обратнозависимая выдержка времени
обратнозависимая выдержка времени
выдержка времени, обратно пропорциональная силе тока
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999]
Тематики
- электротехника, основные понятия
Синонимы
- выдержка времени, обратно пропорциональная силе тока
EN
- inverse time lag
Справочник технического переводчика. – Интент . 2009-2013 .
- обратнозависимая RXIDG-характеристика срабатывания
- предложение расширенного набора услуг
Смотреть что такое «обратнозависимая выдержка времени» в других словарях:
- обратнозависимая выдержка времени до достижения минимального тока — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN inverse and definite time lag … Справочник технического переводчика
- Воздушный автоматический выключатель — Содержание 1 ОПРЕДЕЛЕНИЯ 1.1 Ключевые определения 1.2 Требова … Википедия
Обратнозависимые характеристики срабатывания по стандарту МЭК
Вопрос так-то дурацкий, но хотелось бы внести полную ясность! Есть обратно зависимые харк-ки по стандарту МЭК: VIT (Очень инверсная), SIT (Стандартная инверсная), EIT (Чрезвычайно инверсная). Максимальная кратность тока для них 20. А если кратность тока срабатывания к току уставки больше 20 — то характеристика в этой части становится независимой?
3нание — столь драгоценная вещь, что его не зазорно добывать из любого источника.
2 Ответ от grsl 2011-09-08 21:40:53
Re: Обратнозависимые характеристики срабатывания по стандарту МЭК
я так думаю, что будет и дальше «работать» по заданой математической модели ( надо не забывать что кривые были созданы под эм реле, лет так 40-50 лет назад), но точность никто не гарантирует, некая серая зона.
надо смотреть как оно в конкретном терминале, мб. там стоит минимальное время срабатывания.
3 Ответ от hoh525 2011-09-08 21:53:15 (2011-09-08 22:15:56 отредактировано hoh525)
Re: Обратнозависимые характеристики срабатывания по стандарту МЭК
Коллега, а на сколько будет перегрузка трансформаторов тока, и её последствия?
4 Ответ от Комрад 2011-09-09 03:09:01
Re: Обратнозависимые характеристики срабатывания по стандарту МЭК
grsl пишет:
я так думаю, что будет и дальше «работать» по заданой математической модели ( надо не забывать что кривые были созданы под эм реле, лет так 40-50 лет назад), но точность никто не гарантирует, некая серая зона.
надо смотреть как оно в конкретном терминале, мб. там стоит минимальное время срабатыв
Вот то то и оно! Потому и спросил. В Sepam например при кратности свыше 20 — независсимая хар-ка с врмененм срабатывания как для 20картного тока, т.е. с с кратность более 20 время не растет = const. У SPAC-810 харки IEE идентичны (формулы) как у SEPAM. И есть фраза — диапазон кратностей 2-20Iс.з., а что про более 20 не указано. Я и предположил, что раз у убоих теримналов хар-ки по стандарту IEE, то и у SPAC-810 при кратности свыше 20 — незавсиимая хар-ка. Тут видимо придется справится об этом у производителя.
Проект РЗА
Сайт о релейной защите и цифровых технологиях в энергетике
Home » Релейная защита и автоматика » Сети 6-35 кВ » Зависимые времятоковые характеристики защит. Часть 2
Зависимые времятоковые характеристики защит. Часть 2
В прошлой статье мы рассмотрели основные виды зависимых защитных кривых. Сегодня научимся их строить.
1. Как построить зависимую характеристику?
Давайте отложим в сторону Гридис и разберемся с принципами построения зависимых кривых. Для этой цели будем использовать EXCEL.
Будем строить нормально инверсную кривую по стандартной формуле. Будем считать, что уставки срабатывания и ток и время согласования мы знаем. Сейчас нас интересует только механика построения кривой
Чтобы построить зависимую характеристику, помимо коэффициентов наклона, требуется знать начальный ток срабатывания защиты Iс.з. и точку (ток Iсогл. и время tсогл.) согласования защит, через которую должна пройти наша кривая. При этом существует два способа построения. Рассмотрим каждый из них.
1-ый способ. Построение через коэффициент К
Данный способ подробно описан в [1]
Начальная формула нормально инверсной кривой (INV):
Порядок построения следующий:
- Находим ток срабатывания защиты (Iс.з.)
Он выбирается максимальным из следующих
С учетом проверки чувствительности
Названия и назначение коэффициентов в этих формулах вы можете самостоятельно уточнить в [1]. Здесь мы их приводить не будет для того, чтобы не уходить в сторону от основной темы
Для примера примем, что Iс.з. = 100 А
- Находим ток согласования защит (Iсогл.) и время срабатывания вышестоящей защиты (tсогл.).
Ток согласования для зависимой характеристики выбирается как максимальный ток КЗ в начале смежного участка. Время согласования получается из суммы времени срабатывания предыдущей защиты при токе согласования и ступени селективности. Подробнее об этом вы можете узнать в одном из моих видео
Рис. 1. Согласование защит с зависимыми характеристиками
Для примера примем, Iсогл. = 300 А, tсогл. = 5 с
- Подставляем ток и время согласования в формулу и вычисляем К:
Этот коэффициент обеспечивает начало кривой в точке 100 А (асимптота) и ее прохождение через точку 300 А, 5 с.
- Подставляем найденное значение К в начальную формулу, берем несколько произвольных значений тока и получаем времена срабатывания на каждом из них.
Например, при токе 150 А получим
- По полученной таблице строим график в EXCEL.
Рис. 2. График искомой защитной характеристики (INV, 100А; 300А, 5с)
2-ой способ. Построение через точку (Iсогл., tсогл.)
Этот способ используется в программе Гридис-КС.
Принципы построения кривой аналогичные, только исключается этап 3 — нахождение К. Дело в том, что вычисление К — это лишняя математическая процедура, не несущая в себе конкретного физического смысла. Релейщику важно определить точку согласования и наклон кривой. Остальные преобразования может сделать программа.
Для этого мы должны исключить К из формулы, сразу заменив его током и временем согласования. Сделаем следующие преобразования:
Исходная формула кривой по МЭК:
Исходная формула кривой при токе и времени согласования (расчетная точка):
Перепишем вторую формулу в виде
Подставим это выражение в исходную формулу кривой, чтобы можно было определить любые токи и время (при этом кривая должна проходить через точку расчетную)
Итоговая формула без коэффициента К, аналогичная исходной
Для этой формулы вы можете действовать по упрощенной процедуре:
- Находим ток срабатывания защиты (Iс.з.)
- Находим ток согласования защит (Iсогл.)
- Находим время срабатывания вышестоящей защиты (tсогл.)
- Берем несколько произвольных значений тока получаем времена срабатывания на каждом из них.
- По полученной таблице строим график в EXCEL.
Рис. 3. График искомой защитной характеристики, построенной по второму способу
Из Рис. 2 и 3 видно, что они идентичны. Остальные зависимые кривые (VERY, EXT, LONG) строятся аналогично. Кстати, если хотите скачать файл EXCEL с этими графиками — загляните в конец статьи.
Теперь посмотрите еще раз на формулу без коэффициента К.
Вы заметили, что в ней также исчез коэффициент β? При этом формула осталась верна. Здесь нет ничего удивительного — коэффициент β не влияет на наклон характеристики, только на смещение всей кривой по оси времени. Если вы сразу указываете точку согласования, то β исчезает потому, что больше не нужен.
Именно по этой причине сильно инверсная (VERY) и инверсная характеристика с длительным временем (LONG) — это одна и та же кривая, просто разнесенная по времени. Если строить их по второму способу, то формула будет одна.
Может возникнуть следующий вопрос: практически во всех современных терминалах РЗА зависимые характеристики задаются коэффициентом К (буква на самом деле может быть другая). Если все равно К нужно вычислить для задания уставок, то зачем применять второй способ?
Ответ может дать как раз Гридис-КС (PRO), который самостоятельно вычисляет К по введенным точкам и показывает его значение на экране.
Рис. 4. Автоматическое вычисление коэффициента К в Гридис-КС
В 21-ом веке не нужно делать то, что можно спихнуть на программу)
2. МТЗ или защита от перегрузки?
До этого момента мы рассматривали построение зависимой характеристики МТЗ, назначение которой — защита от коротких замыканий. Однако, не только МТЗ может иметь зависимую характеристику. Еще одной является защита от перегрузки.
Например, первая ступень современных автоматических выключателей 0,4 кВ почти всегда выполняется зависимой.
Рис. 5. Типовая время-токовая характеристика автомата 0,4 кВ
Для этой защиты могут быть использованы те же самые характеристики по МЭК, что и для МТЗ. Разница будет только в выборе уставок.
Также зависимые характеристики защиты от перегрузки могут быть выбраны для сетей среднего напряжения, например, защиты трансформатора 10/0,4 кВ. У силовых машин есть перегрузочная время-токовая характеристика, которая приводится в паспорте или руководстве по эксплуатации
Рис. 6. Перегрузочные характеристики трансформаторов Trihal пр-ва Schneider Electric (информация с сайта www.schneider-electric.ru)
В этом случае вы должны построить характеристику вашей защиты левее и ниже перегрузочной кривой трансформатора, чтобы она отключала трансформатор до критических значений.
Рис. 7. Защита от перегрузки силового трансформатора (пример)
При этом, чем ближе ваша характеристики к перегрузочной кривой оборудования, тем эффективнее вы будете его использовать.
Ну, а теперь, как обещал выкладываю файл с расчетами.
Вы можете менять ток срабатывания и точку согласования, а также задавать различные зависимые кривые и получать результат в виде графика. Там же будут видны формулы для построения.
В следующей статье мы поговорим о том, когда именно стоит применять зависимые характеристики и что это дает.
Список литературы.
- Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей: Монография./ М.А. Шабад. — СПб. ПЭИПК. 2003 — 4-е изд. перераб и доп. — 350 стр.
Особенности характеристик микропроцессорных устройств релейной защиты Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Сапунков М.Л., Бычин М.А.
Влияние насыщения трансформаторов тока на работу токовых защит
Микропроцессорные устройства релейной защиты и автоматики автотрансформатора
О выборе характеристик срабатывания токовых защит линий в распределительных сетях с односторонним питанием
Сопоставительный анализ характеристик срабатывания цифрового реле при выборе релейной защиты трансформатора напряжением 6(10)/0,4 кВ
Выбор уставок цифровых устройств защиты воздушных линий с изолированными проводами
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Текст научной работы на тему «Особенности характеристик микропроцессорных устройств релейной защиты»
ОСОБЕННОСТИ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
М. Л. Сапунков, М. А. Бычин
Пермский государственный технический университет
Защита электрических установок от коротких замыканий (КЗ) и перегрузок осуществляется с помощью различных устройств максимально-токовой защиты (МТЗ). Она может быть реализована на разной технической основе с двумя видами времятоковых характеристик: с независимой или обратнозависимой.
Недостатком известных МТЗ, реализованных на электромеханических реле, является то, что несмотря на проведение периодических трудоёмких проверок и настроек, в условиях эксплуатации не обеспечивается полная гарантия исправного состояния защит в периоды между проверками. Выполнение некоторых функций защит на электромеханической базе либо невозможно, либо связано с резким увеличением габаритов и стоимости защиты. Эти и другие недостатки аналоговых устройств релейной защиты и автоматики (РЗА) не могли быть устранены и при использовании полупроводниковой элементной базы. И только с появлением интегральных микросхем и новых микропроцессорных (цифровых) реле открылись возможности выполнения малогабаритных устройств защиты с улучшенными характеристиками и с большим количеством функций [1].
Микропроцессорные устройства РЗА в последние годы находят всё более широкое применение в системах электроснабжения нефтегазовых и других промышленных предприятий. Для защиты ЛЭП напряжением 6—10 кВ в устройствах защиты применяется модуль трёхступенчатой ненаправленной МТЗ. Защита от междуфазных замыканий может работать в одно-, двух- и трёхфазном исполнениях. В общем случае могут быть реализованы три ступени защиты: первая (1»>), вторая (I») и третья (1>). Для третьей (чувствительной) ступени предусмотрены два варианта задания времятоковой характеристики: или независимая характеристика, или одна из пяти обратнозависимых характеристик. На рис.1 приведены характеристики трёхступенчатой МТЗ для разных вариантов задания характеристик третьей ступени.
При втором варианте формирования характеристик (рис.1, б) необходимо учитывать, что характеристика третьей ступени защиты может быть разного вида. Для этой ступени в современных микропроцессорных устройствах защиты предусмотрено четыре вида обратнозависимых характеристик, соответствующих стандартам МЭК (BS 124.1966 и IEC 255-4). Они отличаются степенью крутизны (инверсии) и имеют названия: инверсная, сильно инверсная, чрезвычайно инверсная и длительно инверсная.
Рис.1. Характеристики трёхступенчатой МТЗ: а) независимые для всех ступеней; б) с обратнозависимой для третьей ступени.
Зависимость времени срабатывания защиты от тока по этим характеристикам основывается на математическом выражении:
где ¿ — время срабатывания в секундах; коэффициент времени, который определяет конкретную характеристику срабатывания; /— расчётный ток перегрузки или КЗ; I > — ток срабатывания максимально-токовой защиты (расчетный параметр); коэффициенты а и @ определяют вид характеристики, в зависимости от них изменяется степень инверсии времятоковой характеристики [2, 3].
Вид характеристики а Р
Инверсная 0,02 0,14
Сильно инверсная 1,0 13,5
Чрезвычайно инверсная 2,0 80,0
Длительно инверсная 1,0 120,0
Изменением временного коэффициента £ в пределах от 0,05 до 1,0 можно из семейства характеристик определённого вида выбрать необходимую характеристику. Чем больше коэффициент к, тем выше располагается характеристика по оси времени, то есть тем больше будет время срабатывания защиты при одинаковом значении тока.
В дополнение к перечисленным стандартным времятоковым характеристикам в цифровых защитах для третей ступени может быть использована и специальная обратнозависимая характеристика М-типа, предназначенная для
согласования с характеристиками защит, основанных на электромеханических реле, например, таких как реле РТ-80. Характеристика Ы-типа описывается следующим математическим выражением:
Ь=к/ (0,339 — 0,236 1>Л), (2)
Здесь использованы те же обозначения, что и в формуле (1). На рис.2 для наглядности и сравнения приведены все вышеупомянутые характеристики.
Рис.2. Времятоковые характеристики цифровых РЗА: инверсная; 2 — чрезвычайно инверсная; 3 — сильно инверсная; 4 — длительно инверсная; 5 — характеристика Ш-типа.
Из сопоставления характеристик видно их существенное отличие по времени срабатывания как в области малых, так и в области больших значений кратности тока. Это качество запрограммированных характеристик является основой для обеспечения необходимой селективности действия защит на разных участках сложных электрических сетей.
Для обоих случаев сформированных характеристик трехступенчатой защиты (рис.1, а и рис.1, б) с целью настройки устройства защиты требуется выполнить расчёт двух уставок:
— уставка по току срабатывания (7^);
— уставка по времени срабатывания (¿ср).
Такие уставки рассчитываются и выбираются для каждой ступени защиты.
В случае использования независимых характеристик (рис.1, а) расчёты и выбор уставок проводятся по общепринятой известной методике. Однако при этом необходимо учитывать некоторые особенности и технические возможности цифровых защит.
Например, для первой ступени защиты, используемой для токовой отсечки «мгновенного действия», минимально возможное время срабатывания (¿ср»>мин) будет составлять около 0,04 сек. Для всех ступеней защиты при расчёте уставок по току минимальное значение коэффициента надёжности можно брать равным Ктмин= 1,1. При расчёте уставок по току для третьей ступени защиты максимальное значение коэффициента возврата — Кв макс=0,96.
Благодаря высокой точности работы цифровых защит в расчётах уставок по времени срабатывания значения ступени селективности можно принимать равным Л? = 0,15^ 0,2 сек [2, 3].
В случае использования комбинации характеристик, соответствующих рис.1, б, выполнение расчётов усложняется из-за необходимости решения задачи правильного подбора характеристики для третьей ступени защиты. При этом расчёт и выбор уставок для первой и второй ступеней аналогичен случаю характеристик рис. 1, а.
Задача подбора характеристики для третьей ступени сводится к решению двух вопросов. Во-первых, нужно выбрать вид обратнозависимой характеристики из пяти возможных (запрограммированных), названных выше. Далее необходимо рассчитать значение временного коэффициента к, при котором будет обеспечиваться прохождение выбранной конкретной характеристики через точку т (см. рис. 1, б) на границе сопряжения характеристик второй и третьей ступеней защиты.
Координатами точки т на рис.1, б являются:
Лр» _ ток срабатывания второй ступени защиты, который будет и пограничным током срабатывания для третьей ступени;
Ър>(т)- время срабатывания третьей ступени защиты, соответствующие значению тока для точки т.
Значение времени 1ср> (т) несложно рассчитать с учётом желаемой ступени селективности Л I:
Для дальнейших расчётов предварительно надо определить уставку по току срабатывания третьей ступени защиты. Например, из условия обеспечения несрабатывания защиты при допустимой перегрузке, расчётный ток определяется [4]:
где Кн — коэффициент надёжности, обеспечивающий надёжное несрабатывание
(отстройку) защиты путём учёта погрешности реле с необходимым запасом;
Ксзп~ коэффициент самозапуска, определяемый конкретным видом нагрузки, получающей питание по защищаемой линии (1,0< Ксзп <3,0); Кв — коэффициент возврату 1раб маКс — максимальный рабочий ток (ток нагрузки) защищаемого элемента.
Расчётную формулу для вычисления временного коэффициента к можно получить на основании выражения (1). С учётом применённых обозначений на рис.1, бив тексте получим:
Эта формула пригодна в случае использования вышеназванных стандартных характеристик четырёх видов.
Если для третьей ступени защиты использовать характеристику М-типа, то временной коэффициент в соответствии с выражением (2) будет равен:
После выполнения необходимых расчётов, выбора характеристик и уставок производится программирование микропроцессорного устройства защиты. Осуществляется это по специальной методике. На этом этапе также необходимо учитывать ряд особенностей современных цифровых устройств РЗА.
1. Басс Э. С., Дорогунцев В. Г. Релейная защита электроэнергетических систем. — Ж: Издательство МЭИ, 2002.
2. Комплектное устройство защиты и автоматики линии 6-10 кВ БРАС 801-01. Техническое описание и инструкция по эксплуатации — г. Чебоксары «АББ Автоматизация», 2003.
3. Комплектное устройство защиты и автоматики линии 6—35 кВ БРАС 810-Л. Руководство по эксплуатации. — г. Чебоксары «АББ Автоматизация», 2004.
4. Шабад М А Выбор характеристик и уставок цифровых токовых защит серии врасом. — Москва: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 1999.