Способы регулирования сопротивления срабатывания реле сопротивления

Реле сопротивления

Основные органы релейной защиты.

Релейная защита состоит из пусковых органов, измерительных органов и логической части.

Пусковые органы — непосредственно и непрерывно контролируют состояние и режим работы защищаемого оборудования и реагируют на возникновение короткого замыкания, и нарушения нормального режима работы.

Пусковые органы выполняются с помощью: реле тока, реле напряжения, реле мощности и т.д.

Измерительные органы – на них возлагается задача определения места и характера повреждения, а так же принятия решения о необходимости действия защиты.

Измерительные органы так же выполняются с помощью реле тока, напряжения, мощности и других.

Функции пускового и измерительного органа могут быть объединены в одном органе.

Логическая часть – представляет собой схему которая запускается пусковыми органами и сопоставляя последовательность и продолжительность действия измерительных органов, производит отключение выключателей мгновенно или с выдержкой времени, запускает другие устройства, подает сигналы и производит другие предусмотренные действия.

Логическая часть состоит в основном из логических элементов, элементов времени (таймеров), а так же промежуточных и указательных реле. В аналоговых и микропроцессорных устройствах к ним добавляются дискретные входы и индикаторные светодиоды.

Реле сопротивления реагируют на величину отношения напряжения и тока — (КРС, ДЗ-10)

Основным органом дистанционной защиты является реле сопротивления, которое измеряет сопротивление линии до места КЗ. Реле определяет на каком участке произошло замыкание и отключает его с заданной выдержкой времени.

В России наиболее часто используется реле полного сопротивления, реагирующее на полное сопротивление линии.

К ре­ле сопротивления подводят­ся напряжение U_p и ток I_р. Расчетное комплексное сопротивление

Z_p = U_p/I_p, называется ха­рактеристической величиной. Наиболее часто применяют минимальное ре­ле сопротивления, срабатывающее при снижении значения Z_p до заданного сопротивления срабатывания Z_ср.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Реле сопротивления в комплекте КРС-1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» (ФГБОУ ВПО УГНТУ)

Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате

Кафедра «Электрооборудование и автоматика промышленных предприятий»

Зав. кафедрой ЭАПП, профессор Зам. директора по учебной работе, доцент

_______________М.Г. Баширов ______________________Н.Г. Евдокимова

Методические указания к лабораторной работе

ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Дисциплина «Электрические и электронные аппараты»

Инженер по охране труда профессор кафедры ЭАПП

___________ Г.В. Мангуткина ___________Р.Г. Вильданов

Методические указания предназначены для студентов направления подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», профиль «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений»

Обсуждено на заседании кафедры ЭАПП

Протокол № ______ от ___________________2015

ã Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате, 2015

ã Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате, 2013

ИСПЫТАНИЕ РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Цель работы:Изучить принцип действия реле сопротивления и особенности его настройки, определить его основные параметры и характеристики.

Теоретические сведения

Общие сведения

Реле сопротивления (РС) применяются в качестве измерительных органов устройств релейной защиты автоматики (РЗА), в частности, – дистанционной защиты (ДЗ).

Обычно на РС подается линейное напряжение. Например, U_АВ и I_А–I_В. РС реагирует на величину сопротивления на зажимах реле Z_Р, равную отношению напряжения реле U_Р к току реле I_Р. Например, для РС, включенного на АВ:

РС выполняются минимальными, то есть, срабатывают при уменьшении величины Z_Р ниже уставки реле.

Для обеспечения селективности защит в сложных сетях с несколькими источниками питания РС выполняются направленными: РС реагирует не только на величину Z_Р, но еще и на угол между U_Р и I_Р.

Для анализа работы РС обычно используются характеристики РС в комплексной плоскости сопротивлений (рисунок 1). На комплексной плоскости сопротивлений каждая точка характеризует определенный вектор Z с составляющими X и R. Обычно сопротивление при КЗ на защищаемой линии имеет угол φ_к = (60..90)°. При КЗ угол сопротивления изменяется на 180°. Сопротивление нагрузки обычно имеет угол φ_н = (0..30)° при направлении мощности от шин в линию и угол на 180° вывернутый при направлении мощности из линии к шинам.

В сложных схемах электроснабжения в зависимости от режимов работы и вида короткого замыкания чувствительность простых токовых защит может оказаться недостаточной. Кроме того, в ряде случаев, к защитам могут предъявляться повышенные требования по быстродействию и селективности. В этих случаях широкое применение получили дистанционные защиты. К основным достоинствам дистанционных защит относятся:

— независимость от режимов работы системы электроснабжения;

— малое время отключения короткого замыкания, зависящее от расстояния до места повреждения и ряд других факторов.

Дистанционные защиты реагируют на отношение величины напряжения к величине тока в месте установки реле. Эта величина называется сопротивлением, подведенным к зажимам реле. Поэтому, основным пусковым органом дистанционных защит является реле сопротивления.

В данной лабораторной работе исследуется модель реле сопротивления типа КРС-1, входящего в комплекс панели ЭГО-1636. Функционально, модель состоит из трех однофазных реле сопротивления KZ1, KZ2 и KZ3. На вход каждого реле подается ток и напряжение от измерительных трансформаторов тока и напряжения. Поскольку, типовая схема включения реле сопротивления предполагает включение на линейное напряжение и разность фазных токов, реле имеет две токовые обмотки I1 и 12. Магнитный поток, создаваемый данными обмотками равен разности магнитных потоков, создаваемых каждой из обмоток в отдельности. Реле срабатывает, если величина комплексного сопротивления, подведенного к зажимам реле меньше уставки срабатывания реле.

К основным уставкам реле относятся:

Z_{уст.мин} — минимальная уставка сопротивления, Ом/фазу. Принимает одно из двух значений: 1 Ом или 1,5 Ом;

N% — процентное отношение минимальной уставки срабатывания реле сопротивления Z_ycтmin к расчетной уставке Z_уст . Определяется установкой положения двух органов управления: грубой регулировки: 1%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%; плавной регулировки: 0..10%. Результирующее значение N% определяется суммированием значений всех трех органов управления;

ε – коэффициент сжатия круговой характеристики срабатывания реле. Коэффициент предназначен для получения эллиптической характеристики. Принимает значения: 0,5; 0,65; 0,8; 1;

Смещение – смещение характеристики срабатывания в третий квадрант. Принимает одно из двух возможных значений: есть или нет. При наличии смещения, характеристика срабатывания реле смещается в третий квадрант на 10% от заданного сопротивления срабатывания реле;

Ф_мч – угол максимальной чувствительности реле. Принимает одно из двух возможных значений: 65° или 80°;

Характеристика срабатывания реле сопротивления имеет вид:

Рисунок 1 – Характеристика срабатывания реле сопротивления

Считается, что вектор тока совпадает по направлению с действительной осью комплексной плоскости, а вектор напряжения опережает ток на некоторый угол Ф_Р (активно-индуктивная нагрузка). В этом случае, вектор полного комплексного сопротивления Z_P совпадает по фазе с напряжением U_P, а его величина определяется выражением U_P/I_P , где ток и напряжение могут быть амплитудными или действующими значениями.

Характеристика срабатывания реле Z_CP имеет вид эллипса (рисунок 1). Реле срабатывает, если вектор комплексного сопротивления, подведенного к зажимам реле находится внутри заштрихованной части эллипса. Т.е. условие срабатывания реле в комплексной форме имеет вид:

Zp Z_CP. (2)

Указанные выше уставки реле позволяют изменять размер эллипса, степень его сжатия, угол его наклона.

Основными характеристиками реле сопротивления являются:

Представляющая зависимость величины сопротивления при котором происходит срабатывание реле от величины угла между током и напряжением, подведенными к обмоткам реле. Зависимость снимается при номинальном токе, а величина сопротивления определяется по величине напряжения, подведенного к обмотке реле.

Представляющая зависимость величины сопротивления при котором происходит срабатывание реле от величины тока, подведенного к обмоткам реле. Зависимость снимается при угле между током и напряжением, равным углу максимальной чувствительности, а величина сопротивления определяется по величинам напряжения и тока, подведенных к обмоткам реле.

Реле сопротивления в комплекте КРС-1

Комплект реле сопротивления типа КРС-1 состоит из трех направленных РС, предназначенных для применения в качестве дистанционных органов различных устройств релейной защиты (РЗ).

Каждое РС предназначено для включения на линейное напряжение и на разность фазных токов и реагирует на сопротивление на его зажимах.

Для выполнения РС в КРС-1 применяется принцип сравнения абсолютных значений величин, сформированных из напряжения реле U_Р и тока реле I_Р.

В качестве рабочего и тормозного напряжений используются следующие величины:

где К_I и К_U – коэффициенты пропорциональности.

Источник

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕЛЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ДЗ В КАЧЕСТВЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ, И ТРЕБОВАНИЯ К ИХ КОНСТРУКЦИЯМ

Элементные базы изготовления PC. Первоначально PC, как и другие виды реле, выполнялись на электромеханических элементах главным образом на индукционном принципе. С развитием полупроводниковой техники получили широкое применение статические конструкции PC сначала на полупроводниковых приборах, выполняемые из отдельных (дискретных) элементов: транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов.

В 70-х годах отечественная промышленность перешла на выпуск PC только на выпрямленном токе с использованием дискретных полупроводниковых приборов. В связи с развитием микроэлектронной техники на базе интегральных микросхем (ИМС) последние стали применяться в качестве новой элементной базы при построении PC. Использование ИМС, а также элементов вычислительной техники открыло пути дальнейшего совершенствования характеристик и параметров ИО ДЗ. Появилась возможность уменьшения габаритов, потребления, выполнения PC с характеристиками сложной формы, а также повышения надежности реле, в частности за счет внедрения автоматических схем непрерывного контроля исправности измерительных и логических элементов ДЗ. Отечественная промышленность в 80-х годах начала выпуск PC с улучшенными параметрами на интегральных операционных усилителях. Значительные успехи в широком применении сверхбольших ИМС (СБИМС) и создании на их основе микропроцессоров и микроЭВМ позволяют приступить и в нашей стране к применению дистанционных защит на микропроцессорной базе. Разработка и изготовление таких отечественных РЗ уже начаты [20,21].

Принципы выполнения статических PC. Все разновидности PC основаны на сравнении абсолютных значений или фаз двух или нескольких электрических величин. Эти величины представляют собой синусоидальные напряжения U1U2. Un[U1 = U1msinωt, U2 = U2msin(ωt + φ2) и т.д.]. Каждое из них является линейной функцией напряжения Uр и тока Iр, измеряемых в месте установки РЗ. Сравниваемые напряжения образуются из UркIpпо выражениям, аналогичным (2.38):

(11.14)

Коэффициенты KU1 – KUn(11.14) являются постоянными величинами. Их значения определяют форму и уставки характеристики срабатывания. Коэффициенты KI1 – KInпредставляют собой комплексы, имеющие размерность сопротивлений, аKU1 – KUn— действительные числа.

Реле сопротивления с характеристиками срабатывания в виде окружности, эллипса (овала) и прямой линии (рис.11.14, а-г,ж) выполняются по принципу сравнения двух напряжений U1и U2 по (11.14). Для получения реле с характеристикой в форме треугольника или четырехугольника (рис.11.14, е, д) производится сравнение трех или четырех напряжений U1,U2,U3,U4.

Напряжение U1– Unцелесообразно выразить через сопротивления Zp, поскольку поведение PC зависит от их значений. Для этого следует преобразовать правую часть уравнений (11.14), вынеся за скобки Iр и коэффициент КUпри Uр, тогда с учетом того, что Up = IpZp,получим:

(11.14а)

Здесь принято, что . Сопротивления Z1 и Zn являются постоянными комплексными величинами, определяющими форму характеристики и уставки срабатывания реле.

Реле сопротивления на полупроводниковых элементах выполняются на сравнении абсолютных значений и на сравнении фаз. Последние более быстродействующие (они могут срабатывать в течение полупериода промышленной частоты, т.е. с t≈ 0,01 с) и проще в исполнении. Поэтому PC, построенные на сравнении фаз, находят все более широкое применение. Ниже рассмотрены принципы построения PC обоих видов.

Общая структурная схема дистанционного органа. Реле сопротивления, выполняющие функции ДО, построенные на сравнении фаз или абсолютных значений электрических величин, выполненные на полупроводниках в виде дискретных элементов или ИМС, имеют одинаковую структурную схему (рис.11.15). Рассматривается общий случай сравнения n напряжений U1 – Un,образованных по (11.14). Реле состоит из четырех частей: 1 — преобразователей напряжения ПU(ПТН) и тока ПI (ПТТ или ПТР); 2 — устройств формирования сравниваемых напряжений УФ; 3 — устройства УС,осуществляющего сравнение электрических величин по абсолютному значению или по фазе; 4 — реагирующего и исполнительного органа РО.

Напряжение Upи ток Iр от измерительных ТТ и ТН подводятся к ПUи ПI, которые преобразуют исходные величины Up, и Iр в пропорциональные им напряжения: Uн = КUUри Uт = KIIp. Эти напряжения по (11.14 а) подаются к формирователям УФ. Каждый формирователь представляет собой сумматор, преобразующий входные напряжения в сравниваемые величины по (11.14) и осуществляющий их суммирование. Например, в сумматоре п образуется два напряжения КUnUр и KInIp,они суммируются, и на выходе УФ появляется напряжение Un = КUnUр + KInIp по (11.14). Аналогично образуются напряжения на выходе остальных сумматоров. В зависимости от принципа работы PC в состав устройства формирования могут входить выпрямители синусоидальных величин, получаемых от преобразователей Upи ток Iр, и частотные фильтры, подавляющие токи высших гармоник. Напряжения U1 – Un с выхода УФ поступают на вход схемы сравнения УС. Здесь производится их сравнение по модулю или по фазе в соответствии с заданным условием (алгоритмом) срабатывания PC. В результате на выходе УС появляется напряжение Uвых, значение или знак которого зависит от соотношения абсолютных значений или от фаз сравниваемых величин. Выходной сигнал поступает на РО. При определенных значениях амплитуд или фаз сравниваемых напряжений, соответствующих повреждению в зоне действия PC, на выходе РО появляется сигнал о срабатывании реле в виде Uвых > Ic.p.

Основные требования к ДО (PC). 1. Реле сопротивления I ступени должны быть быстродействующими: tcp = 0,01 ÷ 0,02 с в сетях 500 кВ, tcp = 0,02 ÷ 0,04 с в сетях 110-220 кВ.

2. Реле сопротивления, выполняющие функции ИО I, II и III ступеней ДЗ, должны иметь высокую точность при срабатывании в конце зоны их действия: ΔZ = Zy – Zc.p.

3. Измерительные органы II ступени должны иметь kвоз = ZB/Zc.p ≥ 1,05 ÷ 1,1, что позволит повысить их чувствительность.

4. Реле сопротивления не должны работать в переходных режимах при наличии в токе и напряжении апериодических составляющих и составляющих с частотой, отличающейся от 50 Гц.

5. PC должны обладать высокой помехоустойчивостью, исключающей их ложное срабатывание от воздействия внешних и внутренних помех.

6. PC должны быть надежными и простыми в эксплуатации, иметь возможно меньшее потребление мощности в цепях тока.

Источник