Фильтр-реле тока обратной последовательности

Фильтры-реле обратной последовательности РТФ-7/1, РТФ-7/2 предназначены для защиты генераторов и трансформаторов при несимметричных коротких замыканиях и перегрузках токами обратной последовательности.

Фильтр-реле (рис. 9.4) включает в себя два промежуточных трансформатора тока ТТ1, ТТ2, активно-емкостной фильтр обратной последовательности, состоящий из конденсаторов С₁, С₂ и резисторов R₁, R₂, сигнальный орган (реле KL1), отключающий орган (реле KL2). Промежуточные трансформаторы тока уменьшают значения токов, подаваемых на фильтр, позволяя снизить емкость конденсаторов С₁, С₂ фильтра. Каждый из трансформаторов ТТ1 и ТТ2 имеет две одинаковые первичные обмотки, включаемые на разность токов двух фаз, что делает фильтр-реле нечувствительным к токам нулевой последовательности.

Выход фильтра зашунтирован двумя встречно включенными стабилитронами 1 и 2 для ограничения напряжения до безопасного для элементов реле.

Отключающий орган включает поляризованное реле KL2 и регулируемый резистор R₄, предназначенный для регулирования тока срабатывания отключающего органа.

Сигнальный орган включает двухобмоточное поляризованное реле Р1 и регулируемые резисторы R₃ и R₅ (на схеме рисунка 9.4 R₃ и R₅ не показаны). Этот орган чувствительнее отключающего и имеет высокий коэффициент возврата.

Рис. 9.4. Упрощенная схема фильтр-реле тока

обратной последовательности типа РТФ-7

Для измерения токов обратной последовательности в пределах (0,04…0,25)I_н„ служит миллиамперметр, зашунтированный кнопкой К.

Анализ работы фильтра тока обратной последовательности ведется при помощи векторных диаграмм для случая, когда нагрузка фильтра отсутствует и выходные зажимы фильтра m и n соединены накоротко.

При подаче на вход фильтра системы токов прямой последовательности (рис. 9.5) величина тока на выходе I_вых= 0. Однако за счет неточного подбора сопротивлений фильтра, изменения частоты сети и ряда других факторов появляется ток небаланса I_нб, который ограничивает чувствительность фильтр-реле. При подаче на вход фильтра системы токов обратной последовательности на выходе фильтра появляется значительный по величине ток (рис. 9.6)

I_вых=m_к.з.I_вх2,

где m_к.з. – коэффициент пропорциональности, называемый отношением короткого замыкания; I_вх2 – составляющая токов обратной последовательности, подводимых к входу фильтра.

а) б)

Рис. 9.5. Векторные диаграммы при включении фильтра на систему токов прямой (а) и обратной (б) последовательностей

Содержание работы и порядок ее выполнения

1. Ознакомиться с устройством фильтр-реле напряжения (тока) обратной последовательности.

2. Собрать схему согласно рис. 9.6, а. Перемычка между зажимами 11–12 должна быть снята. С помощью автотрансформатора АТ установить междуфазные напряжения на входе фильтра равными примерно 100 В. С помощью фазоуказателя проверить порядок чередования фаз.

3. Подать к входным зажимам 2, 4, 6 фильтра напряжение прямой последовательности (при обратном порядке чередования фаз поменять местами проводники на любых двух зажимах 2, 4, 6). Измерить вольтметром РV1 междуфазные напряжения U_AB, U_BC, U_CA . Измерить вольтметром РV2 типа ВК-7 напряжение небаланса U_mn=U_нб на выходных зажимах (11–12) фильтра, а также напряжения на элементах фильтра (X_c1, R₁, X_c2, R₂). Результаты занести в табл. 9.1. По полученным данным построить векторную диаграмму фильтра.

Таблица 9.1

UAB	UBC	UCA	Umn	UXC1	UR1	UC2	UR2

4. Снять зависимость напряжения небаланса фильтра U_нб от входного напряжения U_нб = f(U_нб). Результаты измерений занести в табл. 9.2.

Таблица 9.2

UAB, B	5	10	20	40	60	80	100
Uнб=Umn, B

5. Подать к входным зажимам фильтра 2, 4, 6 систему междуфазных напряжении обратной последовательности 5060 В. Измерить величину напряжения U_mn на выходе фильтра и на элементах фильтра (X_c1, R₁, X_c2, R₂). Результаты занести в таблицу, аналогичную табл. 9.1. Рассчитать значение отношения холостого хода m_xx. Построить векторную диаграмму фильтра.

6. Установить перемычку 11–12, указатель уставки реле РН-50 установить на минимальное напряжение уставки. Подать на входные зажимы 2, 4, 6 фильтра напряжение обратной последовательности. Медленно повышая напряжение, по вольтметру РV1 определить напряжение срабатывания U_cp, при котором реле срабатывает (замыкает свои контакты и включает лампу НL). Затем, снижая напряжение, определить напряжение возврата.

Проверку шкалы реле произвести для всех уставок. Результаты измерений занести в табл. 9.3.

Таблица 9.3

Уставка по напряжению	Uy	6	7.5	9	10,5	12
Напряжение срабатывания, В	Ucp
Напряжение возврата, В	UB
Коэффициент возврата, KB	KB

По данным табл. 9.3 рассчитать коэффициент возврата K_B.

7. Собрать схему согласно рис. 9.6, б для проверки фильтра-реле тока. Между выходными зажимами 18–17 реле включить миллиамперметр. Перемычку 17–19 снять.

Рис. 9.6 Схема испытания фильтр-реле напряжения (а)

и фильтр-реле тока (б) обратной последовательности

8. Подать к входным зажимам 2, 4, 6 фильтра систему токов прямой последовательности. Изменяя ток прямой последовательности, снять зависимость тока небаланса I_нб от входного тока фильтра. Результаты замеров занести в табл. 9.4. По данным табл. 9.4 построить зависимость I_нб=f(I_вх).

Таблица 9.4

IA, A	1	2	3	4	5	6	7
Iнб, мА

9. Отключить миллиамперметр, установить перемычку 17–19. Указатель реле KL2 установить на минимальный ток уставки. Подать на входные зажимы 2, 4, 6 фильтра ток обратной последовательности I₂.

10. Медленно повышая ток на входе фильтра, по амперметру А определить ток срабатывания I_cp2, при котором реле срабатывает. Затем снижая ток, определить ток возврата I_2вр. Измерения повторить для остальных уставок Р2. Результаты измерений занести в табл. 9.5.

Таблица 9 5

Уставка по току	I2/Iн	0,4	0,5	0,6	0,7
Ток срабатывания, А	I2cp
Ток возврата, А	I2вр
Коэффициент возврата	КВ