Реле с использованием полупроводников

Содержание

1. Реле с использованием полупроводников...................................................................................................... 5

1.1. Общие положения...................................................................................................................................................................... 5

1.2. Реле на выпрямленном токе реагирующие на одну электрическую величину........................................... 5

1.2.1. Токовое реле на выпрямленном токе............................................................................................................................... 5

1.2.2. Полупроводниковые измерительные реле тока и напряжения............................................................................... 7

1.2.2.1. Операционные усилители постоянного тока................................................................................................................... 7

1.2.2.2. Реле тока серии РСТ.......................................................................................................................................................... 9

1.2.2.3. Преобразователи тока в напряжение............................................................................................................................. 10

1.2.2.4. Логический элемент времени......................................................................................................................................... 11

1.2.2.5. Реле тока с зависимой выдержкой времени.................................................................................................................. 12

1.3. Реле на выпрямленном токе реагирующие на две электрические величины............................................. 13

1.3.1. Реле, сравнивающие абсолютные значения двух напряжений.............................................................................. 13

1.3.1.1. Принцип работы.............................................................................................................................................................. 13

1.3.1.2. Основные элементы реле................................................................................................................................................ 14

1.3.1.3. Реле направления мощности........................................................................................................................................... 17

1.3.2. Реле на сравнении фаз двух электрических величин................................................................................................. 19

1.3.2.1. Общий принцип действия............................................................................................................................................... 19

1.3.2.2. Реле, работающие на импульсном принципе сравнения............................................................................................... 20

1.3.2.3. Реле, основанное на измерении времени совпадения знаков мгновенных значений сравниваемых напряжений... 23

1.3.2.4. Реле, основанное на кольцевой фазочувствительной схеме........................................................................................ 26

2. Микропроцессорная элементная база................................................................................................................ 31

3. Защита от замыканий на землю............................................................................................................................... 34

3.1. Защита от замыканий на землю в сети с заземленной нейтралью............................................................... 34

3.1.1. Общие сведенья................................................................................................................................................................... 34

3.1.2. Токи и напряжения нулевой последовательности................................................................................................... 34

3.1.3. МТЗ нулевой последовательности................................................................................................................................ 34

3.1.3.1. Схема и принцип действия.............................................................................................................................................. 34

3.1.3.2. Ток небаланса................................................................................................................................................................... 35

3.1.3.3. Уставки защиты............................................................................................................................................................... 35

3.1.4. Токовая направленная защита нулевой последовательности.............................................................................. 37

3.1.4.1. Схема и принцип действия.............................................................................................................................................. 37

3.1.4.2. Условия работы реле мощности.................................................................................................................................... 38

3.1.4.3. Уставки направленной защиты....................................................................................................................................... 41

3.1.5. Отсечки нулевой последовательности........................................................................................................................ 42

3.1.5.1. Разновидности отсечек.................................................................................................................................................... 42

3.1.5.2. Токовые ненаправленные отсечки.................................................................................................................................. 42

3.1.5.3. Токовые направленные отсечки..................................................................................................................................... 44

3.1.6. Ступенчатая защита нулевой последовательности.............................................................................................. 44

3.1.7. Питание поляризующей обмотки реле мощности нулевой последовательности от трансформаторов тока 46

3.1.8. Оценка земляных защит................................................................................................................................................... 47

3.2. Защита от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью.......................................................... 48

3.2.1. Токи и напряжения при однофазном замыкании на землю..................................................................................... 48

3.2.2. Основные требования к защите.................................................................................................................................... 49

3.2.3. Устройство общей неселективной сигнализации от замыкания на землю...................................................... 50

3.2.4. Устройство селективной сигнализации замыканий на землю в кабельных сетях 6-10 кВ........................... 51

3.2.5. Токовые защиты, реагирующие на емкостной ток сети и на искусственно созданные токи нулевой последовательности.................................................................................................................................................................... 53

3.2.5.1. Принципы выполнения................................................................................................................................................... 53

3.2.5.2. Способы получения искусственного тока..................................................................................................................... 53

3.2.5.3. Токовая защита, реагирующая на полный ток нулевой последовательности............................................................. 54

3.2.5.4. Принцип работы и устройство трансформатора нулевой последовательности.......................................................... 56

3.2.5.5. Реле тока нулевой последовательности РТЗ-51............................................................................................................ 57

3.2.5.6. Ток срабатывания токовой защиты................................................................................................................................ 58

3.2.5.7. Чувствительность защиты.............................................................................................................................................. 58

3.2.5.8. Оценка токовой защиты.................................................................................................................................................. 58

3.2.6. Направленная защита, реагирующая на емкостной ток сети и на искусственно созданные токи нулевой последовательности.................................................................................................................................................................... 59

3.2.6.1. Необходимость направленной защиты.......................................................................................................................... 59

3.2.6.2. Принцип выполнения...................................................................................................................................................... 59

3.2.6.3. Параметры срабатывания направленной защиты.......................................................................................................... 59

3.2.6.4. Направленная защита нулевой последовательности типа ЗЗП-1................................................................................. 60

4. Резервирование действия релейной защиты и выключателей................................................. 62

4.1. Необходимость и способы резервирования............................................................................................................... 62

4.2. Дальнее резервирование...................................................................................................................................................... 62

4.3. Ближнее резервирование..................................................................................................................................................... 63

4.3.1. Общие сведенья................................................................................................................................................................... 63

4.3.2. Принцип выполнения УРОВ............................................................................................................................................. 64

4.3.3. Схема УРОВ при двух выключателях на присоединение........................................................................................ 66

4.3.4. Выбор уставок реле УРОВ.............................................................................................................................................. 67

5. Защита сборных шин........................................................................................................................................................... 68

5.1. Виды защит и требования к ним...................................................................................................................................... 68

5.2. Дифференциальная защита шин...................................................................................................................................... 69

5.2.1. Принцип действия............................................................................................................................................................. 69

5.2.2. Мероприятия по повышению надежности дифференциальной защиты шин................................................. 71

5.2.2.1. Уменьшение токов небаланса......................................................................................................................................... 71

5.2.2.2. Отстройка дифференциальных реле от тока небаланса................................................................................................ 72

5.2.2.3. Контроль за исправностью токовых цепей................................................................................................................... 73

5.2.3. Ток срабатывания дифференциальной защиты шин с реле, включенными через БНТ................................... 73

5.2.4. Разновидности схем дифференциальной защиты шин........................................................................................... 74

5.2.4.1. Схема дифференциальной защиты шин для подстанций с одной рабочей и второй резервной системами шин..... 74

5.2.4.2. Схема дифференциальной защиты шин для подстанций, работающих на двух системах шин с фиксированным распределением присоединений.............................................................................................................................................................................. 76

5.2.4.3. Схема дифференциальной защиты шин с двумя выключателями на каждом присоединении................................. 78

5.3. Оценка дифференциальной защиты шин.................................................................................................................... 79

Список рекомендуемой литературы........................................................................................................................ 80

Реле с использованием полупроводников

Общие положения

Применение полупроводников позволяет уменьшить размеры реле, снизить потребление мощности от измерительных трансформаторов, повысить чувствительность, улучшить характеристики и выполнить реле без контактов и движущихся частей.

Необходимо учитывать недостатки полупроводников: большие разбросы характеристик, зависимость параметров от температуры и нелинейность сопротивлений.

С использованием полупроводников выполняются как основные реле, так и элементы логической части схем защит.

Простые реле с использованием полупроводников: тока, напряжения – выполняются на выпрямленном токе с помощью диодов. В качестве реагирующего органа при этом используется высокочувствительные электромагнитные, или поляризованные реле.

Более сложные реле на полупроводниках: мощности и сопротивления, реагирующие на две электрические величины – ток и напряжение выполняются на одном из следующих принципов:

1) На сравнении абсолютных значений двух электрических величин U_I и U_II;

2) На сравнении фаз мгновенных значений двух электрических величин U_I и U_II.

В обоих случаях:

(1.1.1.)

где: U_P, I_P – напряжение и ток подведенные к реле;

k₁, k₂, k₃, k ₄ – постоянные коэффициенты.

Изменяя коэффициенты k₁ - k₄ – можно получить различные типы реле с различными характеристиками.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: