Электромагнитные реле тока и напряжения - Исполнения и основные технические данные реле РНТ разных типов

Реле РНТ-562 и РНТ-565 предназначены для дифференциальной зашиты двух- и трехобмоточных силовых трансформаторов, генераторов, мощных шунтирующих реакторов (с отбором и без отбора мощности на промежуточном напряжении) и могут применяться для дифференциальной защиты шин. Первичные обмотки реле выполнены применительно к трансформаторам тока с номинальным вторичным током 5 А.
Отличие реле РНТ-565 (выпускается с 1965 г.) от реле РНТ-562 заключается в применении исполнительного органа РТ-40 и в способе отстройки реле от переходных токов (у РНТ-562 регулируется число витков короткозамкнутой обмотки отпайками; у РНТ-565 изменяется RK). Кроме того, у РНТ-565 в несколько более широких пределах и более точно регулируется ток срабатывания и степень выравнивания токов в плечах защиты, что определяется большей МДС срабатывания Fcр и большим числом отпаек у первичных обмоток.
Магнитодвижущая сила срабатывания, определенная заводом-изготовителем, равна, А:
Реле РНТ-565                 100±5
Реле РНТ-562        60±4
У РНТ-565 МДС срабатывания при необходимости может быть изменена в некоторых пределах регулировкой Яш. Широкого распространения в эксплуатации указанный способ, однако, не получил.
Схемы реле позволяют производить ступенчатую регулировку токов срабатывания в следующих пределах.
При использовании в защитах трехобмоточных трансформаторов, когда для настройки уставки используется только рабочая обмотка:
Реле РНТ-565        2,87-12,5 А (при Fa, = 100 А)
Реле РНТ-562        3-12 А (при Fcp =60 А)
При использовании реле в защитах двухобмоточных трансформаторов, генераторов, реакторов, сборных шин дополнительно для настройки уставок без переделки внутренней схемы реле может быть использована свободная уравнительная обмотка. В этом случае пределы токов срабатывания следующие, А:
Реле РНТ-565        1,45-12,5 (при F^ = 100 А)
Реле РНТ-562        1,5-12 (при Рц, = 60 А)
Характеристики загрубления реле показаны на рис.11.
Включение реле РНТ с разомкнутой короткозамкнутой обмоткой, как правило, не рекомендуется. Однако в отдельных случаях, например в защитах генераторов и синхронных компенсаторов, когда число витков рабочих обмоток недостаточно для настройки заданного тока срабатывания защиты на реле РНТ-562, можно дополнительно использовать витки wj;, расположенные, как и рабочая обмотка, на среднем стержне магнитопровода.

Витки w^ включаются последовательно согласно с витками рабочей обмотки. При этом важно помнить, что при разомкнутой короткозамкнутой обмотке МДС срабатывания РНТ-562 снижается с 60 до 48—53 А. Коэффициент надежности реле при токе в первичной обмотке, равном 5/ср, не менее 1,35, а при токе 2/ср - не менее 1,2.
Рабочие и уравнительные обмотки реле РНТ-562 и РНТ-565 длительно выдерживают ток 10 А в нормальном режиме работы, когда одновременно обтекаются током все первичные обмотки, а суммарный магнитный поток в сердечнике промежуточного трансформатора тока, создаваемый этими обмотками, равен нулю. Реле имеют один замыкающий контакт. Обмоточные данные РНТ-562 и РНТ-565 приведены в табл.1. Число витков на промежуточных отпайках указано в схемах внутренних соединений реле на рис.17.
Реле типов РНТ-563, РНТ-563/2, РНТ-566, РНТ-566/2 предназначены для дифференциальной защиты силовых трансформаторов при использовании в схеме трансформаторов тока с разными номинальными вторичными токами.
У реле РНТ-563 и РНТ-566 две рабочие обмотки рассчитаны на номинальный ток 1 А, третья обмотка — на ток 5 А. Наличие трех первичных обмоток позволяет использовать эти реле в защитах трехобмоточных трансформаторов.
Реле типов РНТ-563/2 и РНТ-566/2 применяются для защиты двух- обмоточных трансформаторов, поскольку у них только по две первичные обмотки. Одна рабочая обмотка рассчитана на номинальный ток 1 А, вторая - на ток 5 А. Реле типов РНТ-563 и РНТ-563/2 - реле старого типа, РНТ-566 и РНТ-566/2 выпускаются с 1965 г. Первая группа реле отличается от реле серии РНТ-566 типом исполнительного органа

Рис 17. Схемы внутренних соединений реле: а - РНТ-562; б - РНТ-565
(ЭТ-520 - у реле РНТ-563 и РТ-40 - у реле РНТ-566), способом отстройки от токов небаланса при переходных процессах (у реле РНТ-563 — отпайками короткозамкнутой обмотки, у РНТ-566 — сопротивлением Як), обмоточными данными.
Магнитодвижущая сила срабатывания по заводским данным следующая, А:
Реле РНТ-563, РНТ-563/2          60±4
Реле РНТ-566, РНТ-566/2          100±5
На реле РНТ-566, РНТ-566/2 намагничивающая сила в некоторых пределах регулируется сопротивлением Rm.
Пределы ступенчатой регулировки токов срабатывания указаны в табл.2. Коэффициент надежности реле при токе в первичной обмотке, равном 5/ср, - не менее 1,35, при токе 2/ср - не менее 1,2. Термическая стойкость рабочих обмоток реле при длительном прохождении по ним тока в нормальном режиме при равновесии МДС (магнитный поток в сердечнике трансформатора отсутствует) указана в табл.3. Реле имеют один замыкающий контакт.
Обмоточные даннные приведены в табл.4. Число витков на промежуточных отпайках показано в схемах внутренних соединений реле на рис.18.

Таблица 3

Реле РНТ-564, РНТ-567, РНТ-567/2 предназначены для дифференциальной защиты шин и имеют по две первичные рабочие обмотки. У реле РНТ-564 и РНТ-567 обе первичные обмотки выполнены применительно к трансформаторам тока с номинальным вторичным током 5 А, у реле РНТ-567/2 - с током 1 А.

Реле РНТ-567, РНТ-567/2 имеют исполнительный орган РТ-40, и сопротивлением RK производится плавная регулировка в цепи короткозамкнутой обмотки. Реле РНТ-564 имеет в качестве исполнительного органа реле ЭТ-520 и ступенчатую регулировку витков короткозамкнутой обмотки.
Магнитодвижущая сила срабатывания следующая, А:
Реле РНТ-564        100±3
Реле РНТ-567, РНТ-567/2         100±5
Реле всех типов имеют регулировку МДС срабатывания (в небольших пределах) посредством переменного сопротивления Яш.
Пределы ступенчатой регулировки токов срабатывания при Fcp ~ =100 А приведены ниже.
У реле РНТ-564 — при включении I рабочей обмотки от 4,16 до 20 А; при включении II рабочей обмотки от 5,3 до 100 А.
У реле РНТ-567 — при включении I и II рабочих обмоток от 5,26 до 100 А.
У реле РНТ-567/2 — при включении I или II рабочей обмотки от 1,05 до 20 А.
Таблица 5
Число витков обмотки

Коэффициент надежности при токе 5/ср — не менее 1,35; при токе 2/ср — не менее 1,2.
Длительная термическая стойкость первичных обмоток при включении любого числа витков (в том числе и полного) в нормальном режиме работы следующая:
Реле РНТ-564        12 А (I обмотка)
20 А (И обмотка)
Реле РНТ-567        20 А
Реле РНТ-567/2      4 А
Реле имеют один замыкающий и один размыкающий контакты. Обмоточные данные реле приведены в табл.5. Число витков на промежуточных отпайках у реле РНТ-564 и РНТ-567 показано в схемах внутренних соединений этих реле на рис. 19.

Рис.18. Схемы внутренних соединений а - РНТ-563; б- РНТ-563/2;
Разрывная мощность контактов в цепи постоянного тока с индуктивной нагрузкой, постоянная времени которой не превышает 0,005 с, равна:
Реле ЭТ-520          50 Вт при напряжении до 220 В
и токе до 2 А
Реле РТ-40   60 Вт при напряжении 250 В
и токе до 2 А

в - РНТ-566; г - РНТ-566/2

Рис 19. Схемы внутренних соединений реле: а - РНТ-564; б - РНТ-567, в - РНТ-567/2

Время действия реле РНТ всех типов при первичном токе, равном трехкратному току срабатывания и не содержащем апериодической составляющей, равно 0,035-0,04 с.
Реле РНТМ предназначены для дифференциальной защиты силовых трансформаторов, генераторов, мощных электродвигателей и сборных шин. Отличает реле РНТМ от всех типов реле РНТ, как показано в § 4, повышенная чувствительность к КЗ в зоне действия дифференциальной защиты. Устройство и действие полупроводниковой приставки, состоящей из блока детектирования канала загрубления по току плеча и электронного ключа, рассмотрим на примере реле РНТМ-565, схема которого приведена на рис.20.
Первичная обмотка трансреактора TAV, являющегося входным устройством детектирования, включена в короткозамкнутую цепь (w'K - н>к) реле РНТ.
Вторичная обмотка трансреактора TAV через схему расщепления (конденсаторы CI, С2 и резисторы Rl, R2), выпрямительный мост VS1, корректирующий элемент (конденсатор СЗ, резистор R3), инерционный элемент (конденсатор С4, диод VD3 и резистор R4), схему сравнения (транзистор VT1, диод VD4, резисторы R5, R6) и расширитель импульсов (транзистор VT2, диод VD5, конденсатор С5 и резисторы R7 - R9) подключена к полупроводниковому ключу. Полупроводниковый ключ состоит из транзистора VT3, симистора VD7, выпрямительного моста VS2, конденсатора С6, диодов VD6, VD12 и резистора R10.
Транзистор VT2 и резисторы R7 — R9 предназначены для уменьшения постоянной времени цепи разряда конденсатора С5 расширителя импульсов при UА > Uцср, где £/4ср — напряжение на конденсаторе С5 в условиях срабатывания устройства детектирования. При напряжении V4 < t/4Cp транзистор VT2 закрыт, так как напряжение на резисторе R8 недостаточно для его отпирания, и постоянные времени цепей заряда и разряда конденсатора С5 велики. Поэтому напряжение расширителя импульсов имеет сглаженную форму. Уменьшение постоянной времени цепи разряда расширителя импульсов при U^ > Z/4cp позволяет исключить задержку на возврат устройства детектирования после исчезновения искажения формы дифференциального тока или при искажении, находящемся за порогом чувствительности, который определяется параметрами корректирующего элемента.
Работа устройства детектирования в режимах КЗ в зоне и вне зоны действия дифференциальной защиты, а также при бросках тока намагничивания показана на рис.21. При КЗ в зоне этому соответствует синусоидальная форма тока (рис.21, а), напряжения Ut и t/2 имеют сглаженную форму; при этом t/j > U2 на величину падения напряжения на диодах VD3 и VD4. Напряжение на переходе эмиттер-база транзистора VT1 имеет обратную полярность, транзистор VT1 постоянно закрыт, и устройство детектирования не срабатывает.

Рис.20. Принципиальная схема реле РНТМ-565
При бросках намагничивающего тока и при внешних КЗ процессы, протекающие в устройстве детектирования, характерны тем, что напряжение U2 (см. рис.20) в определенные интервалы времени превышает напряжение Ut. На временной диаграмме рис.21, б, поясняющей принцип действия РНТМ в условиях броска намагничивающего тока, когда в дифференциальном токе и, соответственно, во вторичном напряжении трансреактора ТА V возникают паузы, в течение одного периода промышленной частоты можно выделить следующие интервалы.
С момента времени tt начинается заряд конденсаторов СЗ и С4 корректирующего и инерционного элементов; на отрезке tx — Г3 транзистор VT1 закрыт, и устройство детектирования не срабатывает.
В момент времени t2 с появлением паузы во вторичном напряжении трансреактора ТА V начинается разряд конденсатора СЗ через резистор R5 и конденсатора С4 через резистор R4; до момента времени t3 напряжение на переходе эмиттер - база транзистора VT1 отрицательно, транзистор закрыт, и устройство детектирования не работает. 44

Рис.21. Диаграммы токов и напряжений бесконтактного устройства реле РНТМ: а - внутреннего КЗ; б - включения трансформатора; в - внешнего КЗ
В момент времени t3 напряжение U2  транзистор VT1 открывается и на резисторе R6 формируется импульс напряжения U3, который сглаживается расширителем импульсов (напряжение U4) и поступает на вход полупроводникового ключа (переход эмиттер — база транзистора VT3). Симистор VD7 полупроводникового ключа открывается и подключает параллельно исполнительному органу КА регулируемый резистор R'm, что приводит к загрублению реле РНТМ. Степень загрубления изменяется резистором Ria. Разряд конденсатора СЗ будет происходить до конца паузы (момент разряд конденсатора С4 прекратится при U2^Ul (момент t5).
Устройство детектирования срабатывает, загрубляя реле РНТМ, и в режиме, как указывалось, внешнего КЗ. При этом процессы в устройстве (рис.21, в) и работа отдельных его узлов аналогичны тем, которые происходят в реле при броске намагничивающего тока (см. выше).
В дифференциальной защите трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой, оснащенных устройствами РПН, где возможно протекание значительных синусоидальных токов небаланса, в схему вводится канал загрубления по току плеча, состоящий (см. рис.20) из промежуточного трансформатора тока ТА, переменного резистора R11, выпрямительного моста VS3, конденсатора С7, стабилитрона VDIIh резисторов R12 и R13.
Для получения эффекта загрубления первичная обмотка промежуточного трансформатора тока ТА, уравнительная wlyv> и рабочая и>р обмотки трансформатора НТТ включаются в плечо защиты защищаемого силового трансформатора (у понижающего двухобмоточного трансформатора - со стороны НН).
В тех случаях, когда ток плеча превышает максимальное значение тока нагрузки защищаемого трансформатора, выходное напряжение канала загрубления, поступая на вход полупроводникового ключа, обеспечивает его срабатывание и, как следствие, загрубление реле РНТМ. При внутренних КЗ, например для указанного выше включения канала загрубления в плечо защиты со стороны НН, выходное напряжение канала равно нулю, что исключает в этом случае излишнее загрубление реле РНТМ.
Порог срабатывания канала загрубления определяется стабилитроном VD11, а ток срабатывания регулируется переменным резистором R11. Стабилитроны VD1, VD2, VD8 - VD10 предназначены для защиты полупроводникового устройства от перенапряжений.
В дифференциальных защитах генераторов, блоков генератор — трансформатор, электродвигателей, синхронных компенсаторов, где погрешность выравнивания токов в плечах защиты не превышает 1—2 %, канал загрубления реле по току плеча в работу не вводится.
Работоспособность устройства детектирования и контроль установки высшего и низшего токов срабатывания реле РНТМ обеспечивается посредством накладки SX1. При установке накладки SX1 в положение Проверка срабатывание устройства детектирования происходит даже при подаче синусоидального тока. Реле РНТМ при этом загрубляется; при помощи регулируемого резистора Rw настраивается требуемый высший ток срабатывания /ср2. При установке накладки SX1 в положение Работа устройство детектирования при синусоидальном токе не срабатывает, и реле РНТМ не загрубляется. В положении накладки SX1 Работа установкой штепсельных винтов в соответствующие гнезда на переключающих колодках НТТ настраивается низший ток срабатывания /ср 1.
Чебоксарским электроаппаратным заводом выпущена опытно-промышленная партия реле РНТМ-565 с минимальным током срабатывания (1,45±0,07) А; коэффициент Киср может изменяться резистором Rm в пределах от двух до пяти.
Рижский опытный завод ПО "Союзэнергоавтоматика" выпустил партию устройства детектирования искажения формы тока типа УБ (устройство бесконтактное), отличающегося от полупроводникового устройства реле РНТМ тем, что УБ не содержит канала загрубления по току плеча.
Согласно [8], рекомендуемой областью применения устройства УБ в защитах с реле РНТ являются защиты трансформаторов, не имеющих устройств РПН, генераторов, мощных электродвигателей и сборных шин.
Во всех указанных случаях синусоидальные составляющие токов небаланса обусловлены неточностью установки расчетного числа витков на РНТ и не превышают 1—3 % тока реле.

Рис.22. Схема включения реле РНТ-565 с УБ в защите трансформатора блока
На рис.22 показана схема включения реле РНТ-565 с УБ (АСУ) в дифференциальную защиту трансформатора блока генератор G — трансформатор Т1. В плечо трансформатора тока ТА1 для более точного выравнивания вторичных токов включен повышающий автотрансформатор тока TL с коэффициентом передачи .