Первая ступень токовой защиты от междуфазных коротких замыканий - токовая отсечка без выдержки времени

Селективное действие первой ступени токовой защиты (в дальнейшем первую ступень будем называть токовой отсечкой без выдержки времени или просто отсечкой) достигается тем, что ее ток срабатывания принимается большим максимального тока короткого замыкания, проходящего через защиту при повреждении вне защищаемого элемента. Действие защиты при коротком замыкании на защищаемом участке обеспечивается благодаря тому, что ток K3 в сети, а, следовательно, и в защите увеличивается по мере приближения места короткого замыкания к источнику питания (рис. 5.10), причем кривые изменения тока короткого замыкания имеют различную крутизну в зависимости от режима работы системы и вида K3 (кривые 1 и 2 на рис. 5.10, а соответственно для максимального и минимального режимов).

Выбор тока срабатывания токовой отсечки радиальной линии (рис. 5.10). Для схем с включением реле на полные токи фаз расчетным при выборе тока срабатывания защиты АI обычно является трехфазное короткое замыкание у шин подстанции Б в точке К в максимальном режиме. При этом Iс.з = kотс Iк.вн.max(3) и ток срабатывания реле

Iс.р = kотс kсх Iк.вн.max(3)/ Ki. (5.3)

Так как токовая отсечка без выдержки времени при внешних коротких замыканиях не срабатывает, коэффициент возврата kв при выборе тока Iс.зI не учитывается.

При определении Iс.зI необходимо иметь в виду, что отсечка не имеет выдержки времени. Поэтому в выражении (5.3) ток Iк.вн.max(3) принимается равным начальному (t = 0) действующему значению периодической составляющей тока внешнего короткого замыкания. Влияние апериодической составляющей учитывается коэффициентом отстройки kотсI. Ток срабатывания не зависит от режима работы и места повреждения.

Отсечка сработает, когда ток, проходящий по защищаемой линии АБ (pиc. 5.10, а), больше или равен току срабатывая защиты, т. е. Iк > Iс.зI. Это условие выполняется при коротком замыкании в пределах участка l₁^I (максимальный режим) или участка l₂^I (минимальный режим) защищаемой линии.

Таким образом, участки l₁^I и l₂^I являются зонами, защищаемыми отсечкой. Они определяются точками пересечения кривых изменения тока КЗ 1 и 2 с прямой 3, изображающей ток Iс.зI; следовательно, отсечка защищает не всю линию, а только некоторую ее часть.

Как следует из указанных графиков, защищаемая зона тем больше, чем меньше ток срабатывания и чем больше крутизна кривой изменения тока КЗ, которая определяется режимом работы и видом короткого замыкания. Поэтому в зависимости от режима работы и вида короткого замыкания защищаемая зона отсечки изменяется.

Чувствительность защиты определяется длиной защищаемой зоны и коэффициентом чувствительности.

При КЗ у места установки защиты в минимальном режиме kчI >=2.

Если отсечка выполняет функции дополнительной защиты, то ее kчI должен быть около 1,2.

Для увеличения защищаемой зоны и повышения чувствительности защиты коэффициент отстройки kотсI выбирается возможно меньшим. Он определяется погрешностью в расчете тока КЗ, погрешностью реле и наличием апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Для защиты с электромагнитным реле типа РТ-40 при наличии выходного промежуточного реле принимается kотсI = 1,2...1,3; при исполнении отсечек индукционных реле тока РТ-80 kотсI = 1,5...1,6, а для отсечек с реле прямого действия РТМ kотсI = 1,8...2,0.

В рассмотренном случае защищаемая зона охватывает только часть линии и токовую отсечку без выдержки времени нельзя использовать качестве единственной или основной защиты. Однако в некоторых частных случаях, например, на радиальных линиях, питающих трансформатор (рис, 5.10, б), с помощью токовой отсечки можно защитить всю линию, если допустить ее срабатывание при повреждении трансформаторе. В данном случае это является целесообразным. Ток срабатывания при этом выбирается по максимальному току короткого замыкания за трансформатором (точка К2) Iк.вн.max, а коэффициент чувствительности проверяется по току Iк(2) при повреждении в точке К1 в минимальном режиме работы системы электроснабжения. При этом коэффициент чувствительности должен быть kчI > = 1,5.