ИНСТРУКЦИЯ ПО НАЛАДКЕ И ПРОВЕРКЕ РЕЛЕЙНОЙ ЧАСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ЗАЩИТЫ ТИПА ДФЗ-2

СОСТАВЛЕНО бюро технической информации ОРГРЭС

Инструкцию составил инж. В.Н.Вавин

Редактор инж. М.А.Беркович

УТВЕРЖДАЮ:

Зам. начальника технического управления по эксплуатации энергосистем главный специалист-электрик П.И.Устинов

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данная инструкция составлена на основе "Руководящих указаний по наладке, проверке и эксплуатации релейной части дифференциально-фазной высокочастотной защиты типа ДФЗ-2", Госэнергоиздат, 1957 (авторы В.В.Кочетов, Е.Д.Сапир, Г.Г.Якубсон)*. В использованный текст Руководящих указаний внесен ряд дополнений и уточнений, предусматривающих сокращение объема проверок и упрощение методики испытаний, основанные на опыте эксплуатации. Указанные упрощения не вносят принципиальных изменений в основы методики испытаний, заложенные в упомянутых выше Руководящих указаниях.

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. - Примечание изготовителя базы данных.

Дополнительно даются также описания типовых вариантов выполнения защиты на линиях с ответвлениями и указания по ее проверке, технические данные и указания по особенностям проверки защиты одноамперного исполнения защиты типа ДФЗ-2/1.

Указания инструкции по наладке и проверке увязаны с директивными материалами* (в части видов, объема и сроков проверки), с "Общей инструкцией по проверке устройств релейной защиты, электроавтоматики и вторичных цепей"** (Госэнергоиздат, 1961) и с другими инструкциями по проверке устройств и отдельных элементов релейной защиты. В порядке такой увязки некоторые указания по проверке отдельных элементов защиты ДФЗ-2 заменены ссылками на эти инструкции.

________________

* См. Сборник директивных материалов (электрическая часть), Госэнергоиздат, 1961.

** На территории Российской Федерации документ не действует. Действует СО 34.35.302-2006, здесь и далее по тексту - Примечание изготовителя базы данных.   

ГЛАВА ПЕРВАЯ

ОПИСАНИЕ СХЕМЫ И РАБОТЫ ЗАЩИТЫ

1-1. Принцип действия

Принцип действия защиты основан на сравнении фаз токов обоих концов линии, получаемых от комбинированных фильтров токов прямой и обратной последовательностей типа *. Фаза токов передается с одного конца линии на другой посредством токов высокой частоты по каналу, в качестве которого используется сама защищаемая линия. Принципиальная схема защиты представлена на рис.1-1 и 1-2.

________________

* В дальнейшем этот фильтр сокращенно будет называться просто комбинированным фильтром.

Сборка зажимов панели

Орган сравнения фаз

Цепи сигнализации

Выход на высокочастотный канал

Рис.1-1. Схема цепей постоянного тока защиты

Рис.1-2. Схема цепей переменного тока защиты

Все элементы защиты могут быть подразделены на три основных органа: пуска, манипуляции высокочастотным передатчиком и сравнения фаз токов.

Пусковой орган при всех видах повреждения выполняет следующие функции: пускает высокочастотный передатчик, подключает реле (рис.1-1) к схеме сравнения фаз токов и подает плюс на контакты этого реле непосредственно от реагирующих органов защиты (рис.1-2).

Орган манипуляции обеспечивает работу высокочастотного передатчика с интервалами около половины периода промышленной частоты. Это достигается тем, что при прохождении отрицательной (относительно системы постоянного тока питания высокочастотного аппарата) полуволны напряжения переменного тока, подающегося от органа манипуляции защиты на манипулятор передатчика, работа высокочастотного генератора прекращается. Вследствие этого высокочастотные сигналы генерируются только при прохождении положительной полуволны, т.е. отдельными импульсами, фаза которых соответствует фазе суммарного тока . Продолжительность интервалов между высокочастотными импульсами несколько меньше полупериода промышленной частоты, поскольку высокочастотный генератор не работает при прохождении отрицательной полуволны лишь тогда, когда величина напряжения манипуляции достаточна для его останова. Соответственно длительность (ширина) высокочастотных импульсов несколько превышает полупериод промышленной частоты.

Орган сравнения фаз токов по сдвигу фаз между высокочастотными импульсами передатчиков обоих концов линии, т.е. в конечном счете по сдвигу фаз токов комбинированных фильтров, расположенных по концам защищаемой линии, определяет, где находится место повреждения: в зоне действия защиты или вне ее.

Сравнение фаз высокочастотных импульсов происходит в приемниках, принимающих высокочастотные сигналы от передатчиков обоих концов линии. Первичная обмотка трансформатора органа сравнения фаз (трансформатор на схеме рис.1-1), питающего через выпрямитель обмотку поляризованного реле , включена в анодную цепь выходной лампы приемника. Когда передатчики не работают и приемники ничего не принимают, выходные лампы последних открыты и в анодной цепи каждой из них протекает постоянный ток определенной величины (около 10 ма), называемый током покоя. При этом э.д.с. во вторичной обмотке трансформатора не наводится, поскольку магнитный поток в его сердечнике не изменяется и ток в реле органа сравнения фаз равен нулю. При приеме высокочастотного сигнала от любого из передатчиков или от обоих сразу выходная лампа приемника закрывается и ток в ее анодной цепи исчезает. При отсутствии тока в трансформаторе ток не протекает и в обмотке реле .

При коротком замыкании вне защищаемой зоны (рис.1-3, а'-ж' ) ток на одном конце защищаемой линии идет от шин в линию, а на другом - с линии на шины. Поэтому токи , , проходящие во вторичных цепях от трансформаторов тока к защите, сдвинуты на угол, близкий к 180° (некоторое отклонение угла сдвига от 180° вызывается различием погрешностей трансформаторов тока по концам линии); поэтому передатчики обоих концов линии работают неодновременно и высокочастотные импульсы, генерируемые ими, сдвинуты по фазе примерно на полпериода промышленной частоты. Вследствие этого промежутки между импульсами токов высокой частоты передатчика конца заполняются высокочастотными импульсами, приходящими с конца линии , и оба приемника непрерывно принимают высокочастотные сигналы. При этом ток в реле отсутствует (см. выше) и, следовательно, защита на отключение не действует.

Повреждение вне защищаемой зоны

Повреждение в защищаемой зоне

Рис.1-3. Работа защиты при к.з. на защищаемой линии и вне ее

a', a"  - напряжение фильтра конца ; б', б" - напряжение фильтра конца ; в', в" - высокочастотные сигналы конца ; г', г" - высокочастотные сигналы конца ; д', д" - высокочастотные сигналы на входе приемника; е', e" - ток на выходе приемника; ж', ж" - ток в обмотке реле

При повреждении в защищаемой зоне токи на обоих ее концах идут от шин в линию (рис.1-3, а"-ж"). При совпадении по фазе первичных токов по концам линии угол между вторичными токами и отличается от 0° только вследствие погрешностей трансформаторов тока. При этом передатчики на обоих концах линии работают одновременно и посылаемые ими высокочастотные импульсы примерно совпадают по фазе. В этом случае высокочастотные импульсы накладываются друг на друга (рис.1-3, д" ), вследствие чего промежутки между ними остаются незаполненными. При перерывах в приеме токов высокой частоты на выходе приемника появляются импульсы тока прямоугольной формы (рис.1-3, е" ), ввиду того, что при приеме высокочастотных сигналов ток покоя исчезает, а в интервалах между ними он появляется вновь. Благодаря емкости через трансформатор трансформируется главным образом основная гармоника частоты 50 гц, выделяемая из прямоугольных импульсов тока в цепи выхода приемника. Ток от трансформатора после выпрямления двухполупериодным выпрямителем и сглаживания емкостью попадает в обмотку реле (рис.1-3, ж" )и вызывает его срабатывание, а следовательно, и срабатывание выходного промежуточного реле .

Величина тока в обмотке реле органа сравнения фаз токов зависит от угла сдвига фаз между высокочастотными импульсами обоих концов линии на входе приемника. Зависимость тока в обмотке реле от угла между суммарными векторами вторичных токов обоих концов линии дается фазной характеристикой, приведенной на рис.1-4. При построении характеристики принято, что условные положительные направления токов на обоих концах линии ориентированы от шин в сторону защищаемой линии.

Рис.1-4. Фазные характеристики защиты при различных напряжениях постоянного тока

Изменением тока срабатывания реле можно регулировать углы сдвига фаз между токами на концах линии, при которых защита срабатывает или блокируется. Предельное отклонение угла сдвига по фазе между токами обоих концов линии от 180°, при котором защита еще блокируется, называется углом блокировки защиты.

При коротких замыканиях в защищаемой зоне суммарные векторы токов по концам линии могут быть сдвинуты по фазе на некоторый угол. Величина этого угла определяется в основном фазными сдвигами между э.д.с. эквивалентных генераторов по обоим концам линии и разницей углов полных сопротивлений в схемах замещения прямой и обратной последовательностей, расположенных по обе стороны от места повреждения. Необходимо также учитывать, что величины токов прямой и обратной последовательностей, текущих с обеих сторон к месту повреждения, в общем случае неодинаковы. Поэтому суммарные токи на каждом из концов линии могут быть сдвинуты по фазе друг относительно друга и в том случае, когда составляющие и одного конца линии совпадают по фазе с соответствующими токами другого конца линии, но отношения величин токов и в местах установки двух полукомплектов имеют разные значения. Кроме того, на угол между токами по концам линии влияют угловые погрешности трансформаторов тока, а в величину угла между высокочастотными импульсами, на который реагирует защита, входит дополнительная погрешность, обусловленная запаздыванием в передаче высокочастотного сигнала с одного конца линии на другой. Поэтому угол сдвига фаз между суммарными токами , при котором защита срабатывает, желательно принимать возможно большим.

Предельные значения этого угла ограничиваются, однако, условиями надежности блокировки защиты при внешних коротких замыканиях. С учетом допустимых погрешностей трансформаторов тока и запаздывания в передаче высокочастотного сигнала с одного конца линии на другой, обусловленного конечной скоростью распространения электромагнитных волн, которая дает погрешность при измерении фаз токов 6° на 100 км линии, углы блокировки защиты (рис.1-4) принимаются равными ±(4560°). Следовательно, защита блокируется при сдвиге фаз между высокочастотными импульсами на входе приемника в пределах от 120-135° до 225-240° и она может срабатывать при углах от 0° до 120-135° и от 225-240° до 360°.

1-2. Пусковой орган

Основные функции пускового органа:

а) пуск высокочастотного передатчика;

б) пуск защиты, заключающийся в подключении реле сравнения фаз к соответствующим цепям.

Высокочастотный передатчик и защита при всех видах повреждения пускаются поляризованными реле и , реагирующими на ток обратной последовательности или одновременно на токи обратной и нулевой последовательностей. Для пуска передатчика и защиты при трехфазных коротких замыканиях требуется только кратковременное размыкание контактов реле и , для чего достаточна длительность предшествующего несимметричного режима порядка 5 мсек. При этом в качестве органа, фиксирующего симметричное повреждение, используется реле сопротивления , которое на линиях небольшой протяженности может быть заменено на реле минимального напряжения .

Если симметричные повреждения сопровождаются протеканием больших токов, то защита пускается также и от реле и , включенных на полный ток одной фазы линии. Высокочастотный передатчик пускается от реле и , а реле , и подготавливают цепи отключения защиты. Реле и имеют соответственно более высокую чувствительность, чем реле и . Поэтому при внешних коротких замыканиях, сопровождающихся срабатыванием реле или хотя бы на одном конце линии, гарантируется надежный пуск высокочастотных передатчиков на ее обоих концах, чем исключается возможность неправильного действия защиты вследствие работы только одного передатчика. При включенной тормозной обмотке реле его ток срабатывания в 2 раза выше, чем у реле . При ее отключении ток срабатывания реле больше, чем у реле , примерно в 1,4-1,5 раза.