ПРИНЦИПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ РЕЛЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТИ И СХЕМЫ ЕГО ВКЛЮЧЕНИЯ

В настоящее время наибольшее распространение получили реле направления мощности выполненные на индукционном принципе; на принципе сравнения абсолютных значений двух электрических величин; на принципе сравнения фаз мгновенных значений двух электрических величин. В реле работающему по индукционному принципу вращающий момент реле пропорционален синусу угла φ между магнитными потоками Ф₁ и Ф₂, т.е.

. (2.18)

потоки Ф₁ и Ф₂ создаются обмоткой тока и обмоткой напряжения, таким образом можно получить реле действующее в зависимости от угла между током и напряжением, подводимых к обмоткам реле. В общем случае

. (2.19)

отсюда следует, что реле срабатывает при условии –(90⁰+α)≤φ_р≤(90⁰-α), где угол α – есть угол зависящий от конструкции реле и изменяется от 0 до 90⁰ для реле смешанного типа. Для изменения этого угла последовательно с обмоткой напряжения реле, включается добавочное активное или емкостное сопротивление (при α=0 – косинусное реле, при α=90⁰ – синусное реле); φ_р – угол между и I_p - подводимых к обмоткам реле, угол φ_{р мах.r.}=- α – называется углом максимальной чувствительности, т.к. при этом М_вр. будет максимальным.

Реле направления мощности, включаются, как правило, на фазный ток и фазное или междуфазное напряжение. Сочетание фаз тока и напряжения, на которые включены реле называется схемой его включения, и должно быть таким, чтобы реле правильно определило знак мощности кз, при всех видах повреждений; и чтобы к нему подводилась наибольшая мощность S_р.

(2.20)

Мощность S_р, как это следует из (2.20), может иметь недостаточную для действия реле величину при К.З. близких к месту установки реле, за счет снижения напряжения U_р или при неблагоприятном значении угла φ_р, при котором sin (α- φ_р)равен или близок к 0. Отсюда следует: а) реле должно включаться на такое напряжение, которое при близких КЗ не снижается до нуля; б) напряжение и ток подводимые к реле, должны подбираться так, чтобы угол сдвига между ними φ_р в условиях КЗ не достигал значений, при которых мощность на зажимах реле приближается к нулю. Следует отметить, что первое требование выполнимо только при 2-х фазных и 1-х фазных КЗ, т.к. в случае 3-х фазного КЗ все напряжения фазные междуфазные могут снижаться до нуля, т.е. возникает участок линии, при КЗ в пределах которого реле направления мощности не работает – мертвая зона. Для соблюдения 2-го требования в современных схемах направленных защит применяется включение реле направления мощности по 90 - градусной и иногда 30 - градусной схемам. Схемы именуются по углам φ_р между током I_p , подведенным к реле в симметричном 3-х фазном режиме, при условии что токи в фазах совпадают с одноименными фазными напряжениями. Векторная диаграмма при 90⁰ схеме показана на рис. 2.12. Исследования показали что 90 – градусная схема оказывается наиболее выгодной для реле направления мощности с углом α от 30 до 60⁰, оптимальные условия при α=45⁰; 30 – градусная схема может использоваться для реле косинусного типа.