Проектирование системы электроснабжения города (стр. 16 из 24)

Параметры короткозамкнутой обмотки подбирают таким образом, чтобы суммарный магнитный поток в стержне 2

был меньше потока . Здесь , и - составляющие магнитных потоков , и , замыкающиеся по стержню 2.

Короткозамкнутая обмотка уменьшает трансформацию периодической составляющей тока в реле и не влияет на значение и действие апериодической составляющей. Влияние обмотки

равноценно уменьшению периодического тока в обмотке с до некоторого значения при сохранении неизменной . Изменением сопротивления регулируется отстройка реле РНТ от несимметричных токов переходных процессов. Наибольший эффект имеет место при .

Дифференциальная защита с использованием реле с торможением.

В дифференциальных защитах, установленных на трансформаторах с регулированием напряжения под нагрузкой или многообмоточных трансформаторах с несколькими питающими обмотками, токи небаланса в установившемся режиме имеют значительную величину. Чувствительность дифференциальной защиты в указанных случаях может быть повышена применением дифференциальных реле с торможением.

Схема и характеристики дифференциальной защиты с торможением.

Схема подключения защиты для двух- и трёхобмоточного трансформаторов показана на рисунке 4.13. Рабочая обмотка реле включается дифференциально, т.е. на разность токов трансформаторов тока, а тормозные - в плечи дифференциальной защиты с таким расчётом, чтобы в любом случае внешнего короткого замыкания хотя бы одна тормозная обмотка реле обтекалась током сквозного короткого замыкания.

При этих условиях ток срабатывания защиты (т.е. ток в рабочей обмотке, необходимый для действия защиты) под влиянием тока, протекающего в тормозной обмотке реле, возрастает, что повышает надёжность отстройки защиты от появляющихся в этом случае токов небаланса (рисунок 4.14).

При коротких замыканиях в зоне ток повреждения

, протекающий по тормозным обмоткам, загрубляет реле (увеличивает его ) так же, как и в условиях внешнего короткого замыкания, но несмотря на это чувствительность реле с торможением оказывается выше, чем у реле с БНТ без торможения, что видно из диаграммы, приведённой на рисунке 4.14 (точки а и б). Чувствительность реле с торможением при коротких замыканиях в зоне можно повысить, если тормозные обмотки включать не во все плечи защиты (как показано на рисунке 4.13), а только там, где это необходимо для торможения при внешних коротких замыканиях.

Для обеспечения достаточной надёжности действия защиты при повреждениях в зоне и селективности при внешних коротких замыканиях коэффициент торможения, характеризующий наклон характеристики реле (рисунок 4.14), принимается равным 30 - 60%, а начальный ток при выбирается равным 1,5 - 2 А, т. е. 30 - 40%.

Новочеркасским государственным технологическим университетом разработано реле с магнитным торможением ДЗТ-11, обеспечивающее отстройку как от бросков

, так и от токов небаланса.

Реле (рисунок 4.15, а) состоит из трёхстержневого насыщающегося трансформатора 1, питающего обмотку электромагнитного реле 2. Насыщающийся трансформатор имеет, как и обычный НТТ, первичную рабочую обмотку

и вторичную обмотку , в цепь которой включено дифференциальное реле. Для осуществления торможения на магнитопроводе насыщающегося трансформатора выполнена третья - тормозная обмотка . Рабочая обмотка включается дифференциально, а тормозная - в рассечку плеча токовой цепи защиты, т. е. так же как соответствующие обмотки обычного тормозного реле. Тормозная и вторичная обмотки реле состоят из двух секций А и В, расположенных на крайних стержнях магнитопровода. Рабочая обмотка помещена на среднем стержне.

Секции

и тормозной обмотки соединены таким образом, чтобы создаваемый ими магнитный поток замыкался по крайним стержням. Поток наводит в секциях и вторичной обмотки ЭДС и которые, однако, взаимно уничтожаются, так как они равны по значению и взаимно противоположны по направлению. В результате этого ток тормозной обмотки не создаёт тока в реле и служит только для подмагничивания крайних стержней магнитопровода, насыщая их и ухудшая трансформацию тока из рабочей обмотки во вторичную.

Поток

, создаваемый рабочей обмоткой, замыкается по крайним стержням и наводит в секциях вторичной обмотки согласно направленные ЭДС, обусловливающие ток в реле. Поток . Отсюда следует, что ток , необходимый для создания потока , достаточного для действия реле 2, зависит от магнитного сопротивления , которое увеличивается с насыщением крайних стержней магнитопровода вследствие подмагничивания их током тормозной обмотки. Чем больше ток , тем больший ток требуется для действия реле (рис. 4.15, б).

При отсутствии тормозного тока реле работает как обычное реле с БНТ, но без короткозамкнутых обмоток. Поэтому оно хуже отстраивается от бросков

и апериодической составляющей .

При внешнем коротком замыкании ток, проходящий по тормозной обмотке, насыщает крайние стержни магнитопровода, в результате чего ток срабатывания реле возрастает, одновременно с этим ухудшается трансформация тока небаланса, появляющегося в рабочей обмотке трансформатора.

При повреждении в зоне действия защиты ток в рабочей обмотке равен или больше тока

; в этих условиях, несмотря на подмагничивание магнитопровода, в реле появляется ток, достаточный для его действия.

Магнитная индукция при токе срабатывания реле достигает значения, при котором начинается насыщение магнитопровода (1,1 - 1,2 Тл), благодаря чему апериодический ток почти не трансформируется во вторичную обмотку, как и в обычном БНТ. Поэтому рассмотренное реле не реагирует на апериодическую составляющую, содержащуюся в намагничивающем токе и токе небаланса при неустановившихся режимах.

Важнейшими преимуществами реле являются:

простота конструкции;

наличие тормозной характеристики;

относительно небольшая зависимость

от фазы тормозных токов;

надёжная отстройка от апериодической составляющей токов намагничивания;

возможность выполнения реле с тремя и более тормозными обмотками. Последнее решает задачу защиты многообмоточных трансформаторов.

Тормозная характеристика каждого конкретного реле располагается между двумя кривыми, приведенными на рисунке 4.15, б, в зависимости от угла между тормозным и рабочим токами, а также от схемы питания тормозной обмотки.