Элементы релейной защиты трасформаторов

Релейная защита трансформаторов может выполняться с по­мощью вторичных реле прямого или косвенного действия. Вто­ричными называются реле, включенные через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Реле прямого действия выполняют функции измерительного органа тока (напряжения) и одновременно — электромагнита отключения выключателя (ЭО). В РФ выпускаются вторич­ные токовые реле прямого действия мгновенные (РТМ) и с вы­держкой времени (РТВ), Они используются для защиты пони­жающих трансформаторов с высшим напряжением 6 и 10 кВ, имеющих на стороне BН выключатель. В некоторых случаях с помощью реле прямого действия осуществляется защита транс­форматоров 35 кВ также при наличии выключателя на сто­роне ВН.

Токовые реле прямого действия используются для выполне­ния токовой отсечки и максимальной токовой защиты (без пу­скового органа напряжения) на трансформаторах мощностью, как правило, не более 1 MB-А. Это объясняется тем, что реле прямого действия менее точные, чем реле косвенного действия, имеют меньший коэффициент возврата и, следовательно, защита с реле прямого действия получается менее чувствительной. Схема защиты с реле прямого действия очень проста (рис. 1, а).

Релейная защита с реле косвенного действия имеет значи­тельно более сложную схему (рис. 1,6). Измерительная часть защиты состоит из измерительных органов (реле), которые непрерывно получают информацию о состоянии защищаемого объекта от трансформаторов тока ТТ и трансформаторов на­пряжения ТН. Когда измеряемая величина (ток, напряжение) достигнет заранее заданного значения, называемого параметром срабатывания или уставкой, измерительный орган срабатывает и подает сигнал на логическую часть защиты.

Электромагнитные реле тока и напряжения

Принцип действия

Существуют три основные разновидности конструкций электромагнитных реле:

1) с втягивающимся якорем;

2) с поворотным якорем;

3) с поперечным движением якоря.

Каждая конструкция содержит: электромагнит, состоящий из стального сердечника и обмотки, стальной подвижный якорь, несущий подвижный контакт, неподвижные контакты и противодействующую пружину.

Проходящий по обмотке ток I_р создает намагничивающую силу I_рw_р, под действием которой возникает магнитный поток Ф, замыкающийся через сердечник электромагнита, воздушный зазор и якорь. Якорь намагничивается и притягивается к полюсу электромагнита, переместившись в конечное положение, якорь своим подвижным контактом замыкает неподвижные контакты реле.

Ток срабатывания I_ср – наименьший ток, при котором реле срабатывает, I_ср – это ток, при котором электромагнитная сила превосходит силу сопротивления пружины, трения и массы.

Ток срабатывания регулируют: изменяя количество витков обмотки реле, I_ср меняется ступенчато; регулируя пружину, I_ср меняется плавно.

Ток возврата – при уменьшении тока в обмотках реле происходит возврат притянутого якоря в исходное положение под действием пружины.

I_воз – наибольший ток в реле, при котором возвращается в начальное положение.

Коэффициент возврата

.

У реле, реагирующих на возрастание тока (максимальных реле), I_ср>I_воз ® k_воз<1.

По мере перемещения якоря воздушный зазор уменьшается, магнитное сопротивление уменьшается. Электромагнитный момент увеличивается, а сила противодействующей пружины остается постоянной, возникает избыточный момент. Для возврата якоря необходимо уменьшить ток.

Реле минимального действия – реле, действующее при уменьшении тока.

Для срабатывания необходимо уменьшить ток до значения, при котором момент пружины превзойдет электромагнитный момент.

I_ср – наибольший ток, при котором отпадает якорь реле.

I_воз – наименьший ток, при котором втягивается якорь реле,

I_воз>I_ср ® k_воз>1.