Максимальная токовая защита линии. Принцип действия. Ток срабатывания. Схемы МТЗ. Оценка и область применения

Одним из признаков возникновения КЗ является увеличение тока в линии. Этот признак используется для выполнения защит, называемых токовыми. Токовые защиты приходят в действие при увеличении тока в фазах линии сверх определенного значения (I_CЗ). В качестве реле, реагирующих на возр-астание тока служат максимальные токовые реле. Токовые защиты подразд-еляются на МТЗ и ТО. Главное различие м/у этими защитами заключается в способе обеспечения селективности.

Селективность действия МТЗ достигается с помощью выдержки времени. Селективность действия ТО обеспечивается соответствующим выбором то-ка срабатывания.

МТЗ линий предназначена для: - защиты собственной линии от КЗ; - смежн-ых линий в случае отказа их защит или выключателей.

В сетях с односторонним питанием максимальная защита должна устанавл-иваться в начале каждой линии со стороны источника питания (рис., а).

Выдержка времени МТЗ должна быть > выдержки времени всех резервир-уемых защит, а зона действия должна охватывать свою и смежную линию.

При КЗ в какой-либо точке сети, например в точке К₁ (рис.1, а), ток КЗ прох-одит по всем участкам сети, расположенным м/у источником питания и мес-том повреждения, в результате чего приходят в действие все защиты (1, 2, 3, 4). Однако по условию селективности сработать на отключение должна тол-ько защита 4, установленная на поврежденной линии.

Для обеспечения указанной селективности МТЗ выполняются с выдержками времени, нарастающими от потребителей к источнику питания, как это пок-азано на рис.1, б. При соблюдении этого принципа в случае КЗ в точке К₁ ра-ньше других сработает защита 4. Защиты 1, 2 и 3 вернутся в начальное поло-жение, не успев подействовать на отключение. Рассмотренный принцип по-дбора выдержек времени называется ступенчатым (t_i^МТЗ = t_i^МТЗ +Dt), Dt = 0.5-0.6 c – ступень селективности.

Выбор I_CЗ^МТЗ. Из всех токовых защит ток срабатывания МТЗ самый мале-нький. Минимальное значение I_CЗ^МТЗ обеспечивается только отстройкой от режимов нагрузки. Выбор производится по двум условиям: 1. Защита долж-на возвращаться в исходное состояние после откл. внешнего КЗ и протекан-ия максимального тока нагрузки с учетом самозапуска ЭД.

I_В.З^МТЗ>I_{НАГР.МАКС}·k_САМ; k_САМ =1.5-2 – коэффициент самозапуска. Коэффициент возврата: k_В = I_В.З^МТЗ/ I_СЗ^МТЗ; I_СЗ^МТЗ =(k_ОТС/k_В)· I_{НАГР.МАКС}·k_САМ

k_ОТС – учитывает погрешность ТА, реле и погрешность расчета тока КЗ.

2. Защита не должна срабатывать при максимальном токе нагрузки, при срабатывании АПВ после отключения при КЗ.

I_СЗ^МТЗ =k_ОТС· I_{НАГР.МАКС}·k_САМ^АПВ; k_САМ^АПВ =2-2.5

Из двух полученных токов I_СЗ^МТЗ выбираем больший. Приведем I_СЗ^МТЗ к вторичной стороне: I_СР^МТЗ = I_СЗ^МТЗ ·k_СХ/n_A; n_A – коэф. трансформации, k_СХ – коэф. схемы.

Проверка чувствительности. Осуществляется в основной зоне действия и зо-не резервирования. Рассм МТЗ1: k_Ч.1.ОСН^МТЗ = (I_КЗ.МИН^Б/ I_СЗ.1^МТЗ)>1,5 (ПУЭ);

k_Ч.1.РЕЗ^МТЗ = (I_КЗ.МИН^В/ I_СЗ.1^МТЗ)>1,2 (ПУЭ)

Схемы МТЗ на постоянном оперативном токе.

Для максимальной токовой защиты могут использоваться следующие схемы: неполная звезда — двухфазная двух- или трехрелейная схема (см. рис. 5, 6), главным образом, применяется для защиты электрических сетей напряжением до 35 кВ включительно, которые в нашей стране работают с изолированной или компенсированной нейтралью и малыми токами замыка-ния на землю; полная звезда — трехфазная двух-, трех- или четырехрелейн-ая схема (см. рис. 7), применяется для защиты электрических сетей напряже-нием 110 кВ и выше, работающих с глухозаземленной нейтралью и с больш-ими токами КЗ на землю.

Схемы МТЗ на переменном оперативном токе.

Двухступенчатая токовая защита на вторичных реле прямого действия. РТМ – для ТО.

МТЗ с зависимой характеристикой на реле РТ-85.

Двухступенчатая МТЗ с независимой характеристикой с дешунтированием ЭО.

Оценка и область применения.

Достоинствами МТЗ являются ее простота, надежность и небольшая стоим-ость по сравнению с другими видами защиты. По своему принципу МТЗ об-еспечивает селективность в радиальных сетях с односторонним питанием. Однако в некоторых случаях ее удается применять и в более сложных сетях, имеющих двустороннее питание.

К недостаткам МТЗ относятся:

а) большие выдержки времени, особенно вблизи источников питания, в то время как именно вблизи шин электростанции по условию устойчивости не-обходимо быстрое отключение КЗ; б) недостаточная чувствительность при КЗ в разветвленных сетях с большим числом параллельных цепей и значите-льными токами нагрузки.

МТЗ получила наиболее широкое распространение в радиальных сетях всех напряжений; в сетях 10 кВ и ниже она является основной защитой.