Блок-реле типа ЗЗГ-1 применяется в схемах защиты от замыканий на землю в обмотке статора генераторов мощностью 160 МВт и более, работающих в блоке с трансформаторами при наличии в нейтрали дополнительного трансформатора напряжения. Схема подключения защиты к цепям напряжения приведена на рис. 12.4, принципиальная схема комплекта блок-реле - на рис. 12.5 [4, 5].

Рис. 12.4. Схема подключения  блок-реле типа ЗЗГ-1 к цепям напряжения

Рис. 12.5. Принципиальная схема блок-реле типа ЗЗГ-1

Комплект состоит из двух реле, обеспечивающих защиту обмотки статора без зоны нечувствительности: реле максимального напряжения основной гармоники, которое реагирует на напряжение промышленной частоты и включается на напряжение обмоток ТV1, соединенных по схеме разомкнутого треугольника (реле обеспечивает защиту 85-95 % обмотки статора со стороны фазных выводов), и реле  напряжения третьей гармоники с торможением, предназначенного для работы при замыкании на землю вблизи нейтрали - в зоне, где первое реле не обладает достаточной чувствительностью.

Входной фильтр максимального напряжения R1-C1-T1-C2 настроен на частоту 50 Гц и имеет на этой частоте максимальное сопротивление, в этом случае большая часть напряжения 3 U приложена к первичной обмотке Т1, входные зажимы реле XT: 8, XT: 11. При подведении к фильтру напряжения третьей гармоники сопротивление фильтра резко уменьшается, большая часть напряжения частотой 150 Гц при этом оказывается приложенной к резистору R1; загрубление реле при частоте 150 Гц и выше составляет не менее 8 по oтношению к напряжению cpaбатывания промышленной частоты.

Напряжение со вторичной обмотки Т1 выпрямляется, сглаживается конденсатором СЗ и через резисторы плавно-ступенчатого регулирования уставки подается на вход двухкаскадного усилителя, собранного на двух транзисторах VT1, VT2. Ступенчатое регулирование уставки 15 : 12,5 : 10 : 7,5 : 5,0 В осуществляется изменением набора резисторов R4-R7 на переключателе, резистор R2 обеспечивает плавную регулировку в пределах диапазона. Диод VD3, включенный на вход выходного транзистора VT2, обеспечивает релейный режим его работы, конденсатор С4 улучшает помехоустойчивость реле. Исполнительный орган реле К1, включенный в цепь коллектора VT2, выполнен на базе промежуточного реле РП-220.

Принцип действия второго реле, предназначенного для работы при замыкании на землю вблизи нейтрали, основан на сравнении напряжений третьей гармоники на фазных выводах генератора и в нейтрали. В нормальном режиме векторы третьей гармоники по концам обмоток статора со стороны нейтрали  и выводов  равны по величине и находятся в противофазе, потенциал напряжения третьей гармоники в середине обмотки генератора равен нулю (рис. 12.6), т.е. =  = 0,5 Е; = 0.

Рис. 12.6. Напряжение третьей гармоники в обмотке статора генератора:

а - схема замещения; б -  распределение напряжения третьей гармоники вдоль обмотки в нормальном режиме; в - то же при замыкании на землю нейтрали генератора; С - емкость обмотки генератора; С - емкость шин генераторного напряжения и обмоток трансформаторов блока и собственных нужд; R - переходное сопротивление в месте КЗ; Е - ЭДС третьей гармоники;

U,  U - напряжения третьей гармоники на нейтрали и выводах генератора; U - напряжение третьей гармоники на емкости обмотки генератора

На вход рабочей цепи (выводы XT : 11-XT : 13 на рис. 12.5)  подается сумма векторов напряжений - модуль I+ I; на вход цепи торможения (выводы XT : 8-ХТ : 13) - напряжение II. В нормальном режиме (без замыкания на землю) в обмотке суммарное напряжение I+ I близко к нулю и напряжение тормозного контура надежно удерживает реле от срабатывания.

При замыкании в нейтрали напряжение на входе тормозного контура отсутствует,  суммарное напряжение рабочей цепи I  + I становится равным Е и реле надежно срабатывает.

При замыкании на выводах одной из фаз напряжение   становится равным нулю, напряжения рабочих и тормозного контура в этом случае примерно равны и действие реле зависит от коэффициентов пропорциональности напряжений контуров, вводимых в схему. Для выполнения в нормальном режиме условия I+ I = 0 номинальное напряжение TV1, установленного на выводах генератора, должно быть: первичной обмотки - соответствующим фазному номинальному напряжению генератора, а вторичных обмоток, соединенных в разомкнутый треугольник, - 100/3 В. Номинальное напряжение вторичной обмотки TV2, установленного в нейтрали при идентичных параметрах первичной обмотки, должно быть 100 В.

На входе рабочей и тормозной цепей установлены фильтры Т2-С13, ТЗ-С14, настроенные на частоту 150 Гц (см. рис. 12.5). Выпрямленные напряжения рабочей и тормозной цепей сглаживаются емкостями С15, C16 и подаются на резисторы R26, R27 плавного регулирования коэффициента торможения k. Под коэффициентом торможения реле понимается отношение рабочего напряжения U к тормозному напряжению U  в условиях  срабатывания. Реле обеспечивает диапазон регулирования k в пределах 0,33-3. В связи с малыми величинами входных сигналов принята четырехкаскадная схема усиления, когда в нормальном режиме VT3, VT5 открыты, VT4, VT6 закрыты. Исходный режим усилителя определяется работой VT3 в открытом режиме за счет начального отрицательного смещения потенциала базы ТVЗ диодом VD8.

Напряжение, приложенное к резистору R27 и пропорциональное II является тормозным; напряжение, приложенное к резистору R26 и пропорциональное I+I, является рабочим. Тормозное напряжение, понижая потенциал базы триода VT3, способствует более полному его открытию, при уменьшении тормозного напряжения повышается потенциал базы триода от рабочего напряжения, снимаемого с резистора R26. Это приводит к закрытию VT3 и последовательному открытию VT4, закрытию VT5 и открытию выходного триода VT6, в цепи коллектора которого установлен исполнительный орган К2 - промежуточное реле типа РП-220.

Конденсатор С17 обеспечивает повышение помехоустойчивости реле.

Блок питания реле состоит из стабилитрона V1, диодов VD5, VD6, резисторов R23-R25 и конденсаторов С9-С11.  Он обеспечивает питание цепей стабилизированным напряжением оперативного тока: U =12 1,2 В; U 2 В.

В ЗЗГ-1 предусмотрена раздельная сигнализация  срабатывания исполнительных реле К1 и К2, контакты которых используются в схеме световой сигнализации на тиратронах VL1 и VL2. При срабатывании К1 загорается тиратрон VL1 “К, удаленное от нейтрали”, при срабатывании К2 загорается тиратрон VL2 “К вблизи нейтрали”.

Проверка электрических характеристик. При внешнем и внутреннем осмотре помимо выполнения общих указаний по разд. 1 следует проверить крепление токоподводящих колодок: гнездовых - к корпусу peле и ножевых XT, X1 и Х2 - к модулям реле.

При установке модулей на место они должны четко фиксироваться в рабочем положении с последующим креплением их к корпусу ycтановочными винтами. В комплекте запасных частей  к реле имеется шнур гибкой связи, обеспечивающий проверку модулей вне корпуса; перед использованием шнура его следует проверить на соответствие цепей гнездового входа ножевому выходу. При подключении внешних связей к зажимам реле, находящимся на его задней стороне, необходимо обращать внимание на расположение и цифровое обозначение зажимов (см. рис. 12.4).