Токовые отсечки линий. Принцип действия. Ток срабатывания. Схемы

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.

Принцип действия.

Отсечка является разновидностью токовой защиты, позволяющей обеспечи-ть быстрое отключение КЗ. Токовые отсечки подразделяются на отсечки мгновенного действия и отсечки с выдержкой времени (около 0,3—0,6 с).

Селективность действия токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы так, чтобы отсечка не действовала при КЗ на смежных участках сети, защита которых имеет выдержку времени, равную или больше, чем отсечка. Для этого ток срабатывания отсечки должен быть больше максимального тока КЗ, проходящего через защиту при повреждении в конце участка, за пр-еделами которого отсечка не должна работать (точка М участка АМ на рис. 5-1). Такой способ ограничения зоны действия основан на том, что ток КЗ I_К зависит от величины сопротивления до места повреждения (рис. 5-1). Дейст-вительно, ток КЗ в какой-либо точке рассматриваемого участка линий (1):

где Е_С - эквивалентная ЭДС генераторов системы; Х_С и Х_Л.К - сопротивление системы и участка линии до точки КЗ (активная составляющая сопротивлен-ия, для упрощения, не учитывается); Х_У — удельное сопротивление линии, Ом/км; l_К - длина защищаемой линии от ее начала до точки КЗ.

Из (1) следует, что при удалении точки КЗ от источника питания (или от ме-ста расположения защиты) сопротивление X_Л.К растет (так как X_Л.К º l_К), а

ток КЗ соответственно уменьша-ется, как показано на рис. 5-1.

Отсечка не должна действова-ть при КЗ за точкой М (рис.5-1), для обеспечения этого условия необходимо выбрать

Iс.з>Iк(М) (2)

Ic.з = k_ОТС ·Iк(М).макс

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

Тогда при КЗ за точкой М отс-ечка не будет действовать, а при повреждении в пределах участка АМ — будет работать на той ча-сти линии АN, где Iк > Iс. з.

Таким образом, зона действия защиты с током срабатывания, выбранным по условию (2), охватывает толь-ко часть линии(АN) и не выходит за пределы участка АМ. Токовые отсечки применяются как в радиальной сети с односторонним питанием, так и в се-ти, имеющей двустороннее питание.

Схемы ТО. ТО используются совместно с МТЗ.

Схемы ТО на постоянном оперативном токе.

Для токовой отсечки 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 замыкания на землю; полная звезда — трехфазная двух-, трех- или четырехрелейная схема (см. рис. 7), применяется для защиты электрических сетей напряжением 110 кВ и выше, работающих с глухозаземленной нейтралью и с большими токами КЗ на землю.

Схемы ТО 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. Токовые отсечки мгновенного действия являются самой простой за-щитой. Быстрота их действия в сочетании с простотой схемы и обслуживан-ия составляет весьма важное преимущество этих защит.

Недостатками мгновенной отсечки являются: неполный охват зоной дей-ствия защищаемой линии и непостоянство зоны действия под влиянием соп-ротивлений в месте повреждения и изменений режима системы, однако пос-леднее не оказывает существенного влияния в мощных энергосистемах.

Сочетание отсечек и максимальной защиты позволяет получить трехсту-пенчатую защиту, которая во многих случаях успешно заменяет более сложные