Максимальная токовая защита, принцип действия, Обеспечение селективности МТЗ. Максимальная токовая защитаМаксимальная токовая защита - выбор и принцип действия РЗАВ нормальном режиме по линии, в трансформаторе, двигателе течет рабочий ток, значение которого известно и определяется номинальными параметрами. Однако, порой возникают аварийные, переходные ситуации, когда происходят перерывы питания, вследствие коротких замыканий, самозапуска, перегрузок. Значение тока повышается до величины, которая может привести к нарушению работоспособности электрической сети, выхода из строя электрооборудования. Чтобы не происходило подобных аварий, необходимо на этапе проектирования предусмотреть методы защиты от переходных токов. Для этого служит релейная защита, а в частности защита от токов короткого замыкания - максимальная токовая защита. Эта защита также относится к токовым, как и токовая отсечка. На линиях с односторонним питанием МТЗ устанавливается в начале линии со стороны источника питания. Так как сеть может состоять из нескольких линий, то на каждой из них ставят свой комплект защит. При повреждении на одном из участков линии сработает защита этого участка и отключит линию. Защиты других линий отстроены по времени, таким образом соблюдается селективность. Они отключатся, не успев сработать. Время срабатывания увеличивается в направлении от потребителя к системе. На линиях с двухсторонним питанием защита МТЗ является дополнительной и достижение селективности одними лишь средствами выдержки времени является невозможным. Поэтому в таких сетях применяются направленные защиты. Классификация МТЗМаксимальные токовые защиты классифицируются на трехфазные и двухфазные (в зависимости от схемы исполнения), в зависимости от способа питания (с постоянным или переменным опертоком), защиты с зависимой и независимой характеристикой. Принцип действия максимальной токовой защитыПри достижении током величины уставки подается сигнал на срабатывание реле времени с заданной выдержкой времени. Затем после реле времени сигнал идет на промежуточное реле, которое мгновенно отправляет ток в цепь отключения выключателя. У зависимых защит выдержка времени задается уставкой на реле, у независимых - выдержка зависит от величины тока. Зависимые защиты проще отстраивать и согласовывать. Схема защиты МТЗНа рисунке выше приведена схема максимальной токовой защиты - токовые цепи и цепи управления. Параметры и расчет максимальной токовой защитыМТЗ не может совмещать в себе функцию защиты от перегрузки, так как действие МТЗ должно происходить по возможности быстрее, а защита от перегрузки должна действовать, не отключая допустимые кратковременные токи перегрузки или пусковые токи при самозапуске электродвигателей.
К достоинствам МТЗ относится их простота и наглядность, надежность, невысокая стоимость. К недостаткам можно отнести большие выдержки времени вблизи источников питания, хотя именно там токи короткого замыкания должны отключаться быстро. Максимальная токовая защита является основной в сетях до 10кВ, однако, применение она нашла и в сетях выше 10кВ. Поделитесь с коллегами и сокурсниками pomegerim.ru 3. Максимальная токовая защитаМаксимальная токовая защита. 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. 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. 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 А3 и 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 А4 составит 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 Iсз = Кн х Iн.норм / Кв 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 Uраб.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: Uв.з. = Uраб.мин /Кн где Кн –коэффициент надежности отстройки, больший единицы. Заменив Uв.з на Кв и Uс.з получим формулу для определения напряжения срабатывания бокировки минимального напряжения Uс.з = Uраб.мин /Кн Кв где Кн –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. studfiles.net Токовая отсечка и максимальная токовая защита Так в чем их смысл и есть ли какая-то разница между ними? С этим мы и разберемся. При написании данной статьи автор изучил различные источники и пришел к выводу, что по этому вопросу очень много путаницы. Именно поэтому он рекомендует в первую очередь обратиться к основополагающему документу – ПУЭ (3.2.) . А весь остальной материал, встречающийся в интернете, следует рассматривать лишь как пояснения (разъяснения) к положениям правил. Причем нужно относиться к этой информации критически, сопоставляя ее с тем, что прописано (хотя и несколько «скуповато»), в ПУЭ. По принципу действия максимальная токовая защита и отсечка идентичны. Элементы, их обеспечивающие, реагируют на один и тот же параметр электрической цепи – ток, точнее, на его величину. При превышении им определенного, заданного значения (уставки) защитное устройство срабатывает. Разница в том, как именно? Ток, протекающий по проводникам (а они характеризуются своим удельным сопротивлением, в зависимости от материала – алюминий или медь) приводит к их нагреву. И чем выше его значение, тем сильнее. При повреждениях изоляции и коротких замыканиях данный параметр может вырасти резко и достигать большой величины. Результат вполне прогнозируем. Кстати, это одна из основных причин, если верить статистике, всех воспламенений в электрифицированных зданиях и сооружениях. Именно поэтому для каждой электрической цепи предусматривается свой номинал тока, при превышении которого цепь должна разрываться. В этом – смысл любой защиты данного типа. Многое зависит от того, где именно произошло повреждение. В силу удельного сопротивления металлов быстрее среагирует то устройство, которое расположено ближе к «аварийной зоне». Многое зависит и от электрической схемы. Если она сложная, то в ней предусматривается несколько защитных автоматов – общий и на каждой «нитке» (также прописано в ПУЭ). С учетом множественности вариантов проектирования электрических цепей однозначно сказать, в чем принципиальная разница между токовой отсечкой и МТЗ, нельзя. Все зависит от характеристик схемы и места расположения в ней того или иного защитного изделия. Если суммировать всю информацию по ТО и МТЗ, то можно сделать следующие выводы.
Все остальные суждения по данному вопросу (например, что ТО является основным видом защиты) – не более чем выдумки, вызванные малой осведомленностью тех, кто делает подобные заявления. Автор будет рад, если статья поможет читателю понять, в чем разница между токовой отсечкой и максимальной защитой. electroadvice.ru
electric-220.ru Максимальная токовая защита - это... Что такое Максимальная токовая защита?Максима́льная то́ковая защи́та (МТЗ)— вид релейной защиты, действие которой связано с увеличением силы тока в защищаемой цепи при возникновении короткого замыкания на участке данной цепи. Данный вид защиты применяется практически повсеместно и является наиболее распространённым в электрических сетях. Принцип действияПринцип действия МТЗ аналогичен принципу действия токовой отсечки. В случае повышения силы тока в защищаемой сети защита начинает свою работу. Однако, если токовая отсечка действует мгновенно, то максимальная токовая защита даёт сигнал на отключение только по истечении определённого промежутка времени, называемого выдержкой времени. Выдержка времени зависит от того, где располагается защищаемый участок. Наименьшая выдержка времени устанавливается на наиболее удалённом от источника участке. МТЗ соседнего (более близкого к источнику энергии) участка действует с большей выдержкой времени, отличающейся на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности определяется временем действия защиты. В случае короткого замыкания на участке срабатывает его защита. Если по каким-то причинам защита не сработала, то через определённое время (равное ступени селективности) после начала короткого замыкания сработает МТЗ более близкого к источнику участка и отключит как повреждённый, так и свой участок. По этой причине важно, чтобы ступень селективности была больше времени срабатывания защиты, иначе защита смежного участка отключит как повреждённый, так и рабочий участок до того, как собственная защита повреждённого участка успеет сработать. Однако важно так же сделать ступень селективности достаточно небольшой, чтобы защита успела сработать до того, как ток короткого замыкания нанесёт серьёзный ущерб электрической сети. Уставку (или величину тока, при которой срабатывает защита) выбирают, исходя из наименьшего значения тока короткого замыкания в защищаемой сети (при разных повреждениях токи короткого замыкания отличаются). Однако при выборе уставки следует так же учитывать характер работы защищаемой сети. Например, при самозапуске электродвигателей после перерыва питания, значение силы тока в сети может быть выше номинального, и защита не должна его отключать.РеализацияРеализуется МТЗ, как правило, с помощью реле тока. Реле тока могут быть как мгновенного действия, так и срабатывающие с выдержкой времени, определяемой величиной тока, в этом случае для обеспечения необходимой выдержки времени дополнительно используют реле времени. В современных схемах релейной защиты и автоматики чаще всего используются микропроцессорные блоки защиты, которые сочетают в себе свойства этих реле. Литература
dic.academic.ru Максимальная токовая защита, принцип действия, Обеспечение селективности МТЗ.Ответ:При возникновении короткого замыкания в электрической системе в большинстве случаев возрастает ток до величины, значительно превосходящей максимальный рабочий ток. Защита, реагирующая на это возрастание, называется токовой. Токовые защиты являются наиболее простыми и дешевыми. Поэтому они широко применяются в сетях до 35 кВ включительно. Комплекты токовых защит устанавливаются со стороны питания линии для отключения выключателей 1, 2, 3. При повреждении на одном из участков сети ток повреждения проходит через все реле. Если ток короткого замыканиябольше тока срабатывания защит, эти защиты придут в действие. Однако, по условию селективности, сработать и отключить выключатель должна только одна максимальная токовая защита – ближайшая к месту повреждения.
Такое действие защиты может быть достигнуто двумя способами. Первый основан на том, что ток повреждения уменьшается при удалении от места повреждения. Выбирается ток срабатывания защиты больше максимального значения тока на данном участке при повреждении на следующем, более удаленным от источника питания. Второй способ – создание у защит выдержек времени срабатывания тем больших, чем ближе защита расположена к источнику питания.
В момент времени t1 происходит короткое замыкание. В момент времени t2 срабатывает максимальная токовая защита (МТЗ) и отключает выключатель. Двигатели при коротком замыкании в результате снижения напряжения затормозились и ток их при восстановлении напряжения увеличился. Поэтому вводится коэффициент kз – коэффициент самозапуска двигателей. Также вводится коэффициент надежности kн для учета различного рода погрешностей – трансформаторов тока и др. После отключения внешнего короткого замыкания максимальная токоваязащита должна вернуться в исходное состояние. Ток возврата определяется по следующему выражению:
Значения токов срабатывания и возврата должны быть близки. Вводится коэффициент возврата:
С учетом коэффициента возврата ток срабатывания определяется следующим образом:
У «идеальных» реле коэффициент возврата равен 1. Реальные реле защиты имеют коэффициент возврата меньший 1 за счет трения в подвижных частях и др. Чем выше коэффициент возврата, тем меньший ток срабатывания можно выбрать при данной нагрузке, следовательно, тем чувствительнее максимальная токовая защита. Выдержки времени защит выбираются таким образом, чтобы каждая последующая по направлению к источнику питания защита имела время срабатывания большее, чем максимальная выдержка времени предыдущей на величину ступени селективности.
Ступень селективности зависит от погрешностей измерительных органов защит и разброса времени срабатывания выключателей. Существуют несколько типов характеристик срабатывания токовых защит – независимые и зависимые. Зависимые характеристики срабатывания удобно согласовывать с защитными характеристиками предохранителей и характеристиками нагрева защищаемых присоединений, например электродвигателей. Наиболее часто используются зависимые характеристики по стандарту МЭК:
где A,n – коэффициенты, k – кратность тока k = Iраб/Icp. Схемы МТЗ с независимыми выдержками времени, выполненными по схемам полной и неполной звезды, область применения, принцип действия. Ответ: Неполная звезда. На рис. 5, а, в приведена схема двухступенчатой токовой защиты, состоящей из максимальной токовой защиты с двумя или тремя реле тока и токовой отсечки с двумя реле тока. Два трансформатора тока ТТЛ и ТТС включены в фазы А и С. Их вторичные обмотки соединены по схеме неполной звезды. Измерительные органы защиты — максимальные реле тока мгновенного действия включены в фазные провода вторичных цепей ТТЛ и ТТС (реле РТ1, РТ4 и РТ2, РТ5) и вобратный провод схемы (реле РТЗ). В нормальном режиме в реле РТ1 и РТ4 (рис. 5, а) проходит вторичный ток фазы А (I2А), в реле РТ2, РТ5 — ток фазы С (/2 с). а в реле РТЗ — геометрическая сумма этих токов: /2в = I2A+l2c(рис. 5, б). При угловом сдвиге между векторами фазных токов в стандартной трехфазной сети, равном 120°, значение тока фазы В равно значению токов в фазах А и С. В схеме неполной звезды (рис. 5, а) этот ток проходит в обратном проводе, куда включено реле РТЗ. Таким образом, коэффициент схемы здесь K(3)cх= 1.
Рис. 5, Принципиальная схема двухступенчатой токовой защиты на постоянном оперативном токе для сетей 3—35 кВ (схема "неполная звезда") : а — цепи переменного тока; б — векторная диаграмма вторичных токов /2,' в — цепи постоян- ного оперативного тока РТ1—РТЗ — максимальные реле тока максимальной токовой зашиты; РТ4, РТ5 — реле токовой отсечки; РВ , РП , PC— реле времени, промежуточное, сигнальные (указательные) ; ТТЛ, ТТС — измерительные трансформаторы тока вфазах А и С; В — выключатель защищаемой линии электропередачи (или трансформатора) При трехфазном КЗ (рис. 4, а) вторичные равные между собой токи КЗ фаз А, В и С (/(3)2к ) проходят по всем реле РТ1—РТ5 (рис. 5, а) . При двухфазных КЗ между фазами А и В или В и С вторичные токи КЗ проходят соответственно через реле РТ1, РТ4 или РТ2, РТ5, а также в обоих случаях — через реле РТЗ. Эти токи могут быть определены по выражению
где /(3)2к — ток при трехфазном КЗ; nт — коэффициент трансформации трансформаторов тока; 0,865 — коэффициент, показывающий, что значение тока при двухфазном КЗ меньше, чем при трехфазном. При двухфазном КЗ между фазами А и С такие же токи проходят через реле РТ1, РТ2, РТ4, РТ5, но в реле РТЗ (в обратном проводе) значение тока близко к нулю. Однако это не может привести к отказу срабатывания защиты, так как контакты реле РТ1—РТЗ включены параллельно (рис. 5, в), иначе говоря — по логической схеме ИЛИ. Для срабатывания защиты или отсечки достаточно замыкания контактов одного из реле РТ1, РТ2 или РТЗ и соответственно РТ4 или РТ5. При однофазном КЗ на землю фаз А или С (рис. 4, в) , на которых установлены трансформаторы тока, максимальная токовая защита (реле РТ1, РТ2) и токовая отсечка (РТ4, РТ5) принципиально могут работать. Но при однофазном КЗ фазы В, где нет трансформатора тока (рис. 5, а) , защита по схеме неполной звезды действовать не может. Поэтому в сетях с большими токами замыкания на землю эта схема не применяется. При двойных замыканиях на землю разных фаз в двух точках сети (рис. 4, г) защита по схеме неполной звезды принципиально может срабатывать, причем в большинстве случаев при таких повреждениях отключается только одна из поврежденных линий. Например, отключается Л1 (рис. 4, г) , на которой произошло замыкание на землю фазы А,где есть трансформатор тока, и не отключается линия Л2, на которой произошло замыкание на землю фазы В, где нет трансформатора тока и поэтому ее защита не действует. Для сетей 3—35 кВ с малыми токами замыкания на землю такое свойство схемы неполной звезды считается положительным, поскольку здесь допускается длительная работа линии с однофазным замыканием на землю. Если в этих сетях выполнить защиту по схеме полной звезды, т. е. с трансформаторами тока во всех трех фазах, то при двойных замыканиях на землю могли бы отключаться обе поврежденные линии (при одинаковых уставках по времени их защит) . Это приводило бы к отключению большего числа потребителей. Для уменьшения количества отключений линий при таких видах повреждений принято устанавливать трансформаторы тока на одноименных фазах, обычно А и С, на всех элементах электрически связанной сети. Важная роль реле РТЗ, включенного в обратный провод двухфазной схемы защиты (рис. 5, а), выявляется при рассмотрении двухфазных КЗ за трансформатором со схемой соединения обмоток звезда — треугольник (рис. 4, д). Токи КЗ при повреждении на стороне низшего напряжения НН трансформируются на сторону высшего напряжения ВН таким образом, что в одной из фаз на стороне ВН значение тока КЗ будет в два раза выше, чем в двух других, и численно равно току трехфазного КЗ в этом же месте (табл. 1). При выполнении максимальной токовой защиты с тремя реле РТ1—РТЗ при всех сочетаниях двухфазных КЗ на стороне НН в одном из этих реле будет проходить такой же ток, как и при трехфазном КЗ (табл. 1). Иначе говоря, коэффициенты чувствительности, определяемые по выражению (2) при этих видах КЗ, будут: К(2)чув= К(3)чув Но при отсутствии реле РТЗ в обратном проводе при одном из видов двухфазного КЗ за трансформатором со схемой соединения обмоток звезда - треугольник-11, так же как и за трансформатором со схемой треугольник — звезда-11, в реле РТ1 и РТ2 пройдет ток, равный лишь половине тока трехфазного КЗ. Для такой схемы * К(2)чув= К(3)чув и это является ее существенным недостатком. Поэтому максимальная токовая защита должна выполняться трехрелейной не только на трансформаторах с указанными схемами соединения обмоток, но и на линиях, питающих такие трансформаторы.
Таблица 1.
Несколько иначе решается вопрос о необходимости трехрелейного выполнения максимальной токовой защиты трансформаторов со схемой соединения обмоток звезда — звезда с выведенной нейтралью на стороне НН (рис. 4, е). Здесь установка третьего реле РТЗ в два раза повышает чувствительность максимальной токовой защиты к однофазным КЗ на стороне НН (напряжением, как правило, 0,4—0,23 кВ) по сравнению с чувствительностью двухрелейной схемы защиты. Действительно, при КЗ на землю любой из фаз на стороне НН в одной из фаз на стороне ВН будет проходить ток, в два раза больший, чем в двух других. Трех-релейная схема защиты реагирует именно на это значение тока, по которому вычисляется ее коэффициент чувствительности К(1)чув. Для двухрелейной схемы значение этого коэффициента оказывается в два раза меньше. Однако при однофазных КЗ за рассматриваемыми трансформаторами численное значение токов КЗ на стороне ВН часто настолько мало, что и установка третьего реле не обеспечивает достаточную чувствительность максимальной токовой защиты к этим видам КЗ. В таких случаях максимальную токовую защиту на стороне ВН выполняют двухрелейной (без реле РТЗ, рис. 5, а), но на стороне НН устанавливают специальную токовую защиту нулевой последовательности, предназначенную для защиты стороны НН от однофазных КЗ на землю. Токовая отсечка (рис. 5, а) в сетях напряжением 3—35 кВ выполняется с двумя реле (РТ4, РТ5), поскольку по принципу действия она не должна срабатывать при КЗ за трансформаторами, и установка третьего реле в обратном проводе не повысила бы ее чувствительность. Максимальная токовая защита с реле тока мгновенного действия (типа РТ-40, РСТ-13 и т. п.) обязательно имеет в своей схеме реле времени (РВ на рис. 5, в). В схемах на оперативном постоянном токе используются электромеханические реле времени (с часовым механизмом) типа РВ-100 или ранее выпускавшиеся ЭВ-100, а в последние годы — электронные реле типов РВ-01, реже — ПРВ, ВЛ и некоторые другие (§ 5).
Рис. 6, Принципиальная схема максимальной токовой защиты с обратнозависимой времятоковой характеристикой на постоянном оперативном токе: а — цепи переменного тока; б — цепи постоянного оперативного тока; в — времятоковая характеристика t = f (I) реле типа РТ-80 В схеме токовой отсечки устанавливается промежуточное реле (РП на рис. 5, в), имеющее более мощные контакты, чем у максимальных реле тока, для того, чтобы коммутировать большой ток электромагнита отключения выключателя В. Кроме того, промежуточное реле создает небольшое замедление действия токовой отсечки, что часто оказывается необходимым для обеспечения ее селективной работы. Например, небольшая выдержка времени обеспечивает несрабатывание отсечки линии 10 кВ при КЗ в трансформаторе, подключенном к этой линии, до тех пор, пока не расплавятся вставки плавких предохранителей, защищающих этот трансформатор. Используются промежуточные реле и без замедления типа РП-23 или новые РП-16, и с регулируемым временем срабатывания серии РП-250 или новые РП-18 (§5). Для сигнализации действия максимальной токовой защиты и токовой отсечки устанавливаются сигнальные реле РС1, РС2 (рис. 5, в). Раздельная сигнализация действия этих защит может помочь обслуживающему персоналу ориентировочно определить зону повреждения. Например, отключение трансформатора от токовой отсечки указывает на повреждение трансформатора со стороны ВН, где установлена отсечка. Действие максимальной токовой защиты чаще всего происходит при КЗ за трансформатором (особенно при наличии специальных защит от внутренних повреждений — газовой, дифференциальной). По схеме неполной звезды выполняются двухступенчатые токовые защиты не только с мгновенными реле максимального тока (рис. 5), но и с реле, имеющими обратнозависимую от тока характеристику, чаще всего с реле типа РТ-80 (рис. 6, а, б). В реле этого типа входит индукционный элемент, обеспечивающий обратнозависимую от тока времятоковую характеристику максимальной токовой защиты, и электромагнитный элемент, выполняющий функции токовой отсечки мгновенного действия [7]. На рис. 6, в показана времятоковая характеристика реле РТ-80. Индукционный элемент срабатывает при токе /с,3, но при этом время действия защиты очень велико (несколько секунд). Чем ближе место КЗ и чем больше значение тока /к, тем меньше время срабатывания защиты Г. При КЗ в зоне действия отсечки (рис. 1), когда значение тока /к превышает ее ток срабатывания /с.0, действует электромагнитный элемент и защита срабатывает без выдержки времени на отключение выключателя В поврежденной линии. Двухступенчатая максимальная токовая защита, использующая трансформаторы тока только в двух фазах (неполная звезда) может выполняться также комплектными устройствами типа ЯРЭ-2201 и ТЗВР. Измерительные органы этих защит реагируют не на фазные токи, как реле РТ1—РТ5 в схеме рис. 5, а на разность фазных токов [8]. Это несколько повышает чувствительность защиты к двухфазным КЗ, однако создает неудобства при согласовании чувствительности таких защит и защит, реагирующих на фазные токи, в том числе защит, выполненных с помощью плавких предохранителей. Защиты типа ЯРЭ-2201 и ТЗВР пока не нашли широкого применения. Полная звезда. В этой схеме трансформаторы тока устанавливаются во всех трех фазах защищаемого элемента (рис. 7). Измерительные органы (реле) максимальной токовой защиты включаются в каждую фазу (РТ1—РТЗ), а токовой отсечки — в любые две фазы (РТ4, РТ5), Поскольку в нормальном режиме в этих реле проходят фазные токи, равные вторичным токам соответствующих трансформаторов тока, для этой схемы, так же как и для предыдущей, неполной звезды, коэффициент схемы равен 1. При трехфазном и всех видах двухфазных КЗ (рис. 4, а, б) вторичные токи КЗ проходят по всем трем или каким-либо двум измерительным реле, что обеспечивает надежную работу схемы. При всех видах однофазных и двухфазных КЗ на землю (рис. 4, в, г) также обеспечивается работа схемы максимальной токовой защиты с тремя реле РТ1— РТЗ.Токовая отсечка с двумя реле (РТ4, РТ5) принципиально не реагирует на однофазное КЗ той фазы, в которой отсутствует измерительныйорган, в данной схеме — фазы В (рис. 7).
Рис. 7. Цепи переменного тока двухступенчатой максимальной токовой защиты и токовой защиты нулевой последовательности для сетей с глухозаземленной нейтралью напряжением 110 кВ и выше (схема «полная звезда). Однако это не считается недостатком, так как в сетях 110 кВ и выше, где в основном и применяется схема полной звезды, наряду с защитой от междуфазных КЗ обязательно устанавливается специальная ступенчатая токовая защита нулевой последовательности от КЗ на землю (ТЗНП на рис. 7). Измерительные органы ТЗНП включены внулевой провод схемы полной звезды. В нормальном симметричном режиме ток в нулевом проводе практически отсутствует, поскольку геометрическая сумма трех фазных токов при угловом сдвиге между ними в 120°, равна нулю. При междуфазных КЗ (рис. 4, а, б) ток в нулевом проводе также близок к нулю. Но при КЗ на землю (рис. 4, в, г) здесь проходят большие токи, обеспечивающие срабатывание ТЗНП. Совместное применение защит от междуфазных КЗ и защит от КЗ на землю ("земляных") обеспечивает надежное отключение всех видов КЗ в защищаемой сети 110 кВ и выше [1—3]. При двухфазных КЗ за стандартными двухобмоточными и трехобмоточными трансформаторами, у которых вторичные обмотки НН или СН соединены в треугольник (например, рис. 4, д), максимальная токовая защита, выполненная по схеме полной звезды с тремя реле (рис. 7), реагирует на больший из токов КЗ, равный по значению току трехфазного КЗ. Таким образом, чувствительность защиты при двухфазных и трехфазных КЗ одинакова. Однако область применения трехфазной трехрелейной максимальной токовой защиты (рис. 7) ограничена. Для защиты сетей 3—35 кВ она не применяется, поскольку в этих сетях устанавливаются, как правило, только по два трансформатора тока. Если бы устанавливались три трансформатора тока, то нецелесообразно выполнять трехрелейную максимальную токовую защиту, которая при двойных замыканиях на землю (рис. 4, г) могла бы вызывать отключение обеих поврежденных линий (см. выше). Что касается сетей напряжением 110 кВ и выше, то для защиты линий этих классов напряжения чаще всего вместо максимальной токовой защиты используется дистанционная защита [1--3, 8]. На трансформаторах 110 кВ и выше максимальная токовая защита по схеме полной звезды (рис. 7) также редко применяется по двум причинам. Одной из причин является то, что для включения измерительных реле максимальной токовой защиты понижающих трансформаторов чаще всего используют те же трансформаторы тока, что и для дифференциальной защиты, а их вторичные цепи, как правило, соединяются по схеме треугольника (см. далее). Другой причиной является необходимость существенного увеличения тока срабатывания максимальной токовой защиты, выполненной по этой схеме, для того чтобы обеспечить ее бездействие при однофазных КЗ на землю в питающей сети (рис. 8). При глухозаземленной нейтрали трансформатора, что всегда возможно в сетях этих классов напряжения, при внешнем однофазном КЗ через нейтраль трансформатора может проходить весьма большой ток, называемый утроенным током нулевой последовательности: З/о. При этом по каждой фазе обмотки ВН, соединенной в звезду, проходит всего по одной трети тока 3/0, однако численное значение токов в фазах и, следовательно, в измерительных органах защиты (реле РТ1—РТЗ) оказывается весьма большим, в несколько раз превышающим номинальный ток трансформатора. Для обеспечения несрабатывания защиты при таких внешних КЗ (отстройки) необходимо было бы сильно увеличить ток срабатывания защиты, что привело бы к нежелательному снижению ее чувствительности при КЗ за трансформатором.
Токовая отсечка (реле РТ4, РТ5 на рис. 7) применяется на линиях всех классов напряжения. Логическая часть, исполнительные и сигнальные органы для схемы защиты рис. 7 используются те же, что и для схемы рис. 5. megalektsii.ru Максимальная токовая защита (МТЗ)Принцип действия МТЗ. Одним из наиболее характерных признаков возникновения КЗ, а также нарушений нормального режима работы электроустановок является резкое увеличение тока (появление сверхтока), который становится значительно больше тока нагрузки. На рис. №1 показан принцип действия МТЗ. К реле МТЗ через трансформатор тока ТА подводится ток, проходящий по защищаемому элементу (линии W). При нормальных значениях тока нагрузки защита не действует, но когда ток увеличивается и достигает заранее установленных значений, защита сработает и отключит выключатель Q. Значение тока, при котором происходит срабатывание защиты, называется током срабатывания. Первым требованием МТЗ является правильное выявление момента возникновения повреждения в защищаемой цепи. Появление сверхтока в каком – либо элементе не всегда является признаком повреждения именно этого элемента, так как сверхток проходит не только по повреждённому элементу, но и по связанным с ним неповреждённым элементам. На рис. №2 показана схема электросети, состоящая из трёх последовательно соединённых участков.
При КЗ в точке К сверхток Iк проходит от источника питания Е к месту повреждения как по повреждённому участку I, так и по неповреждённым участкам II и III. Если сверхток превысит ток срабатывания, то сработают МТЗ всех трёх участков. В результате такого действия будут отключены не только повреждённый, но и не повреждённые участки электросети, что недопустимо. Правильная ликвидация аварии будет иметь место лишь в том случае, если сработает МТЗ первого участка и отключит выключатель ближайший к месту повреждения Q1. Вторым требованием МТЗ является избирательность или селективность. МТЗ должны участков электросети должны иметь различное время срабатывания, возрастающее в направлении к источнику питания. Время срабатывания защиты от момента возникновения сверхтока до воздействия на выключатель – выдержка времени. В рассмотренном примере МТЗ состоит из двух органов: пускового, который выявляет момент КЗ и производит пуск защиты, и замедляющего органа (орган выдержки времени), который замедляет действие защиты для обеспечения селективности. В качестве пусковых органов МТЗ используются реле увеличения тока (максимальные токовые реле), а в качестве замедляющего органа – реле времени. Токовые реле типов РТВ, РТ – 80, РТ – 90 содержат в себе оба органа. Поэтому МТЗ, выполняемая с помощью этих реле, называется МТЗ с зависимой характеристикой времени срабатывания. При использовании в качестве пусковых органов МТЗ токовых реле мгновенного действия типа РТ – 40 или ЭТ – 520 выдержка времени создаётся отдельными реле времени типа ЭВ или РВМ. Время срабатывания МТЗ, выполненной с помощью этих реле, не зависит от тока КЗ, так как реле времени срабатывают с одним и тем же установленным на них временем срабатывания. Защита такого типа называется МТЗ с независимой характеристикой времени срабатывания. МТЗ является наиболее простой и дешёвой защитой и поэтому широко применяется для защиты генераторов, трансформаторов, электродвигателей и линий электропередачи с односторонним, а в ряде случаев и с двухсторонним питанием. Размещение МТЗ. Ток КЗ проходит от источника питания к месту КЗ. Поэтому, чем ближе к источнику питания расположена защита, тем больше зона, при повреждении в которой защита приходит в действие. На рис. №3 показана схема размещения МТЗ для защиты понижающего трансформатора. Если для защиты трансформатора ТА и защиту МТЗ установить со стороны обмотки ВН, т.е. со стороны источника питания Е, то в зону защиты войдут: кабели, вводы и обмотки трансформатора, выключатель Q2, шины низкого напряжения А2. Если ТА и МТЗ установить со стороны обмотки НН, то в зоне защиты окажутся только Q2 и шины А2. Поэтому МТЗ следует устанавливать со стороны источника питания и по возможности ближе к нему.
Место установки МТЗ зависит также от схемы соединения электроустановки или электросети. На рис.№4 показана схема размещения МТЗ питающих линий и электрооборудования приёмных подстанций. От подстанции П отходят две кабельные линии: по линии W1 питается подстанция П1 с одним электродвигателем М, а по линии W2 – подстанция П2 с двигателем М и трансформатором Т. Для защиты линий на них со стороны подстанции П устанавливаются МТЗ 1 и МТЗ 2. На электродвигателе М подстанции П1 отдельную защиту можно не устанавливать, т.к. он входит в зону защиты МТЗ 1, а сточки зрения правильности ликвидации аварии не имеет значения , каким выключателем, Q или Q1, будет отключен электродвигатель при его повреждении.
В случае питания от подстанции П2 двух и более элементов МТЗ должна устанавливаться как на линии со стороны источника питания, так и на всех элементах электрооборудования, подключенных к шинам приёмной подстанции. На рис.№5 показан пример размещения МТЗ в радиальной сети с односторонним питанием от электростанции с генераторами G1 и G2. Для защиты электродвигателей М на каждом из них устанавливается МТЗ с действием на отключение своих выключателей Q1.
На трёхобмоточных трансформаторах МТЗ, как правило, устанавливается со стороны каждой обмотки. Защита II со стороны НН защищает шины А1 и, кроме того, может действовать при повреждении электродвигателя в случаях, если откажет его защита I или выключатель Q1. Таким образом, защита II имеет два защищаемых участка – основной, в который входят шины А1, и резервируемый, в который входят электродвигатели М. В соответствии с этим защита II является основной для шин А1 и резервной для электродвигателя М. Аналогичные функции выполняет защита IV в отношении шин среднего напряжения А2 и линии W2. Защита III со стороны ВН является основной для Т2 и резервной для шин А1 и А2. Если, учитывая наличие защиты III, отказаться от установки защит II и IV, то при повреждении, например, на шинах А1 будет отключаться трансформатор от защиты III и при этом кроме повреждённых шин А1 останутся без напряжения неповреждённые шины А2 и линия W2, что недопустимо. Неправильно будет ликвидирована авария и при повреждении на шинах А2. На линии W1 защиту VI можно устанавливать только со стороны источника питания с действием на отключение выключателя Q6. Эта защита будет основной для линии W1 и шин А3, а так же резервной для Т2 и линии W3. Установка защиты только на одном конце линии создаёт неудобство в эксплуатации, которое заключается в том, что после срабатывания защиты VI и отключения линии W1выключателем Q6 персонал должен выяснить, где произошло повреждение – на линии W1 или на шинах А3. На Т1 защиту VII достаточно установить только со стороны НН с действием на отключение Q7, которая будет основной защитой для Т1 и шин А4, а также резервной защитой для линий W1,W4. Последние комплекты МТЗ VIII устанавливаются на генераторах G1, G2. Они являются основной защитой для генераторов и шин А5, а также резервной защитой для Т1 и линии W5. Схемы включения пусковых органов МТЗ. Трёхфазная схема требует установки трёх ТТ трёх токовых реле. На рис.№6 показана трёхфазная схема включения пусковых реле МТЗ.
Первичные обмотки ТА включаются в фазы А,В,С защищаемого элемента, а вторичные соединяются в звезду. К выводам вторичных обмоток подключены реле, обмотки которых соединяются также в звезду. Провода, соединяющие выводы вторичных обмоток ТА и реле называются фазными, а провод, соединяющий нулевые точки – нулевым нейтральным проводом. В реле трёхфазной схемы проходит тот же ток, что и во вторичных обмотках ТА: Ip = I2 Поэтому коэффициент схемы, представляющий собой отношение тока в реле к току во вторичных обмотках ТА, равен единице: kCX = IP/I2 = 1. Трёхфазная схема реагирует на все виды междуфазных и однофазных КЗ, имея при этом равную чувствительность. Недостаток этой схемы – относительно большое количество оборудования и соответственно большая стоимость, чем у других схем. Недостатком трёхфазной схемы является также возможность неселективного действия при замыкании на землю разных фаз в двух точках сети с изолированной нейтралью. Если защиты имеют одинаковые выдержки времени, то одновременно отключаются обе линии. В то же время по условиям работы сети с изолированной нейтралью достаточно отключить только одно место замыкания на землю. Учитывая отмеченные недостатки и то, что в сети с изолированной нейтралью однофазных КЗ не бывает, а в сети с заземлённой нейтралью для защиты от однофазных КЗ применяется специальная защита с токовыми реле, включенными на фильтр тока нулевой последовательности, трёфазная схема имеет ограниченное применение. Двухфазная схема с соединением ТТ в неполную звезду. Рассматриваемая двухфазная схема требует установки двух ТТ и двух или трёх реле в зависимости от условий применения. На рис.№7 показана двухфазная двухрелейная схема, которая получила наибольшее применение.
Схема реагирует на все виды междуфазных КЗ, но поскольку ТТ установлены не во всех фазах, схема не может быть использована для защиты от однофазных КЗ. Коэффициент схемы также равен единице. Чувствительность двухфазной схемы можно повысить установкой третьего реле, включенного в нейтральный провод (рис.№8). В нейтральном проводе проходит геометрическая сумма фазных токов N = a + c. Ток в нейтральном проводе равен по величине току, проходящему по фазе, не имеющей ТТ. Поэтому дополнительное реле будет иметь в 2 раза большую чувствительность, чем реле фаз А и С. На рис.№9 показана двухфазная однорелейная схема с соединением ТТ на разность токов двух фаз. Эта схема наиболее экономична, так как требует установки двух ТТ и только одного реле. Первичные обмотки ТА включаются в две фазы защищаемого элемента, а вторичные обмотки соединяются на разность токов. К точкам соединения вторичных обмоток подключается обмотка токового реле. Ток равен геометрической разности вторичных токов.
Коэффициент схемы на рис.№9 составляет:
Одним из недостатков однорелейной схемы является её различная чувствительность при разных видах КЗ: Трёхфазное КЗ – Ip(3) = 1,73I2; Двухфазное КЗ – Ip(2) = 2I2. Другим весьма существенным недостатком схемы является отказ в действии при одном из трёх возможных видов трёхфазного КЗ за трансформатором с соединением обмоток звезда – треугольник. При двухфазном КЗ между фазами со стороны треугольника токи в этих же фазах со стороны звезды равны по значению и имеют одинаковое направление. Поэтому ток в реле равен нулю. Эта схема применяется в основном для защиты электродвигателей. Ток срабатывания пусковых токовых реле МТЗ выбирается таким, чтобы обеспечить выполнение следующих условий: -Защита не должна приходить в действие при прохождении по защищаемому элементу максимального тока нагрузки; -Защита должна надёжно действовать при КЗ на защищаемом участке и иметь коэффициент чувствительности не менее 1,5; -Защита, как правило, должна действовать и при КЗ на смежном (резервируемом) участке и иметь коэффициент чувствительности в конце этого участка не менее 1,2. Для выполнения первого условия ток срабатывания должен быть больше максимального тока нагрузки. Однако выполнения одного этого требования недостаточно для того, чтобы надёжно отстроиться от максимального тока нагрузки. Для выяснения условий отстройки пусковых органов МТЗ от максимального тока нагрузки рассмотрим поведение защиты I, установленной на подстанции П1 на линии W1(рис.№10.), когда ток нагрузки, проходящий по линии W1 и равный сумме токов нагрузок подстанций П2 и П3, имеет максимальное значение. При возникновении КЗ в точке К на линии W2 ток КЗ проходит от источника питания к месту КЗ как по повреждённой линии, так и по линии W1. При этом придут в действие защита II, установленная на повреждённой линии, и защита I на линии W1, поведение которой рассматривается. После отключения повреждённой линии W2 ток КЗ прекратится и по линии W1 будет вновь проходить максимальный ток нагрузки. При этом новое значение максимального тока нагрузки может значительно превышать ток в доаварийном режиме за счёт того, что при восстановлении напряжения после отключения КЗ происходит самозапуск электродвигателей, которые при этом потребляют повышенные (пусковые) токи. В этих условиях пусковые токовые реле защиты I, сработавшие в момент возникновения КЗ, должны вернуться в исходное положение до того, как истечёт выдержка времени защиты, что обеспечивается только в том случае, если ток возврата пусковых токовых реле будет больше максимального тока нагрузки послеаварийного режима. Увеличение тока нагрузки в результате самозапуска электродвигателей учитывается коэффициентом самозапуска kЗ.
Таким образом, для выполнения первого условия необходимо, чтобы IВ.З. = kHkзIH,max, где – kH коэффициент надёжности отстройки. Известно, что ток возврата и ток срабатывания связаны между собой коэффициентом возврата следующим образом kB = Iв.з./Iс.з. Отсюда ток возврата выразим Iв.з. = kBIc.з. Тогда получим kBIс.з. = kHkЗIH,max. Теперь получим окончательную формулу для расчёта тока срабатывания пусковых токовых реле МТЗ:
Вторичный ток срабатывания, т.е. уставка пусковых токовых реле, определим по формуле:
При определении максимального тока нагрузки необходимо исходить из наиболее тяжёлых, но реальных режимов работы оборудования. Для защиты параллельных линий в качестве максимального тока нагрузки на каждую линию принимают суммарную максимальную нагрузку обеих линий с тем, чтобы при аварийном отключении одной из них вторая не отключалась от перегрузки. Для защиты параллельно работающих трансформаторов максимальный ток определяют с учётом максимального количества работающих параллельно трансформаторов. При выборе тока срабатывания необходимо учитывать коэффициент самозапуска, если он неизвестен, то принимают равным 4 номинальным токам защищаемого оборудования. После определения тока срабатывания защиты проверяется выполнение второго и третьего условий, которые определяются коэффициентами чувствительности действия защиты в режиме, когда токи КЗ имеют минимальные значения (Ik,min). kЧ=Ik,min./IС.З. При расчёте kч защиты, включенной на разность токов двух фаз, минимальный ток КЗ определяется при двухфазном КЗ между фазами, на одной из которых нет ТТ, так как в этом случае через реле защиты проходит меньший ток КЗ. При расчёте kч для случая КЗ за трансформатором с соединением обмоток звезда – треугольник минимальный ток КЗ определяется при двухфазном КЗ, когда в фазах с ТТ проходит ток, в 2 раза меньший, чем в фазе без ТТ. treugoma.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Не все понимают отличия между токовой отсечкой и максимальной токовой защитой, которые в большинстве источников для краткости обозначаются аббревиатурами ТО (не путать с техническим обслуживанием) и МТЗ. И это объяснимо, так как и отсечка, и максимальная защита выполняют одну и ту же функцию – предохранение эл/цепи, ее элементов и присоединенных устройств от разрушения (выхода из строя).
, где kH принимаем равным 1,1 – 1,25: kЗ составляет 2 -3.
, где К1 – коэффициент трансформации ТТ; kСХ – коэффициент схемы, равный 1 для схем соединения в полную и неполную звезду и 1,73 для схем соединения ТТ в треугольник и на разность токов двух фаз.
