Максимальная токовая защита

Максимальной токовой защитой (МТЗ) называется такая защита, которая приходит в действие при возрастании тока до определенного значения в защищаемой линии при КЗ или перегрузке.

МТЗ отстраивается от наибольшей нагрузки I_рабмак.

МТЗ с зависимой выдержкой времени применяется на трансформаторных подстанциях с первичным напряжением 35 кВ и ниже.

Защита выполняется на переменном оперативном токе с применением комбинированного индукционного реле тока серии РТ-80, позволяющего с его помощью выполнить МТЗ с зависимой выдержкой времени и быстродействующую защиту от токов коротких замыканий – токовую отсечку.

Широкое распространение получила схема этой защиты с использованием промежуточных насыщающихся трансформаторов тока (ПНТТ).

Максимальная токовая защита с независимой выдержкой времени имеет одно и то же время срабатывания защиты, независимо от величины тока ненормального режима (перегрузки или КЗ). Это время определяется уставкой реле времени.

Если в электрической сети несколько последовательных участков оснащены МТЗ, то их селективность (избирательность) действия обеспечивается с помощью разных выдержек времени.

МТЗ выполняется на базе рассмотренных измерительных – токовых реле и логических - реле времени, промежуточных и указательных.

На рис. 8.3.1 а схема МТЗ изображена совмещенным способом, а на рис. 8.3.б - разнесенным способом, при котором проще проследить протекание тока в любой цепи, но сложнее определить взаимодействие элементов схемы (на рис. 8.3. а легче).

МТЗ с независимой выдержкой времени всегда производит отключение выключателя с одной и той же выдержкой времени, на которую отрегулировано репе времени, независимо от удаленности точки КЗ на защищаемой линии от места установки защиты.

МТЗ с независимой выдержкой времени применяется в сетях с односторонним питанием для одиночных и радиальных последовательно соединенных линий.

Избирательность действия (селективность) достигается настройкой реле времени каждой защиты на разное время срабатывания - устанавливаются разные выдержки времени. Наименьшее время срабатывания защиты устанавливается на наиболее удаленной от источника питания линии и по мере приближения к источнику питания оно увеличивается на ступень селективности ∆ t.

Рис 8.3. Схемы максимальной токовой защиты:

а – совмещенное; б - разнесенная; в - диаграмма селективного действия защиты

Из рис. 8.3. в следует:

Ступень селективности релейных защит смежных линий определяется:

¾ временем отключенияt_отклвыключателя поврежденной линии;

¾ положительной погрешностьюее защиты ;

¾ отрицательной погрешностью во времени срабатывания последующей по направлению к источнику питания защиты.

,

где

– время запаса, учитывающее возможные временные неточности в действиях выключателей и защиты.

Ступень селективности защиты принимается равной 0, 3-0, 5 с.

Ток срабатывания МТЗ должен быть больше наибольшего тока нагрузки , протекающего по линии при наиболее тяжелом режиме ее работы (подключение новой нагрузки при нарушении нормальной работы сети, самозапуск асинхронных двигателей при восстановлении напряжения сети и т.п.). С учетом коэффициента возврата токового реле в исходное состояние он определяется по выражению

,

где

– коэффициент запаса (коэффициент надежности К_н), принимаемый равным 1, 15 – 1, 25;

– коэффициент самозапуска синхронных двигателей после восстановления напряжения сети, понизевшегося при К З, принимаемый равным 2, 5-3;

– максимальный рабочий ток линии.

Ток уставки срабатывания токового реле и ток срабатывания защиты связаны выражением:

,

где

– коэффициент схемы, учитывающий соотношение тока реле I_Р и вторичного тока трансформатора тока ТА, к которому подключено реле:

при соединении ТА в полную и неполную звезду ;

при соединении ТА в треугольник и включении реле на разность токов фаз - ;

– коэффициент трансформации трансформаторов тока.

Ток уставки срабатывания токового реле можно определить по выражению

Чувствительность МТЗ характеризуется коэффициентом чувствительности

,

где

– минимальный ток 2-х-фазного КЗ в конце защищаемой линии (для резервной защиты берется на резервируемой линии).

Для защиты основной линии ; для резервируемой - .

Длина участка, защищаемого МТЗ, называется защитной зоной.