4-3. Структурная схема релейной защиты трансформаторов
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 (50). В СССР 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 ВН 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 (§ 8-4). Схема защиты с реле прямого действия очень проста (рис. 4-3, а).
Релейная защита с реле косвенного действия имеет значительно более сложную схему (рис. 4-3,6). 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.
Логическая часть релейной защиты предназначена для выполнения логических операций сложения, умножения, отрицания и задержки.
Логическая операция сложения осуществляется элементом ИЛИ и соответствует параллельному соединению замыкающих контактов двух или трех реле (рис. 4-4, а). Эта операция осуществляется, например, в схемах максимальных и дифференциальных токовых защит трансформаторов, в которых для отключения трансформатора достаточно срабатывания хотя бы одного из токовых реле: А, или В, или С.
Рис. 4-3. Функциональные схемы релейной зашиты понижающего трансформатора с реле прямого действия (а) и косвенного действия (б)
Рис. 4-4. Примеры выполнения логических операций с помощью контактных схем и условные обозначения логических операций
Логическая операция умножения осуществляется логическим элементом И и соответствует последовательному соединению замыкающих контактов (рис. 4-4,6). Такая операция используется, например, в схеме максимальной токовой защиты Т с пусковым органом напряжения Я. Для отключения трансформатора необходимо, чтобы сработали одновременно и токовый орган Т и орган напряжения Я.
Логическая операция отрицания НЕ выполняется в тех случаях, когда необходимо запретить действие какого-либо одного устройства при срабатывании другого. Например, запретить автоматическое повторное включение (АПВ) трансформатора при действии его газовой и дифференциальной защит, поскольку АПВ поврежденного трансформатора опасно и нецелесообразно. Эта операция осуществляется с помощью промежуточного реле РЯ, размыкающий контакт которого включается в выходную цепь запрещаемого устройства защиты или автоматики (рис. 4-4, в).
Логические операции задержки выполняются в основном с помощью различных органов (реле) времени, а при небольших задержках — с помощью специальных промежуточных реле.
Логическая часть действует на отключение выключателей или включение короткозамыкателей через исполнительный орган защиты, в задачу которого входит усиление и размножение командных сигналов. Исполнительный орган состоит из двух или трех промежуточных реле, контакты которых рассчитаны на относительно большие токи, потребляемые ЭО (ЭВ) выключателей и короткозамыкателей. Исполнительный орган действует таким образом, чтобы отключить поврежденный трансформатор со всех сторон (рис. 4-3,6).
Сигнальный орган защиты предназначен для фиксирования и сигнализации срабатывания отдельных элементов и всей защиты в целом. По сигналам этого органа дежурный персонал узнает о повреждениях и ненормальных режимах на подстанции, а персонал службы релейной защиты анализирует действия защитных устройств.
Логическая часть, исполнительный и сигнальный органы защиты, а также электромагниты управления коммутационных аппаратов требуют источника питания, который обеспечивает их оперативным током (§ 4-4). Для измерительной части, выполненной на полупроводниковых элементах, также требуется источник питания (штриховая линия на рис. 4-3,6).
