Глава 4. Реле напряжения обратной последовательности РСН13-1

 

Общая характеристика

 

Реле статическое напряжения РСН13-1 предназначено для использования в схе­мах релейной защиты в качестве органа, реагирующего на напряжение обратной последовательности при возникновении несимметричных коротких замыканий. Реле может быть использовано также для сигнализации при появлении напряже­ния обратной последовательности в электрических сетях.

Реле напряжения прямой последовательности РСН13-2 в отличие от рассмат­риваемого реле имеет фильтр напряжения прямой последовательности.

Контролируемая величина - трехфазное линейное напряжение 100 В. Номи­нальная частота 50 или 60 Гц,

Оперативное напряжение постоянное, 220 В. Допустимо изменение оператив­ного напряжения от 176 до 242 В; а также наличие в напряжении постоянного тока пульсаций Частотой 100 Гц с амплитудой до 6 % среднего значения.

Диапазон регулирования уставок от 6 до 24,6 В (линейных напряжений обратной последовательности); регулировка дискретная с минимальной ступенью 0,6 В. Ко­эффициент возврата не менее 0,95. Основная погрешность реле не выше 7,5 %.

Потребляемая мощность по цепи контроля 0,8 В-А на фазу. Потребляемая мощность оперативных цепей в номинальном режиме не более 7 Вт.

Длительно допустимое контролируемое напряжение 110 В в режимах как пря­мой, так и обратной последовательности, а также при обрыве одной из фаз цепи напряжения

Реле имеет один замыкающий и один размыкающий контакты. Длительно до­пустимый ток контактов 2,5 А.

Реле не срабатывает при снятии, при подаче и при кратковременном, до 50 мс, исчезновении контролируемого напряжения (при асимметрии на его входе до 0,85 от уставки), при условии, что напряжения всех фаз исчезают и появляются одно­временно. Размер цоколя реле 152x81 мм, высота - 181 мм, масса реле - 1,2 кг

 

Принцип действия и устройство

 

Принципиальная схема реле РСН13-1 приведена на рис. 26.

Реле PCН13-1 содержит следующие основные узлы: блок питания, фильтр напряжения обратной последовательности, реагирующий орган, исполнительный орган. Блок питания обеспечивав стабилизированным напряжением ±15 В реаги­рующий орган и нестабилизированным постоянным напряжением исполнительный орган. Он содержит балластные резисторы стабилизатора R25, R26, стабилитроны VD6, VD7, обеспечивающие стабильные напряжения ±15 В, фильтрующие импульсные, перенапряжения сети оперативного тока, конденсаторы С7, С8, С9, диод VD8 для предупреждения подачи напряжения обратной полярности на схему реле, варистор RV1 для защиты от перенапряжений.

Фильтр напряжений обратной последовательности (ФНОП) содержит конден­саторы С1, С2, резисторы Rl, R2, R3, R4. На выходе ФНОП включен трансформа­тор TVl, натруженный на резистор R5.

При прямом чередовании фаз и правильной настройке ФНОПа, если измеряе­мое напряжение полностью симметрично, на выходе ФНОПа имеется небольшое по величине напряжение небаланса (U_R5 менее 1 В), определяемое дрейфом по частоте и неточностью настройки резисторов ФНОПа. Условия точной настройки ФНОПа определяются выражением

 

       

 

 

где R1+R2 и R3+R4 - суммы сопротивлений резисторов в плечах АВ и ВС фильтра;
Х_С1 Х_С2 - емкостные сопротивления в плечах фильтра.

Поясняющие векторные диаграммы представлены на рис.27.

Реагирующий орган содержит два операционных усилителя DA1, DA2, вклю­ченных по схемам двухвходовых компараторов, делитель напряжения R&-R16 и де­литель напряжения R19, R21. Первый из компараторов задает уставку срабатывания¹ реле, а второй совместно с времязадающей цепью R17 - R18 - VD3 - VD2 - С 5 сглаживает пульсаций сигнала, подаваемого на исполнительный орган.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пока на выходе ФНОПа напряжение равно напряжению небаланса, на выходе DA1 удерживается напряжение положительного насыщения, а на выходе DA2 отрицательного насыщения. При этом выходное реле находится в положении до срабатывания.

При превышении на выходе ФНОПа напряжением обратной последовательнос­ти порога сра6атывания реагирующего органа на выходе DA1 появляются импульсы отрицательного насыщения. Потенциал на конденсаторе С5 достигает порога срабатывания DA2 и не снижается значительно вследствие действия времязадаю­щей цепи R17 - R18 - VD3 - VD2 - С5. На выходе DA2 при этом появляется устой­чивое напряжение положительного насыщения, вызывающее срабатывание испол­нительного органа, состоящего из делителя напряжения R22, R23, ключа VT1, дем­пфирующего диода VD4, подпорного диода VD5 и электромеханического реле К1

 

Проверка электрических характеристик peлe

 

Схема для проверки приведена на рис.28.

С помощью кнопочных переключателей SB1-SB5 выставляют заданную уставку по напряжению обратной последовательности. При этом сумма чисел N на шкале реле, шлицы переключателей которых находятся в горизонтальном положении, определяется выражением

 

N = U_уст. – U_мин.,

 

где U_усm - заданное линейное напряжение уставки, В;

U_мин - наряжение минимальной уставки, равное 6 В.

Оперативное напряжение постоянного тока 220 В подводится к выводам реле 20 (+), 22 (-). Переменное однофазное напряжение поочередно подается на выводы реле 12-14₄ 14-16 и 16-11 Причем вывoд третьей фазы должен быть соединен с одним из выводов, на которые подается напряжение (имитация двухфазного КЗ). При этом составляющая линейного напряжения обратной последовательности в V3 раз мень­ше однофазного напряжения; подводимого к реле.

Производится измерение напряжения срабатывания и возврата при всех трех со­четаниях замкнувшихся фаз. Если напря­жение срабатывания реле соответствует уставке, набранной кнопочными пере­ключателями, а расхождение значений напряжения срабатывания на равных фазах не превышает 2%, то реле считается исправным и может быть введено в эксп­луатацию.

Если приведенные условия не выполняются, то производится поэлементная про­верка реле и в первую очередь фильтра напряжения обратной последовательности.

Вместо автотрансформаторов можно использовать потенциометры, любой ре­гулируемый источник трехфазного напряжения (фазорегулятор, трехфазный ЛАТР), но при этом нужно предварительно убедиться, что асимметрия линейных напряжений этого источника не превышает 1 В. На реле подается симметричная система напряжении прямой последователь­ности номинальной величины 100 В. Проверка симметрии напряжений произво­дится вольтметром.

Совместной регулировкой резисторов R1 и R3 сводится к минимуму напряже­ние небаланса, которое измеряется между точками ХР1 и ХР5. Напряжение небаланса не нормируется, но оно влияет на точность работы всего устройства. Часто­та в сети во время настройки не должна колебаться более чем на 0,1 Гц, иначе оптимальная настройка ФНОПа невозможна.

Для проверки реагирующего органа (после настройки фильтра) нужно отклю­чить напряжение и поменять подключение двух фаз к реле. Затем подать перемен­ное и оперативное напряжения и, постепенно увеличивая первое из них, довести реле до срабатывания. Линейные напряжения при этом должны равняться уставке. Если отличие превышает допустимое значение, то нужно, меняя настройку реле ре­зистором R15, добиться удовлетворительной точности срабатывания реле на рабо­чей уставке.

При этом рекомендуется проверить потенциалы в контрольных точках (табл. 14).

 

Таблица 14

Потенциалы в контрольных точках схемы реле относительно точки ХР4, В

 

Контрольные точки схемы	Положение реле
	до срабатывания	после срабатывания
ХР2	28-32	28-32
ХРЗ ХР5	0,5-3,0 14-16	28-32 14-16
Вывод 7	90-150	0,5-2,5
выходного
реле

 

Необходимость в проверке исполнительного органа возникает при сомнении в eго исправности, например, если реле дает отказ и срабатывании при любой асим­метрии напряжений, при исправном ФНОПе и реагирующем органе. Следует про­верить и при необходимости настроить электромеханическое выходное реле. Для обеспечения доступа к контактам выходного реле можно освободить крепление печатной платы и отвести плату в сторону. Проверяются зазоры размыкающих и замыкающих контактов, которые должны быть не менее 0,8 мм. Регулировка зазо­ров производится изменением изгиба упорных пластин. Напряжение срабатыва­ния выходного реле не должно превышать 60 В.