Блок-реле типа КРС-2
Защиту от внешних симметричных КЗ и защиту от потери возбуждения турбогенераторов выполняют с использованием двух дистанционных реле К1 и К2 комплекта КРС-2.
Блок-реле типа КРС-2 предназначен для использования в различных схемах релейной защиты в качестве пускового или дистанционного органа, который реагирует на отклонение значения полного сопротивления от установленного. Комплект содержит три реле сопротивления Kl, К2, КЗ, которые включены на линейные напряжения и разность фазных токов (рир. 12.9); предусмотрена возможность с помощью перемычек на зажимах производить переключение реле комплекта на фазное напряжение и фазный ток с компенсацией по 3 /0.
В качестве реагирующих органов схем сравнения применены магнитоэлектрические реле или полупроводниковые нуль-индикаторы, аналогичные рассмотренным в разд. 8. Исполнительными органами нуль- индикаторов являются выходные промежуточные реле К1—КЗ, выполненные на базе реле серии РП-220. Схемой комплекта (рис. 12.10) предусмотрена работа всех реле сопротивления на одно выходное реле К2 — в этом случае устанавливают перемычки 1-3, 5-7, 7-9, 11-13 — или индивидуальная работа каждого реле сопротивления на свое промежуточное реле — в этом случае устанавливают перемычки 3-5, 9-11, 18-20 и снимают 1-3, 5-7, 7-9, 11-13. Диоды VD4, VD5, VD7 обеспечивают стабилизацию режима работы выходных транзисторов VT нуль- индикаторов.
Рис. 12.9. Схема включения комплекта КРС-2 во вторичные цепи трансформаторов тока и напряжения
Стабилитроны VI, V2,
V3 и резистор R28 служат для создания необходимого времени возврата исполнительных реле.
Блок питания нуль-индикаторов, установленный в комплекте, практически не отличается от применяемых в комплектах ДЗ-2, за исключением места установки дополнительных резисторов R30, R29, смонтированных здесь внутри комплекта.
Принцип действия дистанционных органов комплекта КРС-2 аналогичен принципу действия рассмотренных в разд. 8 дистанционных органов комплекта КРС-1 с дополнительным контуром подпитки, как у реле KZ комплектов ДЗ-2 (рис. 12.11).
Такое выполнение обеспечивает работу дистанционных органов при близких КЗ в режиме реле направления мощности, для расширения возможности применения и предотвращения излишних срабатываний от токов нагрузки предусмотрено получение эллиптической характеристики и смещение характеристик в III квадрант. Смещение достигается введением в рабочий контур схемы сравнения дополнительной ЭДС, пропорциональной току. Ступенчатую регулировку смещения 0—6—12— 20% £уст для круговой характеристики и 0—5,5—11—18 % ZycT для эллиптической характеристики производят изменением числа витков вторичной обмотки TAV1 рабочего контура переключателем SX1. Для случая наибольшей уставки смещения 20(18) % дополнительно в тормозной контур следует вводить резистор R14 накладкой SX2.
Обозначения основных элементов реле сопротивлений комплектов КРС-2 и КРС-1, за исключением номеров накладок, совпадают. В связи с тем что в защите блока Используются только два реле комплекта, работающие без подпитки от третьей фазы, в токовых цепях комплекта следует снять перемычки 21-23, 29-31 и установить их между выводами 21-29-35, эти переключения позволяют полностью отделить неиспользуемое реле KZ3 по токовым цепям (рис. 12.12). В цепях напряжения следует снять перемычки 22-24, 34-36, 10-12-14-16, а соединительные провода от цепей TV а, Ь, с подключить на выводы комплекта 22, 28-30, 36; выходные цепи реле следует разделить, K.Z1 действует на K1,KZ2 — на К2.
Защита блока от внешних симметричных КЗ выполняется с использованием реле KZ1 (см. рис. 12.12).
Реле включается на разность токов Ia—h трансформаторов тока, установленных в нейтрали обмотки статора, и на напряжение 11аь во вторичных цепях основных обмоток трансформаторов напряжения
В, установленных на выводах генератора. Трансформаторы
тока ТА соединяют в звезду, фазные провода к реле подводят от выводов ТА со стороны обмотки статора, нуль трансформаторов тока
Рис. 12.10. Оперативные цепи комплекта КРС-2
собирают на выводах в сторону нуля генератора. При наличии параллельных выводов обмотки статора, когда вторичные обмотки трансформаторов тока каждой фазы соединяются параллельно, ток на защиту подается через промежуточные трансформаторы тока ГЛ„ с коэффициентом трансформации 10/5 А,
Вторичная уставка срабатывания реле подсчитывается по формуле
где Кта — коэффициент трансформации ТА; Ktv—коэффициент трансформации TV-, Кта — коэффициент трансформации промежуточных трансформаторов тока ТА„, если они используются; Zcp.n — первичная уставка срабатывания, Ом/фазу.
Реле сопротивления KZ1 обычно используют с круговой или эллиптической характеристикой при смещении ее в III квадрант, что обеспечивает надежное срабатывание защиты при КЗ на выводах и позволяет не использовать подпитку от третьей фазы. Смещение характеристики в III квадрант по линии максимальной чувствительности целесообразно принимать для круговой характеристики 12 %, для эллиптической 11 %, угол максимальной чувствительности реле 80°,
Рис. 12.11. Схема реле сопротивления комплекта КРС-2
Для исключения ложного срабатывания защиты обязательно выполняется ее блокирование при нарушении исправности цепей TV, с этой, целью цепи питания постоянного тока подводятся на защиту через вспомогательные контакты автоматического выключателя SF, установленного во вторичных цепях TV. При отключении автоматического выключателя или нарушении цепи его вспомогательного контакта защита выводится из работы. Проверку электрических характеристик реле проводят в полном соответствии с рекомендациями разд. 8 с обязательным опробованием блокировки защиты при отключении автоматического выключателя SF в цепях напряжения.
Защита от потери возбуждения генератора реагирует на изменение сопротивления на его выводах и выполняется с помощью реле сопротивления, имеющего круговую характеристику,
В нормальном нагрузочном режиме вектор полного сопротивления на выводах обычно находится в I квадранте комплексной плоскости сопротивлений. При потере возбуждения генератор потребляет из сети значительную реактивную мощность и продолжает нести активную нагрузку, в связи с чем указанный вектор полного сопротивления перемещается в IV квадрант. Реле сопротивления KZ2 комплекта КРС-2, выполняющее функции защиты от потери возбуждения, должно иметь характеристику, расположенную в III и IV квадрантах (рис. 12.13).
Рис. 12.12. Использование комплекта КРС-2 для выполнения защиты блока генератор — трансформатор:
« — подключение комплекта КРС-2 [жирными линиями показаны вновь устанавливаемые перемычки и вновь монтируемые цеп» напряжения реле KZ2-, пунктирными линиями показаны демонтируемые (заводские) провода); б — включение комплекта КРС-2 в цепи дополнительных трансформаторов тока
По результатам многочисленных испытаний и исследований принято, что характеристика реле должна соответствовать следующим требованиям:
круговая характеристика должна иметь смещение в III—IV квадранты, равное ZCM=0,4xd, этим обеспечивается срабатывание реле при асинхронном режиме работы генератора с полной нагрузкой и замкнутой накоротко обмоткой ротора;
диаметр окружности характеристики принимают равным 1,1 хл для обеспечения надежной работы реле при потере возбуждения ненагруженного генератора;
угол максимальной чувствительности реле при этом желательно иметь равным 270°.
Чтобы реле KZ2 могло максимально соответствовать перечисленным выше требованиям, в заводскую схему исполнения данного реле вносят небольшие изменения. По заводской схеме реле KZ2 включено на разность токов h—/с и напряжение Чю (см. рис. 12.9) при фм.ч = = 80° имеет круговую характеристику, расположенную в I и II квадрантах. Для создания направленности реле в сторону генератора необходимо перепаять провода цепей напряжения & и с на разъеме XI (см. рис. 12.12). Провод фазы b отпаивают от Х1.4Ь, провод фазы с — от XI.2Ь и, поменяв провода местами, надежно припаивают их. Провод фазы с присоединяется к зажиму XI.4Ь— начало обмотки TV реле, а провод фазы 6 — к зажиму Х1.2Ь, при этом угол максимальной чувствительности изменяется по сравнению с указанным в заводской документации на 180° при сохранении включения реле относительно входных зажимов комплекта КРС-2 на тот же ток h—
Рис. 12.13. Характеристика реле KZ2 защиты от потери возбуждения генератора
1с и то же напряжение Ubc. Чтобы по возможности приблизить фм.ч к
270°, накладки SX5 и SX6 размыкают, накладку SX7 устанавливают в положение 80°, при таких переключениях угол максимальной чувствительности реле фм.ч достигает 265—
267°, но при этом может несколько больше допустимого отличаться от заводской минимальная уставка срабатывания реле.
Выполнение смещения характеристики в III—IV квадранты — зону, противоположную по сравнению с предусмотренной схемой реле, достигается разбалансировкой сопротивлений рабочего и тормозного контуров при включении в рабочий контур дополнительного резистора Rсм (рис. 12.11). Резистор МЛТ-2, сопротивление которого в пределах 1—2,5 кОм уточняется при наладке, включается под заводские винты в гнезда вместо накладки SX1 в положение 0%, накладка SX2 устанавливается в положение 0 %, точная регулировка ZCM выполняется резистором R13. В справочниках и заводской документации на генераторы значения xd и xd приводятся в относительных единицах, необходимые первичные уставки ZCM.п и Zcp.n можно рассчитывать по формулам, Ом,
где UHом — номинальное напряжение генератора, В; SHOm — номинальная мощность генератора, В-A; Xd, xd—реактивные сопротивления генератора в относительных единицах.
Пересчет полученных первичных значений во вторичные уставки срабатывания реле проводят в полном соответствии с расчетом уставки реле KZ1.
В связи с некоторым отличием реле KZ2 от заводской схемы при проверке электрических характеристик реле имеются отличия от заводских рекомендаций. Выравнивание сопротивлений рабочего и тормозного контуров следует производить по заводской методике резистором R13 при накладке SX1, установленной временно в положение 0 %, расчетных витках N на плате регулирования уставок и при полностью введенном резисторе плавной регулировки уставки R24.
Настройку рабочей уставки, производят при угле настройки 270° по. двум контрольным точкам ZCM и Zcp. Параметры срабатывания реле ZCM и Zcp взаимно связаны, регулирование уставки изменением числа витков N и положением резистора R24 влияет и на значение ZCM, включение Rcм и изменение сопротивления R13 влияют на значение Zcp, хотя взаимное влияние при регулировании на второй параметр сказывается в меньшей степени. Поэтому необходимые уставки срабатывания обычно удается получить с двух-трех попыток, меняя в первую очередь /?см и R24, а затем R13 и число витков N; тем не менее расчетное число витков может существенно отличаться от выставленных при Zcp. Снятие круговой характеристики и определение фм.ч производят по обычной методике, только при каждом значении угла проверки фиксируют две точки срабатывания. Верхнюю уставку срабатывания определяют при уменьшении Z (уменьшают напряжение на проверочном устройстве У5053), нижнюю уставку — при увеличении Z от нуля, при проверке по измерителю угла сдвига фаз контролируют стабильность угла между током 1ьс и напряжением Ubc, подведенным к реле.
На реле при проверке от У5053 можно подать напряжение не более ИОВ, а так как Zcp бывает достаточно большим, проверку круговой характеристики и настройку Zcp обычно производят при заводском значении тока 10%-ной точности или чуть большем.
После окончательной регулировки уставок и фиксации положения регулировочных резисторов R13, R24 определяют ток на входе нуль- индикатора (накладка SX4) при токе hc=ln и зашунтированных цепях напряжения в двух режимах: при установленном Ясм и при Rcм, зашунтированном временной перемычкой.
Данные результаты могут потребоваться для периодического контроля в процессе эксплуатации. Проверку правильности включения дистанционных органов KZ1 и K.Z2 выполняют при пусковых испытаниях энергоблока в опыте КЗ, когда генератор работает на трехфазную за- коротку, установленную за блочным трансформатором. Если проверка обоих реле проводилась последовательно одним проверочным устройством, достаточно проверить реле KZ1, чтобы сделать вывод о правильном включении комплекта. Для реле KZ1 опыт КЗ генератора — самый наглядный режим, когда реле должно работать. При подготовке к проверке необходимо вывести оперативными накладками цепи отключения защит с использованием KZ1 и KZ2, подать на комплект оперативный ток для обеспечения возможной работы нуль-индикаторов и вывести смещение характеристики реле KZ1 в III квадрант.
В опыте КЗ генератора фиксируют срабатывание исполнительного органа реле К1, микроамперметром в рассечке a-б накладки SX4 из-
меряют ток, который должен иметь направление на срабатывание нуль- индикатора.
В опыте XX генератора при номинальном напряжении проверяют в рассечке SX4 максимальный тормозной ток, несрабатывание исполнительного реле Ki. Проверки, проведенные при испытаниях генератора в указанном объеме, позволяют при работе его под нагрузкой свести последующие проверки к минимуму и ограничиться только снятием векторной диаграммы цепей тока относительно цепей напряжения а, Ь, с, подведенных к комплекту КРС-2.
