Устройство и принцип действия реле типа ДЗТ-11

 

Реле ДЗТ-11 состоит из промежуточного насыщенного трансформатора тока (TLT) и исполнительного органа, выполненного на базе токового реле РТ-40 (рис. 12.1).

 

 

Рис. 12.1. Конструктивное исполнение реле

Магнитопровод TLT выполнен трехстержневым. Сечение среднего стержня в два раза больше крайних. На среднем стержне расположена катушка, состоящая из рабочей (дифференциальной) W_p и двух уравнительных обмоток W_ур1 и W_ур2. На крайних стержнях TLTрасположены секции тормозной W_T и вторичной W_в обмоток. Намотка тормозной обмотки выполнена таким образом, что при изменении числа тормозных витков каждый стержень охватывается одинаковым числом витков. Секции тормозной обмотки соединены так, что создаваемый ими магнитный поток замыкается только по крайним стержням и, подмагничивая их, не попадает в средний стержень, охватываемый рабочей обмоткой. Ко вторичной обмотке подключены исполнительный орган – реле РТ-40 и регулируемое сопротивление R_ш. Во всех обмотках TLT, кроме вторичной, предусмотрена регулировка числа витков. Изменение числа витков осуществляется ввертыванием контактного винта в соответствующее гнездо.

Схема всех обмоток TLT с обозначением числа витков приведена на рис. 12.2. Уравнительные обмотки соединяются последовательно с дифференциальной обмоткой и обеспечивают выравнивание токов плеч дифференциальной защиты. Магнитный поток Ф_р, создаваемый током в рабочей обмотке, разветвляется поровну в правый и левый стержни магнитопровода и наводит во вторичных обмотках W_в э.д.с.

 

 

Рис. 12.2. Схема обмоток реле

 

Вторичные обмотки соединены так, что наводимые в обмотках W_в правого и левого стержня э.д.с. суммируется. Под влиянием суммы э.д.с. в обмотке реле РТ-40 протекает ток. С увеличением тока в обмотке W_p возрастает поток Ф_р, э.д.с. вторичной обмотки и ток исполнительного органа, что приводит к срабатыванию реле РТ-40. Связь между м.д.с. рабочей обмотки F=W_pI_p и потоком Ф_р определяется выражением

 

Ф_р = F_p/R_м,

 

где R_м – магнитное сопротивление сердечника TLT потоку Ф_р.

При протекании тока в тормозной обмотке создается тормозной магнитный поток Ф_т, который замыкается по крайним стержням, не попадая в средний. Поток наводит в частях вторичной обмотки, расположенных на крайних стержнях, э.д.с., равные по величине и противоположные по направлению. Поэтому результирующая э.д.с. во вторичной обмотке от действия тормозного тока равна нулю.

Однако тормозной ток, подмагничивая крайние стержни TLT, увеличивает магнитное сопротивление R_м магнитному потоку, поэтому для получения потока Ф_р, достаточного для срабатывания реле, требуется соответствующее увеличение м.д.с. F_р рабочей обмотки.

Таким образом, тормозной ток, ухудшая условия трансформации между рабочей и вторичной обмотками, автоматически увеличивает ток срабатывания. Зависимость м.д.с. срабатывания реле от изменения м.д.с. тормозной обмотки называется тормозной характеристикой реле (рис. 12.3).

 

 

Рис. 12.3.  Тормозные характеристики реле

 

М.д.с. срабатывания реле зависит не только от абсолютной величины м.д.с. торможения, но и от утла сдвига между рабочей и тормозной м.д.с. При совпадении токов I_р и I_т реализуется режим максимального торможения (верхняя кривая, рис. 12.3). Если токи I_р и I_т сдвинуты по фазе на 90⁰, то реализуется режим минимального торможения (нижняя кривая, рис. 12.3).

Характеристика срабатывания, соответствующая минимальному торможению, используется при расчетах дифференциальных защит для выбора числа витков тормозной обмотки. Выбирая соответствующим образом число витков тормозной обмотки, можно обеспечить надежную отстройку защиты от токов небаланса при внешних коротких замыканиях.

При повреждениях в защищаемой зоне тормозная обмотка (если по ней протекает ток короткого замыкания) также загрубляет защиту, но м.д.с. рабочей обмотки в этом случае в несколько раз превышает м.д.с. срабатывания, и реле срабатывает. При отсутствии торможения (ток в тормозной обмотке не протекает) исполнительный орган срабатывает при 100 ампервитках дифференциальной обмотки. Число ампервитков срабатывания может быть изменено в некоторых пределах изменением величины сопротивления R_ш.

Реле ДЗТ, благодаря наличию быстронасыщающегося трансформатора TLT не реагирует на апериодическую составляющую, содержащуюся в намагничивающем токе силового трансформатора и токе небаланса при неустановившемся режиме. За счёт насыщения сердечника TLT, обусловленного подмагничивающим действием апериодического тока, ухудшается трансформация переменной составляющей, что значительно уменьшает ток в реле. Однако реле серии ДЗТ по сравнению с РНТ, у которых имеется короткозамкнутая обмотка, имеет несколько худшую отстройку от токов небаланса с апериодической составляющей.