В сетях с двусторонним питанием достигнуть селективного действия максимальной защиты только путем подбора выдержек времени, как правило, не удается; в этих сетях вместо максимальной токовой защиты применяют более сложные направленные защиты.

Максимальные защиты выполняются трехфазными и двухфазными прямого и косвенного действия.

По способу питания оперативных цепей максимальные защиты косвенного действия делятся на защиты с постоянным и переменным оперативным током. По характеру зависимости времени действия реле от тока максимальные защиты подразделяются на защиты с независимой и зависимой характеристиками.

Максимальные защиты прямого действия и на переменном оперативном токе имеют существенные отличия в выполнении оперативных цепей, применяемой аппаратуре и в расчете параметров.

Если время действия защиты определяется выдержкой времени, установленной на реле времени и не зависит от величины тока к. з., то такая защита называется защитой с независимой выдержкой времени. Наряду с независимой защитой применяется максимальная защита с зависимой и ограниченно зависимой характеристиками. Оба вида зависимых защит выполняются при помощи токовых реле, работающих не мгновенно, а с выдержкой времени, зависящей от величины тока. Примером такого реле является реле типа РТ-80. Согласование выдержек времени независимых защит значительно проще, поэтому зависимые защиты следует применять только в случаях явного преимущества.

В сети с изолированной нейтралью трехфазные схемы не рекомендуются к применению по следующим причинам:

1. Трехфазные схемы дороже выдержкой времени, двухфазных, так как для их выполнения требуется больше оборудования и соединительных проводов.

2. Трехфазные защиты в большем числе случаев, чем двухфазные, работают неселективно при двойных замыканиях на землю.
Схема двухфазной защиты на постоянном оперативном токе
В тех случаях, когда максимальная защита должна действовать только при междуфазных к. з., применяются двухфазные схемы с двумя или одним реле.

Двухрелейная схема с независимой характеристикой приведена на рис. 4. Токовые цепи защиты выполняются по схеме неполной звезды. Основными элементами схемы максимальной защиты являются: токовые реле, срабатывающие при появлении тока к. з. и выполняющие функции пускового органа защиты, и реле времени, создающее выдержку времени и выполняющее функции органа времени. Кроме основных, в схеме имеются и вспомогательные реле; к ним относятся промежуточное реле и указательное реле.

---

При возникновении к. з. срабатывают токовые реле тех фаз, по которым проходит ток к. з. Контакты всех токовых реле соединены параллельно, поэтому при срабатывании любого токового реле замыкается цепь обмотки реле времени. Через заданный интервал времени контакты реле времени замыкаются и приводят в действие промежуточное реле. Последнее срабатывает мгновенно и подает ток в катушку отключения выключателя через блокировочный контакт.

Промежуточное реле устанавливается в тех случаях, когда реле времени не может замыкать цепь катушки отключения из-за недостаточной мощности своих контактов. Указательное реле включается последовательно с катушкой отключения. При появлении тока в этой цепи указательное реле срабатывает, его флажок выпадает, фиксируя таким образом действие максимальной защиты и появление тока в катушке отключения.

Блокировочный контакт привода выключателя служит для разрыва тока катушки отключения, так как контакты промежуточных реле не рассчитываются на размыкание этой цепи. Блокировочный контакт должен размыкаться раньше, чем произойдет возврат промежуточного реле.

Достоинством двухрелейной схемы является то, что она:

1) реагирует (так же как и трехфазная) на все междуфазные к. з. на линиях;

2) при замыканиях на землю в двух разных точках сети с изолированной нейтралью работает селективно в большем числе случаев, чем трехфазная схема;

3) экономичнее трехфазной схемы, так как для ее выполнения требуется меньше оборудования и проводов.

К недостаткам двухфазной схемы относится ее меньшая чувствительность (по сравнению с трехфазной схемой) при двухфазных к. з. за трансформатором с соединением обмоток Y/Δ.



Рис. 4. Двухфазная двухрелейная схема максимальной токовой защиты

При необходимости чувствительность двухфазной схемы можно повысить, установив третье токовое реле в общем проводе токовых цепей. В этом проводе протекает геометрическая сумма токов двух фаз, питающих схему (А и С на рис. 4), равна току третьей (отсутствующей в схеме) фазы В, т. е.



Таким образом, с дополнительным реле двухфазная схема становится равноценной по чувствительности с трехфазной.

Вследствие положительных свойств двухфазные схемы широко применяются в сетях с изолированной нейтралью, где возможны только междуфазные к. з. Двухфазные схемы применяются в качестве защиты от междуфазных к. з. и в сетях с глухозаземленной нейтралью, при этом для отключения однофазных к. з. устанавливается дополнительная защита, реагирующая на ток нулевой последовательности.

---

Достоинствами максимальной токовой защиты являются ее простота, надежность и небольшая стоимость по сравнению с другими видами защиты. По своему принципу максимальная токовая защита обеспечивает селективность в радиальных сетях с односторонним питанием. Однако в некоторых случаях ее удается применять и в более сложных сетях, имеющих двустороннее питание.

К недостаткам максимальной защиты относятся:

1) большие выдержки времени, особенно вблизи источников питания, в то время как именно вблизи шин электростанции по условию устойчивости необходимо быстрое отключение к. з.;

2) недостаточная чувствительность при к. з. в разветвленных сетях с большим числом параллельных цепей и значительными токами нагрузки.

Максимальная токовая защита получила наиболее широкое распространение в радиальных сетях всех напряжений; в сетях 10 кВ и ниже она является основной защитой.
4.2. Токовые отсечки.
Отсечка является разновидностью токовой защиты, позволяющей обеспечить быстрое отключение к. з. Токовые отсечки подразделяются на отсечки мгновенного действия и отсечки с выдержкой времени (около 0,3 – 0,6 с).



Рис. 5. Принцип действия токовой отсечки
Селективность действия токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы так, чтобы отсечка не действовала при к. з. на смежных участках сети, защита которых имеет выдержку времени, равную или больше, чем отсечка. Для этого ток срабатывания отсечки должен быть больше максимального тока к. з., проходящего через защиту при повреждении в конце участка, за пределами которого отсечка не должна работать (точка М участка AM на рис. 5). Такой способ ограничения зоны действия основан на том, что ток к. з. зависит от величины сопротивления до места повреждения (рис. 5).

При удалении точки к. з. от источника питания или от места расположения защиты сопротивление растет, а ток к. з. соответственно уменьшается.

Если по условиям селективности отсечка не должна действовать при к. з. за точкой М (рис. 5), то для обеспечения этого условия необходимо выбрать



Тогда при к. з. за точкой М отсечка не будет действовать, а при повреждении в пределах участка AM – будет работать на той части линии AN, где

---

.

Таким образом, зона действия защиты, с током срабатывания, охватывает только часть линии AN и не выходит за пределы участка AM.

Токовые отсечки применяются как в радиальной сети с односторонним питанием, так и в сети, имеющей двустороннее питание. Для обеспечения расчетной зоны действия отсечки трансформаторы тока, питающие ее цепи, должны работать при токе срабатывания отсечки (т. е. при ) с погрешностью ε или .

Принципиальные схемы отсечек мгновенных (без выдержки времени) и с выдержкой времени на постоянном оперативном токе изображены на рис. 6.




Рис. 6. Однолинейные схема токовой отсечки

а – мгновенной; б – с выдержкой времени


В сети с изолированной нейтралью или заземленной через большое сопротивление применяются двухфазные схемы, подобные схемам максимальной токовой защиты.

Так же как и максимальные защиты, отсечки выполняются на постоянном и переменном оперативном токе, а также с помощью реле прямого. Схемы отсечек с выдержкой времени полностью совпадают со схемами максимальных защит с независимой выдержкой времени. Схемы отсечек без выдержки времени отличаются от схем максимальной защиты отсутствием реле времени.
Отсечки мгновенного действия на линиях с односторонним питанием
По условию селективности с защитами остальной сети отсечка без выдержки времени (с t_з = 0) не должна работать за пределами защищаемой линии. Ток срабатывания мгновенной отсечки должен удовлетворять условию (5-2) при к. з. в конце защищаемой линии АВ, т. е. в точке М. В соответствии с этим принимается, что



где I_к.макс – максимальный ток к. з. в фазе линии при к. з. на шинах подстанции; k_н – коэффициент надежности, учитывающий погрешность в расчете тока к. з. I_к.макс и погрешность в токе срабатывания реле. Ток к. з. I_к.макс рассчитывается для таких режимов работы системы и видах повреждений, при которых он оказывается наибольшим. Поскольку собственное время действия отсечки равно 0,02 – 0,01 с, то ток

---

I_к.макс рассчитывается для начального момента времени (t = 0) и принимается равным действующему значению периодической составляющей. При расчете тока к. з. генераторы замещаются сверхпереходным сопротивлением.

В схемах отсечки, где токовые реле действуют непосредственно на отключение без промежуточного реле, время действия отсечки может достигать одного периода (т. е. 0,02 с). В этом случае следует учитывать апериодическую составляющую тока к. з., умножая ток I_к.макс на коэффициент k_а = 1,6 – 1,8. У отсечек для защиты линий с токовыми реле типа РТ коэффициент надежности k_н = 1,2 – 1,3.

Правила устройства электроустановок рекомендуют применять отсечку, если ее зона действия охватывает не меньше 20% защищаемой линии. Вследствие простоты отсечки она применяется в качестве дополнительной защиты при зоне действия, меньшей 20%, если основная защита линии имеет мертвую зону.

Время действия мгновенной отсечки складывается из времени срабатывания токовых и промежуточного реле (рис. 6). При быстродействующих промежуточных реле (0,02 с) отсечка срабатывает в течение времени t3 = 0,04 – 0,06 с. Промежуточное реле облегчает работу контактов токовых реле и позволяет не учитывать апериодическую составляющую тока к. з., поскольку последняя затухает очень быстро (за 0,02 – 0,03 с).

На линиях, защищенных от перенапряжений трубчатыми разрядниками, отсечка может срабатывать при их действии. Время работы разрядников составляет около 0,01 – 0,02 с. При каскадном действии разрядников оно увеличивается до 0,04 – 0,06 с. Применением промежуточного реле с временем действия t = 0,06 – 0,08 с удается отстроить отсечку от работы разрядников.

Отсечки с выдержкой времени
М гновенная отсечка защищает только часть линии, чтобы выполнить защиту всей линии с минимальным временем действия, применяется отсечка с выдержкой времени (рис. 7). Зона и время действия такой отсечки 1 (рис. 7) согласуются с зоной и временем действия мгновенной отсечки 2 так, чтобы была обеспечена селективность.

Для выполнения этих условий время действия защиты tз1 отсечки 1 (рис. 5-7) выбирается на ступень Δt больше t_з2 отсечки 2:



Рис. 7. Выбор I_с.з. отсечки с выдержкой времени на линии с односторонним питанием

---

Смотрите также файлы

• Практикум по решению задач.docx

• I. Поняття числа і методика їх вивчення.doc

• Отчетная документация по учебной практике.docx

• Составляем текст.doc

• Виды гимнастики.docx