Техническое описание и инструкция по эксплуатации
ОБК 469.454
Издание 05
Комплекты продольной дифференциальной защиты линий типов ДЗЛ-2У4 и ДЗЛ-2Т4 предназначены для использования в качестве основных защит при всех видах коротких замыканий линий электропередачи протяженностью до 20 км (без отпаек) в сетях с большими токами замыкания на землю.
Защиты, как правило, должны присоединяться к трансформаторам тока, имеющим одинаковые - коэффициенты трансформации и номинальные вторичные токи.
Допускается включение защит к трансформаторам тока с различным номинальным вторичным током (5 и 1 А) при одинаковых номинальных первичных токах.
Защита, типа ДЗЛ-2У4 предназначена для установки в закрытом помещении при температуре окружающей среды от минус 20 до плюс 40°С - в общепромышленном и экспортном для стран с умеренным климатом исполнениях, защита типа ДЗЛ-2Т4 и от минус 10 до плюс 45°С - в тропическом исполнении.
Исполнение защиты с дополнительным индексом «Т» в обозначении типа (ДЗЛ-2Т4) пригодно для работы в условиях тропического климата.
Защита построена на принципе сравнения токов, протекающих по концам защищаемой линии электропередачи. При токах до 2,5 кратных току срабатывания защиты, сравниваются величины и фазы токов, а при больших кратностях сравниваются только фазы этих токов. С помощью комбинированных фильтров тока, токи линии преобразуются в однофазное напряжение, что позволяет выполнить защиту в односистемном исполнении.
Для сравнения токов полукомплекты защиты двух концов защищаемой линии электропередачи соединяются между собой вспомогательными проводами. В нормальном режиме работы линии и при внешних коротких замыканиях по вспомогательным проводам циркулирует переменный ток.
При коротких замыканиях в защищаемой зоне при двустороннем питании величина циркулирующего тока резко снижается.
При коротких замыканиях в защищаемой зоне и одностороннем питании величина циркулирующего тока меньше величины такового при внешнем коротком замыкании или при нормальном режиме работы линии. Сравнение токов на концах линии производит дифференциальное реле, имеющее две обмотки: рабочую и тормозную.
Рисунок 1. Габаритные и установочные размеры дифференциального реле типа ДЗЛ-2
В защите ДЗЛ-2 применен быстродействующий автоматический контроль, выводящий защиту из действия при обрыве вспомогательных проводов, что позволяет использовать высокую чувствительность защиты при междуфазных повреждениях.
При обрыве вспомогательных проводов или при их коротком замыкании автоматический контроль действует также и на сигнал. Контроль исправности проводов осуществляется наложением выпрямленного тока на переменный ток вспомогательных проводов с использованием быстродействующих реле.
В схеме защиты предусмотрен также автоматический и периодический контроль величины сопротивления изоляции вспомогательных проводов по отношению к земле.
Для отстройки защиты от действия разрядников в сетях с большими токами замыкания на землю при наличии заземленных нейтралей с обеих сторон защищаемой линии в защите используется реле тока нулевой последовательности.
Полукомплект защиты одного конца защищаемой линии состоит из:
«1» блок-реле дифференциального типа ДЗЛ-2;
«2» устройства контроля типа УК-1;
«3» изолирующего трансформатора типа ТИ-1.
На втором конце защищаемой линии устанавливаются такие же элементы, за исключением устройства «2».
В блок-реле дифференциальное типа ДЗЛ-2 входят: комбинированный фильтр токов I1-kI2 трансформатор 1ТП, поляризованные реле 1ПР1 и 1ПР2, промежуточное реле 1РП, реле тока 1РТ, указательные реле 1РУ1, 1РУ2, 1РУЗ и 1РУ4, стабилизаторы напряжения 1СТ1 и 1СТ2, выпрямительные мосты 1МВ1 и 1МВ2, диод 1Д1, конденсаторы 1С1, 1СЗ, 1С4, 1С5, сопротивления 1R5, 1R6, 1R7 и 1R8 и накладки 1Н1, 1Н2 и 1Н3.
В устройство контроля типа УК-1 входят: трансформатор 2ТН, выпрямительный мост 2MB, диоды 2Д1 и 2Д2, поляризованное реле 2ПР1, дроссель 2Д, микроамперметр, конденсаторы 2С1, 2С2, 2С3, сопротивления 2R1, 2R2, 2R3 и 2R4 и микровыключатели 2К1 и 2К2.
Изолирующий трансформатор типа ТИ-1 состоит из трансформатора ЗТИ и конденсаторов 3С1 и 3С2.
Комбинированный фильтр токов I1-kI2 предназначен для преобразования трехфазной системы токов в однофазную.
Фильтр состоит из трехобмоточного трансформатора с воздушным зазором 1ТФ и сопротивлений 1R1 и 1R2. Первичные обмотки трансформатора выполнены с отпайками, с помощью которых можно:
а) увеличить ток срабатывания защиты в 1,5 и 2 раза (в h раз);
б) применять защиту при максимальных вторичных токах короткого замыкания 100, 150 и 200 А.
Изменением величины сопротивлений 1R1 и 1R2 регулируется коэффициент фильтра «К» в пределах от минус 4 до минус 10.
Трансформатор 1ТП служит для согласования низкоомного сопротивления вторичной цепи фильтра с остальной частью защиты и повышает напряжение, подводимое к стабилизаторам напряжения.
Стабилизаторы напряжения 1СТ1 и 1СТ2 служат для ограничения напряжения, подаваемого на дифференциальное реле 1ПР1 и вспомогательные провода.
Стабилизация напряжения обеспечивает стабильность характеристики реле 1ПР1, облегчает отстройку реле контроля от вибраций, обусловленных переменной составляющей тока, протекающего по его рабочей обмотке, и позволяет применять в качестве вспомогательных проводов защиты сравнительно дешевый телефонный кабель (кордельный) или кабель городского типа.
В качестве дифференциального реле защиты 1ПР1 использовано поляризованное реле типа РП-7 с двумя обмотками, рабочей и тормозной.
Каждая обмотка реле включена через свой выпрямительный мост (см. приложение 1). Тормозная обмотка реле и выпрямительный мост 1МВ1 включены на ток, пропорциональный току, циркулирующему по вспомогательным проводам. Рабочая обмотка реле включена через выпрямительный мост 1МВ2 параллельно обмотке трансформатора 3ТИ на напряжение, пропорциональное напряжению на вспомогательных проводах.
В нормальном режиме работы линии электропередачи и при внешних коротких замыканиях во вспомогательных проводах и тормозной обмотке реле 1ПР1 протекает значительный ток, напряжение на рабочей обмотке реле и между вспомогательными проводами мало. При этом результирующий момент на реле является тормозным и реле не действует.
При коротких замыканиях на защищаемой линии ток в тормозной обмотке реле 1ПР1 и во вспомогательных проводах значительно снижается, а напряжение на рабочей обмотке и между вспомогательными проводами повышается, вызывая срабатывание реле 1ПР1 и действие защиты на отключение.
Конденсаторы 1С1 и 1С5. Конденсатор 1С1, включенный параллельно рабочей обмотке реле 1ПР1, служит для снижения переменной составляющей тока в рабочей обмотке реле.
Конденсатор 1С5 служит для замедления срабатывания указательного реле 1РУ3, обеспечивая срабатывание последнего только при обрыве или металлическом замыкании вспомогательных проводов. При отсутствии этого конденсатора реле 1РУ3 могло бы срабатывать при кратковременном возврате реле 1ПР2 при внешних коротких замыканиях.
Выходное реле 1РП имеет четыре обмотки, рабочую, тормозную и две удерживающие.
Тормозная цепь реле (тормозная обмотка и конденсатор 1С4) предназначена для увеличения времени действия реле 1РП и подключается параллельно рабочей обмотке только при установке защиты на линии с разрядниками. Удерживающие обмотки в этом случае должны быть отсоединены.
Надежное отключение обеспечивается за счет разряда конденсатора на шунтовые обмотки выходного реле 1РП. В рассматриваемом случае время возврата реле составляет более 0,1 с.
При отсутствии разрядников надежность отключения обеспечивается за счет удерживающих обмоток реле 1РП. При этом тормозная обмотка должна быть отключена и реле 1РТ не используется.
Реле тока 1РТ служит для отстройки защиты от многократного действия разрядников и включено на ток нулевой последовательности. При междуфазных повреждениях реле 1РТ не действует и его размыкающий контакт обеспечивает действие защиты.
При коротких замыканиях на землю реле 1РТ срабатывает и, замыкая замыкающий контакт, образует цепь для действия защиты на отключение. При многократной работе разрядников реле 1РТ, срабатывая при каждом действии разрядника, быстро возвращается при каждом погасании разрядника, что вызывает перезарядку конденсатора 1С4 и препятствует накоплению магнитной энергии в реле 1РП.
Указательные реле 1РУ1 и 1РУ2 действуют на сигнал при работе защиты на отключение.
Реле 1РУ3 с добавочным сопротивлением 1R7 сигнализирует обрыв вспомогательных проводов и металлическое замыкание между ними в том полукомплекте, где отсутствует устройство контроля.
Реле 1РУ4, действующее при срабатывании поляризованного реле 2ПР1, сигнализирует о снижении изоляции проводов относительно земли до величины меньше 20 кОм.
Для исключения неправильного действия защиты при обрыве вспомогательных проводов в защите применен автоматический контроль исправности вспомогательных проводов, который построен на принципе постоянной циркуляции выпрямленного тока, наложенного на переменный ток вспомогательных проводов.
Выпрямительный ток протекает по цепи, состоящей из последовательно включенных обмоток реле 1ПР2 и вспомогательных проводов.
Замыкающие контакты реле 1ПР2 включены в цепь шунтовой обмотки выходного реле 1РП.
При металлическом замыкании между вспомогательными проводами реле автоматического контроля 1ПР2, установленное со стороны, где отсутствует устройство типа УК 1, действует на сигнал.
При обрыве вспомогательных проводов реле 1ПР2 обесточивается и действует на сигнал через указательное реле 1РУ3.
Рисунок 2. Схема принципиальная продольной дифференциальной защиты ДЗЛ-2:
I – цепи переменного тока; II – цепи постоянного тока; III – пуск АПВ; IV – цепи отключения; V – к трансформатору напряжения; VI – на отключение выключателей; VII – цепи контроля вспомогательных проводов; VIII – блок-схема защиты; IX – ко второму полукомплекту; X – цепи сигнализации; XI – на сигнал; XII – срабатывание защиты; XIII – «обрыв»; XIV – «земля».
Реле 1ПР2 имеет три обмотки- рабочую, тормозную и компенсационную.
Рабочая обмотка обтекается выпрямленным током, наложенным на переменный ток вспомогательных проводов. Под действием этого тока реле находится в сработанном положении.
Тормозная обмотка, которая включена через добавочное сопротивление 1R8 служит для ускорения возврата реле 1ПР2 при обрыве вспомогательных проводов.
Компенсационная обмотка реле включена последовательно с тормозной обмоткой дифференциального реле 1ПР1 и обтекается выпрямленным током, величина которого пропорциональна переменному току, протекающему во вспомогательных проводах.
Компенсационная обмотка реле служит для устранения вибраций и отброса контактов реле при коротких замыканиях в зоне защиты. Вибрацию контактов реле 1ПР2 вызывает переменный ток в рабочей обмотке реле, величина которого пропорциональна падению напряжения на конденсаторе 3С1 при протекании по нему переменного тока вспомогательных проводов. Вибрация контактов возникает, если амплитуда переменного тока в рабочей обмотке реле превышает разность номинального тока контроля и тока возврата реле.
Устройство контроля типа УК 1 устанавливается на станции или подстанции со стороны основного питания защищаемой линии. К устройству подается вторичное напряжение 100 B от трансформатора напряжения, включенного на шины подстанции.
а) Промежуточный, трансформатор 2ТН имеет три обмотки одну первичную и две вторичные. Одна из вторичных обмоток трансформатора питает цепь контроля исправности вспомогательных проводов, а вторая – цепь измерения сопротивления изоляции вспомогательных проводов.
Для снижения колебаний тока.контроля при изменении первичного напряжения трансформатор 2ТН выполнен насыщающимся с включением в его первичную обмотку конденсатора 2С1 емкостью 1 мкФ. В связи с этим вторичное напряжение имеет достаточно высокую стабилизацию при колебаниях первичного напряжения.
б) Сопротивление 2R4 служит для точной установки тока контроля, величина которого должна быть равной 5,5 мА.
в) Выпрямительный мост 2MB, выполненный из четырех диодов, осуществляет двухполупериодное выпрямление переменного тока.
г) Конденсатор 2С2 обеспечивает сохранение предшествующего режима в цепях контроля («память») при значительном снижении напряжения при коротких замыканиях на защищаемой линии на время, равное 1÷3 с.
Колебание времени в пределах 1÷3 с обусловлено различным сопротивлением вспомогательных проводов. Большее время соответствует сопротивлению проводов 1400 Ом, а меньшее – сопротивлению, равному 0.
д) Микроамперметр служит для целей периодического измерения сопротивления изоляции вспомогательных проводов относительно земли и величины тока контроля. Включение микроамперметра для измерения сопротивления изоляции производится кнопкой 2К1, для измерения тока контроля – кнопкой 2К2. Градуировка микроамперметра для точного измерения тока контроля производится сопротивлениями 2R3 и 2R5. Отклонение стрелки прибора на всю шкалу («100») имеет место при токе контроля, равном 10 мА.
е) Поляризованное реле 2ПР1 обеспечивает автоматический контроль сопротивления изоляции вспомогательных проводов.
ж) Конденсатор 2С3 служит для сглаживания пульсации выпрямленного напряжения.
з) Дроссель 2Д ограничивает напряжение на вспомогательных проводах относительно земли при появлении значительных потенциалов на заземляющем контуре подстанции.
Изолирующий трансформатор 3ТИ электрически изолирует вспомогательные провода от остальной части устройства защиты. Вторичная обмотка трансформатора выполнена из двух равных секций, между которыми включен разделительный конденсатор 3С1. Конденсатор 3С1 разделяет цепи переменного тока защиты и наложенного выпрямленного тока контроля исправности вспомогательных проводов.
Конденсатор 3С2, включенный параллельно первичной обмотке изолирующего трансформатора 3ТИ, повышает чувствительность и улучшает тормозные характеристики защиты при малой емкости вспомогательных проводов.
Содержание
1. Назначение
2. Принцип действия
3. Конструктивное оформление
4. Описание схемы защиты
5. Описание действия защиты
6. Технические данные
7. Указания по монтажу и эксплуатации
8. Комплектация продольной дифференциальной защиты линии типа ДЗЛ-2
9. Указания по замене износившихся частей
10. Формулирование заказа
Дополнение к техническому описанию и инструкции по эксплуатации на комплекты продольной дифференциальной защиты линии типов ДЗЛ-2У4 и ДЗЛ-2Т4
Рисунок 1. Габаритные и установочные размеры дифференциального реле типа ДЗЛ-2
Рисунок 2. Схема монтажная комплекта контроля соединительных проводов
Рисунок 3. Габаритные и установочные размеры устройства контроля типа УК-1
Рисунок 4. Схема монтажная трансформатора изолирующего типа ТИ-1
Рисунок 5. Габаритные и установочные размеры изолирующего трансформатора типа ТИ-1
Приложение 1. Схема принципиальная продольной дифференциальной защиты типа ДЗЛ-2
Схема монтажная блок-реле ДЗЛ-2
Производитель: Чебоксарский электроаппаратный завод