Максимальная токовая защита (Лабораторная работа № 10)

Спец. 1 43 01 02 «Электрические системы и сети»

Лабораторная работа № 10

Максимальная токовая защита

1. Цель работы. Ознакомление с принципом действия,  расчетом уставок,  основными схемами максимальной токовой защиты   отходящей линии, выполненной на постоянном оперативном токе.

2. Краткая теория

2.1. Принцип действия максимальной токовой защиты

Максимальная токовая защита  (МТЗ) контролирует ток в защищаемом элементе, отстраивается от тока нагрузки и при превышении тока в защищаемом элементе тока уставки пускового органа реле, с выдержкой времени действует на отключение этого элемента. Как правило, МТЗ является основной, а иногда единственной защитой линий напряжением 6-35 кВ. МТЗ – это защита, которая не только обеспечивает отключение КЗ на своей линии, но, если позволяет ее чувствительность, еще и резервирует отключение КЗ смежного участка.

Комплекты защит АК1, АК2, АК3 (рис. 10.1) установлены в начале каждой линии. Каждая из защит линий W1, W2 и W3 действует на отключение выключателя соответствующей линии при повреждении на ней или на шинах противоположной (смежной) подстанции. В нормальном режиме работы сети ни одна из защит не должна срабатывать. Для этого ток срабатывания защит  принимается большим, чем ток, проходящий по защищаемой линии в максимальном режиме .

При возникновении КЗ в точке К по участкам сети между источником G и точкой КЗ протекает ток КЗ. Этот ток протекает в защитах АК1, АК2, АК3, которые – приходят в действие. При этом:

– срабатывает одно или несколько (в зависимости от вида КЗ) реле тока КА, замыкая цепь катушки реле времени КТ;

– срабатывает реле времени КТ и обеспечивает селективность действия МТЗ.

Однако для рассматриваемого случая по условию селективности на отключение КЗ должна подействовать защита АК1. Это достигается тем, что защита АК1 имеет наименьшую выдержку времени. Защита АК2 имеет выдержку времени на ступень селективности  большую, чем защита АК1, а защита АК3 имеет выдержку времени на ступень селективности  большую, чем защита АК2.

Таким образом, селективность МТЗ обеспечивается ее выдержкой времени. Выдержки времени смежных МТЗ отличаются на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности  – это минимально возможная разница между временами срабатывания смежных защит, учитывающая точность работы реле. Для защит, выполненных на электромеханической базе ступень селективности  составляет 0,5-0,7 с. Микропроцессорные защиты позволяют обеспечить ступень селективности равную 0,2-0,3 с.

Рис. 10.1. Расчетная схема для выбора уставок токовых защит (а) и карта селективности для МТЗ с независимой выдержкой времени (б) - АК2-последующая  защита;  АК1-предыдущая защита.

Недостатком МТЗ является то, что по мере приближения места установки защиты к источнику питания увеличивается ее выдержка времени. Так как при этом увеличивается и величина тока КЗ, объем повреждения возрастает.

МТЗ могут выполняться с выдержками времени, не зависящими от тока в защищаемом участке (рис. 10.2, кривая 1). Такие защиты при повреждении в любой точке защищаемого участка действуют с постоянной не зависимой от тока выдержкой времени. В таких МТЗ выдержка времени создается реле времени, а защиту называют МТЗ с независимой характеристикой времени срабатывания.

МТЗ могут выполняться с выдержками времени, зависящими от тока в защищаемом участке (рис.10.2, кривая 2). При этом время срабатывания МТЗ не остается постоянным при изменении в ней тока. По мере увеличения тока время срабатывания МТЗ уменьшается. Такой характер изменения выдержек времени имеют МТЗ с плавкими предохранителями, с индукционными реле тока или с цифровыми реле.

Рис. 10.2. Независимая (1) и зависимая (2) характеристики времени срабатывания