ИЭ / 9 сем (станции+реле) / Экзамен / РЗ 9

включения реле с углом внутреннего сдвига α, равном 45° ( м.ч., равном - 45°, где м.ч. –

угол максимальной чувствительности реле – угол между током и напряжением на реле, при котором момент максимален, подробнее – см. Елфимов «Реле направления мощности») (рис. 7, б) в симметричном режиме контролируемого объекта. Сдвиг в 45° появляется за счёт трансреактора. Вектор тока А̇ отстает от вектора напряжения ̇А при КЗ на контролируемом объекте (например, линии) на угол кз определяемый соотношением активной и реактивной составляющих сопротивление контролируемой линии (см. рис. 7

опережает вектор напряжения).

Линия 0-0 на рис. 7, б, называется линией нулевых моментов (или линией изменения знака Мвр). Она всегда расположена под углом к вектору ̇н и совпадает с вектором н̇.

Линия ММ, лежащая под прямым углом к линии 0-0, называется линией максимальных моментов.

Как видно на рис. 7, б, вращающий момент реле при трёхфазных КЗ в зоне действия защиты положителен и близок к максимальному; следовательно, реле надёжно срабатывает. При трёхфазных КЗ вне зоны вращающий момент изменяет своё направление

21

на противоположное значение р [180° … 270°] и реле столь же надежно не срабатывает.

Схема 3U0+3I0

Односистемной называется защита, состоящая из одного комплекта реле, а трёхсистем-

ная – из трёх комплектов реле.

Трехсистемные защиты отличаются от односистемных большей простотой и четкостью схемы, большей надежностью и быстротой действия вследствие отсутствия в них пере-

ключений в цепях тока и напряжения.

22

Рисунок – Внутреннее устройство РНМ Индукционное реле направления мощности имеет две обмотки, размещенные на

полюсах замкнутого стального магнитопровода 1. Одна из них, токовая (4) включается во вторичные цепи ТТ, и ток в ней (Ip) определяется вторичным током ТТ. Вторая – потенциальная (5) – подключается ко вторичной обмотке трансформатора напряжения

(ТН), и ток в ней (Iн) пропорционален подведенному напряжению (Uн). Между полюсами расположен внутренний стальной сердечник 2 цилиндрической формы и алюминиевый ротор 3, имеющий форму стакана. На роторе укреплен контактный мостик 6. При направлении мощности КЗ от шин в линию этот мостик замыкает неподвижные выходные контакты 7 (реле срабатывает). Возврат реле происходит под воздействием противодействующей пружины 8.

1.Рабочий момент реле Мвр пропорционален мощности Sp, подводимой к зажимам реле от измерительных ТА и ТV, и направлен от оси опережающего потока к оси отстающего.

2.Знак электромагнитного момента Мвр определяется знаком sin ( − р) и зависит от угла, а следовательно и Мвр положительны при угле , лежащем в пределах от 0º до

180º; и отрицательны от 180º до 360º .

3.За положительное направление Мвр принято действие момента на замыкание контак-

тов

23

4.Момент Мвр достигает максимальной величины при р= 90º , т.е. когда Ip опережает

Iн на 90º

5.Угол между током и напряжением, при котором угол составляет 90º, а момент Мвр до-

стигает максимума, называется углом максимальной чувствительности .

6.Реле не действует, если Up = 0, или Ip = 0, или если sin р = 0.

Последнее условие имеет место при р = и р = 180° + .

24

5. Круговые диаграммы полных сопротивлений. Методика построения. Основные

уравнения. [Л3 2.1-2.5]

Круговая диаграмма полных сопротивлений – это графическое представление, которое помогает визуализировать различные компоненты сопротивления в электрической цепи.

Эта диаграмма позволяет анализировать и понимать вклад каждого элемента в общее сопротивление цепи.

Шины посередине – точка m, при условии, что между генератором и системой линии нет.

Нужно построить годографы изменения вектора сопротивления (на реле сопротивления,

установленном на шинах) при разных значениях q и δ. Точка N – номинальный режим.

ф

25

Годограф 1

Из-за того, что комплексные сопротивления генератора и системы имеют разные cos ,

сопротивления направлены не противоположно друг другу, из-за этого отрезок АВ не проходит через начало координат. Из-за того, что сопротивления генератора и системы не равны, прямая CD (годограф сопротивления при q=1) не проходит через начало координат.

Более идеализированный вариант представлен ниже, где допустим, что остальная энергосистема большая и устойчива. Тогда модуль ЭДС системы не меняется. И q

изменяется за счёт изменения ЭДС генератора (тоже условно, ведь мы не можем сделать ЭДС генератора = бесконечность):

Годограф 2

26

2-5. Диаграммы полных сопротивлений на зажимах реле при изменении э. д. с.

по концам электропередачи (Л3)

Полное сопротивление на зажимах реле определяется схемой включения обмоток напряжения и тока (гл. 5 и 6), параметрами и режимом работы системы.

При симметричном режиме работы системы отношение любых напряжений и токов может быть заменено отношением фазного напряжения к току одноименной фазы, с

соответствующим множителем р:

Значения множителя р для разных схем включения реле приведены в табл. 2-2, где k —

коэффициент компенсации (см. $ 6-5).

Таблица 2-2.

При несимметричном режиме работы системы выражение сопротивления на зажимах реле получается более сложным.

Полное сопротивление на зажимах реле в общем случае (Л. 2-15—2-17)

Если расчетная схема представляет линейную электрическую систему (фиг. 2-6), то напряжение и ток, подводимые к зажимам реле на отправном конце, являются линейными функциями э. д. с. эквивалентных источников:

где - в общем случае комплексные коэффициенты, зависящие от параметров системы и схемы включения реле (- безразмерные, - имеющие размерность проводимости).

27

В связи с этим выражение полного сопротивления на зажимах реле представляет

дробнолинейную функцию вида:

Значение 1, может быть выражено через отношения [Л. 2-15 и 2-16]:

откуда Аналогичным образом находим:

или, что то же

Обозначим:

При этом, выражения (2-17) и (2-18) перепишутся

следующим образом:

и Где , , - полные сопротивления; n - комплексное число.

В отдельных случаях , или, может быть равно нулю, а коэффициент n может быть равен единице.

Положим, что комплексные величины, входящие в (2-20) и (2-21), имеют следующие модули и аргументы:

При этом, выражения 20 и 21 принимают следующий вид:

28

и

Величины , , , n могут быть получены различными способами [Л. 2-15-2-17].

Один из способов [Л. 2-15] сводится к тому, что симметричные составляющие токов и напряжений, подводимых к реле, выражаются через сопротивления элементов системы на основании расчетной схемы, соответствующей исследуемому режиму работы электропередачи.

При помощи симметричных составляющих для заданного сочетания токов и напряжений на зажимах реле записывается выражение (2-16), из которого выявляются коэффициенты . Искомые величины , , , n определяются в этом случае на основании (2-19). Второй способ [Л. 2-16 и 2-17] заключается в том, что сопротивления , находятся поочередно в предположении, что . При Е1=0 согласно (2-21)

(2-24)

При ЕII=0 согласно (2-20)

откуда, с учетом 24 и 26

При отсутствии повреждения и учете в расчетной схеме только продольных

сопротивлений (если ветви проводимостей не учитываются), сопротивление обращается в бесконечность и соответственно коэффициент n равен единице.

При этом, как это следует из (2-24)-(2-26), величина определяется

29

сопротивлением конца электропередачи до места установки реле (включая сопротивление эквивалентного источника); величина , определяется сопротивлением остальной части электропередачи, а ,- сопротивлением всей электропередачи, включая сопротивления

обоих источников (т. е. отношением ).

Определив , , , n, можно на основании (2-22) или (2-23) построить геометрические места конца вектора , в зависимости от значения угла (и постоянных значениях

) и в зависимости от отношения (при постоянных значениях угла). При этом в соответствии с $2-2 и 2-3 на комплексной плоскости сопротивлений получаются два семейства круговых диаграмм.

На фиг. 2-7 изображены круговые диаграммы полных сопротивлений при заданных вели-

чинах , , , n, [Л.2-16].

Сопротивление на зажимах реле определяется вектором, начало которого совпадает с началом координат, а конец располагается на соответствующей окружности.

30