7. Защиты на переменном оперативном токе
На подстанциях без дежурного персонала обычно используется переменный оперативный ток. На таких подстанциях устройства релейной защиты обладают рядом особенностей. Источником переменного оперативного тока служат трансформаторы тока.
Существует три принципа выполнения защит:
1. Защиты с использованием дешунтирования катушек отключения выключателей.
2. Защиты с применением блоков питания.
3. Защиты с использованием энергии предварительно заряженного конденсатора.
Такие показатели, как коэффициент чувствительности kч и надежность, у защит на переменном оперативном токе хуже, чем у защит на постоянном оперативном токе. При подключении оперативных цепей (о.ц) защиты к ТА необходимо, чтобы
,
где 
— мощность, забираемая от ТА для питания обмоток релейной защиты и, главное, катушек отключения выключателя, 5ОЦ составляет 300 1000 ВА, а SТА при 10%-ой погрешности от 15 до 75 ВА. Увеличение мощности вторичной нагрузки на ТА приводит к возрастанию его токовой погрешности.
Рассмотрим способы выполнения МТЗ на переменном оперативном токе.
Рис. 41. Схема селективной защиты:
а — реагирующей на полный ток нулевой последовательности;
б — с использованием тока непромышленной частоты (100 Гц);
в — с использованием токов промышленной частоты
Рис.42 Дешуитирование катушки отключении
ТЗ на основе дешунтирования катушек отключения. Дешунтирование подразумевает переключения без разрывов токовой цепи. На рисунке 42 поясняется идея дешунтирования катушки отключения. Обмотка реле подключена к вторичной обмотке ТА. В нормальном режиме контакты реле 1 и 2 замкнуты, а контакты 3 и 4 разомкнуты. При возрастания тока реле сработает и замкнет контакты 3 и 4, а затем разомкнет контакты 1 и 2. Таким образом, после срабатывания реле ток потечет по ТА, реле, контактам 3 и 4 и катушке отключения выключателяYAT.
К особенностям выполнения реле в данной схеме относятся:
— контакты реле должны быть рассчитаны на длительное протекание большого тока (100 А);
— после срабатывания реле ток, протекающий по нему, увеличивается по сравнению с током нормального режима, что приводит к увеличению токовой погрешности ΔI.
Поскольку 
, увеличение ΔI приведет к уменьшению I2. Снижение тока I2 до значений меньших, чем Iв.з реле, может привести к размыканию контактов 3 и 4. Но избежание этого необходимо Iсз и Iв.з рассчитывать с учетом значения ΔI.
Токи срабатывания и время срабатывания защиты выбираются точно так же, как и для защит на постоянном оперативном токе. Например, для вторичных токовых реле
.
Кроме того, при срабатывании токовых реле к ТА подключается YAT, нагрузка на репе резко возрастает и ток в реле КА резко падает, поскольку уменьшился вторичный ток в ТА. Для того чтобы реле КА не разомкнуло свои контакты, ток в реле должен превышать ток возврата реле. В этом случае надежное действие электромагнита отключения обеспечивается, если 
‘, где
— ток срабатывания электромагнита отключения.
Если 
, то выключатель отключиться не может. Проверка условия
проводится следующим образом:
1) при заданном вторичном токе 
определяют необходимое значение вторичного тока ТАI2:
; 
;
2) определяется первичный ток 
с учетом токовой погрешности ТА
где Iнам — ток намагничивания, который можно найти на основе характеристик намагничивания ТА.
Если при найденном токе намагничивания условие 
не выполняется, то возникает необходимость в последовательном соединении вторичных обмоток двух ТА. При этом нагрузка вторичных цепей каждого ТА снижается в два раза, что в свою очередь приводит к уменьшению тока намагничивания. Для исключения возврата пускового реле защиты (КА) после дешунтирования электромагнита отключения необходимо, чтобы
; kн=1,2.
Расчет 
проводят с учетом токовой погрешности ТА,
.
Для надежного действия защиты необходимо, чтобы 
, т.е.
.
Возможность применения схемы с дешунтированием по условиям работы контактов реле проверяют по условию
,
рассчитывается, когда точка к.з. берется у места установки защиты.
Схемы реле времени и промежуточного реле на рис. 44 и 43 соответственно.
Рис.43.Токовоепромежуточное реле типа РП-314
Рис. 44. Токовое реле времени типа РВМ-12 (13)
Токовое промежуточное реле РП-314 (рис. 43) состоит из трансформатора TL, первичные обмотки которого подключены к вторичным обмоткам ТА. Вторичная обмотка TL через сглаживающую емкость С подключена на вход выпрямительного моста VS. Трансформатор TL работает в режиме насыщения, что позволяет ограничить величину его вторичного напряжения. Реле имеет контакты 2, 4, 6, переключающиеся с дешунтированием. Срабатывание реле происходит при замыкании цепи питания обмотки KL1, подключенной на выход
Рис. 45. Схема МТЗ с дешунтированием одной катушки отключения выключателя
выпрямительного моста VS. К зажимам 11, 13 подключаются замыкающиеся контакты реле
Токовое реле времени РВМ-12 (13) (рис. 44) состоит из двух трансформаторов ТЫ и TL2, которые работают в режиме насыщения. Их первичные обмотки подключены к трансформаторам тока. Наличие TL1 и TL2 позволяет подключать реле времени на ток фазы или разность фазных токов. Первичные обмотки TL1 и TL2 могут быть включены последовательно или параллельно, что обеспечивает изменение напряжения на их вторичных обмотках.
Вторичные обмотки ТL1 и TL2 через сглаживающие фильтры C1-R1 и С2-R2 подают питание на обмотку микродвигателя М. Микродвигатель имеет втягивающийся данный режим работы микродвигателя допустим. Питание на обмотку микродвигателя подается при замыкании цепи 9-11 или 11-13. В этом случае ротор втягивается в воздушный зазор, что в свою очередь приводит к срабатыванию реле времени. Уставка реле ротор. В несработанном состоянии ток в обмотке микродвигателя отсутствует, времени изменяется начальным положением неподвижных контактов.
Схема МТЗ с дешунтированием катушек отключения приведена на рис. 45. Пусковые реле КА1 и КА2 включены на токи фаз А и С. Первичные катушки реле КT и KL -на разность токов IA и IC. В нормальном режиме ток протекает, минуя катушку отключения YAT. При возникновении к.з. сработают реле КА1 и КА2 и подадут питание на катушку реле времени КT, которое сработает с выдержкой времени и подаст напряжение на реле KL. Контакты реле KL, выполненные как дешунтирующие, переключаются и подключают катушку YAT
Рис. 46. МТЗ с питанием оперативных зарядный цепей от предварительно заряженного конденсатора
Рис. 47. Блок питания типа БПЗ-402
ко вторичным обмоткам ТА. Контакт KL1 шунтирует контакт AT и ставит реле KL на самоподхват, что увеличивает надежность срабатывания реле KL. На рис. 46 приведена схема МТЗ с питанием оперативных цепей с предварительно заряженного конденсатора.
Отключение выключателя происходит за счет разрядного тока конденсатора С. Цепь разряда собирается после замыкания контакта реле времени AT. Величина разрядного тока должна быть достаточной для отключения выключателя.
Схема блока питания для заряда конденсатора приведена на рис. 47. Переменное напряжение подается от вторичных обмоток трансформатора напряжения TV на зажимы 1, 2, 3, 4. Конденсатор С подключен на выход блока к клеммам 9, 10.
МТЗ с питанием оперативных цепей от блоков питания напряжения (БПН) не имеют никаких особенностей по сравнению с МТЗ на постоянном оперативном токе. Реле тока и времени аналогичны тем, которые используются для постоянного оперативного тока.
БПН представляет собой выпрямительное устройство, подключаемое к трансформаторам напряжения и имеющее на выходе постоянное напряжение +220 В или ±110 В.
Источник