4.3.2. Ток срабатывания токовых реле

Ток срабатывания токовых реле отстраивается не от максимальной нагрузки линии, а от длительной нормальной нагрузки I_н.норм в 1,5...2 раза меньшей максимальной:

, (4.13)

где k_н – коэффициент надежности.

Чувствительность защиты существенно повышается.

Рис. 4.3.1 Продолжение

4.3.3. Напряжение срабатывания реле минимального напряжения

Напряжение срабатывания U_сз выбирается исходя из двух условий.

1. U_сз<U_{раб.мин} – минимальное рабочее напряжение.

2. U_воз<U_{раб.мин} – реле напряжения должны возвращаться после отключения КЗ и восстановления напряжения до уровня U_{раб.мин}.

У реле минимального напряжения U_сз<U_воз.

учитывая (4.14)

, (4.15)

где n_н – коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.

Обычно U_{раб.мин} – на 5...10% ниже нормального уровня.

4.3.4. Чувствительность реле напряжения

Чувствительность реле проверяется по формуле

, (4.16)

где U_к.макс – максимальное значение напряжения на шинах подстанции, где установлен комплект защиты при КЗ в конце зоны защиты (например, в конце линии).

Нормативно k_ч1,5.

Защита с блокировкой применяется на линиях короткой и средней протяженности, на длинных линиях падение напряжения на шинах подстанции при КЗ в конце линии невелико и коэффициент чувствительности не удовлетворяет норме.

4.3.5. Напряжение срабатывания реле нулевой последовательности

Реле KV0 – реле максимального напряжения. Реле должно срабатывать при однофазных и 2 – фазных КЗ на землю. В нормальном режиме U₀=0, однако за счет погрешностей, на зажимах реле присутствует напряжение небаланса U_нб .

U_ср>U_нб – напряжение небаланса определяется путем измерений в нормальном режиме работы сети, как правило, U_ср0,15...0,2U_{макс.одноф.КЗ}.

4.3.6. Применение защиты

МТЗ с блокировкой минимального напряжения не действует при перегрузках, не сопровождающихся понижением напряжения, и имеет повышенную чувствительность к току КЗ по сравнению с простой МТЗ.

Защита применяется на линиях с большой аварийной нагрузкой, когда простая МТЗ не обеспечивает достаточной чувствительности и надежной отстройки от перегрузки.

4.4. МТЗ с зависимой и с ограниченно зависимой характеристикой выдержки времени от тока

4.4.1. Принцип действия защиты

Наряду с независимой защитой применяется МТЗ с зависимой и ограниченно зависимой характеристиками выдержки времени от тока.

Рис. 4.4.1

Зависимая характеристика улучшает отстройку от токов кратковременных перегрузок I_п. Ускоряет отключение при КЗ в начале линии К1.

Зависимые защиты выполняются при помощи реле, работающих не мгновенно, а с выдержкой времени, зависящей от величины тока. Ниже рассматриваются принцип действия и конструкция этих реле, относящихся к индукционному типу.

4.4.2. Индукционные реле

4.4.2.1. Принцип действия индукционных реле

Реле состоит из подвижной системы, расположенной в поле двух магнитных потоков Ф₁ и Ф₂ (рис. 4.4.2). Магнитные потоки создаются токами, проходящими по обмоткам неподвижных электромагнитов. Подвижная система представляет собой алюминиевый диск, закрепленный на оси. Пронизывая диск, магнитные потоки наводят в нем ЭДС Е_д1 и Е_д2. Под действием этих ЭДС в диске возникают вихревые токи I_д1 и I_д2, замыкающиеся вокруг оси индуктирующего их магнитного потока. Между магнитным потоком и током, находящимся в его поле возникает электромагнитная сила взаимодействия: F_э1 – от взаимодействия магнитного потока Ф₁ с током I_д2 и F_э2 – от взаимодействия магнитного потока Ф₂ с током I_д1. (Сила взаимодействия между магнитным потоком и контуром тока, индуктированного этим потоком, равна нулю.) Результирующая сила F_э=F_э1+F_Э2 создает вращающий момент М_Э=F_эd, где d – плечо силы F_э. Диск приходит во вращение:

Рис. 4.4.2

М_э=kfФ₁Ф₂sin. (4.17)

Из анализа формулы (4.17) следует

1. Для получения электромагнитного момента конструкция реле должна создавать не менее 2 – переменных магнитных потоков, пронизывающих подвижную систему в разных точках и сдвинутых по фазе на угол 0.

2. Величина М_э зависит от амплитуды Ф₁ и Ф₂ и их частоты f и от сдвига фаз . Момент будет максимальным при =90.

3. Знак момента зависит от угла .

4. На индукционном принципе могут выполняться только реле переменного тока. Токи в диске индуктируются только когда электромагниты питаются переменным током.