Инструкция по проверке реле серии ДЗТ с магнитным торможением
Инструкция ОРГРЭС по реле ДЗТ
Инструкция по проверке реле серии ДЗТ с магнитным торможением
Составлено бюро технической информации ОРГРЭС
Авторы: инженеры Б. И. Иофьев и Н. Ф. Шибенко
Редактор: инженер М. М. Мирумян
Издательство: М.-Л.: Энергия, 1965
В настоящей инструкции описаны способы проверки выпускаемых отечественной промышленностью реле типов ДЗТ-1, ДЗТ-3, ДЗТ-3/2 и ДЗТ-4 с магнитным торможением, используемых для дифференциальной защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Инструкция может быть частично использована при проверке реле с магнитным торможением других типов.
Реле серии ДЗТ с магнитным торможением применяются в дифференциальных защитах трансформаторов и автотрансформаторов в тех случаях, когда отстройка от токов небаланса при внешних коротких замыканиях приводит к недопустимому загрублению дифференциальной защиты, если ее выполнить с реле серии РНТ.
Применение реле, ток срабатывания которого зависит от величины тока, протекающего во вторичных цепях дифференциальной защиты, как правило, позволяет обеспечить достаточную чувствительность защиты при коротком замыкании в зоне ее действия не только в нормальном, но и в минимальном режимах работы трансформатора (автотрансформатора). Это достигается тем, что при больших токах коротких замыканий ток срабатывания защиты за счёт торможения автоматически увеличивается, чем устраняется возможность действия защиты от возросших токов небаланса, если повреждение произошло вне зоны действия защиты. При повреждении в зоне действия защиты чувствительность защиты вследствие торможения несколько снижается.
Степень отстройки защиты от токов небаланса при внешних коротких замыканиях и чувствительность защиты при повреждениях в зоне определяются выбранной при расчете уставок зависимостью тока срабатывания от тока торможения реле, т. е. так называемой тормозной характеристикой реле.
Реле с торможением серии ДЗТ подобно реле без торможения серии РНТ осуществляет магнитное сравнение токов в плечах дифференциальной защиты, их выравнивание путем включения определяемого расчетом соответствующего числа витков рабочих обмоток и отстройку от бросков токов намагничивания трансформатора путем включения исполнительного реле через промежуточные насыщающиеся трансформаторы.
Отличительной особенностью реле ДЗТ является наличие тормозных обмоток, которые включаются на токи отдельных групп трансформаторов тока дифференциальной защиты и обусловливают зависимость тока срабатывания защиты от тока в ее плечах, т. е. торможение.
Реле серии ДЗТ различаются количеством цепей, по которым может осуществляться торможение, и параметрами обмоток. Применение того или иного типа реле этой серии определяется номинальными вторичными токами трансформаторов тока, от которых питается защита (5 или 1 А), типом защищаемого трансформатора (двухобмоточный, трехобмоточный и т. д.), схемой присоединения этого трансформатора к другим элементам энергосистемы, величиной токов коротких замыканий, проходящих через трансформатор, и т. п.
Рисунок 1. Упрощенная схема дифференциальной защиты трехобмоточного трансформатора с реле типа ДЗТ-3 (для одной фазы) и расположение обмоток на промежуточных насыщающихся трансформаторах (ответвления на обмотках не указаны).
Ɯд – дифференциальная рабочая обмотка; Ɯур – уравнительная рабочая обмотка; фактически из имеющихся трех обмоток показана одна; Ɯ21, Ɯ22, Ɯ23 – первая, вторая и третья вторичные обмотки; Ɯт1, Ɯт2, Ɯт3 – первая, вторая и третья тормозные обмотки; НТ1, НТ2, НТ3 – первый, второй и третий насыщающиеся трансформаторы; Т – исполнительное реле.
Реле серии ДЗТ состоит из двух основных элементов: промежуточных насыщающихся трансформаторов, на которых расположены рабочие, вторичные и тормозные обмотки, и исполнительного реле – электромагнитного реле максимального тока типа ЭТ-521, подключаемого к выводам вторичных обмоток, промежуточных насыщающихся трансформа торов.
Каждый промежуточный насыщающийся трансформатор состоит из наборного стального трехстержневого сердечника, средний стержень которого охватывается рабочими обмотками, а на крайних стержнях расположены вторичные и тормозные обмотки. В выпускаемых в настоящее время заводом реле устанавливается один, три или четыре промежуточных насыщающихся трансформатора (цифра, стоящая после обозначения серии реле, показывает число имеющихся в реле промежуточных насыщающихся трансформаторов). Рабочие обмотки являются общими для всех насыщающихся промежуточных трансформаторов, имеющихся в реле (охватывают средние стержни всех насыщающихся трансформаторов данного реле).
Каждый промежуточный трансформатор имеет по одной тормозной обмотке, которая подключается к соответствующему плечу защиты. Каждая тормозная обмотка состоит из двух частей с одинаковым числом витков, соединенных таким образом, чтобы создаваемый ими магнитный поток замыкался только по крайним стержням и, подмагничивая их, не попадал в средний стержень, охватываемый рабочей обмоткой.
Вторичные обмотки всех промежуточных насыщающихся трансформаторов соединяются между собой параллельно и подключаются к обмотке токового реле. Каждая вторичная обмотка состоит из двух частей с одинаковым числом витков, соединенных таким образом, чтобы наводимые в них рабочим потоком э. д. с. суммировались, а суммарная э. д. с. от магнитных потоков тормозных обмоток была равна нулю.
В качестве примера на рисунке 1 приведена упрощенная схема дифференциальной защиты трехобмоточного трансформатора с реле типа ДЗТ-3 (для одной фазы) и схематически показано размещение обмоток, на промежуточных насыщающихся трансформаторах реле типа ДЗТ-3.
На промежуточных насыщающихся трансформаторах реле типа ДЗТ-1, ДЗТ-3/2, ДЗТ-4 обмотки размещаются аналогично.
Для регулирования токов срабатывания защиты и степени торможения, а также для выравнивания вторичных токов от рабочих и тормозных обмоток сделаны ответвления. Переключение ответвлений осуществляется либо ввертыванием контактного винта в соответствующее гнездо, либо переключением перемычки в соответствующие зажимы на переключательных платах. Переключение витков одновременно на обеих тормозных обмотках осуществляется с помощью одного переключателя осуществляется так.
Для измерений тока в обмотке исполнительного левого правого реле и разделения цепей стержня рабочих и тормозных обмоток при проверке реле предусмотрены специальные перемычки между связанными с соответствующими обмотками выводами реле.
Рисунок 2. Схема переключения ответвлений тормозных обмоток реле серии ДЗТ.
а – с помощью одной перемычки; б – с помощью двух перемычек.
Реле типа ДЗТ-1 имеет рабочую обмотку, состоящую из одной дифференциальной и двух уравнительных обмоток, и тормозную обмотку.
Длительно допустимый ток рабочей и тормозных обмоток равен 10 А.
Мощность, потребляемая реле в режиме короткого замыкания вне зоны действия защиты при токе 5 А и полностью включенных витках тормозной и рабочей обмоток, не превышает 7 ВА (при отсутствии небаланса токов).
Реле типа ДЗТ-3 имеет рабочую обмотку, состоящую из дифференциальной и трех уравнительных обмоток, и три тормозные обмотки.
Длительно допустимый ток рабочих и тормозных обмоток равен 10 А.
Мощность, потребляемая реле в режиме короткого замыкания вне зоны действия защиты при токе 5 А и полностью включенных витках тормозной и рабочей обмоток, не превышает 10 ВА (при отсутствии небаланса токов).
Мощность, потребляемая реле в режиме короткого замыкания в зоне действия защиты при токе 5 А, не превышает 45 ВА.
Реле типа ДЗТ-4 имеет рабочую обмотку, состоящую из одной дифференциальной и трех уравнительных обмоток, и четыре тормозные обмотки.
Длительно допустимый ток рабочей и тормозных обмоток равен 10 А.
Мощность, потребляемая реле в режиме короткого замыкания вне зоны действия защиты при токе 5 А и полностью включенных витках тормозных и рабочей обмоток, не превышает 10 ВА (при отсутствии небаланса токов).
Мощность, потребляемая реле в режиме короткого замыкания в зоне действия защиты при токе 5 А, не превышает 45 ВА.
Реле типа ДЗТ-3/2 имеет три тормозные и три рабочие обмотки и предназначается для тех случаев, когда номинальный вторичный ток двух групп трансформаторов тока равен 1 А, а третьей труппы – 5 А.
Рабочие и тормозные обмотки в нормальном режиме длительно выдерживают ток:
а) первые обмотки (выводы 1 – 7): все витки тормозной и рабочих обмоток – 1,2 А, рабочей обмотки – 0,7 А;
б) вторые обмотки (выводы 3 – 9): все витки тормозной и рабочих обмоток – 3,5 А, рабочей обмотки – 1,2 А;
в) третьи обмотки (выводы 5 – 11): все витки тормозной и рабочих обмоток – 12 А.
Потребляемая мощность в режиме короткого замыкания вне зоны действия защиты при полностью включенных витках рабочей я тормозной обмоток не превышает (при отсутствии небаланса токов):
а) в первой рабочей и тормозной обмотках при токе 0,35 А – 3 ВА;
б) во второй рабочей и тормозной обмотках при токе 0,6 А – 3 ВА;
в) в третьей рабочей и тормозной обмотках при токе 3,5 А – 6,5 ВА.
Потребляемая мощность при повреждении в зоне действия защиты и пятикратном токе от тока срабатывания на минимальной уставке не превышает 140 ВА для цепи каждой рабочей и соответствующей тормозной обмоток.
Рисунок 3. Схема электрических соединений реле типа ДЗТ-1 и схема его включения (в цепи дифференциальной защиты трансформатора (для одной фазы).
Ɯд – дифференциальная рабочая обмотка; Ɯур1, Ɯур2 – первая и вторая уравнительные обмотки; Ɯ2 –вторичная обмотка; Ɯт – тормозная обмотка; Т – исполнительное реле.
Принцип действия реле с торможением проще всего показать на примере реле типа ДЗТ-1 (рисунок 3), имеющего один промежуточный насыщающийся трансформатор с одной тормозной, одной дифференциальной и двумя уравнительными обмотками (две уравнительные обмотки позволяют использовать реле для защиты трехобмоточных трансформаторов).
При протекании тока в рабочей обмотке промежуточного насыщающегося трансформатора в среднем стержне (рисунок 4) создается рабочий магнитный поток Фраб. Этот магнитный поток разветвляется и, замыкаясь в крайних стержнях, наводит во вторичных обмотках электродвижущие силы.
Вторичные обмотки соединены так, что наводимые рабочим магнитным потоком в обмотках левого и правого стержней э. д. с. суммируются. Под влиянием суммы э. д. с. создается ток в катушке исполнительного реле Т.
Рисунок 4. Принципиальная схема промежуточного насыщающегося трансформатора реле типа ДЗТ-1.
Фраб – магнитный поток, создаваемый рабочей обмоткой; Фт – магнитный поток, создаваемый тормозными
обмотками Ɯт; Ɯр – рабочая обмотка; Ɯ2 – вторичные обмотки.
При протекании тока в тормозной обмотке создается тормозной магнитный поток Фт. Как указывалось выше, тормозные обмотки соединены так, что создаваемый ими магнитный поток замыкается по крайним стержням и не попадает в средний. Наводимые тормозным потоком во вторичных обмотках э. д. с. направлены навстречу друг другу и взаимно уничтожаются, поэтому под влиянием тормозного магнитного потока э. д. с. на выходе вторичной обмотки не появляется, а значит, и ток в реле Т не возникает. Тормозной магнитный поток только подмагничивает крайние стержни магнитопровода, насыщает их и тем самым влияет на величину тока во вторичной обмотке промежуточного трансформатора.
Содержание
Глава первая
Общие сведения о реле серии ДЗТ с магнитным торможением
1. Назначение и область применения реле
2. Устройство реле
3. Принцип действия
Глава вторая
Наладка и проверка реле
4. Общие указания
5. Внешний осмотр и проверка механической части
6. Проверка изоляции
7. Настройка исполнительного реле
8. Проверка отсутствия взаимной индукции между тормозными и вторичными обмотками промежуточных трансформаторов
9. Настройка токов срабатывания реле при питании исполнительного реле от промежуточных трансформаторов
10. Проверка коэффициентов надежности
11. Проверка тормозных характеристик
12. Проверка потребления реле
13. Определение времени срабатывания защиты
14. Дополнительные проверки
15. Проверка реле током нагрузки в полной схеме защиты
Приложение 1. Технические данные реле серии ДЗТ
Приложение 2. Рекомендуемый объем работ по проверке реле серии ДЗТ
Приложение 3. Протокол
Приложение 4. Устройства и приборы, необходимые при проверке реле
Литература
Источник
ДЗТ 11 — реле дифференциальное с торможением
4. ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА УСТАВОК ЗАЩИТ С РЕЛЕ ДЗТ
В соответствии с Правилами устройства электроустановок [Л. 2] и Руководящими указаниями по релейной защите [Л. 3 — Л. 6] дифференциальные защиты с реле типа РНТ пли ДЗТ могут быть применены, если эти защиты обеспечивают коэффициент чувствительности не менее двух (Кч1≥2) при внутреннем металлическом коротком замыкании в расчетном по чувствительности режиме. Причем для реле ДЗТ чувствительность и надежность работы защиты при наличии торможения определяются для случая, когда тормозная обмотка обтекается наибольшей долей тока повреждения в минимальном режиме работы системы, по двум условиям:
а) 
где Fр — м. д. с. рабочей обмотки,
Fс.р — м. д. с. срабатывания реле в условиях, когда
защита находится на грани срабатывания вследствие наличия переходного сопротивления
в месте короткого замыкания;
б) для обеспечения надежности срабатывания исполнительного органа реле расчетные точки, соответствующие внутренним металлическим коротким замыканиям, должны находиться на расстояниях, не меньших 10% координат точки от расчетной по чувствительности тормозной характеристики.
Повышенные по сравнению с другими типами защит требования к коэффициенту чувствительности вызваны необходимостью иметь для защиты основного оборудования достаточный запас по чувствительности даже при коротком замыкании через значительное переходное сопротивление. Для реле типа РНТ и ДЗТ указанным значениям коэффициента чувствительности соответствуют следующие кратности токов первичной и вторичной обмоток НТТ:
Очевидно, что требуемая чувствительность защиты будет всегда обеспечиваться при Кч2≥1,2. Для реле ДЗТ этому условию соответствуют приведенные в каталогах тормозные характеристики, снятые при затяжке пружины исполнительного органа до 1,2I2ном. С помощью таких характеристик просто определяется чувствительность защиты, так как всем точкам, лежащим выше и левее этой характеристики (кривая 3 на рис. 24), соответствуют Кч2>1,2 и Кч1>2. Однако поскольку в реле типа ДЗТ на величину вторичного тока влияют как рабочий, так и тормозной токи, то определение чувствительности защиты по условию Кч2≥1,2, как правило, неоправданно завышает значения коэффициента чувствительности по первичному току и не позволяет оценить влияние переходного сопротивления в месте короткого замыкания. Так, для точки в (рис. 24) при Кч2 = 1,2Кч1 = Fр/Fс.р = 1920/170 =11,3 а для точки б при Кч2 0,4и кратности первичного тока более 30. Для выбранных чисел витков тормозной и рабочей обмоток наибольшее отношение м. д. с. будет при одностороннем питании внутреннего короткого замыкания, когда тормозная и рабочая обмотки обтекаются одним и тем же током:
В случае многостороннего питания внутреннего короткого замыкания указанное отношение м. д. с. будет меньшим:
Эти обстоятельства следует учитывать в расчетах, а существующую методику проверки чувствительности по пп. «а» и «6» необходимо дополнить следующим пунктом.
в) Если отношение выбранных чисел витков тормозной и рабочей обмоток, включенных со стороны питания, превышает 0,4, то для расчетного случая проверку надежности срабатывания защиты по п. «б» следует произвести и в максимальном режиме. В тех случаях, когда расчетная точка располагается за пределами о6ласти характеристик, приводимой в каталогах, можно воспользоваться характеристиками кратности вторичного тока (рис. 25 для реле ДЗТ-11). Найденная по этим характеристикам кратность вторичного тока для рассматриваемого случая должна быть не меньше 1,1.
Снижение надежности работы защиты может иметь место, например, у дифференциальной защиты трансформатора, имеющего регулировку напряжения под нагрузкой и присоединяемого к одной из сторон через два выключателя, когда внутреннее короткое замыкание происходит на стороне наиболее мощного питания.
Большие кратности токов срабатывания могут также возникать в реле дифференциальной защиты трех обмоточных трансформаторов с регулировкой напряжения под нагрузкой и при одностороннем питании, когда внутреннее короткое замыкание происходит на стороне питания. Рекомендуемое (Л. 5] в этом случае включение тормозной обмотки со стороны питания хотя и обеспечивает больший коэффициент чувствительности по первичному току, может существенно снизить кратность вторичного тока в исполнительном органе, а иногда привести и к отказу защиты (см. точку г на рис. 24). В рассматриваемом случае тормозную обмотку следует присоединять к трансформаторам тока той стороны, сопротивление обмотки которой близко к нулю. Последнее хотя и несколько снизит чувствительность защиты по первичному току (за счет увеличения тока срабатывания), но обеспечит повышение кратности вторичного тока, и надежность работы защиты в целом увеличится. В тех случаях, когда чувствительность защиты все же окажется недостаточной, а расчетной является отстройка от токов небаланса на стороне, где отсутствует торможение, целесообразным является включение тормозной обмотки на сумму токов плеч защиты питаемых сторон.
Пример 3. Расчет дифференциальной защиты трех обмоточного понижающего трансформатора с односторонним питанием при использовании реле ДЗТ-11. Защищаемый трансформатор 110/38,5/10 кв мощностью 15 Мва имеет встроенное регулирование напряжения под нагрузкой на стороне высшего напряжения в пределах ±10% номинального и регулирование напряжения на стороне среднего напряжения ±2Х2,5% номинального, производимое перестановкой ответвлений при отключенном трансформаторе. Исходные данные для расчета приведены на рис. 26. Предварительными расчетами установлено, что защита должна быть выполнена с реле типа ДЗТ, поскольку защита с реле РНТ при отстройке от токов небаланса не обеспечивает необходимой чувствительности.
Расчет защиты
1. Определяются первичные номинальные токи, выбираются трансформаторы тока для защиты и находятся соответствующие вторичные токи в плечах защиты.
Т а б л и ц а 8
Данные расчета по п. 1 примера 3
Источник
