При внутреннем коротком замыкании ток I 2вт отсутствует, и реле КА сработает.
Сопоставление чувствительности защиты без торможения и с торможением показано на Рис.79.
Рис.79 Оценка чувствительности дифференциальной защиты:
1 - ток небаланса защиты в зависимости от величины тока короткого замыкания ; 2 - зависимость тока срабатывания защиты без торможения ; 3 - ток в реле при внутреннем коротком замыкании ; 4 - зависимость тока срабатывания защиты с торможением;
I k''' - максимально возможное значение тока внешнего короткого замыкания;
Ik'' - значение тока короткого замыкания, при котором сработает защита без торможения;
Ik' - значение тока короткого замыкания, при котором сработает защита с торможением.
5.1.5 Выполнение измерительного органа защиты на реле РНТ 565
Электромагнитное токовое реле с БНТ выполняется на трехстержневом сердечнике (Рис.80), на котором размещены рабочая w раб , две уравни-
106
тельных wур1 и wур2 , короткозамкнутая wкз и вторичная wвт обмот-
ки. К вторичной обмотке подключено электромагнитное токовое реле
КА.
Использование насыщающегося трансформатора тока позволяет отстроить защиту от бросков тока намагничивания в момент включения силового трансформатора. Апериодическая слагающая тока насыщает магнитопровод, тем самым резко уменьшается сопротивление ветви намагничивания БНТ. В результате этого значительная часть периодической слагающей также замыкается через ветвь намагничивания не попадая в обмотку реле.
Рис.80 Принципиальная схема БНТ реле РНТ-565
Быстронасыщающийся трансформатор реле одновременно позволяет компенсировать неравенство вторичных токов в плечах дифференциальной защиты. Ток во вторичной обмотке БНТ, к которой подключено реле, определяется суммарным магнитным потоком, создаваемого рабочей и уравнительными обмотками. Если включить эти обмотки таким образом, чтобы при внешнем коротком замыкании потоки, создаваемые токами обмоток, были направлены встречно друг другу, и выровнять величину потоков за счет подбора витков, то величина тока небаланса уменьшается.
Короткозамкнутая обмотка используется для улучшения отстройки реле от переходных режимов.
Возможные варианты включения реле типа РНТ 565 для защиты двухобмоточного и трехобмоточных трансформаторов показаны на Рис.81.
107
Рис.81 Примеры схем включения реле типа РНТ 565
5.1.6 Дифференциальное реле тока типа РСТ 15
Реле типа РСТ 15 выполнено на микроэлектронной основе и применяется для защиты понизительных трансформаторов и электродвигателей для случаев, когда не требуется торможение.
Структурная схема реле представлена на Рис.82.
Сигнал от трансформаторов тока подается на трансреактор TAV, который содержит одну основную и две дополнительные обмотки. Обмотки связаны между собой перемычками. Трансреактор работает на выпрямительный мост, состоящий из двух диодов и двух резисторов, что позволяет повысить чувствительность реле к малым сигналам.
К выходу выпрямительного моста подключен активный фильтр нижних частот А1. Параметры фильтра подобраны таким образом, что для постоянной составляющей входного сигнала коэффициент усиления равен единице, для рабочей частоты – 2.2, для второй гармоники – 0.9.
108
Рис. 82 Дифференциальное реле тока типа РСТ 15
На Рис.83 представлена амплитудно-частотная характеристика этого фильтра.
Рис.83 Амплитудно-частотная характеристика фильтра
С выхода фильтра А1 сигнал подается в логический блок, выполненный на операционных усилителях А2, А3 и предназначенный для идентификации повреждения. Усилитель А2 представляет собой компаратор, выполняющий сравнение входного сигнала с опорным, подаваемым с блока уставок. Усилитель А3 выполняет функции элемента задержки с установленной выдержкой времени 22 мс и в сочетании с предыдущим элементом позволяет отличить режим короткого замыкания от режима включения трансформатора.
Для устранения «дребезга» реле в момент срабатывания выход операционного усилителя А3 соединен положительной обратной связью с входом компаратора А2.
109
Принцип работы реле рассмотрим при помощи временных диаграмм
(Рис.84).
Рис.84 Временные диаграммы работы реле:
I f (t) - ток на входе реле;
Iвыпр f (t)- ток на выходе выпрямителя; Iф f (t) - опорный сигнал с блока уставок;
U k f (t) - напряжение на выходе компаратора;
U выхА3 f (t) - напряжение на выходе элемента задержки
110