45°) или = 60° (мч = 30°).

Срабатывание реле направления мощности происходит при выполнении условия:

M BP >= М ПР,

где М ПР— противодействующий момент, который определяется силой противодействия возвратной пружины, трением в подшипниках реле и силой нажатия контактов при срабатывании реле.

Поскольку вращающий момент реле пропорционален подведенной к нему мощности, то реле срабатывает при определенном произведении U H x I p. Минимальное значение мощности на зажимах реле, при котором оно срабатывает, принято называть мощностью срабатывания реле S CP. Для большинства индукционных реле S CP= (0,2 - 4) B x A.

Чувствительность реле оценивается по вольт-амперной характеристике, которая представляет собой зависимость напряжения срабатывания реле от тока (рис. 2.20, а), при неизменном угле между векторами 'U Hи 'I pравном углу максимальной чувствительности [3].

Зависимость мощности срабатывания реле от угла между векторами 'U Hи 'I pпри неизменном токе принято называть угловой характеристикой реле (рис. 2.20, б) [2]. Она определяет зоны срабатывания и несрабатывания реле. Как видно, при углах, соответствующих изменению направления вращающего момента, мощность срабатывания возрастает и стремится к бесконечности. При р= МЧмощность срабатывания реле имеет минимальное значение.

Принцип действия микроэлектронных статических реле направления мощности РМ-11 и РМ-12 основан на измерении длительности интервалов времени, при котором напряжение и ток, подведенные к реле, имеют одинаковый знак. Время совпадения знака сигналов измеряется в течение каждого полупериода и сравнивается с уставкой. При определенной продолжительности времени совпадения знаков сигналов реле срабатывает. Эти реле превосходят индукционные по многим основным характеристикам и широко используются в системах релейной защиты [3].

В отечественных энергосистемах принято использовать в направленных токовых защитах так называемую 90-градусную схему включения реле направления мощности смешанного типа. При этом в токовую катушку первого реле подается через ТТ ток фазы А, а к его потенциальной катушке подводится через ТН линейное напряжение ВС (рис. 2.21, а)[2]. Угол между этими векторами составляет 90°. Отсюда и произошло название схемы включения реле. Такое сочетание сигналов, подводимых к реле, улучшает его работоспособность при близких КЗ.

Для трехфазного исполнения защиты 'I P1= 'I A ; 'U P1= 'U BC; 'I P2= 'I B; 'U P2= 'U CA ; 'I P3= 4; 'U P3= 'U AB, где 'I P1, 'I P2, 4 — вектoры токов 15 токовых катушках первого, второго и третьего реле направления мощности; 'I A 'I B, 'I C— векторы вторичных токов соответствующих фаз; 'U P1, 'U P2, 'U P3— векторы напряжений, подведенных к потенциальным катушкам первого, второго и третьего реле направления мощности; 'U AB , 'U BC, 'U CA— векторы вторичных линейных напряжений.

На рис. 2.21, бпоказана векторная диаграмма реле направления мощности, соответствующая 90-градусной схеме включения реле с углом внутреннего сдвига = 45° ( МЧ= -45°) в симметричном режиме контролируемого объекта. Вектор тока 'I Aотстает от вектора фазного напряжения 'U Aпри КЗ на контролируемом объекте (например, линии) на угол КЗ, определяемый соотношением активной и реактивной составляющих сопротивления контролируемой линии (см. рис. 2.21, а).Вектор 'I Аимеет два предельных положения. Одно — 'I AI— при КЗ за чисто индуктивным сопротивлением ( КЗ= 90°). Другое — 'I AII— при КЗ за чисто активным сопротивлением ( КЗ= 0°, например, при КЗ вблизи места установки реле). Это означает, что угол pмежду векторами тока 'I P= 'I PI= 'I Aи напряжения 'U H= 'U P1= 'U BC, подведенными к реле, p= -(90° - КЗ) и может изменяться в симметричном режиме от 0 до 90° (вектор тока опережает вектор напряжения).

Как видно, вращающий момент реле при трехфазных КЗ в зоне действия защиты положителен и близок к максимальному; следовательно, реле надежно срабатывает. При трехфазных КЗ вне зоны вращающий момент изменяет свое направление на противоположное р [180°… 270°] и реле столь же надежно не срабатывает.

Направленные МТЗ необходимо отстраивать от максимальных рабочих токов с учетом самозапуска электродвигателей в послеаварийных режимах после отключения смежного присоединения, то есть так же, как и обычные ненаправленные МТЗ:

В сетях с глухозаземленной нейтралью направленные МТЗ должны быть также отстроены от токов, возникающих в неповрежденных фазах при однофазных и двухфазных КЗ на землю (если не используется блокировка действия от защит, действующих при замыканиях на землю) [2]:

I СЗ= k З x I НФ,

где k З— коэффициент запаса ( k З= 1,15-1,3);