90
Питание устройств релейной
защиты и коммутационных
аппаратов при использовании
переменного оперативного тока
П
итание
цепей
управления
коммута
ци
-
онных
аппаратов
,
релейной
защиты
,
автоматики
и
сигнализации
произво
-
дится
с
помощью
оперативного
тока
.
Основным
требованием
,
которое
предъявляет
-
ся
к
источникам
оперативного
тока
,
является
го
-
товность
их
к
действию
в
любых
условиях
,
в
том
числе
и
во
время
КЗ
,
когда
напряжение
на
ши
-
нах
подстанции
может
снизиться
до
нуля
.
Для
выполнения
этого
требования
,
в
случае
использования
постоянного
оперативного
тока
,
необходимо
применение
систем
оперативного
тока
—
СОПТ
.
Основным
недостатком
данных
систем
является
их
высокая
стоимость
.
Простым
и
надежным
реше
нием
,
зареко
-
мендовавшим
себя
,
является
использование
переменного
оперативного
тока
.
Традицион
-
ными
источниками
переменного
оперативно
-
го
тока
служат
в
основном
трансформаторы
тока
(
ТТ
),
а
для
автоматики
и
частично
для
релейной
защиты
—
трансформаторы
напря
-
жения
(
ТН
)
и
трансформаторы
собственных
нужд
(
ТСН
)
подстанций
.
Трансформаторы
тока
зарекомендовали
себя
надежным
источ
-
ником
оперативного
тока
.
При
питании
опера
-
тивных
цепей
от
ТТ
оперативным
током
яв
-
ляется
ток
короткого
замыкания
,
проходящий
по
его
вторичной
обмотке
.
Величина
этого
тока
при
правильно
выбранных
параметрах
обеспечивает
надежное
действие
защиты
и
отключение
выклю
чателя
.
Трансформаторы
напряжения
не
рекомен
-
дованы
в
качестве
источника
оперативного
тока
для
непосредственного
питания
защиты
от
коротких
замыканий
,
поскольку
при
корот
-
ких
замыканиях
напряжение
снижается
и
мо
-
жет
оказаться
недостаточным
для
отключе
-
ния
выключателя
.
Поэтому
ТН
используются
как
источники
оперативного
тока
для
защиты
от
однофазных
замыканий
на
землю
в
сети
с
изолированной
нейтралью
,
когда
ток
замыка
-
ния
на
землю
мал
,
а
междуфазные
напряже
-
ния
имеют
нормальную
величину
,
а
также
для
питания
цепей
газовой
защиты
трансформа
-
торов
,
когда
при
некоторых
видах
внутренних
повреждений
ток
короткого
замыкания
может
иметь
недостаточную
величину
для
отключе
-
ния
выключателя
,
а
напряжение
оставаться
достаточно
высоким
.
Кроме
того
,
ТН
могут
ис
-
пользоваться
как
источник
питания
зарядных
устройств
.
Для
выполнения
релейной
защиты
линий
,
трансформаторов
,
генераторов
и
другого
обо
-
рудования
на
переменном
оперативном
токе
применяется
несколько
способов
:
1.
Использование
реле
прямого
действия
,
вос
-
принимающие
органы
которых
питаются
от
ТТ
и
ТН
,
а
исполнительные
органы
действуют
не
-
посредственно
на
отключение
выключателей
без
посредства
оперативного
тока
.
С
помощью
реле
прямого
действия
выполняются
макси
-
мальные
токовые
защиты
с
зависимой
харак
-
теристикой
времени
срабатывания
и
токовые
отсечки
мгновенного
действия
,
а
также
защита
минимального
напряжения
.
2.
Питание
устройств
релейной
защиты
и
от
-
ключающих
катушек
выключателей
перемен
-
ным
током
непосредственно
от
ТТ
и
ТН
.
Приме
-
ром
такого
решения
является
использование
интеллектуального
устройства
БМРЗ
-50
произ
-
водства
НТЦ
«
Механотроника
»,
которое
может
питаться
напрямую
от
ТТ
и
управляет
выключа
-
телем
с
помощью
встроенного
реле
дешунти
-
рования
(
рисунок
1).
Устройство
содержит
два
выходных
контакта
мощного
реле
по
числу
токо
-
вых
фаз
,
которые
в
нормальном
состоянии
зам
-
кнуты
и
шунтируют
отключающие
катушки
вы
-
ключателя
,
а
после
набора
выдержки
времени
защит
и
срабатывания
контакты
выходного
реле
размыкаются
,
тем
самым
направляя
ток
короткого
за
-
мыкания
от
ТТ
не
-
посредственно
на
отключающие
ка
-
тушки
выключа
те
-
ля
(
РТМ
).
При
от
-
сутствии
необ
хо
-
димости
дешун
-
тирования
кон
-
такты
выходного
реле
аварийного
отключения
«
Откл
.
авар
.»,
в
том
числе
нормаль
-
но
разомкнутые
пары
,
могут
быть
использованы
для
Q
YAT
К .1
A
Рис
. 1.
Схема
дешунти
-
рования
,
действующая
на
электромагнит
отключе
-
ния
выключателя
релейная защит
а и автома
тика
91
воздействия
на
другие
схемы
от
-
ключения
выключателя
,
напри
-
мер
,
с
предварительно
заряжен
-
ным
конденсатором
.
3.
Выпрямление
переменно
-
го
оперативного
тока
специ
-
альными
выпрямительными
устройствами
(
блоками
питания
)
и
питание
устройств
релейной
защиты
и
отключающих
кату
-
шек
выключателей
производит
-
ся
постоянным
(
выпрямленным
)
током
,
так
же
как
от
аккумуля
-
торной
батареи
.
Этот
способ
обеспечивает
выполнение
боль
-
шинства
видов
защиты
и
авто
-
матики
.
Зачастую
мощность
отключающих
катушек
выключателей
слишком
большая
,
чтобы
один
блок
питания
мог
продолжать
питать
оперативные
цепи
во
время
выдачи
команды
на
отключение
выключателя
.
Блок
питания
БПК
-5
производства
НТЦ
«
Механо
-
троника
» (
рисунок
2)
имеет
дополнительный
«
выход
ЭМ
»,
предназначенный
специально
для
питания
элек
-
тромагнитов
выключателя
.
Он
использует
энергию
предварительно
заряженных
конденсаторов
,
поэтому
во
время
выдачи
команды
на
отключение
выключа
-
теля
не
происходит
просадки
напряжения
на
основ
-
ном
выходе
,
предназначенном
для
питания
устройств
РЗА
.
БПК
-5
обеспечивает
питание
устройства
РЗА
и
привода
выключателя
выпрямленным
током
как
в
нормальных
,
так
и
в
аварийных
режимах
работы
электрических
сетей
при
всех
видах
коротких
замыка
-
ний
,
сопровождаемых
снижением
напряжения
.
Блок
питания
имеет
2
модификации
:
БПК
-5-
Т
с
возможностью
питания
от
токовых
цепей
,
что
по
-
могает
поддерживать
стабилизированное
напряже
-
ние
на
выходе
во
время
близких
коротких
замыканий
и
следующих
за
ними
просадок
напряжения
на
ши
-
нах
,
и
БПК
-5.
БПК
-5
подключается
к
ТСН
или
к
изме
-
рительным
ТН
(
при
их
достаточной
мощности
).
Ис
-
полнение
БПК
-5-
Т
имеет
возможность
подключения
к
ТТ
защищаемого
присоединения
.
Основным
источником
питания
для
БПК
-5-
Т
яв
-
ляются
входы
напряжения
от
ТСН
или
ТН
—
время
формирования
выходного
напряжения
после
появ
-
ления
напряжения
на
входе
суммарно
составляет
30
мс
,
что
обеспечивает
небольшое
время
готов
-
Рис
. 2.
Блок
питания
БПК
-5-
Т
Рис
. 3.
График
зависимости
времени
удержания
напряжения
220
В
на
«
вы
-
ходе
РЗА
»
в
зависимости
от
мощности
нагрузки
ООО
«
НТЦ
«
Механотроника
»
г
.
Санкт
-
Петербург
тел
. 8-800-250-63-60
www.mtrele.ru
ности
микропроцессорного
устройства
релейной
защиты
.
Малое
время
готовности
блока
питания
важно
при
включении
линии
на
КЗ
,
когда
требуется
подать
сигнал
об
отключении
выключателя
сразу
же
после
появления
оперативного
на
-
пряжения
.
Чем
меньше
это
вре
-
мя
,
тем
больше
шанс
правиль
-
ного
срабатывания
релейной
защиты
.
При
снижении
напряжения
ниже
80
В
питание
начинает
производиться
от
токовых
вхо
-
дов
,
подключенных
к
ТТ
.
Для
за
-
пуска
БПК
-5-
Т
достаточно
суммарного
тока
в
фазах
величиной
3,5
А
.
Мощность
выхода
для
питания
устройств
РЗА
со
-
ставляет
более
50
Вт
,
что
достаточно
для
питания
оборудования
в
релейном
отсеке
.
В
случае
коротко
-
го
замыкания
и
просадки
напряжения
на
входе
,
кото
-
рые
приводят
к
переходу
питания
на
токовые
цепи
,
выходная
мощность
также
составлет
50
Вт
.
БПК
имеет
«DC/DC
преобразователь
РЗА
»
пред
-
назначенный
для
формирования
стабилизирован
-
ного
напряжения
220
В
на
«
выходе
РЗА
».
Наличие
конденсатора
на
входе
преобразователя
позволя
-
ет
удерживать
напряжение
220
В
при
скачках
или
полной
пропаже
питания
на
входах
блока
питания
.
Длительность
удержания
напряжения
зависит
от
на
-
грузки
на
«
выходе
РЗА
».
На
рисунке
3
представлен
график
,
показывающий
зависимость
времени
удер
-
жания
напряжения
220
В
от
мощности
нагрузки
на
выходе
«
ВЫХОД
РЗА
».
Поддержание
напряжения
на
выходе
блока
пита
-
ния
после
пропажи
оперативного
питания
требуется
для
правильного
срабатывания
РЗА
при
КЗ
на
линии
,
характеризующегося
снижением
напряжения
ниже
достаточного
для
питания
уровня
.
В
этот
момент
пи
-
тание
устройств
РЗА
происходит
за
счет
встроенного
накопителя
энергии
в
блоке
питания
,
что
позволяет
правильно
отключить
поврежденный
фидер
.
Рассмотренный
в
данной
статье
блок
питания
БПК
-5
имеет
важное
преимущество
в
части
встро
-
енного
отдельного
выхода
для
воздействия
на
электромагниты
выключателя
.
В
то
же
время
он
обладает
высокими
параметра
-
ми
по
выходной
мощности
,
вре
-
мени
удержания
напряжения
на
выходе
после
пропажи
питания
и
времени
готовности
после
включения
—
основными
харак
-
теристикам
при
выборе
блока
питания
для
устройств
релей
-
ной
защиты
.
Р
№
2 (47) 2018
Оригинал статьи: Питание устройств релейной защиты и коммута ционных аппаратов при использовании переменного оперативного тока
Питание цепей управления коммутационных аппаратов, релейной защиты, автоматики и сигнализации производится с помощью оперативного тока. Основным требованием, которое предъявляется к источникам оперативного тока, является готовность их к действию в любых условиях, в том числе и во время КЗ, когда напряжение на шинах подстанции может снизиться до нуля. Для выполнения этого требования, в случае использования постоянного оперативного тока, необходимо применение систем оперативного тока — СОПТ. Основным недостатком данных систем является их высокая стоимость.
