УСТРОЙСТВО РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ СОСРЕДОТОЧЕННОГО ОБЪЕКТА ОТ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к релейной защите генераторов, трансформаторов, автотрансформаторов, токоограничивающих реакторов и других сосредоточенных объектов от коротких замыкании.
Известно устройство максимальной токовой защиты с пуском напряжения генератора, содержащее токовые избирательные органы в виде токовых реле, измерительные органы напряжения в виде реле напряжения, орган выдержки времени в виде реле времени, орган отключения выключателя генератора и оперативные цепи, соединяющие их между собой согласно логической схеме.
Устройство включено в трансформаторы тока нулевых выводов генератора и трансформаторы напряжения на выводах генератора (см. Руководящие указания по релейной защите "Защита генераторов", вып.1, ГЭИ, М-Л, 1961 г., рис 5.). Устройство работает с выдержкой времени.
Недостаток устройства состоит в том, что короткие замыкания в генераторе отключаются с выдержкой времени.
Известно устройство максимальной токовой защиты с пуском напряжения, трансформатора, содержащее токовые избирательные органы в виде токовых реле, измерительные органы напряжения в виде реле напряжения, орган выдержки времени в виде реле времени, орган отключения выключателя трансформатора и оперативные цепи, соединяющие их между собой согласно логической схеме. Устройство включено в трансформаторы тока на входе питающей высшей стороны трансформатора, трансформаторы напряжения низшей стороны трансформатора (одной или расщепленной на части) (см. Руководящие указания по релейной защите "Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ", Схемы, вып.13А, М., энергоатомиздат, 1985 г., рис.1-1). Устройство работает с выдержкой времени.
Недостаток устройства состоит в том, что короткие замыкания в трансформаторе отключаются с выдержкой времени высшего и среднего напряжений, орган выдержки времени, орган отключения выключателей автотрансформатора и оперативные цепи, соединяющие их между собой согласно логической схеме.(см. HПП "ЭКРА", шкаф релейной защиты автотрансформаторов 110-220 кВ и автоматики управления выключателей типа ШЭ 2607.071, руководство по эксплуатации. ЭКРА 656453.028 РЭ., г. Чебоксары). Устройство работает с выдержкой времени.
Недостаток устройства состоит в том, что короткие замыкания в автотрансформаторе отключаются с выдержкой времени.
Известно устройство максимальной токовой защиты токоограничивающего реактора присоединения, содержащее токовые избирательные органы в виде токовых реле, орган выдержки времени в виде реле времени, орган отключения выключателя присоединения и оперативные цепи, соединяющие их между собой согласно логической схеме, ((см. Руководящие указания по релейной защите "Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов 110-500 кВ", Схемы, вып.13А, М., энергоатомиздат, 1985 г., рис.3-1. Принципиальная схема релейной защиты автотрансформатора 500/220/10 кВ мощностью 3·167 и 3·267 МВ·А, в части защиты реактора).
Устройство включено в трансформаторы тока на входе реактора Устройство работает с выдержкой времени
Недостаток устройства состоит в том, что короткие замыкания в реакторе отключаются с выдержкой времени.
Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства релейной защиты, обладающего быстродействием при коротких замыканиях на объекте.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит первые измерительные органы, включенные на входе защищаемого объекта, оперативные цепи работы их с выдержкой времени, соединенные согласно известной логической схеме, и дополнительно вторые измерительные органы, включенные на выходе защищаемого объекта, и цепи работы устройства без выдержки времени. Это позволяет повысить быстродействие устройства при коротких замыканиях на защищаемом объекте.
Зона работы устройства без выдержки времени ограничена областью, расположенной между трансформаторами тока на входе и трансформаторами тока на выходе объекта. Участки внешней сети являются зоной работы устройства с выдержкой времени. Работа устройства без выдержки времени при повреждениях в зоне резервируется работой устройства с выдержкой времени.
Сущность изобретения поясняется примерами осуществления устройства защиты генератора, трансформатора, автотрансформатора, реактора и чертежами, где:
на фиг.1 показано устройство релейной защиты двухобмоточного трансформатора от коротких замыканий, принципиальная схема;
на фиг.2 показано устройство релейной защиты генератора от коротких замыканий, принципиальная схема;
на фиг.3 показано устройство релейной защиты автотрансформатора от коротких замыканий, принципиальная схема;
на фиг.4 показано устройство релейной защиты токоограничивающего реактора от коротких замыканий, принципиальная схема;
на фиг.5 показано устройство релейной защиты трехобмоточного трансформатора от коротких замыканий, принципиальная схема;
на фиг.6 показаны устройства релейной защиты на входе объекта с двумя и большим числом входов:
лист 1. Принципиальная схема цепей переменного тока и напряжения;
лист 2, лист 3. Принципиальная схема оперативных цепей устройств защиты.
Устройство релейной защиты двухобмоточного трансформатора от коротких замыканий имеет следующие обозначения::
1 - трансформатор;
2 - выключатель;
3 - источник питания;
4 - трансформаторы тока на входе объекта;
5 - трансформаторы тока на выходе объекта;
6 - выключатель;
7, 8, 9 - измерительные органы - реле тока, на входе объекта;
10, 11 - измерительные органы - реле тока, на выходе объекта;
12 - источник (+) (-) оперативного тока;
13 - промежуточное реле (повторитель измерительных органов 7, 8, 9);
14 - выходное промежуточное реле (орган отключения) устройства;
15 - реле времени устройства защиты;
16 -цепь размыкающих контактов измерительных органов на выходе трансформатора;
17 - указатель срабатывания устройства без выдержки времени;
18 - указатель срабатывания устройства с выдержкой времени;
19 - электромагнит отключения выключателя 2.
Измерительными органами 7, 8, 9 на входе объекта и 10, 11 на выходе объекта устройство включено в трансформаторы тока 4 на входе и трансформаторы тока 5 на выходе объекта, органом отключения 14 - к электромагниту 19 отключения выключателя. В схеме оперативных цепей устройства измерительные органы 7, 8, 9, орган выдержки времени 15, орган отключения 14 и указатель 18 срабатывания устройства с выдержкой времени соединены согласно известной схеме устройства максимальной токовой защиты.
Цепь 16 последовательно соединенных размыкающих контактов измерительных органов 10, 11 на выходе объекта включена между контактом 13.1 повторителя измерительных органов на входе объекта и органом отключения 14 устройства, образуя цепь работы устройства без выдержки времени.
Устройство работает следующим образом.
Место короткого замыкания: в трансформаторе или на участке внешней сети выявляют измерительные органы на выходе объекта.
В режиме без коротких замыканий измерительные органы на входе и выходе устройства защиты не сработаны, контакты измерительных органов на выходе - реле тока 10, 11 в цепи работы устройства без выдержки времени замкнуты и устройство по этим цепям введено в работу, по цепям работы с выдержкой времени устройство также готово к срабатыванию.
В режимах с короткими замыканиями устройство защиты работает следующим образом.
При коротком замыкании в трансформаторе 1, точка К-1, трансформаторы тока 4 обтекаются током короткого замыкания и в устройстве срабатывают реле тока 7, 8, 9, в схеме оперативных цепей их срабатывание приводит к срабатыванию промежуточного реле 13 и замыканию контакта 13.1 в цепи работы защиты без выдержки времени.
Трансформаторы тока 5 на выходе трансформатора не обтекаются током короткого замыкания, токовые реле 10, 11 не сработаны, цепь 16 их размыкающих контактов замкнута и устройство защиты срабатывает без выдержки времени и выходным промежуточным реле 14 по цепи контакта 14.1 обтекается током электромагнит отключения 19 выключателя 2 и он производит отключение трансформатора. Срабатывание фиксируется указателем 17.
При коротком замыкании на участке внешней сети, точка К-2, обтекаются током короткого замыкания от источника 1 трансформаторы тока 5, что приводит к срабатыванию токовых реле 10, 11, размыканию их размыкающих контактов в цепи 16 работы устройства защиты без выдержки времени и выводу из работы устройства по цепи работы без выдержки времени. Устройство защиты срабатывает с выдержкой времени. Срабатывание фиксируется указателем 18.
Устройство релейной защиты генератора от коротких замыканий имеет следующие обозначения:
20 - генератор;
21 - выключатель;
22 - другие источники питания;
23 - трансформаторы тока на входе объекта;
24 - трансформаторы тока на выходе объекта;
25 - трансформатор напряжения;
26, 27, 28 - реле тока устройства защиты на входе объекта;
29, 30, 31 - реле тока устройства защиты на выходе объекта;
32, 33 - реле направления мощности устройства на выходе объекта;
34 - источник (+) (-) оперативного тока;
35 - промежуточное реле (повторитель измерительных органов 26, 27, 28);
36 - выходное промежуточное реле (орган отключения);
37 - реле времени устройства защиты;
38 - цепь измерительных органов на выходе объекта;
39 - указатель срабатывания устройства без выдержки времени;
40 - указатель срабатывания устройства с выдержкой времени;
41 - электромагнит отключения выключателя 21.
Измерительными органами 26, 27, 28 на входе объекта и 29, 30, 31 и 32, 33 на выходе объекта устройство включено в трансформаторы тока 23 на входе и трансформаторы тока 24, трансформатор напряжения 25 на выходе объекта, органом отключения 36 - к электромагниту 41 выключателя 21. В схеме оперативных цепей устройства измерительные органы 26, 27, 28, орган выдержки времени 37, орган отключения 36 и указатель срабатывания 40 устройства соединены согласно известной схеме устройства максимальной токовой защиты.
Цепь последовательно соединенных размыкающих контактов измерительных органов реле тока 29, 30,.31 и параллельно включенные ей цепи замыкающих контактов реле направления мощности 32, 33, образующие цепи измерительных органов 38 на выходе объекта, включены между контактом 35.1 повторителя измерительных органов на входе объекта и органом отключения 36 устройства и создают цепи работы устройства без выдержки времени.
Место короткого замыкания: в генераторе или на участке внешней сети выявляют измерительные органы на выходе объекта.
Измерительные органы на выходе генератора, учитывая параллельную работу его с другими источниками питания, содержат направленные органы.
Устройство релейной защиты генератора работает следующим образом.
В режиме без коротких замыканий измерительные органы на входе и выходе устройства защиты не сработаны, контакты измерительных органов на выходе - реле тока 29, 30, 31 в цепи работы защиты без выдержки времени замкнуты и устройство по этим цепям введено в работу, по цепям работы с выдержкой времени устройство также готово к срабатыванию.
В режимах с короткими замыканиями устройство работает следующим образом.
При коротком замыкании в генераторе 20, точка К-1, трансформаторы тока 23 обтекаются током короткого замыкания и в устройстве срабатывают реле тока 26, 27, 28, в схеме оперативных цепей устройства их срабатывание приводит к срабатыванию промежуточного реле 35 и замыканию контакта 35.1 в цепях работы устройства без выдержки времени.
Трансформаторы тока 24 на выходе генератора обтекаются током короткого замыкания от источника 22, реле тока 29, 30, 31 могут быть сработанными, их размыкающие контакты в цепях работы устройства без выдержки времени разомкнутыми, но цепь для срабатывания устройства без выдержки времени замыкается контактом реле направления мощности 32 или 33, направленными в генератор, для которых короткое замыкание в генераторе является коротким замыканием в зоне и устройство срабатывает без выдержки времени. Органом отключения 36 по цепи контакта 36.1 обтекается током электромагнит отключения 41 выключателя 21 и он производит отключение генератора. Срабатывание фиксируется указателем 39.
На генераторе, не включенном в сеть и коротком замыкании в нем, устройство без выдержки времени срабатывает по цепи последовательно соединенных размыкающих контактов токовых реле.29, 30, 31.
При трехфазных коротких замыканиях в "мертвой зоне" реле направления мощности микропроцессорных защит срабатывают по контуру памяти.
При коротком замыкании на участке внешней сети, точка К-2, обтекаются током короткого замыкания от генератора трансформаторы тока 24, что приводит к срабатыванию измерительных органов - реле тока 29, 30, 31, и несрабатывание реле направления мощности, приводят к размыканию контактов в цепях 38 измерительных органов на выходе устройства и выводу из работы цепи работы устройства без выдержки времени. Устройство срабатывает с выдержкой времени. Срабатывание фиксируется указателем 40.
Устройство релейной защиты автотрансформатора от коротких замыканий имеет следующие обозначения:
42 - автотрансформатор;
43 - выключатель высшей стороны автотрансформатора;
44 - выключатель средней стороны автотрансформатора;
45, 46 - источники питания;
47 - трансформаторы тока на входе высшей стороны; автотрансформатора;
48 - трансформаторы тока на входе средней стороны автотрансформатора;
49 - трансформаторы тока на выходе автотрансформатора;
50 - выключатель стороны низшего напряжения;
51, 52 - трансформаторы напряжения на сторонах автотрансформатора;
53 - измерительный орган устройства- дистанционный, на входе высшей стороны автотрансформатора;
54 - измерительный орган устройства- дистанционный, на входе средней стороны автотрансформатора;
55, 56 - измерительные органы устройства- реле тока на выходе автотрансформатора;
57 - промежуточное реле (повторитель срабатывания измерительных органов на входе) устройства;
58 - выходное промежуточное реле (орган отключения) устройства;
59 - реле времени устройства защиты;
60 - указатель срабатывания устройства защиты без выдержки времени;
61 - указатель срабатывания устройства защиты с выдержкой времени;
62 - электромагнит отключения выключателя 43 стороны высшего напряжения;
63 - электромагнит отключения выключателя 44 стороны среднего напряжения;
64 - электромагнит отключения выключателя 50 стороны низшего напряжения;
65, 66 - измерительные органы устройства защиты - реле направления мощности на выходе объекта;
67 - трансформатор напряжения на стороне низшего напряжения автотрансформатора;
68 - шунтирующий переключатель измерительных органов на входе стороны высшего напряжения автотрансформатора в цепях оперативного тока устройства;
69 - шунтирующий переключатель измерительных органов на входе стороны среднего напряжения автотрансформатора в цепях оперативного тока устройства;
70 - цепи измерительных органов на выходе объекта в схеме оперативных цепей устройства защиты;
71 - источники питания на стороне низшего напряжения автотрансформатора, часто встречаемые в виде крупных синхронных электродвигателей потребителей и др;
72 - источник (+) (-) оперативного тока.
Измерительными органами 53, 54 на входе и 55, 56 и 65, 66 на выходе объекта устройство включено в трансформаторы тока 47, 48 и трансформаторы напряжения 51, 52 на входе объекта и трансформаторы тока 49 и трансформатор напряжения 67 на выходе объекта, органом отключения 58 - к электромагнитам 62, 63, 64 отключения выключателей 43, 44, 50. В схеме оперативных цепей устройства измерительные органы 53, 54 соединены последовательно и вместе с органом выдержки времени 59, органом отключения 58 и указателем 61 срабатывания устройства соединены согласно известной схеме устройства дистанционной защиты автотрансформатора.
Цепь последовательно соединенных размыкающих контактов измерительных органов 55, 56 и параллельно включенные ей цепи последовательно соединенных замыкающих контактов реле тока 55, 56 и реле направления мощности 65, 66, образующие цепи измерительных органов 70 на выходе объекта, включены между контактом 57.1 повторителя измерительных органов на входе объекта и органом отключения 58 устройства создают цепи работы устройства без выдержки времени.
Устройство релейной защиты автотрансформатора работает следующим образом.
Место короткого замыкания: в автотрансформаторе или на участке внешней сети выявляют измерительные органы на выходе объекта.
В режиме без коротких замыканий измерительные органы устройства на входе и выходе не сработаны, контакты измерительных органов - реле тока 55, 56 в цепи работы устройства защиты без выдержки времени замкнуты и устройство по этим цепям введено в работу, по цепям работы с выдержкой времени устройство также готово к срабатыванию.
В режимах с короткими замыканиями устройство работает следующим образом.
При коротком замыкании в автотрансформаторе 42, точка К-1, трансформаторы тока 47 и 48 обтекаются током короткого замыкания от источников 45, 46 и срабатывают дистанционные органы 53, 54, в схеме оперативных цепей защиты их срабатывание приводит к срабатыванию промежуточного реле 57 и замыканию контакта 57.1 в цепи работы устройства без выдержки времени.
Трансформаторы тока 49 на выходе автотрансформатора обтекаются током короткого замыкания от источника 71 и реле тока 55, 56 могут быть сработанными, их размыкающие контакты в цепях работы устройства без выдержки времени разомкнутыми, но замыкается цепь, образованная замыкающим контактом реле тока 55, 56 и реле направления мощности 65, 66, направленными в автотрансформатор, для которых короткое замыкание в автотрансформаторе является коротким замыканием в зоне, устройство срабатывает без выдержки времени, и органом отключения 58 по цепям контактов 58.1 58.2, 58.3 обтекаются током электромагниты отключения 62, 63, 64 выключателей 43, 44, 50 и они производят отключение автотрансформатора. Срабатывание устройства фиксируется указателем 60.
При коротком замыкании на участке внешней сети, точка К-2, обтекаются током короткого замыкания и срабатывают измерительные органы 55, 56 устройства на выходе от источников 45, 46 высшей и средней сторон автотрансформатора, размыкают размыкающие контакты в цепях работы устройства без выдержки времени 70 и выводят по этим цепям устройство из работы. Устройство срабатывает с выдержкой времени. Срабатывание фиксируется указателем 61.
В режиме одностороннего питания автотрансформатора со стороны высшего напряжения с отключенным выключателем 44 среднего напряжения, в оперативных цепях устройства исключают дистанционные измерительные органы на входе автотрансформатора стороны среднего напряжения переключателем 69, включением которого шунтируют их контакты в цепи работы промежуточного реле 57. Аналогичным образом включением переключателя 68 выводят из работы дистанционные измерительные органы устройства на входе автотрансформатора стороны высшего напряжения при одностороннем питании автотрансформатора со стороны среднего напряжения с отключенным выключателем 43 стороны высшего напряжения.
В обоих случаях устройство защиты остается в работе.
В защите автотрансформатора без источника питания на стороне низшего напряжения исключаются измерительные органы - реле направления мощности на выходе автотрансформатора.
Устройство релейной защиты реактора на фиг.4 от коротких замыканий имеет следующие обозначения:
73 - реактор;
74 - выключатель;
75 - источник питания;
76 - трансформаторы тока на входе объекта;
77 - трансформаторы тока на выходе объекта;
78 - выключатель;
79, 80, 81 - измерительные органы - реле тока, на входе объекта;
82, 83, 84 - измерительные органы реле тока, на выходе объекта;
85 - источник (+) (-) оперативного тока;
86 - промежуточное реле (повторитель измерительных органов 7,8,9);
87 - выходное промежуточное реле (орган отключения) устройства;
88 - реле времени устройства;
89 -цепь размыкающих контактов измерительных органов на выходе объекта;
90 - указатель срабатывания устройства защиты без выдержки времени;
91 - указатель срабатывания устройства защиты с выдержкой времени;
92 - электромагнит отключения выключателя 2.
Измерительными органами 79, 80, 81 на входе объекта и 82, 83 84 на выходе объекта устройство подключено к трансформаторам тока 76 на входе и трансформаторам тока 77 на выходе объекта, органом отключения 87 - к электромагниту 92 отключения выключателя 74. В схеме оперативных цепей устройства измерительные органы 79, 80, 81, орган выдержки времени 88, орган отключения 87 и указатель срабатывания устройства 91 соединены согласно известной схеме устройства максимальной токовой защиты реактора.
Цепь 89 последовательно соединенных размыкающих контактов измерительных органов 82, 83, 84 на выходе объекта включена между контактом 86.1 повторителя измерительных органов на входе объекта и органом отключения 87 устройства, образуя цепь работы устройства без выдержки времени.
Устройство работает следующим образом.
Место короткого замыкания: в реакторе или на участке внешней сети выявляют измерительные органы на выходе реактора..
В режиме без коротких замыканий измерительные органы на входе и выходе устройства защиты не сработаны, контакты измерительных органов на выходе - реле тока 82, 83, 84 в цепи работы устройства без выдержки времени замкнуты и устройство по этим цепям введено в работу, по цепям работы с выдержкой времени также готово к срабатыванию.
В режимах с короткими замыканиями устройство защиты работает следующим образом.
При коротком замыкании в реакторе 79, точка К-1, трансформаторы тока 76 обтекаются током короткого замыкания и в устройстве защиты срабатывают реле тока 79, 80, 81, в схеме оперативных цепей их срабатывание приводит к срабатыванию промежуточного реле 86 и замыканию контакта 86.1 в цепях работы устройства без выдержки времени.
Трансформаторы тока 77 на выходе реактора не обтекаются током короткого замыкания, токовые реле 82, 83, 84 не сработаны, цепь их размыкающих контактов 89 замкнута и устройство срабатывает без выдержки времени и органом отключения 87 по цепи контакта 87.1 обтекается током электромагнит отключения 92 выключателя 74 и он производит отключение реактора. Срабатывание фиксируется указателем 90.
При коротком замыкании на участке внешней сети, точка К-2, обтекаются током короткого замыкания от источника 75 трансформаторы тока 77, что приводит к срабатыванию токовых реле 82, 83, 84, размыканию их размыкающих контактов в цепи 89 работы устройства без выдержки времени и выводу из работы устройства по цепи работы без выдержки времени. Устройство защиты срабатывает с выдержкой времени. Срабатывание фиксируется указателем 91.
Устройство релейной защиты объекта с двумя и большим числом выходов, например: трехобмоточный трансформатор, двухобмоточный трансформатор с расщепленной одной обмоткой на части, расщепленный реактор и другие. Устройства защиты их однотипны и поэтому описание устройства приведено для одного из них - трехобмоточного трансформатора.
Устройство релейной защиты трехобмоточного трансформатора от коротких замыканий на фиг.5 имеет следующие обозначения:
93 - трансформатор;
94 - выключатель высшей стороны трансформатора;
95 - выключатель средней стороны трансформатора;
96 - источник питания;
97 - трансформаторы тока устройства на входе трансформатора;
98 - трансформаторы тока устройства на выходе средней стороны трансформатора;
99 - трансформаторы тока устройства на выходе низшей стороны трансформатора;
100 - выключатель стороны низшего напряжения;
101, 102, 103 - измерительные органы устройства на входе объекта;
104, 105 - измерительные органы устройства на выходе средней стороны объекта;
106, 107 - измерительные органы устройства на выходе низшей стороны объекта;
108 - промежуточное реле (повторитель измерительных органов на входе объекта);
109 - выходное промежуточное реле (орган отключения) устройства;
110 - реле времени устройства защиты;
111 - указатель срабатывания устройства без выдержки времени;
112 - указатель срабатывания устройства с выдержкой времени;
113 - электромагнит отключения выключателя 94 стороны высшего напряжения;
114 - цепи измерительных органов на выходе средней стороны трансформатора в схеме оперативных цепей устройства;
115 - цепи измерительных органов на выходе низшей стороны трансформатора в схеме оперативных цепей устройства;
116 - источник (+) (-) оперативного тока устройства защиты.
Измерительными органами 101, 102, 103 на входе объекта, 104, 105 на выходе средней стороны и 106, 107 на выходе низшей стороны объекта устройство подключено к трансформаторам тока 97, 98, 99, органом отключения 109 - к электромагниту 113 отключения выключателя 94.
В схеме оперативных цепей устройства измерительные органы 101, 102, 103, орган выдержки времени 110, орган отключения 109 и указатель 111 срабатывания устройства соединены согласно известной схеме устройства максимальной токовой защиты трансформатора.
Цепи 114 последовательно соединенных размыкающих контактов измерительных органов 104, 105 на выходе средней стороны и цепи 115 последовательно соединенных размыкающих контактов измерительных органов 106, 107 на выходе низшей стороны трансформатора соединены последовательно, включены между контактом 108.1 повторителя измерительных органов на входе объекта и органом отключения 109 устройства, образуя цепи работы устройства без выдержки времени.
Устройство релейной защиты трансформатора работает следующим образом.
Место короткого замыкания: в трансформаторе или на участке внешней сети выявляют измерительные органы на выходах объекта.
В режиме без коротких замыканий измерительные органы устройства на входе и выходах объекта не сработаны, контакты измерительных органов - реле тока 104, 105, 106, 107 в цепи работы устройства без выдержки времени замкнуты и устройство по этим цепям введено в работу, по цепям работы с выдержкой времени устройство также готова к срабатыванию.
В режимах с короткими замыканиями устройство работает следующим образом.
При коротком замыкании в трансформаторе 93, точка К-1, трансформаторы тока 97 обтекаются током короткого замыкания от источника 96 и в устройстве срабатывают измерительные органы 101, 102, 103 на входе объекта, в схеме оперативных цепей устройства их срабатывание приводит к срабатыванию промежуточного реле 108 и замыканию контакта 108.1 в цепи работы устройства без выдержки времени.
Трансформаторы тока 98 и 99 на выходах трансформатора не обтекаются током короткого замыкания, измерительные органы 104, 105, 106, 107 не сработаны, их размыкающие контакты в цепях 114 и 115 замкнуты и устройство срабатывает без выдержки времени. Органом отключения 109 по цепи контакта 109.1 обтекается током электромагнит отключения 113 выключателя 93 и он производит отключение трансформатора. Срабатывание устройства фиксируется указателем 111.
При коротком замыкании на участках внешней сети, точка К-2 или К-3, обтекаются током короткого замыкания и срабатывают измерительные органы 104,105 или 106, 107 устройства на выходах от источника 96, размыкают размыкающие контакты в цепях работы устройства без выдержки времени 114 или 115 и выводят по этим цепям устройство из работы. Устройство срабатывает с выдержкой времени. Срабатывание фиксируется указателем 112.
Устройство релейной защиты на входе объекта с двумя и большим числом входов. Примером такого объекта является многообмоточный трансформатор, работающий в блоке с генераторами. Особенность объекта заключается в том, что на каждом входе установлены два комплекта измерительных органов: один - для устройства защиты на входе, второй - в качестве измерительных органов на выходе устройств защиты на других входах.
Устройства релейной защиты многообмоточного трансформатора, работающего в блоке с генераторами, на фиг.6 имеют следующие обозначения:
116 - трансформатор с расщепленной обмоткой стороны низшего напряжения имеющий обмотки:
116.1 - обмотка стороны высшего напряжения;
116.2, 116.3 - обмотки сторон низшего напряжения;
117 - источник питания на стороне высшего напряжения трансформатора;
118 - выключатель на стороне высшего напряжения трансформатора;
119 - электромагнит отключения выключателя;
120, 123 - генераторы;
121, 124 - выключатели генераторов;
122, 125 - электромагниты отключения выключателей;
126, 127 -трансформаторы тока на сторонах низшего напряжения
трансформатора;
128, 129 - трансформаторы напряжения на сторонах низшего напряжения трансформатора;
130 - трансформаторы тока на стороне высшего напряжения трансформатора;
131 - трансформатор напряжения на стороне высшего напряжения трансформатора.
Измерительные органы обмотки 116.1 стороны высшего напряжения трансформатора:
132, 133, 134 - измерительные органы на входе объекта;
135, 136, 137 - измерительные органы на выходе объекта;
138, 139, 140 - измерительные органы направления мощности на выходе объекта.
Измерительные органы обмотки 116.2 стороны низшего напряжения трансформатора:
141, 142, 143 - измерительные органы на входе объекта;
144, 145, 146 - измерительные органы на выходе объекта
147, 148, 149 - измерительные органы направления мощности на выходе объекта.
Измерительные органы обмотки 116.3 стороны низшего напряжения трансформатора:
150, 151, 152 - измерительные органы на входе объекта;
153, 154, 155 - измерительные органы на выходе объекта;
156, 157, 158 - измерительные органы направления мощности на выходе объекта.
В схеме оперативных цепей устройств, фиг.6. Лист.2, фиг.6. Лист 3:
159, 162, 165 - промежуточное реле (повторитель измерительных органов на входе);
160, 163, 166 - выходное промежуточное реле (органы отключения) устройств;
161, 164, 167 - орган выдержки времени устройства;
168, 169, 170 - промежуточное реле (повторитель измерительных органов на выходе объекта);
174, 176, 178 - указатель срабатывания устройства защиты без выдержки времени;
175, 177, 179 - указатель срабатывания устройства защиты с выдержкой времени;
180, 181, 182 - цепи измерительных органов на выходах объекта;
183 - реле тока токовой защиты нулевой последовательности на стороне высшего напряжения трансформатора;
184 - реле направления мощности токовой защиты нулевой последовательности на стороне высшего напряжения трансформатора;
185 - указатель срабатывания токовой защиты нулевой последовательности.
Устройства защиты измерительными органами на входе и выходе объекта по цепям тока и напряжения, фиг.6. Лист 1, подключены к трансформаторам тока 126, 127, 130 и трансформаторам напряжения 128, 129, 131 сторон высшего и низшего напряжений согласно известным схемам.
В схеме оперативных цепей каждого устройства измерительные органы на входе объекта, орган выдержки времени, орган отключения и указатель срабатывания устройства с выдержкой времени соединены согласно известной схеме устройства максимальной токовой защиты.
Цепь последовательно соединенных размыкающих контактов измерительных органов - реле тока и параллельно включенные ей цепи последовательно соединенных замыкающих контактов реле тока и реле направления мощности, образующие цепи измерительных органов 180, 181, 182 на выходах объекта, включают в схему устройства защиты трансформатора, используя реле- повторители 168, 169, 170.
На фиг.6. Лист 2, фиг.6. Лист 3 показаны принципиальные схемы оперативных цепей устройств.
Для устройства защиты стороны низшего напряжения обмотки 116.2 трансформатора измерительными органами на входе являются реле тока 141, 142, 143, а измерительными органами на выходах являются измерительные органы на выходе обмотки стороны высшего напряжения 116.1, представленные реле - повторителем 168, контакт 168.1, и измерительные органы на выходе обмотки 116.3 стороны низшего напряжения, представленные реле - повторителем 170, контакт 170.1.
Последовательно соединенные контакты 168.1 и 170.1 повторителей измерительных органов на выходах объекта включены между контактом 162.1 повторителя измерительных органов на входе объекта и органом отключения 163 устройства и образуют цепь работы устройства без выдержки времени.
Устройство защиты работает следующим образом.
Место короткого замыкания: в трансформаторе или на участке внешней сети выявляют измерительные органы на выходах объекта.
В режиме без коротких замыканий измерительные органы устройства 141, 142, 143 на входе и выходах трансформатора 135, 136, 137 и 153, 154, 155 не сработаны, размыкающие контакты измерительных органов в цепи работы устройства без выдержки времени замкнуты и устройство по этим цепям введено в работу. По цепям работы с выдержкой времени устройство также готово к срабатыванию.
При коротком замыкании в трансформаторе, точка К-1, трансформаторы тока 126 обтекаются током короткого замыкания от генератора 120, в устройстве срабатывают токовые органы 141, 142, 143, в схеме оперативных цепей устройства их срабатывание приводит к срабатыванию промежуточного реле 162 и замыканию контакта 162.1 в цепях работы устройства защиты без выдержки времени. В цепях измерительных органов 180 и 182 на выходах объекта обмоток 116.1 и 116.3 срабатывают токовые органы 135, 136, 137 и 153, 154, 155 и органы направления мощности 138, 139, 140 и 156, 157, 158, направленные в трансформатор, для которых короткое замыкание в трансформаторе является коротким замыканием в зоне, и по цепи последовательно соединенных контактов 162.1-168.1-170.1 устройство срабатывает без выдержки времени. Срабатывание устройства фиксируется указателем 176.
При трехфазных коротких замыканиях в "мертвой зоне" реле направления мощности микропроцессорных защит срабатывают по контуру памяти.
Приведенный на фиг.6 трансформатор является трехсторонним и имеет устройства защиты на каждой стороне. При коротком замыкании в трансформаторе срабатывают устройства защиты на всех сторонах.
При внешнем коротком замыкании, точка К-3, обтекаются током короткого замыкания и срабатывают измерительные органы 153, 154, 155 на выходе стороны 116.3 объекта и размыкают размыкающие контакты в цепях работы устройства без выдержки времени, реле направления мощности 156, 157, 158 остаются несработанными, так как короткое замыкание для них является внешним, и в целом устройство по этим цепям оказывается выведенным из работы. Устройство по цепям контакта 162.2 и реле времени 164 срабатывает с выдержкой времени. Срабатывание фиксируется указателем 177.
Работа устройства при внешнем коротком замыкании в точке К-4 аналогична.
Работа устройства защиты на других входах объекта для их зон аналогична.
При несимметричных коротких замыканиях на землю (корпус бака трансформатора) обмотки высшего напряжения трансформатора срабатывает направленная токовая защита нулевой последовательности 183, 184 без выдержки времени. Срабатывание фиксируется указателем 185.