ИНДУКЦИОННЫЕ  РЕЛЕ  НАПРАВЛЕНИЯ  МОЩНОСТИ

А) Назначение и требования к реле

Реле направления мощности реагируют на значение и знак мощности, подведенной к их зажимам. Они используются в схе­мах защит как орган, определяющий по направлению (знаку)

мощности (протекающей по защищаемой линии), где произошло повреждение — на защищаемой линии или на других присоеди­нениях, отходящих от шин подстанции (рис. 2-34, а). В первом случае при к. з. в К₁ мощность к. з. S_к1 направлена от шин в линию и реле направления мощности должно замыкать свои кон­такты, во втором при к, з. в К₂ — мощность к. з. S_к2направлена к шинам, в этом случае реле не должно замыкать контакты.

Реле мощности имеет две обмотки: одна питается напряже­нием U_р, а другая — током сети I _р (рис. 2-34, б). Взаимодействие токов, проходящих по обмоткам, создает электромагнитный мо­мент, значение и знак которого зависят от напряжения U_р, тока I _р и угла сдвига φ_р между ними.

Реле направления мощности применяются в направленных защитах (см. гл. 7). Они должны обладать высокой чувствитель­ностью, так как при к. з. вблизи места установки защиты напря­жения U_ррезко снижается, достигая в пределе нуля; при этом мощность, подводимая к реле,, оказывается очень малой и при недостаточной чувствительности реле может не сработать, т. е. может иметь «мертвую» зону.

Чувствительность реле оценивается минимальной мощностью, при которой реле замыкает свои контакты. Эта мощность назы­вается мощностью срабатывания и обозна­чается S_{с. р}.

Реле направления мощности выполняются мгновенными, по­скольку они могут применяться в защитах, работающих без выдержки времени. Собственное время реле направления мощ­ности должно быть минимальным, что особенно важно для реле, применяемых в схемах быстродействующих защит.

Б) Конструкция и принципы действия индукционных реле мощности

Современные конструкции индукционных реле мощности вы­полняются с подвижной системой в виде цилиндрического ротора (рис. 2-35, а) [Л.12, 9|.

Реле имеет замкнутый магнитопровод 1 с выступаю­щими внутрь полюсами. Ме­жду полюсами установлен стальной цилиндр (сердеч­ник) 2, повышающий магнит­ную проницаемость между­полюсного пространства. Алюминиевый цилиндр (ро­тор) 3 может вращаться в зазоре между стальным сер­дечником и полюсами. При вращении ротора 3 происхо­дит замыкание контактов реле 6.

Для возврата ротора и контактов в исходное положение предусматривается спиральная противодействующая пружина 7 (рис. 2-35,б).

Обмотка 4 питается напряжением U_р = U_c/n_н, а обмотка 5 током I _р = I_c / n _Т , где U_c и I_c – напряжение и ток сети (защищаемого элемента). Ток I _н = U_р/z_н в обмотке 4 создает магнитный поток Ф_н (поляризующий).

Ток I _р , проходящий по обмотке 5, в свою очередь создает магнитный поток Ф_т (рабочий)*.

__________

* По аналогии с поляризованным реле, у которого рабочий магнитный поток может менять знак, а поляризующий имеет неизменное направление, обмотка напряжения и магнитный поток Ф_н в реле мощности называются поляризующими, а токовая обмотка и магнитный поток Ф_т — рабочими.

На рис. 2-36 изображена векторная диаграмма магнитных потоков Ф_н и Ф_т . За исходный для ее построения принимается вектор напряжения U_р. Ток I _н сдвинут по фазе относительно напряжения U_р на угол a, а ток I _р – на угол φ_р.

Угол a определяется индуктивным и активным сопротивлением обмотки 4, питаемой напряжением, и называется у г л о м в н у т р е н н е г о с д в и г а р е л е. Угол φ_р зависит от внешних параметров сети и схемы присоединения реле.

Магнитные потоки Ф_н и Ф_т изображены на диаграмме совпадающими с создающими их токами I _н и I _р .

Анализируя выражение (2-31), можно сделать следующие выводы:

1. Электромагнитный момент реле пропорционален мощно­сти S_Р на зажимах реле в направлен от оси опережающего маг­нитного потока к оси отстающего.

2. Знак электромагнитного момента реле определяется знаком sin (a — φ_p) и зависит от значения φ_р.

Синус, а следовательно, и М_э положительны, когда угол ψ= a — φ_р находится в пределах от 0 до 180°, и отрицательны, если ψ меняется от 180 до 360°. Это иллюстрируется рис. 2-36, где зона отрицательных моментов заштрихована.

За положительное направление момента М_э на рис. 2-35, б принято действие М_э по часовой стрелке — на  замыкание  кон­тактов.

Незаштрихованная часть диаграммы на рис. 2-36 соответст­вует области положительных моментов, где Ф_т опережает Ф_н, а ψ и его синус имеют положительный знак.

Линия АВ, проходящая через углы a — φ_р = 0 и 180°, назы­вается линией изменения знаков момента. Она всегда расположена под углом a к вектору _р, т. е. совпадает с направлением вектора I_н.

Из сказанного следует, что при Ф_т, опережающем поток Ф_н, момент М_э положителен, а при отстающем — отрицателен.

Линия С D (перпендикулярная АВ) называется линией мак­симальных моментов М_э. Проекция I_р на С D (рис. 2-36) равна I _р sin ( a — φ_р) и при I _р и U_р= пост, характеризует зави­симость величины и знака момента М_э от угла φ_р. Момент М_э достигает максимума при a — φ_р = 90°, т. е. когда I _р опережает I _н на 90°. Угол φ_р, при котором М_э достигает максимального зна­чения, называется углом максимальной чувст­вительности φ_м.ч. Так как углы aи φ_м.ч откладываются от вектора U_рв противоположные стороны, то их сумма, как это следует из рис. 2-36, — φ_{м ч} + a = 90°, откуда φ_{м ч} = a — 90°.

3. Реле не действует, если отсутствует напряжение или ток в реле или если

Последнее условие имеет место при φ_р=a и φ_р= a + 180°.

Таким образом, выражение (2-31) показывает, что рассмотрен­ная конструкция есть реле, реагирующее на величину и знак мощности.

В) Три типа реле мощности

Изменяя величину угла внутреннего сдвига реле a, можно получить три типа реле мощности, различающихся характером зависимости М_э от φ_р, как это следует из выражения (2-3):

1. При a = 0

т. е. момент М_э реле пропорционален реактивной мощности, измеренной на зажимах реле. Такие реле называются синус­ными, или реле реактивной мощности. Реле имеет максимальный вращающий момент при φ_р = 90°, при φ_р = 0 момент М_э равен нулю. Зоны положительных и отрица­тельных вращающих моментов и линия изменения знака момен­тов реле (АВ) изображены на рис. 2-37, а.

 2. При a = 90°

т. е. момент реле пропорционален активной мощности, подводимой к реле. Поэтому такие реле называются реле активной мощности, или косинусными. Диаграмма знаков момента данного типа реле изображена на рис. 2-37, б.

3. При промежуточном значении угла a = a ₁ где a ₁ отли­чается от 0, но меньше 90°,

Такое реле, реагирующее на некоторую долю активной и реак­тивной составляющих мощности, называется реле мощ­ности смешанного типа. Если выразить a через дополняющий его угол β, т. е. представить его как a= 90° — β, то выражение момента примет вид:

Этим выражением часто пользуются на практике. Зона отри­цательных и положительных моментов для реле смешанного типа показана на рис. 2-37, в. Каждый из трех рассмотренных типов реле мощности находит применение в схемах релейной защиты.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 304; Мы поможем в написании вашей работы! Поделиться с друзьями: ⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒ Мы поможем в написании ваших работ! . . © 2014-2024 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.015)