принцип работы; максимальная токовая защита, соединения мтз и отсечки

Современные условия существования человечества невозможно представить без электричества. Если раньше это было дикостью, то сегодня это вполне нужный и важный элемент в быту и в производстве. Процесс рождения и действия тока обусловлен несколькими происходящими процессами. Один из них — движение заряженных частиц. Нередко этот процесс называют током. Ток наблюдается в трансформаторах, выключателях и иных устройствах. А что же тогда означает понятие токовая отсечка трансформатора или выключателя? Именно на этот интересный вопрос будет дан ответ в этой небольшой статье.

Что называют отсечкой?

В самом начале обсуждения этой темы, следует ближе познакомиться с понятиями. Отсечкой называют мгновенную и действующую защиту. Она используется на специальных токовых участках. Зона применения имеет свои границы. Она ограничивает в определённом смысле распространение тока. А каков же принцип действия токовой отсечки?

Чтобы дать ответ на этот вопрос, достаточно напомнить принцип работу электрической сети. По мере удаления от источника питания происходит падение показателей тока. Происходит это из-за увеличения возникающего сопротивления. Именно

в момент уменьшения показателей своё действие начинает токовая отсечка. Она должна предотвратить возникновение разного рода поломок и повреждений (например, в работе трансформатора). При этом показатели отсечки в трансформаторе или другой системе обязательно должны быть выше и мощнее показателей максимального значения тока.

Из чего состоит такая форма защиты?

Рассматриваемый способ устранения возникающих коротких замыканий вначале рабочей зоны состоит из следующих элементов:

• Цепь сигнализации. Работает на основе бинкеров. Такие цепи предназначены для анализа действия защиты, а также выступают в качестве помощника для оперативного персонала, который следит за состоянием работы схемы. Кроме того, цепи сигнализации способны контролировать действия цепей управления.
• Измерительный орган. Располагается в реле тока. Измерительный орган срабатывает при возникновении металлического замыкания. Такое замыкания может случиться в конце зоны защиты. Эта составляющая часть отсечки реагирует на изменения даже при минимальной нагрузке.
• Промежуточное реле. Реле тесно связано с измерительным органом. От измерительного органа передаётся напряжение на промежуточное реле. Поступивший на реле контакт далее попадает на силовой выключатель (соленоид отключения). Промежуточный орган отключает силовой выключатель.
• Реле времени. Иногда в состав включён и этот элемент. Реле времени, как правило, располагается между исполнительным органом и измерительным. Главная задача временного реле — создание временной задержки во время срабатывания сразу нескольких защит.

Основные разновидности отсечки

Описываемый способ (в том числе и для трансформаторов) делится на несколько видов. На сегодняшний день известно две разновидности токовой отсечки. Отличаются они друг от друга временем срабатывания и выдержке. Рассмотрим каждый вид более подробно:

• С выдержкой времени. В такую отсечку во время производства включают специальное устройство, позволяющее задавать временные параметры. Диапазон срабатывания отсечки при участии специального устройства не превышает 6 секунд. Устройство, помогающие регулировать и одновременно контролировать время подачи тока называют автоматическим селективным выключателем. Надо заметить, что селекция используется не всегда и она необязательна. Для максимальной защиты всей линии зачастую используется устройства с дифференциальной защитой.
• Мгновенная отсечка. Все действия системы контролируются собственным временем токовой отсечки. Все происходит автоматически. Принцип действия не основывается на дополнительном временном устройстве (то есть выдержке). Главный элемент во мгновенном виде — это токовое реле. Реле отвечает за подачу отключающего сигнала расцепителю выключателя. Наряду с реле, используются и некоторые вспомогательные элементы. Среди них выделяют специальные релейные устройства, которые установлены с целью подачи своевременного сигнала на разрыв. Диапазон срабатывания в автоматическом режиме мгновенной отсечки — от 4 до 6 секунд.

Исходя из рассмотренного, можно заключить, что защита выключателям и трансформаторам предоставляется самыми различными способами. Благодаря продуманным подходам надёжную защиту получают не только начальные или конечные участки цепей, но и вся электрическая цепь.

Особенности токовой максимальной защиты

МТЗ — ещё один из видов токовой защиты. Максимальная защита состоит из следующих компонентов:

• измерительно органа;
• Цепи сигнализации.
• Промежуточного реле.

Как видно, состав максимальной токовой защиты идентичен составу токовой отсечки. Единственная разница в реле времени. В МТЗ — это обязательный атрибут. Поэтому в максимальной токовой защите регулярно обеспечивается селективность. Коэффициент чувствительности также у МТЗ имеет свои особенности. Он определяет отношение междуфазного тока к линии максимальной защите.

Какова же главная задача МТЗ?

Основное предназначения максимальной защиты — предостерегать попадание тока на конкретные объекты. Такая защита требуется, если номинальная величина тока превышена (при этом учитываются необходимые коэффициенты). Подобная отстройка создана с целью устранения вероятных ложных срабатываний (такое может происходить в номинальном режиме). Максимальная токовая защита способствует самопуску схемы, а также обеспечивает надёжность в момент срабатывания системы и во время возврата реле.

Чем отличается МТЗ от отсечки?

Важно понять, есть ли различие между этими способами токовой защиты? Отличия, безусловно, имеются. В основном они прослеживаются в цели существования. Если принцип действия основан на устранении коротких замыканий в начале рабочего поля, то максимальная токовая защита, как мы уже смогли узнать, защищает объекты от чрезмерного тока (то есть обеспечивает более полную защиту).

При этом во время действия показатели токовой отсечки всегда выше, в отличие от показателей МТЗ.

Могут ли эти два метода защиты взаимодействовать между собой?

Однозначно можно ответить, что да. Однако сочетания этих систем имеет свои сложности и последствия. Например, во время сочетания время действия приобретает ступенчатый характер срабатывания. Два вида зашиты будут действовать постепенно, то есть одна за другой. Вначале свою

работу начнёт токовая отсечка. Она действует незамедлительно, в рамках первой ступени. Вслед за ней воспроизведётся максимальная токовая защита. Её действия также будут происходит в рамках отведённого времени и в рамках второй ступени.

В некоторых случаях сочетают три вида защищенности, а именно, отсечку с задержкой по времени, отсечку с мгновенным действием и саму максимальную токовую защиту. При таком соединении образовывается три ступени, а также

три времени срабатывания. В любом из способов соединения есть свои плюсы и минусы (как и в работе того же трансформатора). Специалисты рекомендуют по возможности обязательно соединять мгновенную отсечку и отсечку с выдержкой времени.

Как и максимальная токовая защита, так и токовая отсечка необходимы и вносят свой вклад в работу разных электрических приборов (выключателей, трансформаторов и т. д.).

ОСНОВНЫЕ И РЕЗЕРВНЫЕ ЗАЩИТЫ | Проект «РЗА»

Очень часто приходится сталкиваться с тем, что люди не совсем понимают, что такое основная и резервная защита присоединения. Что интересно, это не только новички, но и некоторые уже состоявшиеся специалисты.

Вот несколько мифов с которыми встречался лично я:

• Основная защита – это защита с абсолютной селективностью, обычно дифференциальная
• Основная защита есть только на напряжении 35 кВ и выше, т.е. на присоединениях 0,4-10 кВ есть только резервные защиты
• Есть присоединения, для которых нет резервных защит, только основные
• Основная защита только одна, а резервных может быть несколько

Все, что написано выше – неправда. Давайте сегодня поговорим о основных и резервных защитах для того, чтобы понимать некоторые определения и общаться с коллегами релейщиками корректно.

Основная защита присоединения

Согласно определению ПУЭ (п. 3.2.14) – “На каждом из элементов электроустановки должна быть предусмотрена основная защита, предназначенная для ее действия при повреждениях в пределах всего защищаемого элемента с временем, меньшим, чем у других установленных на этом элементе защит.”

Таким образом на любом присоединении всегда есть основная защита (см. Миф 2). Это любая защита, которая защищает весь участок и действует быстрее, чем другие защиты. Все просто и понятно. Теперь примеры.

Для линии 0,4, 6 или 10 кВ основная защита – это максимальная токовая защита (МТЗ). Защищает всю линию и работает быстрее остальных защит. Токовая отсечка срабатывает быстрее, чем МТЗ, но она защищает только часть линии, т.е. не может являться основной защитой. То же самое с защитой от перегрузки – хоть и реагирует на повреждения на всем участке, но срабатывает намного медленнее, чем МТЗ.

МТЗ вообще является основной защитой для большей части присоединений 0,4-6 кВ, за исключением генераторов и мощных двигателей, там основная защита – дифференциальная. Как это получается? МТЗ остается на присоединении, она реагирует на все виды КЗ, но появляется еще одна защита – дифференциальная. Дифференциальная защита двигателя или генератора также реагирует на КЗ на всем участке, но срабатывает быстрее, чем МТЗ. Звание основной защиты переходит ей, а МТЗ становится резервной.

Еще один пример с защитой силовых трансформаторов. Трансформаторы мощностью до 6,3 МВА имеют в качестве основной защиты МТЗ, а вот начиная с 6,3 МВА и выше добавляется дифференциальная. Она и становится основной вместо МТЗ, а МТЗ переходит в разряд резервных.

Таким образом не важно на каком принципе работает защита (см. Миф 1), главное, чтобы выполнялись условия п.3.2.14.

Может ли быть несколько основных защит на одном присоединении? (см. Миф 4) Да, может.

Например, для масляных силовых трансформаторов 6,3 МВА и больше обычно 2 основных зашиты – дифференциальная и газовая. Обе подходят под определение по п.3.2.14 потому, что работают без выдержки времени и на всем защищаемом участке. Иногда на присоединении ставят по 3 основных защиты, например, для АТ 220 кВ и выше большой мощности (две дифференциальные и газовая)

Резервная защита присоединения

Опять же давайте сначала посмотрим определение (ПЭУ п.3.2.15) – “Для действия при отказах защит или выключателей смежных элементов следует предусматривать резервную защиту, предназначенную для обеспечения дальнего резервного действия.

Если основная защита элемента обладает абсолютной селективностью (например, высокочастотная защита, продольная и поперечная дифференциальные защиты), то на данном элементе должна быть установлена резервная защита, выполняющая функции не только дальнего, но и ближнего резервирования, т. е. действующая при отказе основной защиты данного элемента или выведении ее из работы…”

Таким образом резервная защита присутствует также всегда и для любого присоединения (см. Миф 3).

Просто запомните одну простую вещь – на любом участке энергосистемы, на любом классе напряжения, есть как минимум 2 защиты – основная и резервная. Всегда!

Чаще всего резервной защитой присоединения является основная защита вышестоящего присоединения. Получается последовательная цепочка защит в которой все ступени “наползают” друг на друга.

Однако, если основная защита присоединения выполняется в виде дифференциальной или дифференциально-фазной защиты, то нужна еще одна защита, чтобы выполнить резервирование нижестоящего участка. Эта защита должна быть ступенчатой потому, что только ступенчатые могут выполнять дальнее резервирование. Об этом мы говорили в нашей прошлой статье.

Итак, давайте подведем итоги:

• На любом присоединении есть как минимум одна основная защита
• На любом присоединении есть как минимум одна резервная защита
• Основной может быть защита, выполненная на любом принципе (МТЗ, ДЗ ДЗТ, ДФЗ и т.д.)
• Резервной может быть только ступенчатая защита (МТЗ или ДЗ)
• На присоединении может быть несколько основных и резервных защит

Думаю, теперь у вас не будет затруднений с определением какой именно, основной или резервной, является та или иная защита. Четкость и понятность определений в релейной защите очень важна и мы будем периодически уделять внимание основным терминам.

Если будут вопросы или найдете какие-либо неточности — пишите в комментариях. Все обсудим. Ну а пока — удачной рабочей недели!

 

 

Максимальная токовая защита.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 14Следующая ⇒

 

Одним из наиболее характерных признаков возникновения к.з., а также других нарушений нормального режима работы электроустановок является резкое увеличение тока (или, как говорят, появление сверхтока) нагрузки, на использовании этого принципа основано действие максимальной токовой защиты. Первым требованием, которому должна удовлетворять максимальная токовая защита, является правильное выявление момента возникновения повреждения в защищаемой цепи, что достигается установкой определенного значения тока срабатывания.Однако появление сверхтока в каком-либо элементе не всегда является признаком повреждения именно этого элемента.

Дело в том, что сверхток проходит не только по поврежденному элементу, но и по связанным с ним неповрежденным элементам электроустановки или электросети, так, например, в электросети, состоящей из трех последовательно соединенных участков (см.рис.),

Рис.1

при к.з. в точке К1 сверх ток Iк проходит от источника питания E к месту повреждения, как по поврежденному участку W1, так и по неповрежденному участку W3, если сверхток превысит ток срабатывания, то придут в действие (запустятся) и сработают максимальные токовые защиты всех трех участков: МТЗ1, МТЗ2, МТЗ3. В результате такого действия будут отключены не только поврежденный, но и неповрежденный участки электросети, что не допустимо. Правильная ликвидация аварии будет иметь место лишь в том случае, если сработает защита МТЗ1 и отключит выключатель Q1, ближайший к месту повреждения. Таким образом, вторым требованием, которому должна удовлетворять максимальная токовая защита, является правильный выбор поврежденного участка. Для выполнения этого требования, которое называется избирательностью или селективностью, максимальные токовые защиты участков электросети должны иметь различное время срабатывания, возрастающее в направлении к источнику питания. Время срабатывания защиты от момента возникновения сверхтока до воздействия на выключатель называется выдержкой времени. В рассматриваемом случае наименьшую выдержку времени Т1 должна иметь защита МТЗ1, несколько большую Т2 – защита МТЗ2 и еще большую Т3 – защита МТЗ3. При такой настройке выдержек времени защит электросети на (см.рис.) и возникновении к.з. в точке К1 запустятся все защиты, но первой сработает защита МТЗ1 и отключит выключатель Q1.

Рис.2.

После этого прохождение тока к.з. прекратится и защиты МТЗ2 и МТЗ3 вернуться в исходное положение до того, как истечет установленная на них выдержка времени. В результате ликвидации аварии будет отключен только поврежденный участок W1, а неповрежденные участки W2 и W3 останутся в работе. При к.з. в точке К₂ срабатывает и отключает свой выключатель защита МТЗ2, т.к. она имеет выдержку времени меньшую, чем защита МТЗ3.

Для выявления момента возникновения аварии и обеспечения действия в рассмотренной выше последовательности, максимальная токовая защита строится из двух органов: пускового органа, который выявляет момент возникновения к.з. или другого нарушения нормального режима работы и производит пуск защиты, и замедляющего органа (органа выдержки времени), который замедляет действие защиты для обеспечения селективности.

Ток срабатывания пусковых реле выбирается таким, чтобы обеспечить выполнение следующих условий:

1.Защита не должна приходить в действие при прохождении по защищаемому элементу максимального тока нагрузки;

2.Защита должна надежно действовать при к.з. на защищаемом участке и иметь коэффициент чувствительности не менее 1.5;

3.Защита, как правило, должна действовать и при к.з. на смежном (резервируемом) участке и иметь коэффициент чувствительности в конце этого участка не менее 1.2.

Коэффициентом чувствительности называется отношение минимального тока к.з. к току срабатывания

Кч = Iк.мин/ Iс.з

В зависимости от принципа формирования выдержек времени МТЗ делятся на МТЗ с независимыми характеристиками времени срабатывания и на МТЗ с зависимыми характеристиками времени срабатывания, выдержки времени максимальной токовой защиты с независимой характеристикой времени срабатывания выбираются по ступенчатому принципу, который состоит в том, что каждая последующая защита в направлении от потребителей электроэнергии к источнику питания имеет выдержку времени больше предыдущей. Выбор выдержек времени должен начинаться с самых удаленных от источника питания потребителей (см.рис.), с электродвигателей М1 и М2. Для защиты этих электродвигателей выдержка времени принимается равной нулю: Т1=0.

Рис.4.

Для того чтобы при повреждении одного из электродвигателей не отключился трансформатор Т2, его защита должна иметь выдержку времени Т2, большую чем Т1, на величину, называемую ступенью селективности D Т, т.е. Т2 = Т1+D Т

Выдержка времени Т3 защиты линии W должна быть больше выдержки времени защиты трансформатора Т2, т.е.

Т3 = Т2 + D Т,

аналогично

Т4 = Т3 + D Т и Т5 = Т4+ D Т.

Ступень селективности D Т должна быть такой, чтобы успели сработать защита и отключиться выключатель на поврежденном участке, прежде чем истечет выдержка времени защиты на следующем неповрежденном участке. Для максимальной токовой защиты с независимой характеристикой времени срабатывания ступень селективности D Тн.з. определяется как сумма следующих составляющих:

D Тн.з. = Твык + D Ткт1 +D Ткт2 +Тзап

где Твык – время отключения выключателя от момента подачи импульса на отключающую катушку до момента гашения дуги на его силовых контактах; это время составляет 0.08-0.1с у воздушных выключателей и 0.08-0.25с у масляных; D Ткт1 – погрешность реле времени защиты поврежденного участка, которое может подействовать на отключение с выдержкой времени больше расчетной, эта погрешность зависит от шкалы реле времени и составляет: 0.06с у реле со шкалой до 1.3с; 0.12с у реле до 3.5с; 0.25с у реле до 9с; 0.8с у реле до 20с; D Ткт2 –погрешность реле времени защиты следующего к источнику питания участка, которое может подействовать с выдержкой времени меньше расчетного значения; Тзап – время запаса, учитывающее неточность регулировки реле времени, погрешность секундомера, которым производится настройка реле времени, увеличение времени отключения выключателей в зимнее время и другие факторы, принимается 0.1-0.15с.

Таким образом, ступень селективности должна вычисляться с учетом типов установленных выключателей и типов реле времени и обычно составляет

D Тн.з. = 0.4-0.6с

Если одна из двух согласуемых защит не имеет реле времени, то при вычислении ступени селективности D Ткт1 принимается равным нулю.

Основным недостатком МТЗ с независимой характеристикой выдержки времени срабатывания является увеличение времени срабатывания по мере приближения к источнику питания.С целью устранения этого недостатка применяют защиты с зависимой характеристикой времени срабатывания.

На рисунке показано изменение тока повреждения при перемещении точки короткого замыкания от подстанции А к В (кривая 3) и построены характеристики 1,2 защит А1 и А2 соответственно. Из графиков видно основное преимущество защиты с зависимой характеристикой – отключение близких повреждений с малой выдержкой времени при обеспечении селективности в случаях короткого замыкания на соседней линии.

Наряду с этим она имеет ряд существенных недостатков, которых нет у максимальной защиты с независимой характеристикой выдержки времени: большие выдержки времени в минимальных (точнее не в максимальных) режимах работы и при действии защиты в качестве резервной; зависимость уставки времени срабатывания от максимального тока к.з., что требует изменять уставки с развитием системы электроснабжения и держать их все время под наблюдением.

Рис.5

Если защита А2 по каким-либо причинам не срабатывает при к.з. в точке К2, то к.з. будет отключено защитой А1 со своей выдержкой времени.

Рис.6.

Рассмотрим метод согласования выдержек времени срабатывания на примере участка сети, где защиты А1 и А4 имеют независимые, а защиты А2 и А3 – зависимые характеристики времени срабатывания. Для защиты А1 по условию селективности с плавкими предохранителями принимается выдержка времени Т1 = Тп + Ґ Т и строится характеристика этой защиты от Iс.з до Iк1, изображаемая прямой линией 1. Согласование характеристики защиты А2 с защитой А1 должно производиться в условиях, когда при к.з. на участке, защищаемом защитой А1, через защиту А2 проходит наибольший ток к.з., что имеет место при к.з. до реактора, т.е. в точке К1. Таким образом контрольная точка характеристики защиты А2 является Т2осн = Т1 +Ґ Т при токе Iк1.

Рис.7.

Зная ток срабатывания и контрольную точку характеристики, по типовым характеристикам реле защиты А2 оценивают и наносят на график еще несколько точек, в том числе и точку с временем Т2доп при точке Iк2 и строят всю характеристику, которая изображается кривой 2. Аналогично производится согласование характеристик защит А3 и А2 в условиях, когда при к.з. на участке, защищаемом защитой А2, через защиту А3, проходит наибольший ток к.з., что имеет место при к.з. до трансформатора Т, т.е. в точке К2. При токе Iк2 защита А2 согласно характеристике имеет выдержку времени Т2доп. Поэтому основной контрольной точкой характеристики защиты А3 является

Т3осн = Т2доп + Ґ Т при токе Iк2.

Однако при согласовании двух зависимых характеристик одной контрольной точки недостаточно, так как характеристики могут недопустимо сблизиться при другом значении тока. Поэтому необходимо рассмотреть второе условие, которое состоит в том, чтобы при к.з. за трансформатором Т, т.е. в точке К1, когда через защиты А3и А2 проходит ток к.з. Iк1, ступень селективности между ними была не меньше Ґ Т. Таким образом, дополнительной контрольной точкой характеристики защиты А3 является Ґ Тдопі Ґ Т при токе Iк1. Зная ток срабатывания и две контрольные точки при токах Iк1 и Iк2, аналогично по типовым характеристикам реле защиты А3 оценивают и наносят на график еще несколько точек, в том числе точку с временем Т3доп при токе Iс.з4 и строят всю характеристику, которая изображается кривой 3.

Определяется выдержка времени защиты А4 генератора по условию селективности с защитой А3. Согласование производится при токе, при котором защита А3 имеет наибольшую выдержку времени.

Таким током является ток срабатывания защиты А4 — Iс.з4. Таким образом, выдержка времени защиты А4составит

Т4 = Т3доп + D Т при токе — Iс.з4

В ряде случаев при определении тока срабатывания пусковых токовых реле максимальной токовой защиты отстройка от максимального тока нагрузки, с учетом коэффициента самозапуска, приводит к такому загрублению защиты, при котором не обеспечивается необходимая чувствительность. В этих случаях для повышения чувствительности защиты применяется блокировка минимального напряжения. Защита может подействовать на отключение только в том случае, если сработают одновременно токовые реле и реле минимального напряжения, что бывает только при к.з., когда возрастают токи и понижается напряжение. При перегрузках, превышающих ток срабатывания токовых реле, последние сработают, но отключение не произойдет, так как блокирующие реле минимального напряжения при перегрузках не подействуют.

Ток срабатывания пусковых токовых реле при наличии блокировки минимального напряжения выбирается по выражению

I_сз = К_н х I_н.норм / К_в

Исключение коэффициента самозапуска и отстройка токовых органов от номинального тока, а не от максимального, существенно снижает ток срабатывания МТЗ и повышает чувствительности защиты.

Напряжение срабатывания органов блокировки минимального напряжения максимальной токовой защиты должно удовлетворять следующим условиям:

1.Защита не должна действовать при эксплуатационных понижениях напряжения до минимально возможного рабочего значения;

2.Защита должна надежно действовать при к.з. на защищаемом участке и иметь коэффициент чувствительности при к.з. в конце участка порядка 1.5;

3.Защита должна действовать при к.з. на смежном участке и иметь коэффициент чувствительности при к.з. в конце смежного участка порядка 1.2.

Для выполнения первого условия напряжение срабатывания должно быть меньше минимального рабочего напряжения U_{раб.мин.} Однако выполнения только одного этого условия недостаточно, так, если произойдет к.з., при котором вследствие понижения напряжения блокировка минимального напряжения срабатывает, то для того, чтобы после отключения к.з. реле вернулись в исходное положение, их напряжение возврата должно быть меньше минимального рабочего напряжения:

U_в.з. = U_{раб.мин} /К_н

где К_н –коэффициент надежности отстройки, больший единицы.

Заменив U_в.зна К_в и U_с.зполучим формулу для определения напряжения срабатывания бокировки минимального напряжения

U_с.з = U_{раб.мин} /К_н К_в

где К_н –принимается равным 1.1.

Коэффициенты чувствительности определяются в тех же режимах, что и для токовых реле, по формуле

Кч = Uс.з / Uк.мах

где Uк.мах – максимальное значение остаточного напряжения в месте установки защиты при к.з. в конце защищаемого или резервируемого участка.

 

Ступенчатая токовая защита.

При совместном использовании максимальной токовой защиты и токовой отсечки обеспечивается надежная защита линии на всем ее протяжении. Сочетание токовой отсечки и максимальной токовой защиты носит название токовой защиты ступенчатой характеристикой выдержки времени. Такая защита может быть двухступенчатой или трехступенчатой. В двухступенчатой защите в качестве первой ступени используется отсечка; второй ступенью является максимальная токовая защита. В трехступенчатой защите вторая ступень представляет собой отсечку с выдержкой времени; максимальная токовая защита образует третью ступень. Назначением второй ступени защиты является отключение поврежденной линии при возникновении к.з. вне зоны действия первой ступени, т.е. в конце линии, а третья ступень резервирует действие защит смежного участка сети.

Токи срабатывания первых ступеней защит выбираются как токи срабатывания отсечек

Iс.з.=Кзап Ч Iк.з.макс.

Время срабатывания первых ступеней определяется временем действия исполнительного органа защиты – промежуточного реле.

Токи и времена срабатывания вторых ступеней защит отстраиваются от токов и времени срабатывания первых ступеней предыдущих защит:

I²c.з.₂=КотсЧ IЃ с.з.₁

I²c.з.₃=КотсЧ IЃ с.з.₂

Т²c.з.₂=ТЃ c.з.₁ +D Т

Т²c.з.₃= ТЃ c.з.₂ +D Т

Чувствительность вторых ступеней защит определяется минимальным током к.з. в конце защищаемой линии и считается приемлемой при Кч=1.3ё 1.5

Параметры срабатывания третьей ступени выбираются как параметры срабатывания максимальной токовой защиты.

На рисунке изображена радиальная сеть с односторонним питанием, участки которой (АБ, БВ) защищены трехступенчатыми токовыми защитами. Из рисунка ясно, что при к.з. на линии действует или первая ступень (к.з. в начале линии), или вторая ступень (к.з. в конце линии). Третья ступень выполняет функцию резервной защиты при повреждениях на соседних участках. Таким образом, токовая защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени является селективной и относительно быстродействующей защитой. Однако не любая радиальная линия с односторонним питанием может быть оборудована такой защитой, так как чувствительность токовых отсечек часто оказывается недостаточной.

Рис.1

Ранее была приведена карта селективности для защит с независимыми характеристиками времени. Однако часто вторые ступени двухступенчатых защит выполняются в виде МТЗ с зависимой от величины тока характеристикой выдержек времени.

Рис.2

Токовая защита в целом обеспечивает селективность несрабатывания при внешних к.з. только в сетях радиальной конфигурации с односторонним питанием. Это определяется ее последней ступенью – максимальной токовой защитой. Первые и вторые ступени принципиально могут быть выполнены селективными в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания. Существенные недостатки защиты – недостаточная в ряде случаев защитоспособность 1 и 2 ступеней (являющихся основными), зависимость длин защищаемых зон от режима работы питающей системы и вида к.з., а также иногда недостаточная чувствительность последней резервной ступени. Защита, несмотря на отмеченные недостатки, широко используется в распределительных сетях Uном< 35кВ радиальной конфигурации с односторонним питанием для действия при всех многофазных к.з.

 

Рекомендуемые страницы:

Направленные МТЗ

Ток срабатывания защиты определяется по току номинального рабочего режима без учёта перегрузки:

Iсз = kн Iном. раб. . (3.10)

kв

Условия выбора напряжения срабатывания:

1.Не действие при допустимых посадках напряжения

Uсз =	0,95Uн ,	(3.11)
	kнkв
где kн =1,1÷1,3 ; kв =1,15 .
2.	Обеспечение самозапуска асинхронных двигателей,	которые
тормозились при снижении напряжения, под действием внешнего тока КЗ
Uсз = (0,5 ÷0,6)Uн .		(3.12)

Критерием выбора величины Uсз , рассчитанной по условиям (1.11) и (1.12),

является её наименьшее значение.

Коэффициент чувствительности по напряжению определяется из

соотношения:
kч =	Uсз	.	(3.13)
	Uост.

Защита считается пригодной в том случае, если kч ≥1,5 .

В сетях с двухсторонним питанием с помощью обычных МТЗ не удаётся обеспечить селективность защит, т.к. в одном случае (замыкание в точке К1, см. рис. 3.3) требуется выполнение неравенства tз2 > tз3 , а в другом случае (замыкание в точке К2), наоборот, tз2 < tз3 .

Рис. 3.3. Принцип действия направленной МТЗ

При коротком замыкании точка КЗ делит схему на две части. Следовательно, потоки мощности короткого замыкания от источников, и проходящие через соответствующие последовательности цепи защит, будут встречно направлены. Отличить место возникновения КЗ можно, если контролировать направление мощности КЗ ( Sк ), такую функцию реализует реле направления мощности. Время действия должно согласовываться между собой у защит, работающих от тока КЗ одного источника, и увеличение времени происходит по мере приближения от потребителя к тому источнику, от которого работает данная защита. График согласования приведён на рис. 3.4.

Рис. 3.4. График согласования защит
Согласно временной диаграмме (рис. 5) между собой согласуются защиты 1,
3, 5 и 2, 4, 6: t1 = t3 +∆t ; t3 = t5 +∆t ; t6 = t4 +∆t ; t4 = t2 +∆t .
Величина Iсз определяется, как для обычных МТЗ
Iсз = kнkсз Imax нагр. .	(3.14)
kв

Правила определения коэффициента чувствительности также остаются прежними.

Принцип работы реле направления мощности

Принципиальная схема реле направления мощности представлена на рис. 3.5. Работу реле рассмотрим на основе векторной диаграммы (рис. 3.6).

10

Рис. 3.5. Индукционное реле направления мощности

Рис. 3.6. Векторная диаграмма реле направления мощности

Построение диаграммы начинают с вектора напряжения реле (U р ) и тока реле Iр , угол между ними ϕр зависит от параметров сети.

Ток, протекающий через катушку напряжения (W1 ), обозначают через Iн .

Угол между Iн и U р , обозначенный как α, является внутренним углом реле

(зависит от параметров реле).

11