24. Сравнить мтз, реагирующую на фазные токи и мтз нулевой последовательности. Максимальная токовая направленная защита

Защита, реагирующая на значение тока и направление (знак) мощности к.з., называется максимальной токовой направленной защитой.

Защита должна приходить в действие при соблюдении 2-х условий: ток превышает заданное значение (уставку тока срабатывания); знак мощности к.з. соответствует к.з. в защищаемом направлении.

Орган, определяющий знак мощности к.з. называется органом направления мощности.

Кроме измерительного органа (реле тока), органа направления мощности (реле направления мощности), защита имеет орган выдержки времени (реле времени).

Упрощенная схема максимальной токовой направленной защиты представлена на рис. 3-17, а.

а)

б)

Рис.3-17. Упрощённая схема максимальной токовой направленной защиты.

В качестве реле направления мощности могут применяться электромеханические реле или реле на полупроводниках. Поведение этих реле зависит от знака проведённой к зажимам реле мощности:

где:
	имеет постоянную величину, равную 0, 90^0 или (90^0>>0)

Реле направления мощности в схемах максимальных токовых направленных защит могут подключаться к токовым цепям и цепям напряжения по различным схемам так как мощность, подводимая к реле S_P может иметь недостаточную для срабатывания реле величину (при близких к.з. за счёт снижения напряжения U_P или при неблагоприятных значениях угла _Р когда Sin равен или близок к нулю).

Наибольшее применение нашли так называемые 90-градусные и 30-градусные схемы подключения реле направления мощности. (Схемы условно именуются по углам между током и напряжением, подведённым к реле в симметричном 3-х фазном режиме при условии, что токи в фазах совпадают с одноименными фазными напряжениями). В таблице 3-2 даны указания по различным сочетаниям токов и напряжений применительно к схеме включения реле направления мощности, представленной на рис. 3-18. На этом же рисунке представлены векторные диаграммы токов и напряжений при 90 и 30 градусным схемам подключения реле направления мощности.

Таблица 3-2

90-градусная схема включения				30-градусная схема включения
Реле	IP	UP	Реле		Ip	UP
I	IA	UBC	I		IA	UAC
II	IB	UCA	II		IB	UBA
III	IC	UAB	III		IC	UCB

Рис.3-18. Схема включения реле направления мощности и векторные диаграммы токов и напряжений, подводимых к реле:

а) при 90-градусной схеме;

б) при 30-градусной схеме.

Следует иметь ввиду, что реле направления мощности включенные на ток неповреждённых фаз может действовать неправильно, поэтому в схемах направленных токовых защит применяют пофазный пуск, принцип действия которого заключается в том, что пусковые реле разрешают замыкать цепь на отключение только реле мощности включённым на токи повреждённых фаз. Схема максимальной токовой направленной защиты с пофазным пуском приведена на рис. 3-19.

Рис.3-19 Схемая максимальной направленной защиты с пофазным пуском.

В сетях с глухозаземлённой нейтралью защита выполняется в 3-х фазном 3-х релейном исполнении, а в сетях с изолированной нейтралью защита устанавливается на 2-х одноимённых фазах во всей сети.

Защита, как правило, дополняется устройством, контролирующим исправность цепей напряжения, т.к. при нарушениях в цепях напряжения питающих реле направления мощности защита может подействовать неправильно.

Для отключения однофазных к.з. обычно применяются отдельные защиты, реагирующие на токи и напряжения нулевой последовательности. Поэтому максимальная токовая направленная защита часто используется только в качестве защиты от междуфазных к.з., а при замыканиях на землю защита блокируется с помощью специального токового реле, включаемого в нулевой провод трансформаторов тока соединенных в звезду на ток нулевой последовательности. Развёрнутая схема максимальной токовой направленной защиты с блокировкой при замыкании на землю представлена на рис. 3-20.

Рис.3-20. Развёрнутая схема максимальной направленной защиты с блокировкой при замыкании на землю:

а) цепи тока; б) цепи напряжения; в) цепи постоянного тока.

Ток срабатывания токовых направленных защит выбирается аналогично току срабатывания обычных МТЗ по условиям отстройки от максимальных нагрузочных режимов. При этом отстройка производится от токов, направленных от шин в линию.

МТЗ нулевой последовательности представлена на рис. 4-3.

Рис.4-3. Схема МТЗ нулевой последовательности.

Токовое реле 1 включается на фильтр токов нулевой последовательности или в нулевой провод трансформаторов тока, соединенных по схеме полной звезды.

Реле времени 2 создаёт выдержку времени, необходимую по условию селективности.

При междуфазных к.з. без земли, а также при симметричной нагрузке защита не действует, поскольку в этих режимах сумма токов и ток I₀ отсутствует.

МТЗ нулевой последовательности имеет важное преимущество по сравнению с обычной МТЗ, так как не реагирует на нагрузку и поэтому имеет высокую чувствительность.

Для исключения действия защиты нулевой последовательности от токов небаланса из‑за имеющих место погрешностей ТТ от намагничивающих токов, величину тока срабатывания пусковых токовых реле защиты необходимо выбирать больше тока небаланса.

Для ограничения тока небаланса необходимо работать в ненасыщенной части характеристик намагничивания ТТ и иметь одинаковые токи намагничивания во всех фазах. Чтобы обеспечить эти условия, ТТ питающие защиту должны:

• удовлетворять условию 10% погрешности при максимальном значении тока к.з. в начале следующего участка сети;

• иметь идентичные характеристики намагничивания во всех 3-х фазах;

• иметь одинаковые нагрузки вторичных цепей во всех фазах.

Таким образом, ток срабатывания МТЗ нулевой последовательности выбирается исходя из 2-х условий: по условию надёжного срабатывания защиты при к.з. в конце следующего участка цепи; по условию отстройки от токов небаланса:

Определяющим обычно является второе условие:

(4-3)

где:
Кн=1,31,5

Время срабатывания МТЗ нулевой последовательности выбирается по условию селективности на ступень t больше времени срабатывания защиты предыдущего участка

Выбирая выдержку времени необходимо учитывать, что защита нулевой последовательности может не действовать при к.з. за трансформатором, если при этом в защите ток 3I₀=0.

Чувствительность защиты характеризуется коэффициентом чувствительности:

где:
I0 мин.	-	минимальный ток нулевой последовательности при 1ф. к.з. или 2-х ф. к.з. на землю в конце второго участка.