Устройство защиты при однофазных замыканиях на землю ззп-1м

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 119 из 137Следующая ⇒

Зажимы

1 2

«

7 | 8

TTi

тт₂

5—8 5—7 5—6

0,45 0,316 0,2

0,5

0,36

0,232

0,55

0,394

0,248

0,6

0,43

0,27

0,65

0,468

0,29

0,7 0,5 0,314

0,75

0,536

0,336

0,8

0,568

0,348

Уставки РТ (с I

= 1 А)

ми 12 и 14 включается миллиамперметр с внутренним сопротивле­нием не более 400 Ом. При подаче на зажимы 17, 19, 21 и 23 сим- мстрнчного трехфазного тока прямой последовательности 3 /_ном ток на выходе фильтра должен быть не более 1,7 мЛ. Устранение тока небаланса производится регулировкой резисторов R_l и

2. Проверка настройки ФНОП производится при снятой пере­мычке 7—9 и подключенном к зажимам 5—9 вольтметре с внутрен­ним сопротивлением не менее 5 кОм/В При подаче на зяжимы 18, 20 и 22 трехфазного симметричного напряжения прямой последова­тельности 100 В напряжение на выходе фильтра не должно превы­шать 2,6 В. Устранение напряжения небаланса производится регу­лировкой резисторов /?з и R₄

3. Проверка регулировки РТ производится аналогично реле тока РТ-40. Зазоры меж­ду полкой якоря и полюсами магнитопровода /в притяну­том положении якоря) дол­жны быть одинаковыми и на­ходиться в пределах 0,35— 0,5 мм. Проверка тока сраба­тывания РТ производится по указаниям § 6-1. Токи сраба­тывания должны соответство­вать данным табл. 6-16 и 6-17 с возможным отклонением ±8%.

Рис. 6-34. Схема проверки реле РМОП-2.

4. Проверка и устранение самохода от тока у индукци­онного элемента направления мощности производится при снятой перемычке 10—12 и
пропускании через зажимы 10 и 16 тока 0—0,8 А. Проверка и устра­нение самохода от напряжения производится при закороченных зажи­мах 20 и 22, закороченных первичных обмотках ТТ\ и ТТ₂ и пода­че на зажимы 18 и 20 напряжения 100 В. Устранение самохода производится аналогично реле РБМ-170 с учетом рекомендаций § 3-1. Допускается самоход, который можно компенсировать за­кручиванием возвратной пружины на угол не более 10°.

5. Проверка угла максимальной чувствительности производится в схеме, имитирующей металлическое к. з. фаз В и С в месте уста­новки защиты (рис. 6-34). Полученное значение <р_мч должно на­ходиться в пределах 160±10° (ток 1ьс отстает от напряжения Uab), что соответствует углу между фазными током и напряжением обратной последовательности 110+10° (ток 1_2а опережает напряже­ние и_2а). Значение <р_м.ч обеспечивается параметрами элементов реле и не регулируется.

6. Проверка мощности срабатывания производится по схеме рис. 6-34 при фм _ч и токе 0,346 /_ном путем плавного повышения на­пряжения от нуля до срабатывания реле Мощность обратной по­следовательности при срабатывании реле определяется по формуле

Ргсраб = 0,193Up Iр                                                        (6-146)

и не должна превышать значений, приведенных в табл. 6-14. Регу­лировка мощности срабатывания производится изменением натя­жения возвратной пружины индукционного элемента. Угол закру­чивания пружины должен быть около 90°.

Устройство защиты ЗЗП-1М предназначено для се­лективного отключения защищаемого присоединения при однофазных замыканиях на землю в сетях напря­жением 2—10 кВ с изолированной нейтралью и сум­марными емкостными токами 0,2—20 А. Токовая цепь устройства подключается к кабельному трансформатору тока нулевой последовательности (ТТНП), в каче­стве которого могут быть использованы трансформато­ры T3J1, ТЗР, ТЗ, ТФ и др. По принципу действия уст­ройство представляет собой направленную защиту ну­левой последовательности. Принципиальная схема устройства приведена на рис. 6-35 [33].

Устройство включает в себя согласующий трансфор­матор ТР\, схему ограничения (Р, Д_и R_g, Д₂), усили­тель переменного тока на транзисторах Т\ и Т₂, фазо- чувствительный усилитель на транзисторах Г₃ и Г₄ и исполнительный орган РП (промежуточное реле РП-220).

Выбор схемы и конструкции устройства был обус­ловлен рядом предъявляемых к нему требований.

Г,------------ (gf —CZJ—@

"WTTl

T-FTir

IA

rJI

^s₅ c₅ ::д₅ "'г ^e₄

W) +

Рис 6-35. Схема внутренних соединений защиты ЗЗП-1,

С одной стороны, малый первичный ток нулевой после­довательности при однофазных замыканиях требует от устройства очень высокой чувствительности С другой стороны, от устройства требуется повышенная термиче­ская и динамическая стойкость, обусловленная большой кратностью первичных токов при двойных замыканиях на землю по отношению к току срабатывания устрой­ства, доходящей до 1-10⁵. Сюда же следует отнести необходимость отстройки от импульсных помех и гар­монических составляющих тока нулевой последова­тельности

С учетом перечисленных требований вход устройст­ва выполнен в виде согласующего малогабаритного трансформатора тока ТР\, работающего практически в режиме холостого хода. Малые габариты позволяют выполнить индуктивное сопротивление ветви намагни­чивания ТР\ при индукции, соответствующей области максимальной магнитной проницаемости, близким к индуктивному сопротивлению ТТНП в условиях сраба­тывания устройства. Индукция в сердечнике ТТНП в этих условиях очень мала и соответствует начальному нелинейному участку кривой намагничивания, т. е. об­ласти малых значений магнитной проницаемости. От­сюда сопротивление ветви намагничивания ТТНП так­же мало Равенство сопротивлений ветвей намагничи­вания в условиях срабатывания обеспечивает максимальное значение мощности, отдаваемой ТТНП.

При двойных замыканиях на землю оба трансфор­матора насыщаются. Проволочный резистор R₆, огра­ничивая величину тока в первичной обмотке ТР_и обес­печивает термическую стойкость устройства. Пики на­пряжения на вторичной обмотке ТР_Х сглаживаются конденсатором С₆ и ограничиваются до бе­зопасной для изоляции величины газовым разрядником Р С помощью конденсатора С₆ защита частично от­страивается также от гармонических составляющих вход­ного тока

Усилитель переменного тока предназначен для уси­ления основной гармоники тока выхода согласующего трансформатора. Для получения достаточной чувстви­тельности устройства усилитель выполнен двухкаскад- ным. При отсутствии сигнала на входе через коллек­торный переход транзистора первого каскада Т\ прохо­дит ток, обусловленный наличием тока смещения, подводимого к базе Тi через резистор Rь Этот рези­стор одновременно осуществляет отрицательную обрат­ную связь по напряжению, повышающую входное со­противление, стойкость и температурную стабильность усилителя. При увеличении по каким-либо причинам коллекторного тока напряжение между коллектором и эмиттером транзистора уменьшается. Соответственно уменьшается и ток смещения через резистор Ri, что в свою очередь уменьшает приращение коллекторного тока. Ток через резистор Ri суммируется из токов, под­ходящих к точке а через диоды Д_{ и Д₂ в прямом на­правлении, оба диода отперты.

Значения токов входной цепи и базы транзистора Т1 через отпертые диоды Д\ и Д₂ определяются сопро­тивлением резистора Ri, так как напряжения на отпер­том диоде Д₂ и переходе эмиттер — база транзистора Ti малы по сравнению с коллекторным напряжением. При появлении положительной полуволны входного напряжения ток через вторичную обмотку TP_t увеличи­вается; так как суммарный ток Ir\ должен остаться не­изменным, то ток в цепи базы уменьшается. При даль­нейшем увеличении входного напряжения положитель­ный потенциал точки а возрастает настолько, что диод Д₂ запирается и ток через базу транзистора Т\ прекра­щается. Входной ток проходит через цепи питания уси­лителя.

Прн появлении отрицательной полуволны напряже­ния ток сначала проходит по цепи база транзистора Т1—диод Д₂— резистор Ra — отпертый диод Д\ и уве­личивает ток базы транзистора 1\. При дальнейшем увеличении входного напряжения диод Д\ запирается и входной ток прекращается вообще. Весь ток I hi про­ходит через базу транзистора Т\.

Таким образом ограничение входного напряжения до безопасного для транзисторов уровня происходит во входных цепях усилителя.

Нагрузкой первого каскада усилителя служит рези­стор Rs, связь между каскадами осуществляется через конденсатор С{. Диод Д₅ ограничивает значение запи­рающего напряжения на базе транзистора Т₂ и осуще­ствляет термокомпенсацию выходного каскада. Через резистор Ra подается ток смещения в цепь базы тран­зистора Т₂. Резистор R12 и конденсатор С₅ создают от­стройку от высших гармоник во входном токе, образуя
отрицательную обратную связь для составляющих ча­стоты выше промышленной. Нагрузкой выходного кас­када усилителя переменного тока служит первичная обмотка трансформатора ТР₃, образующая с конден­сатором С₂ контур, настроенный на частоту 50 Гц. В результате напряжение на вторичных обмотках ТР% имеет частоту 50 Гц и сдвинуто по фазе относительно основной гармоники тока нулевой последовательности в первичной обмотке ТТНП на угол, близкий к 90°.

С двух одинаковых вторичных обмоток ТР₃ напря­жение подается на базы транзисторов Т₃ и Тц фазочув- ствительного усилителя. Коллекторы транзисторов Т₃ и Ti через разделительные диоды Дз и Д₄ подключены к двум одинаковым полуобмоткам автотрансформатора ТР₂, присоединенного к напряжению нулевой последо­вательности и являющегося источником питания для фазочувствительного усилителя. Эмиттеры транзисто­ров Т₃ и Т_л через резисторы R₇ и R_s и обмотку испол­нительного органа подключены к средней точке ТР₂. В качестве исполнительного органа использовано про­межуточное реле серии РП-210 с двумя переключа­ющими контактами.

Принцип работы фазочувствительного усилителя рассмотрим на примере транзистора Т₃ (верхняя поло­вина схемы). Прохождение тока через транзистор Т₃ возможно только при отрицательном потенциале точек б\ и в[ относительно эмиттера транзистора Т₃. Если хотя бы одна из точек имеет положительный потенци­ал, то ток через Т₃ отсутствует. На рис. 6-36 приведе­ны графики э. д. с. на полуобмотках ТР₂ и ТР₃, за­штрихованные зоны соответствуют прохождению тока через Т₃. При малом токе базы г'бз транзистор работает в режиме усиления и мгновенное значение тока через нагрузку i_aаГр определяется коэффициентом усиления транзистора р

1„агр = Рг'бз-                                   (6-147)

N.

(6-148) 375

При больших значениях тока базы транзистор Т_э насыщается и мгновенное значение тока через нагруз­ку определяется напряжением на полуобмотке ТР%

'нагр ^трг^нагр-

В общем случае мгновенное значение тока -через нагрузку определяется неравенством

Р»"б. < 'нагр < ^Uтр/Rmrp- (6-149) Примем ток базы равным

Рис. 6-36. Графики э.д.с. на полуобмотках ТР₂ и ТР₃ реле ЗЗП-1.

г_бз = У 2- 31₀k sin (at + Ф_р + ¥),                               (6-150)

где k — коэффициент, зависящий от типа ТТНП, коэф­фициента преобразования входных токовых цепей, ко­эффициента усиления усилителя переменного тока, со­отношения числа витков обмоток ТР₃ и сопротивления цепи базы транзистора Т₅\ ср_р — угол сдвига фаз 3 /₀ относительно 3 U₀\ ¥— угол сдвига фаз 3 /о и напряже­ния на выходе усилителя переменного тока. Подставив (6-150) в (6-147), получим:

Lrp =з V2I_nk?> sin (at+ ф_р + ¥). (6-151)

Среднее за полпериод значение тока в нагрузке при токе базы транзистора Т₃, совпадающем по фазе с на­пряжением на выходе усилителя переменного тока при относительно больших значениях 3 U₀ (рис. 6-36, б) равно:

2я-(ф_р+Ч')

(6-152)

,^нплп

Imip сраб

-270' -180°

-до" о

Рис. 6-37. График зависимости /нагр = /(ф_Р) реле ЗЗП-1.

Агагр.сраб⁼ ~ j 'нагр ^ ~ п

— 3 —[1 + cos(<p_p 4- ¥)]. я

С учетом того, что напряжение на выходе усилителя переменного тока сдвинуто относительно 31₀ примерно на 90°, получим:

4гр.сраб = з УУ/, О- (1 — sill q>p).                     (6-153)

я

Так как вторая половина усилителя работает точно так же (транзистор Г₄), то (6-153) справедливо и для среднего значения тока в нагрузке за период. Оче­видно, что ток в нагруз­ке будет иметь наиболь­шую величину при sin ф_Р=—1. Следователь­но, реле будет иметь мак­симальную чувствитель­ность при токе З/о, отста­ющем от напряжения 3f/o на угол 90°.

График зависимости (6-153) приведен на

рис. 6-37, где горизонтальная линия соответствует току срабатывания исполнительного органа при зоне сраба­тывания 180°. Зона срабатывания определяется заштри­хованной площадью.

II

Среднее значение тока в нагрузке для случая (6-148) определяется аналогично и равно:

У'2

=                                                                                                 (6-154)

где &_ТР2 — коэффициент трансформации ТР₂\ R_K—сопро­тивление цепи коллекторов транзистора Т₃ или Г₄.

Для защиты элементов фазочувствительного усили­теля от гармоник в цепи 3 U_Q устройство следует под­ключать к трансформатору напряжения нулевой после­довательности последовательно с устройством ВУ-1, представляющим собой фильтр с резонансной частотой 50 Гц из последовательно соединенных дросселя с регу­лируемым воздушным зазором и конденсатора. На одно устройство ВУ-1 может быть подключено до 10 уст­ройств ЗЗП-1М.

Технические данные

Номинальное напряжение нулевой последовательности равно 100 В, частота 50 Гц.

Питание усилителя переменного тока производится от источни­ка постоянного тока напряжением 24 В±20% или от источника выпрямленного тока напряжением 26 В±20%. В случае применения трехфазного выпрямления сглаживание выпрямленного напряжения не обязательно.

Диапазон рабочих температур устройства составляет —40н- + 40° С.

Значения тока срабатывания устройства прн номинальных зна­чениях напряжений переменного и постоянного тока, при темпера­туре окружающей среды 20° С, измеренные в первичной цепи ТТНП типа ТЗЛ при токе 3 /₀, отстающем по фазе от 3 £/₀ иа 90°, приве­дены ниже.

Познавательные статьи:



Психологические особенности спортивного соревнования

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Занятость населения и рынок труда

Социальный статус семьи и её типология