ТО и ИЭ на КРС-2

Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Блок реле типов КРС-2 УХЛ4 и КРС-2 О4, издание 13
Блок реле типов КРС-2 УХЛ4 и КРС-2 О4
Техническое описание и инструкция по эксплуатации
ИАЕЖ.656 132.002 ТО
ОБК.469.514
Издание 13



В настоящем техническом описании и инструкции по эксплуатации (ТО) содержаться необходимые сведения по эксплуатации, обслуживанию и регулированию блок реле типов КРС-2 УХЛ4 и КРС-2 О4 общего назначения для нужд народного хозяйства, а также для поставок на экспорт.
Блок реле типов КРС-2 УХЛ4 и КРС-2 О4 состоят из трех направленных реле сопротивления, предназначенных для применения в качестве измерительных и пусковых органов различных схем релейной защиты. Каждое реле сопротивления реагирует на отклонение от установленной величины сопротивления на его зажимах при двухфазных и трехфазных коротких замыканиях.
Блок реле КРС-2 содержит три реле сопротивления, каждое из которых включено на линейное напряжение и разность фазных токов. Предусмотрена возможность переключения реле сопротивления с помощью перемычек на цоколе комплекта с линейного напряжения на фазное и с разности фазных токов на фазный ток, компенсированный током нулевой последовательности.
В реле сопротивления блок реле КРС-2 в качестве реагирующих органов схем сравнения применены высокочувствительные полупроводниковые нуль-индикаторы.
Схема сравнения состоит из двух выпрямительных мостов, включаемых на баланс напряжений.
К одному из мостов подводится напряжение Ep = КiI, и контур, к которому подводится указанное, напряжение, называется рабочим, так как выпрямленное напряжение этого контура создает в реагирующем органе сигнал в сторону срабатывания.
Ко второму мосту подводится напряжение Eт = КuU – KiI, и контур, к которому подводится последнее, называется тормозным.
В выражениях напряжений:
U и I – величины напряжения и тока на вторичной стороне измерительных трансформаторов;
Кu – коэффициент трансформации трансформатора Тн;
Ki – коэффициент, численно равный величине э. д. с. на вторичной обмотке трансформатора 1Тр при токе 1 А через последовательно соединенные первичные обмотки.
Принимая приближенно ток срабатывания реагирующего органа, включенного на выходе схемы сравнения, равным 0, уравнение срабатывания его будет иметь вид: (KuU = KiI) = (KiI) (1)
Разделив обе части уравнения на KuI, получаем (Z – Ki/Ku) = (Ki/Ku) (2)
В комплексной плоскости сопротивлений это выражение соответствует окружности, проходящей через начало координат, диаметром которой является вектор 2.  Ku/Ki
Направленное реле сопротивления, выполненное согласно выражению (1), не обеспечивает достаточного момента при коротких замыканиях в начале защищаемой зоны. Кроме того, ввиду невозможности сделать э. д. с. трансформатора, вводимые в рабочий и тормозной контуры схемы сравнения, абсолютно равными, характеристическая окружность может как охватывать начало координат, так и быть смешенной в сторону первого квадранта комплексной плоскости.
Оба случая являются недопустимыми, т. к. приводят либо к неселективному действию защиты, либо к нечувствительности защиты при коротком замыкании в начале защищаемой линии.
Для устранения указанных недостатков в основу работы реле положено выражение (KuU – KiI + Eп) ≤ (KiI + Eп) (3), несколько отличающееся от выражения (1). При малых значениях Eп по сравнению с KuU характеристика реле в комплексной плоскости незначительно отличается от окружности.
В выражении (3) Еп совпадает по фазе с KuU.
Это приводит к тому, что при угле максимальной чувствительности, когда комплексные величины, стоящие в скобках, можно сравнить арифметически, введение в оба контура схемы сравнения равных э. д. с. Еп при равенстве балластных сопротивлений не меняет уставки реле.
При коротких замыканиях в месте установки комплекта, когда величина KuU – 0, реле сопротивления превращается в реле направления мощности, характеристика которого описывается уравнением:
(Еп –  KiI) = (Eп + KiI) (4), так как Eп и KuU совпадают по фазе, то прямая максимальных моментов реле направление мощности будет совпадать с углом максимальной чувствительности направленного реле сопротивления.
В реле сопротивления блок реле имеется возможность получения, кроме круговой, также и эллиптической характеристики срабатывания. Для получения эллиптической характеристики срабатывания используется то обстоятельство, что переменная составляющая на выходе Схемы сравнения имеет минимальное значение при угле между сравниваемыми электрическими величинами, равном нулю и 180°, и максимальное значение при угле 90° и 270°.
Эллиптическая характеристика срабатывания реле сопротивления облегчает отстройку защиты от токов нагрузочного режима на длинных, сильно нагруженных линиях электропередач, когда токи нагрузки соизмеримы с токами короткого замыкания.
В реле сопротивления комплекта КРС-2 предусмотрена возможность смешения характеристики срабатывания в III квадрант комплексной плоскости сопротивлений.
Смещение осуществляется путем введения в рабочий контур схемы сравнения дополнительной э. д. с, пропорциональной подводимому току, а также путем введения в тормозной контур дополнительного сопротивления (для случая наибольшей уставки по смещению).
Смещение характеристики срабатывания может быть необходимо для предотвращения отказа дистанционной защиты, в которой блок реле сопротивления КРС-2 используется в качестве пускового органа, при установке трансформатора напряжения на линии и включении ее на трехфазную закоротку. В этом случае напряжение на защите до и после включения линии равно нулю, и поэтому дистанционные органы по «памяти» не работают.

Рисунок 1. Габаритные и установочные размеры блок реле КРС-2. Переднее и заднее присоединение

Рисунок 1. Габаритные и установочные размеры блок реле КРС-2. Переднее и заднее присоединение

Трансреактор 1Тр, имеющий две первичные обмотки, включаемые па разность фазных токов пли па фазный ток, компенсированный током нулевой последовательности. Для сохранения равенства напряжений KiI вводимых в рабочий и тормозной контур реле сопротивления, первичные обмотки трансреактора располагаются на среднем стержне, а вторичные обмотки для исключения влияния контуров друг на друга, на двух крайних кернах, имеющих воздушные зазоры.
Угол вектора вторичной э. д. с. трансреактора относительно первичного тока, определяющий угол максимальной чувствительности, устанавливается резисторами 9R, 10R, 11R, 12R, шунтирующими вторичные обмотки трансреактора.
Трансформатор напряжения Тн, позволяющий производить регулировку уставки изменением суммарного числа витков двух последовательно включенных обмоток на вторичной стороне. Одна из обмоток содержит 80% витков и предназначена для грубой регулировки уставки (через 20%).
Вторая обмотка имеет три отпайки, позволяющие регулировать уставку через 5%, и четвертую отпайку с 8% витков, к которой подключен потенциометр плавной регулировки уставки 24R. Для поддержания неизменным сопротивления тормозного контура при регулировке уставок трансформатора Тн последовательно с отпайками грубой регулировки уставки включены сопротивления 17R÷20R.
Последовательно с отпайками плавной регулировки уставки включены резисторы 21R÷23R.
Для сохранения постоянной минимальной величины срабатывания при переходе от угла максимальной чувствительности к другому, первичная обмотка трансформатора напряжения имеет отвод, позволяющий менять величину Кн.
Кроме этого, в трансформаторе напряжения имеется еще одна вторичная обмотка, содержащая примерно 1% витков, которая используется для проверки работы реле сопротивления под нагрузкой.
Контур подпитки, предназначенный для обеспечения действия реле при близких коротких замыканиях, состоящий из трансреактора подпитки 2Тр и конденсатора 6С. Первичная обмотка трансреактора и конденсатора 6С образуют резонансный контур, настроенный на номинальную частоту.
Для обеспечения направленности характеристика реле при отсутствии напряжения на контуре подпитки должна быть смещена в сторону первого квадранта комплексной плоскости на величину (0,01 – 0,02) * Zy. Величина Еп, вносимая контуром подпитки, должна быть достаточной для перекрытия этой «мертвой зоны».
Совпадение э. д. с. Е по фазе с линейным напряжением, подводимым к реле, достигается тем, что на вход контура подпитки подается напряжение третьей фазы.
При коротком замыкании в начале зоны защиты между фазами А и В линейное напряжение Uав снижается до 0. Четкая направленность реле и достаточный момент в реагирующем органе обеспечиваются тем, что напряжение Uco, подводимое к контуру подпитки, остается без изменения.
При трехфазном коротком замыкании в начале зоны постоянная подпитка от третьей фазы не может быть обеспечена. Перекрытие «мертвой зоны» обеспечивается тем, что в резонансном контуре подпитки энергия, запасенная конденсатором и индуктивностью, не может исчезнуть мгновенно. Это приводит к тому, что э. д. с. Еп снижается постепенно,
обеспечивая работу дистанционного органа по «памяти».
Схему сравнении, состоящую из двух выпрямительных мостов 1BM, 2BM, балластных резисторов 15R, 16R и резистора 13R, необходимого для выравнивания сопротивлений рабочего и тормозного контуров. Для получения правильной, неискаженной формы характеристической окружности на выходе схемы сравнения включен, фильтр – «пробка», рассчитанный на резонанс токов при удвоенной частоте основной гармоники выпрямленного тока. Фильтр состоит из дросселя 1Др, выполненного с регулируемым зазором в сердечнике, и конденсатора 4С.
Уровень переменной составляющей на выходе схемы сравнения изменяется в зависимости от угла между сравниваемыми величинами, что и используется, как было указано выше, для получения характеристики реле сопротивления, близкой к эллипсу.
Включение цепочки с диодом 8Д параллельно цепи фильтр – реагирующий орган с полярностью, обеспечивающей открытие диода от рабочей величины, приводит к «срезанию» уровня положительной полуволны переменной составляющей на выходе схемы сравнения, содержащей вторую гармонику и, соответственно, к уменьшению рабочего сигнала. Последнее обуславливает сжатие характеристики реле в направлении, перпендикулярном углу максимальной чувств и тельности.
Изменение соотношения осей симметрии эллиптической характеристики достигается включением последовательно с диодом 8Д резисторов 25R, 26R или 27R.
Время срабатывания реле сопротивлении с эллиптической характеристикой больше времени срабатывания реле с круговой характеристикой за счет шунтирующей реагирующий орган цепочки, состоящей из сопротивления обмотки дросселя, диода 8Д и одного из резисторов 25R÷27R.
Смещение характеристики срабатывания реле сопротивления в III квадрант комплексной плоскости сопротивлений осуществляется путем введения в рабочий контур схемы сравнения дополнительной э. д. с, пропорциональной подводимому току, а также введением в тормозной контур резистора 14R.
Последнее вводится только для наибольшей уставки по смещению.
Для уменьшения вибрации реагирующего органа схемы сравнения, могущей иметь место при работе реле сопротивления с характеристикой срабатывания, близкой к эллипсу, параллельно входу реагирующего органа включается конденсатор 5С.
Для ограничения уровня сигнала на входе реагирующего органа включены диоды 6Д, 7Д.
В качестве реагирующего органа схемы сравнения используется полупроводниковый нуль-индикатор, принцип действия которого основан на сопоставлении длительности положительного (рабочего) и отрицательного (тормозною) сигналов на выходе схемы сравнения и фиксации условий, при которых рабочий сигнал превышает тормозной.
Резисторы 3R, 3R' создают опорный уровень (уровень нуля) и определяют чувствительность схемы.
Посредством микросхем 1 ОУ сигнал с выхода схемы сравнения реле сопротивления сравнивается с опорным уровнем, в зависимости от того, превышает сигнал схемы сравнения уровень нуля или наоборот, на выходе 1 ОУ появляется нормируемый по величине сигнал той или иной полярности.
Через резистор 2R осуществляется заряд конденсатора 2С током, полярность которого определяется полярностью сигнала на выходе 1 ОУ. Диоды 1Д, 2Д служат для ограничения уровня заряды конденсатора. В начальном состоянии (при отсутствии сигнала на выходе схемы сравнения или при тормозном сигнале) конденсатор 2С заряжен до положительного уровня, определяемого ограничивающим диодом 2Д. Микросхема 2 ОУ по цепи обратной связи через резистор 6R обеспечивает при этом подачу на свой неинвертирующий вход заданного отрицательного сигнала, с уровнем которого сравнивается напряжение на конденсаторе 2С при его перезарядке, т. е. при появлении на выходе схемы сравнения рабочего сигнала. При достижении потенциалом на конденсаторе 2С заданного уровня меняется полярность на выходе 2 ОУ и как следствие этого, полярность опорного сигнала, поступающего па неинвертирующий вход 2 ОУ.
С выхода 2 ОУ сигнал через согласующий транзистор Т поступает па исполнительный орган – промежуточное реле 1РП÷3РП.
Блок питания выполнен по схеме двухтактного преобразователя с самовозбуждением.
Напряжение оперативного постоянного тока подается на вход блока питания. На резисторе 32R появляется отрицательное напряжение, которое подается к базам транзисторов 1T, 2T, вызывая отпирание одного из них. Падение напряжение на участке коллектор-эмиттер оказывается приложенным к половине обмотки W1 создавая на ней и других обмотках э. д. с. Э. д. с. обмотки W2 создаст на базе открытого транзистора отрицательное напряжение, на базе другого – положительное напряжение по отношению к эмиттеру.

Рисунок 2. Принципиальная электрическая схема блок реле КРС-2

Рисунок 2. Принципиальная электрическая схема блок реле КРС-2

Транзистор открыт, пока магнитный поток в сердечнике не достигнет насыщения, при этом скорость изменения магнитного потока и э. д. с. в обмотках уменьшается. Уменьшение тока в обмотках вызывает появление э. д. с. противоположной полярности. При этом открывается второй транзистор, возникает ток в обмотке W1, возрастает э. д. с. в обмотке W2, вызывая увеличение коллекторного тока второго транзистора, закрывается первый транзистор.
Процесс происходит лавинообразно, в результате напряжение на каждой половине W1 имеет прямоугольную форму. Транзисторы 1T, 2T работают в ключевом режиме. Ограничение величины постоянного напряжения до уровня, обеспечивающего нормальную работу транзисторов, осуществляется стабилитронами 14Д, 15Д. Диод 13Д включен; чтобы исключить случай включения напряжения обратной полярности. Обмотка W2 трансформатора 1ТН выполнена с неравным числом витков для исключения запуска схемы преобразователя. На выходе об мотки W3 включен выпрямительный мост 3ВМ и конденсаторы 7С, 8С для сглаживания.
Оперативные цепи включают и себя три промежуточных реле 1РП÷3РП, которые служат исполнительными органами нуль-индикаторов. Диоды 4Д, 5Д, 9Д служат для облегчения работы выходного транзистора Т нуль-индикатора. Стабилитроны 10Д÷12Д, а также резистор 28R служат для обеспечения времени возврата исполнительных органов.
Целым рядом схемных перемычек предусмотрена возможность работы реле сопротивления комплекта на одно промежуточное реле или работа каждого реле сопротивления на свое промежуточное реле.
Дополнительно к укачанным выше элементам в блок реле встроено указательное реле.
Блок реле КРС-2 предназначено для переднего и заднего присоединения проводов.
Все части блок реле смонтированы на механически прочном, влагостойком цоколе и защищены оболочкой от внешних механических воздействий.
Каждое из трех реле сопротивления, входящих в блок реле, выполнено в виде отдельного съемного блока. В схеме блок реле блоки реле сопротивления являются взаимозаменяемыми. Цепи напряжения подводятся к блоку через разъемное соединение типа РП-14.
Диоды мостов 1BM, 2ВМ схемы сравнения, диоды 1Д÷3Д и элементы схемы нуль-индикатора, кроме конденсатора 2С, смонтированы на отдельном съемном блоке. Разъемы ценен напряжения и нуль-индикатора снабжены специальными фиксирующими устройствами. Все остальные элементы реле сопротивления КРС-2 крепятся на основании.
На верхней плате блока установлены переключатели ступеней регулировки уставок в цепях напряжения, ступенчатой регулировки отношения осей, характеристики срабатывания (9Н), переключатели уставок по углам максимальной чувствительности (5Н, 6Н, 7Н), ступенчатой регулировки смещения характеристики срабатывания в III квадрант (1Н и 2Н), получения характеристики срабатывания с центром в начале координат (ЗН), н цени нуль-индикатора (4H) и накладка для проверки работы реле под нагрузкой (8Н).
Промежуточные реле 1РП÷3РП и указательное реле РУ крепятся на откидной плите на разъемах.
На разъемных колодках 1РП÷3РП расположенных на откидной плите, с внутренней стороны устанавливаются следующие элементы:
4Д, 12Д, 34R – 1РП;
5Д. 11Д, 28R – 2РП;
9Д, 10Д, 33R – 3РП.
Элементы схемы блока питания расположены на цоколе блок реле.

Содержание

1. Введение
2. Назначение
3. Технические данные
4. Состав, устройство и работа изделия
5. Размещение и монтаж
6. Маркировка и пломбирование
7. Тара и упаковка
8. Указания мер безопасности
9. Порядок установки и подготовки к работе
10. Измерение параметров, регулирование и настройка
11. Характерные неисправности и методы их устранения
12. Техническое обслуживание и указания по замене частей комплекта
13. Транспортировка и хранение
Рис. 1а. Характеристика срабатывания реле сопротивления без смещения (проходящая через начало координат).
Рис. 1б. Характеристика срабатывания реле сопротивления без смещения (с центром в начале координат).
Рис. 2а. Характеристика срабатывания реле сопротивления в виде окружности со смещением в третий квадрант.
1 – характеристика со смещением 6%
2 – характеристика со смещением 12%
3 – характеристика со смещением 20%
Рис. 2а. Характеристика срабатывания реле сопротивления в виде эллипса со смещением
Рис. 3. Векторная диаграмма подпитки
Рис. 4. Зависимость tср.= f*Z к.з/Zуст.
Рис.5. Габаритные и установочные размеры блок реле типа КРС-2 (переднее присоединение)
Рис.6. Габаритные и установочные размеры блок реле типа КРС-2 (заднее присоединение)
Рис.7. Крепление монтажных проводов к клеммным зажимам устройства.
Приложение 1. Схема электрическая принципиальная блок реле типа КРС-2
Приложение 2. Схема электрическая соединений блок реле типа КРС-2
Приложение 3. Схема электрическая соединений блок реле сопротивления
Приложение 4. Блок нуль-индикатора

Производитель: Чебоксарский электроаппаратный завод

Метки: КРС
Файл
Детали
  • Просмотров
  • 396
  • Загрузок
  • 35
  • Версия файла
  • DjVu+OCR
  • Размер файла
  • 1.7 Mb
Рейтинг

В этом разделе

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Для продолжения необходимо авторизоваться

Забыли пароль?

Регистрация