Тема 12. Токовые защиты

Вопросы лекции:

1. Определение тока срабатывания МТЗ.

2. Согласование максимальных токовых защит по времени.

3. Определение тока срабатывания отсечки без выдержки времени.

Тезисы лекции:

Одним из признаков возникновения короткого замыкания 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.

Токовые защиты подразделяются на максимальные токовые защиты (МТЗ) и токовые отсечки. Главное различие между этими защитами заключается в способе обеспечения селективности [1].

Селективность действия максимальных токовых защит достигается с помощью выдержки времени, а токовых отсечек ограничением зоны действия.

В сетях с односторонним питанием максимальная защита должна устанавливаться в начале каждой линии со стороны источника питания. Тогда каждая линия имеет самостоятельную защиту, отключающую линию в случае повреждения на ней самой или на шинах питающейся от нее подстанции.

Токовая защита может быть с зависимой, независимой или ограниченно зависимой выдержкой времени [4].

Для согласования защит строят карту селективности, под которой понимают зависимость времени срабатывания защит от тока t_С.З.-f (I), построенных в общих для всех защит координатах. При построении карты селективности токи всех участков необходимо привести к одной ступени напряжения. Токовременные характеристики каждой защиты наносят в пределах от ее тока срабатывания до наибольшего тока короткого замыкания в месте установки этой защиты.

Ток срабатывания максимальной токовой защиты (МТЗ) определяется по выражению:

К_Н. - коэффициент надежности, учитывающий неточность работы реле;

К_В. - коэффициент возврата реле;

К_ЗАП. - коэффициент запуска, учитывающий возможность возрастания тока за счет токов самозапуска электродвигателей.

Чувствительность МТЗ оценивают коэффициентом чувствительности (К_Ч.) при заданном токе к.з. в конце защищаемого участка или в конце зоны резервирования:

I _{К. MIN.} - минимальный ток двухфазного тока короткого замыкания в конце участка; Минимальные допустимые значения К_Ч. при к.з. в основной зоне К_Ч. >1,5; в зоне резервирования К_Ч.>1,2.

В настоящее время применяются селективные отсечки, это отсечка без выдержки времени и с выдержкой времени, а также неселективная отсечка. Применение отсечек обуславливается требованиями устойчивости и надежности системы электроснабжения. Ток срабатывания отсечки без выдержки времени выбирают, исходя из условий: а) отстройки от максимального тока к.з. в конце линии:

I_С.О.=К'_Н.· I_К.МАКС.

где: I_К.МАКС.- максимальное значение периодической составляющей тока к.з.;

К'_Н. - коэффициент надежности, учитывающий погрешность реле и наличие апериодической составляющей в начальном токе, к.з.

б) несрабатывания при броске тока намагничивания силовых трансформаторов:

Коэффициент чувствительности отсечки определяется по максимальному току к.з. в месте установки отсечки:

В качестве тока срабатывания отсечки выбирается большее из значений, определенных расчетом.

Недостатком токовой отсечки без выдержки времени является ограниченная зона действия. Отсечка считается эффективной, если ее зона действия составляет не менее 20% длины линии.

Вопросы самоподготовки:

1. Условия выбора тока срабатывания МТЗ.

2. Условия выбора выдержек МТЗ.

3. При каких токах должна соблюдаться ступень селективности МТЗ.

4. Недостаток токовой отсечки без выдержки времени.

5. Почему увеличивается зона действия отсечки с выдержкой времени?

6. Где применяется неселективная отсечка?

Рекомендуемая литература:

1. Правила устройства электроустановок Астана 2003.

2. Чернобровов В.Н., Семенов В.А. Релейная защита энергетических систем. М: Энергоатомиздат, 1998.

3. Шмурьев В.Я. Цифровые реле. Петербургский энергетический институт. Санкт-Петербург, 2001.

4. Шабад М.А. Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей. Л: Энергоатомиздат, 2001.

Раздел «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»