ХАРАКТЕРИСТИКИ СРАБАТЫВАНИЯ ДИСТАНЦИОННЫХ РЕЛЕ И ИХ ИЗОБРАЖЕНИЕ НА КОМПЛЕКСНОЙ ПЛОСКОСТИ
А) Характеристика срабатывания
Первоначально дистанционная защита выполнялась с помощью реле сопротивления, реагирующих только на абсолютную величину сопротивления zk до точки к. з. Но по мере увеличения протяженности линий электропередачи и роста передаваемой по ним нагрузки абсолютные значения сопротивлений при к. з. zk = Uк/Iк в конце линий стали соизмеримыми с сопротивлениями zн при аварийной нагрузке на линиях электропередачи. В таких условиях реле сопротивления, реагирующие на абсолютные значения z, не могут точно резличать к. з. от нагрузки. В связи с этим дистанционные защиты стали выполняться реагирующими не только па величину zр, но и на угол φр = arctg , так как при к. з. и при передаче больших потоков активной мощности углы сопротивлений zk и zН различаются: при к. з. φр ≈80°, а при нагрузке φр ≈15 ÷30°. Для этой цели были разработаны реле сопротивления, у которых zс.р = f (zр, φр). Такая зависимость называется характеристикой срабатывания реле. Предложены и получили распространение реле с различными характеристиками, рассматриваемыми ниже.
б) Использование комплексной плоскости для изображения характеристик реле
плоскости изобразится в виде прямой, смещенной относительно оси r на угол φл (рис. 11-6, г).
Начало защищаемой линии, где установлена рассматриваемая защита А, совмещается с началом координат (рис. 11-6, в и г). Координаты всех участков сети, попадающих в зону защиты А, считаются положительными и располагаются в I квадранте плоскости (рис. 11-6, в). Координаты участков сети, расположенных влево от точки А, считаются отрицательными и располагаются
|
|
место точек, удовлетворяющих условию zр = zс.р. Заштрихованная часть характеристики, где zр ‹ zс.р, соответствует области действия реле. При zр, выходящих за пределы заштрихованной части, т. е. при zр > zс.р, реле не работает. Таким образом, характери стика работы реле является пограничной кривой, определяющей условия действия реле. Эту характеристику можно рассматривать как зависимость величины (модуля) вектора сопротивления сраба-
тывания реле zс.р от угла φр, определяющего его направление, и представлять в виде уравнения zс.р = f (φр).
Характеристика срабатывания реле должна обеспечивать ра боту реле при к. з. в пределах принятой зоны действия ( z '). С учетом сопротивления электрической дуги вектор zр = zk + r Д может располагаться при к. з. на защищаемом участке линии в пределах площади четырехугольника ОКК'К", показанного на рис. 11-6, д. Действие реле при к. з. будет обеспечено, если хара ктеристики срабатывания реле, показанные на рис. 11-7, будут охватывать область комплексной плоскости, в которой может находиться вектор сопротивления zр при к. з. на линии (площадь ОКК'К" на рис. 11-6, д).
|
|
На рис. 11-7 приводятся наиболее распространенные характеристики реле, изображаемые в осях х, r в виде окружности, эллипса, прямой линии, многоугольника.
Ненаправленное реле полного сопротивления (рис. 11-7, а).
Уравнение срабатывания реле
zс.р= K (11-2)
где К — постоянная величина.
Характеристика этого реле имеет вид окружности с центром в начале координат и радиусом, равным К. Реле работает при zр ≤ К, при любых углах φр между вектором zр и осью r. Зона действия реле расположена в четырех квадрантах, в том числе в первом и третьем. Последнее означает, что реле с характеристикой (11-2) работает как ненаправленное реле сопротивления.
Направленное реле полного сопротивления имеет zс.р, зависящее от угла φр (рис. 11-7, б). Его характеристика срабатывания изображается окружностью, проходящей через начало координат. Сопротивление срабатывания имеет максимальное значение при
φр = φм.ч
где φм.ч — угол максимальной чувствительности реле, при котором zс.р= zс.р.макс, т. е. равен диаметру окружности ОВ.
|
|
Зависимость срабатывания этого реле от угла φр может быть представлена уравнением
zс.р = zс.р макс соs (φм.ч — φр). (11-3)
Реле со смещенной круговой характеристикой (рис. 11-7, в). Характеристика реле смещена относительно оси координат в третий квадрант на величину z". Поэтому реле не только работает на защищаемой линии, но и захватывает шины А, питающие линию, часть длины отходящих от них присоединений. Уравнение смещенной характеристики имеет вид:
|
Оно легко получается из рассмотрения треугольника ОВС на рис. 11-7, б. Реле не работает при zр, расположенных в третьем квадранте. Это означает, что оно не может действовать, если мощность направлена к шинам подстанции. Следовательно, рассмотренное реле является направленным.
Уравнение (11-4) можно получить из рассмотрения треугольника ОО'С. Как видно из чертежа, геометрическая разность ректора z' —z" равна диаметру-окружности, отсюда
где С — любая точка окружности; r— радиус окружности.
Приравнивая левые части уравнений (11-4а) и (11-46), получаем (11-4).
Реле с эллиптической характеристикой. На рис. 11-7, г изображена характеристика направленного реле, имеющая вид эллипса. Сопротивление срабатывания zс.ртакого реле зависит от угла φр и имеем наибольшее значение при φр = φм.ч. Угол φм.ч обычно принимается равным φл. Сопротивление zс.р.макс равно большей оси эллипса 2а.
|
|
Как известно, эллипс является геометрическим местом точек, сумма расстояний которых до фокусов b и d постоянна и равна большой оси 2а. На основании этого, обозначая координаты фокусов b и d , z " и z', а координаты любой -точки С эллипса zс.р, получаем уравнение эллиптической характеристики
Зона действия реле заштрихована. По сравнению с круговой характеристикой эллиптическая характеристика имеет меньшую рабочую область. Это дает возможность лучше отстроить реле от качаний и перегрузок.
Реле реактивного сопротивления срабатывает при
где хс.р — постоянная величина, не зависящая от φр.
Характеристика таких реле изображается прямой линией, параллельной оси r (рис. 11-7, д), отстоящей от нее на расстоянии xс.р = К.
Реле с характеристикой в виде многоугольника. Подобная характеристика направленных реле сопротивлений показана на рис. 11-7, е. Сопоставляя эту характеристику с площадью ОКК'К" на рис. 11-6, д, можно установить, что четырехугольная характеристика реле в большей мере, чем другие характеристики, совпа дает с контуром области расположения векторов zр при к. з. и является, с этой точки зрения, наиболее рациональной.
Реле с характеристикой в виде многоугольника сложнее в конструктивном отношении и имеют пока ограниченное применение.
Пунктиром показан вариант характеристики подобных же реле в виде многоугольника ОА'ВС´. Такое расширение зоны реле дрецусматривается для обеспечения его действия при двустороннем питании к. з. через переходное сопротивление rд.
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 454; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!