4.1. Принцип действия токовых защит

При коротком замыкании ток в линии увеличивается. Этот признак используется для выполнения токовых защит. Максимальная токовая защита (МТЗ) приходит в действие при увеличении тока в фазах линии сверх определенного значения.

Токовые защиты подразделяются на МТЗ, в которых для обеспечения селективности используется выдержка времени, итоковые отсечки, где селективность достигается выбором тока срабатывания. Таким образом, главное отличие между разными типами токовых защит в способе обеспечения селективности.

Рис. 4.1.1

4.2. Защита линий с помощью мтз с независимой выдержкой времени

МТЗ – основная защита для воздушных линий с односторонним питанием. МТЗ оснащаются не только ЛЭП, но также и силовые трансформаторы, кабельные линии, мощные двигатели напряжением 6, 10 кВ.

Рис. 4.2.1

Расположение защитыв начале каждой линии со стороны источника питания.

На рис. 4.2.1 изображено действие защит при КЗ в точке К. Выдержки времени защит подбираются по ступенчатому принципу и не зависят от величины тока, протекающего по реле.

4.2.2. Выбор тока срабатывания защиты

Защита должна надежно срабатывать при повреждениях, но не должна действовать при максимальных токах нагрузки и её кратковременных толчках (например, запуск двигателей).

• Слишком чувствительная защита может привести к неоправданным отключениям.

• Главная задача при выборе тока срабатывания состоит в надежной отстройке защиты от токов нагрузки.

Существуют два условияопределения тока срабатывания защиты.

Первое условие.Токовые реле не должны приходить в действие от тока нагрузки:

I_с.з>I_н.макс, (4.1)

где I_с.з– ток срабатывания защиты (наименьший первичный ток в фазе линии, необходимый для действия защиты);

I_н.макс– максимальный рабочий ток нагрузки.

Второе условие.Токовые реле, сработавшие при КЗ в сети, должны надёжно возвращаться в исходное положение после отключения КЗ при оставшемся в защищаемой линии рабочем токе.

При КЗ приходят в действие реле защит IиII(рис.4.2.1). После отключения КЗ защитойIпрохождение тока КЗ прекращается и токовые реле защитыIIдолжны вернуться в исходное положение.

Ток возврата реле должен быть больше тока нагрузки линии, проходящего через защиту IIпосле отключения КЗ. И этот ток в первые моменты времени после отключения КЗ имеет повышенное значение из–за пусковых токов электродвигателей, которые при КЗ тормозятся вследствие понижения (при КЗ) напряжения:

Рис. 4.2.7

I_воз>k_зI_н.макс.(4.2)

Увеличение I_н.макс, вызванное самозапуском двигателей, оцениваетсякоэффициентом запускаk_з.

• Учет самозапуска двигателей является обязательным.

При выполнении условия (4.2) выполняется и условие (4.1), так как I_воз<I_с.з.Поэтому для отстройки защиты от нагрузки за исходное принимается условие (4.2):

I_воз=k_нk_зI_н.макс, (4.3)

где k_н–коэффициент надежности, учитывающий возможную погрешность в величине тока возврата реле,k_н=1,1...1,2.

Ток срабатывания защитынаходят из соотношения

. (4.4)

Вторичный ток срабатывания реленаходится с учетом коэффициентов трансформации измерительных трансформаторов токаn_ти схемы включения релеk_сх:

. (4.5)

Ток срабатывания защиты зависит от коэффициента возврата, для снижения I_с.знеобходимо увеличиватьk_воз, он должен быть на уровне от 0,85 и выше.

Определение величины I_н.максиндивидуально для конкретного защищаемого объекта, ниже приведены два примера

1. Параллельные линии: I_н.макс=I_нагр.

Рис. 4.2.8

2. Линии, питающие потребителя: I_н.макс=I₁+I₂.

Рис. 4.2.9