Дифференциальное токовое реле РСТ-15

В дифференциальной защите широко применяют статическое токовое дифференциальное реле РСТ-15. Предназначено для использования в схемах РЗ в качестве чувствительного органа дифференциальных защит, реагирующего на ток повреждения в пределах зоны действия дифференциальной защиты.

Реле отстроено от бросков тока намагничивания с апериодической составляющей и от трансформированных бросков с поглощенной апериодической составляющей и амплиту­дой, превышающей амплитуду синусоидального тока в 6,6 раза, а также от бросков пе­риодической составляющей с амплитудой, превышающей амплитуду синусоидального тока срабатывания в 2,5 раза.

Временные диаграммы рабочего тока реле при броске тока намагничивания и при сим­метричном токе КЗ, а также импульсы и паузы на выходе фильтра, формирующие импуль­сы броска тока намагничивания изображены на Рис. 24.

Принципиальная схема реле приведена на Рис. 25.

Реле содержит следующие основные узлы: трансреактор (TAV1); выпрямительный мост (VD1, VD2); активный фильтр (R7-R10; С2, С3; DA1); компаратор (DA2); элемент задержки на срабатывание; исполнительное ре­ле (DA3,К1); элементы питания схемы.

При бросках тока намагничивания ток в реле близок по форме к току однополупериодного выпрямителя, т.е. резко несимметри­чен. Будучи выпрямленным, он сохраняет высокую скважность (t_п), характерную для однопо­лупериодного выпрямителя, его основная переменная составляющая, имеет частоту 50 Гц. Из-за большой скважности t_п компаратор (DA2) за период не успевает поменять полярность на выходе, что исключает работу элемента выдержки времени (DA3) и исполнительного реле (К1). Чувствительность ре­ле к току броска намагничивания резко снижена.

При к.з. в зоне защиты ток короткого замыкания близок к синусоиде и проходя через трансреактор TAV1, сохранят свою форму. Вы­прямители VD1 и VD2 превращают этот ток в постоянный, пульсирующий с частотой 100 Гц (ток двухполупериодного выпрямления). Скважность t_п мала, что вызывает устойчивое срабатывание компаратора (DA2), элемента выдержки (DA3) и исполнительного реле (К1). Чувствительность реле к синусоидальному току максимальна.

а) б)

Рис. 24. Временные диаграммы работы РСТ-15

а) - при броске тока б) – при к.з. в зоне защиты

намагничивания трансформатора

Рис. 25. Принципиальная схема реле тока РСТ-15

Обмотки W₁, W₂ и W₃ трансреактора TAV1 служат для выравнивания токов сторон за­щищаемого объекта. Обмотка W₁ является основной, другие – уравнительными.

Трансреактор – трансформатор с воздушным зазором в сердечнике. Напряжение на выходе трансреактора с большой точностью соответствует производной от магнитодви­жущей силы сердечника трансреактора. Выпрямительный мост из диодов VD1, VD2 и ре­зисторов R1, R2 преобразует напряжение трансреактора и передает его на вход фильтра. Резистор R4 служит для подстройки уставок тока срабатывания. Конденсатор С1 предна­значен для защиты от высокочастотных помех частотой выше 500 Гц. Варистор RU1 служит для защиты вторичной цепи от перенапряжения.

Напряжение с резистора R6 (R5, R6) подается на активный фильтр, собранный на рези­сторах R7-R10, конденсаторах С2, СЗ и операционном усилителе DA1.

Одновходовый компаратор собран на операционном усилителе DA2. Порог срабаты­вания компаратора задается делителем R12, R18 и резисторами R13-R17. Напряжение фильтра подается на компаратор через резистор R11 и конденсатор С4. Сумма токов через резисторы R13, R18 и R11, определяющая собой ток смещения, определяет порог чувствительности ком­паратора DA2. Как только потенциал в точке инверсного входа DA2 поменяет знак с плю­са на минус, компаратор срабатывает, на его входе минус 13-14 В мгновенно сменится на плюс 13-14 В, и диод VD4 запрется, а емкость С5 начнет перезаряжаться через резистор R19 с минуса на плюс. Напряжение на входе повторителя DA3 отслеживает потенциал конденсатора C5, отпирая транзистор TV1 и одновременно повышая надежность срабатывания компаратора. По достижении достаточного открытия VT1 выходное реле K1 срабатывает.

Расчет рабочих уставок производится в следующем порядке. Определяют число витков W_осн. обмотки W₁ трансреактора TAV1 для плеча дифференциальной защиты с максимальным током срабатывания I_1ср путем деления МДС F_cp, равной 50 А, на ток плеча I_1ср с округлением полученного результата до ближайшего меньшего значения, соответствующего числу витков какого-либо из отводов обмотки W₁.

Таблица 5