Графическое изображение характеристик срабатывания реле

Лекция 14

Свойства срабатывания реле сопротивления и их изображение на всеохватывающей плоскости

14.1. Внедрение всеохватывающей плоскости для изображения черт PC

14.2. Графическое изображение черт срабатывания реле

Внедрение всеохватывающей плоскости для изображения черт PC

Сопротивление является всеохватывающей величиной, потому свойства срабатывания PC Zcp (Zp, φр)и сопротивления на их зажимах Zp комфортно изображать на всеохватывающей плоскости в Графическое изображение характеристик срабатывания реле осях R, jX (рис.11.13). В данном случае по оси вещественных величин откладываются активные сопротивления R, а по оси надуманных величин — реактивные сопротивления X. Полное сопротивление на зажимах реле Zp = Up/Ipможет быть выражено через активные и реактивные составляющие в виде всеохватывающего числа Zp = Rp + jXp = Zpejφ и изображено в Графическое изображение характеристик срабатывания реле осях R, jX вектором с координатами Rp и jXp (рис.11.13, а). Величина этого вектора характеризуется модулем , а его направление — углом φр, который определяется соотношением Хр и Rp,так как tg φр = Xp/Rp. На рис.11.13, б видно, что угол φр равен углу сдвига фаз меж векторами тока Ipи напряжения Up, как Графическое изображение характеристик срабатывания реле следует, можно считать, что на всеохватывающей плоскости вектор Ip совпадает с осью положительных сопротивлений R,а напряжение Up — с вектором Zp . Хоть какой участок сети, к примеру W1 (рис.11.13, е), можно представить в осях R, jX вектором ZAB=ZW1 имея в виду, что любая точка ЛЭП характеризуется определенными сопротивлениями Графическое изображение характеристик срабатывания реле RW1и XW1. Если сопротивление всех участков сети имеет один и тот же угол , то их геометрическое место на всеохватывающей плоскости изображается в виде прямой, смещенной относительно оси R на угол φл (рис.11.13, г). Начало защищаемой ЛЭП, где установлена рассматриваемая ДЗ А,совмещается с началом координат (рис Графическое изображение характеристик срабатывания реле.11.13, в, г). Координаты всех участков сети, попадающих в зону ДЗ А, числятся положительными и размещаются в I квадранте всеохватывающей плоскости (рис.11.13, г). Координаты участков сети, расположенные на рис.11.13, в слева от точки А,числятся отрицательными и размещаются в IIIквадранте. Сопротивление полосы W1 показано на диаграмме отрезком АВ, W2 — отрезком Графическое изображение характеристик срабатывания реле ВС и W3 — отрезком AD. Сопротивление Zр.к от места установки ДЗ до точки К изображено отрезком АК под углом φк = φл к оси R (рис.11.13, в, г). Если КЗ вышло через электронную дугу, имеющую активное сопротивление R,то сопротивление до места КЗ будет изображаться вектором АК', равным геометрической сумме векторов Zк Графическое изображение характеристик срабатывания реле и Rд (рис.11.13, д):

(11.8)


Исследования проявили, что значение Rд пропорционально длине дуги lд, м, и тем меньше, чем больше ток КЗ Iк, А:

(11.9)

где К — неизменная величина, равная 1200-1500.

С учетом этого на рис. 11.13, д сопротивление RДпри КЗ сначала ЛЭП показано наименьшим, чем в конце, так как Iк в Графическое изображение характеристик срабатывания реле первом случае всегда больше, чем во 2-м. Вектор сопротивления при нагрузке Zpa6 min, показан на рис.11.13, г размещенным под углом φн < φк.

Графическое изображение черт срабатывания реле

Свойства срабатывания главных типов PC, изображенные на рис.11.14, представляют собой геометрическое место точек, удовлетворяющих условию Zp = Zc.p. Заштрихованная часть свойства Графическое изображение характеристик срабатывания реле, где Zp ≤ Zc.p, соответствует области деяния реле. При Zp, выходящих за границы заштрихованной части, т.е. при Zp > Zc.p, реле не работает.

Черта срабатывания реле должна обеспечивать работу реле при КЗ в границах принятой зоны деяния (Z'). С учетом сопротивления электронной дуги вектор Zp = Zк + Rдможет размещаться при КЗ Графическое изображение характеристик срабатывания реле на защищаемом участке ЛЭП в границах площади четырехугольника 0КК'К",показанного на рис.11.13, а. Действие реле при КЗ будет обеспечено, если свойства срабатывания реле, показанные на рис.11.14, будут обхватывать область всеохватывающей плоскости, в какой может находиться вектор сопротивления Zp при КЗ на ЛЭП (площадь 0КК'К" на рис.11.13, д Графическое изображение характеристик срабатывания реле). Но область срабатывания PC имеет ограничения: реле не должно действовать при сопротивлении нагрузки (при Zpa6 min) и при качаниях. Для этого векторы Zpa6 min и Zкaч должны размещаться за пределами области срабатывания реле, т.е. должно соблюдаться условие Zc.p < Zpa6 minи по способности Zc.p < Zкaч.


Ненаправленное реле Графическое изображение характеристик срабатывания реле полного сопротивления (рис.11.14, а). Черта этого реле имеет вид окружности с центром сначала координат и радиусом, равным К. Реле работает при Zp ≤ К при всех углах φр меж вектором Zp и осью R.Черта срабатывания PC выражается уравнением

(11.10)

где К — неизменная величина.

Зона деяния реле размещена в 4 квадрантах, в Графическое изображение характеристик срабатывания реле том числе в I и III. Реле с чертой, изображенной на рис.11.14, а, работает как ненаправленное PC.

Направленное реле полного сопротивления имеет Zc.p, зависящее от угла φр (рис.11.14, б). Его черта срабатывания изображается окружностью, проходящей через начало координат. Сопротивление срабатывания имеет наибольшее значение при φр = φм.ч, где Графическое изображение характеристик срабатывания реле φм.ч — угол наибольшей чувствительности реле, при котором Zcp = Zc.p max, т.е. равен поперечнику окружности 0В.

Зависимость срабатывания этого реле от угла φр может быть представлена уравнением

(11.11)

Реле не работает при Zp, расположенных в IIIквадранте. Это значит, что оно не может действовать, если мощность ориентирована к шинам подстанции Графическое изображение характеристик срабатывания реле. Как следует, рассмотренное реле является направленным. Как и РНМ, направленное PC имеет "мертвую зону" при повреждениях сначала защищаемой ЛЭП.

Реле с радиальный чертой, смещенной относительно начала координат. На рис.11.14, е показана черта, смещенная в III квадрант на расстояние Z". Такое реле рассчитано на работу при КЗ на защищаемой полосы W1 (рис Графическое изображение характеристик срабатывания реле.11.13, в) и включает в зону собственного деяния питающие эту ЛЭП шины и часть длины (пропорциональную Z") других отходящих от шин ЛЭП (на рис.11.13, в это шины А и часть ЛЭП W3). Уравнение смещенной свойства в векторной форме имеет вид

(11.12)

Уравнение (11.12) можно получить из рассмотрения треугольника 00'С. Как видно Графическое изображение характеристик срабатывания реле из чертежа, геометрическая разность вектора Z' – Z" равна поперечнику окружности, отсюда

(11.12а)

Из такого же чертежа видно, что с учетом

(11.12б)

где С — неважно какая точка окружности; r — радиус окружности.

Приравнивая левые части уравнений (11.12 а) и (11.12 б), получаем (11.12). Для дистанционных органов 2-ой и третьей ступеней находят применение реле с чертой Графическое изображение характеристик срабатывания реле, смещенной в сторону I квадранта. Такая черта позволяет прирастить зону деяния и сделать лучше отстройку от нагрузки.

Реле с эллиптической чертой. На рис.11.14, г изображена черта направленного реле, имеющая вид эллипса. Сопротивление срабатывания такового реле Zc.p находится в зависимости от угла φр и имеет наибольшее значение при φр = φм Графическое изображение характеристик срабатывания реле.ч. Угол φм.ч, как и в прошлом случае, равен φл. Сопротивление Zc.p max равно большой оси эллипса 2а.

Как понятно, эллипс является геометрическим местом точек, сумма расстояний которых до фокусов b u d постоянна и равна большой оси 2а. На основании этого, обозначая координаты фокусов b и d Графическое изображение характеристик срабатывания реле, Z' и Z", а координаты хоть какой точки С эллипса Zc.р, получаем уравнение эллиптической свойства

(11.13)

По сопоставлению с радиальный чертой эллиптическая черта имеет наименьшую рабочую область. Это дает возможность лучше отстроить реле от качаний и перегрузок, но усугубляет чувствительность при КЗ через переходное сопротивление Rп.

Реле с Графическое изображение характеристик срабатывания реле чертой в виде многоугольника. Схожая черта направленных PC, имеющая форму четырехугольника, показана на рис.11.14, д. Сопоставляя эту характеристику с площадью ОКК'К" на рис.11.13, д, можно установить, что четырехугольная черта реле в большей мере, чем другие свойства, совпадает с контуром области расположения векторов Zp при КЗ и является с этой точки Графическое изображение характеристик срабатывания реле зрения более рациональной.

Пунктиром показан вариант свойства 0А' и ВС' предусматривающий расширение зоны реле для обеспечения его деяния при двухстороннем питании КЗ через переходное сопротивление.

На рис.11.14, е показана черта, имеющая форму треугольника, используемая для третьей зоны ДЗ. Она позволяет отстроиться от Zp при огромных значениях тока нагрузки Графическое изображение характеристик срабатывания реле Iраб.mах,чему соответствует малое значение Zpa6.min= 0,9Uном/Iраб.mах, и допускает срабатывание PC при значимом переходном сопротивлении Rпв случае удаленных КЗ.

Реле реактивного сопротивления срабатывает при Хс.р = Zc.psin φр, Хс.р = К,где К — неизменная величина. Черта таких PC изображается прямой линией, параллельной оси X (рис.11.14, ж Графическое изображение характеристик срабатывания реле), отстоящей от нее на расстоянии Хс.р = К.


gradirovskij-sn-shedrovickij-petr-georgievich.html
gradostroitelnaya-dokumentaciya-razrabotannaya-na-territoriyu-raspolozhennuyu-v-granicah-leningradskoj-oblasti.html
gradostroitelnie-kategorii-gorodskih-promishlennih-rajonov-i-sistema-razmesheniya-promishlennosti-v-gorode.html