Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике

ПОИСК ПО САЙТУ:

 
  

 

Электроснабжение, Релейная защита и автоматика

Токовая защита линий

 

Максимальная токовая защита линий

Токовая защита линийМаксимальная токовая защита (МТЗ) линий широко распространена в радиальных сетях с одним источником питания и устанавливается на каждой линии.

Селективность достигается выбором параметров Iср и tсз - токи срабатывания защиты и времени срабатывания защиты.

Условия выбора таковы:

а) Ток срабатывания Iсз > Iр макс i,

где: Iр макс i - максимальный рабочий ток линии.

б) время срабатывания tсз i = tсз (i-1) макс + Δt,

где: tсз(i-1) макс - максимальное время срабатывания защиты предыдущей линии, Δt – ступень селективности.

Выбор времени срабатывания максимальной токовой защиты с независимыми (а) и зависимыми (б) характеристиками показан на рис. 1 для радиальной сети.

 Выбор времени срабатывания МТЗ с независимыми (а) и зависимыми (б) характеристиками

Рис. 1. Выбор времени срабатывания максимальной токовой защиты с независимыми (а) и зависимыми (б) характеристиками.

Ток срабатывания максимальной токовой защиты выражается формулой:

IСЗ =KотсКз'Iр макс /Kв,

где: Котс – коэффициент отстройки, Кз' – коэффициент самозапуска, Кв – коэффициент возврата. Для реле прямого действия: Котс = 1,5 -1,8 , Кв = 0,65 - 0,7.

Для реле косвенного действия: Котс =1,2 - 1,3, Кв = 0,8 - 0,85.

Коэффициент самозапуска : Кз= 1,5 - 6.

Структурная схема включения реле косвенного действия

Рис. 2. Структурная схема включения реле косвенного действия.

Для реле косвенного действия характерно включение собственно реле через трансформатор тока и схему с коэффициентами передачи Кт и Ксх, как показано на рис. 2. Поэтому ток в защищаемой линии Iсз связан с током срабатывания реле Iср формулой: IСР =KсхI/Kт.

IСР = KотсKзKскIр макс/KвKт.

Коэффициент чувствительности защиты характеризуется отношением тока в реле при режиме КЗ с минимальным током (I рк.мин ) к току срабатывания реле (Iср): Kч = IРК.МИН / IСР > 1.

МТЗ считается чувствительной, если Кч при КЗ на защищаемой линии не менее 1,5-2, а при коротком замыкании (КЗ) на предыдущем участке, где эта защита работает как резервная, не менее 1,2. Это значит, что Р3 должно иметь Кч = 1,5 -2, при КЗ в Т.3, и Кч=1,2 при КЗ в Т.2. (рис. 1).

Выводы:

а) селективность МТЗ обеспечивается только в радиальной сети с одним источником питания,

б) защита не быстродействующая, причем наибольшая выдержка на головных участках, где быстрое отключение короткого замыкания особенно важно,

в) защита проста и надежна, реализуется на реле тока серии РТ-40 и реле времени, и реле РТ-80 соответственно для независимой и зависимой от тока характеристики срабатывания,

г) используется в радиальных сетях < 35кВ.

Токовая отсечка линий

Токовая отсечка является быстродействующей защитой. Селективность обеспечивается выбором тока срабатывания, больше максимального тока короткого замыкания при коротком замыкании в точках сети незащищаемой зоны.

Iсз = Kотс• Iк вн макс,

где: Котс – коэффициент отстройки (1,2 - 1,3), Iк вн. макс – максимальный ток КЗ при КЗ вне зоны.

Поэтому токовая отсечка защищает часть линии, как показано на рис. 3 для случая трехфазного КЗ

Защита части линии с помощью токовой отсечки

Рис. 3. Защита части линии с помощью токовой отсечки.

Ток срабатывания реле отсечки: IСР = KсхIС.З./Kт

Однако для тупиковой подстанции возможно целиком защитить линию до ввода в трансформатор, отстроив защиту от тока КЗ на низкой стороне, как показано на рис. 4 для случая короткого замыкания в Т.2.

Схема защиты тупиковой подстанции

Рис 4. Схема защиты тупиковой подстанции.

Выводы:

а) селективность токовой отсечки обеспечивается выбором тока срабатывания большим максимального тока внешнего КЗ и имеет место в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания,

б) защита быстродействующая, надежно работающая на головных участках, где быстрое отключение необходимо,

в) в основном защищает часть линии, имеет зону защиты, и поэтому не может быть основной защитой.

Дифференциальная защита линии

Дифференциальная защита линии

Продольная дифференциальная защита реагирует на изменение разности токов или их фаз, сравнивая их величины с помощью измерительных органов, установленных в начале и в конце линии. Для продольной защиты сравнивающей токи, показанной на рис.5, ток срабатывания реле. Iср определяется выражением : Iср

Схема продольной дифференциальной защиты линии

Рис. 5. Схема продольной дифференциальной защиты линии.

В нормальном режиме линии или режиме внешнего К3(К1), в первичных обмотках трансформаторов тока текут и в том, и в другом случае одинаковые токи, и в реле разность токов: Iр = I- I

В случае внутреннего К3 (К2) ток реле становится: Iр=I+I

При одностороннем питании и внутреннем К3 (К2) I= 0 и ток реле: Iр=I

При внешнем К3 через реле проходит ток небаланса Iнб, вызванный неодинаковостью характеристик ТА:

Iр = Iнб = I - I= I'2нам - I'1нам,

где I'1нам, I'2нам токи намагничивания ТА, приведенные к первичным обмоткам.

Ток небаланса возрастает с увеличением первичного тока К3 и в переходных режимах.

Ток срабатывания реле должен отстраиваться от максимального значения тока небаланса: IсрЧувствительность защиты определяется как: Kч = Iк мин/KтIср

Даже для сравнительно коротких линий передач цеховых сетей промышленных предприятий, ТА оказываются расположенными далеко друг от друга. Поскольку защита должна отключать оба выключателя Q1 и Q2, устанавливаются два ТА на концах линии, что приводит к увеличению тока небаланса и уменьшению тока в реле при К3 на линии, т.к. ток вторичных обмоток распределяется на 2 ТА.

 

Для повышения чувствительности и отстроенности дифференциальной защиты применяются специальные дифференциальные реле с торможением, включение реле через промежуточные насыщающиеся ТА (НТТ) и автоматическое загрубление защиты.

Поперечная защита основана на сравнении токов одноименных фаз одного конца параллельных линий. Для поперечной защиты параллельных линий, показанной на рис. 6, ток реле Iр = I- I.

Рис. 6. Схема поперечной защиты параллельных линий

При внешнем К3 (К1) в реле имеется ток небаланса: Iр = Iнб.

Ток срабатывания реле определяется аналогично продольной защите.

При К3 (К2) защита срабатывает, однако если К2 смещена к концу линии, вследствие того, что разность токов убывает, защита не срабатывает. К тому же поперечная защита не выявляет поврежденный кабель, а, значит, не может быть основной защитой параллельных линий.

Введение в схему органа направления мощности двухстороннего действия устраняет этот недостаток. При К3 на одной из линий реле направления мощности позволяют осуществить воздействие на выключатель поврежденной линии.

Продольная и поперечная дифференциальная защита широко применяются в системах электроснабжения для защиты трансформаторов, генераторов, кабельных параллельных линий в сочетании с максимальной токовой защитой.




Статьи близкие по теме:
  • Токовая отсечка
  • Максимальная токовая защита
  • Максимальная токовая защита трансформаторов
  • Дифференциальная защита трансформаторов
  • Токовые защиты - МТЗ и токовая отсечка



  • Внимание! Перепечатка (полная или частичная) материалов сайта "Школа для электрика", включая распространение на бумажных носителях, без письменного разрешения администратора сайта запрещена.

    Школа для электрика | Основы электротехники | Электричество для чайников
    Электрические аппараты | Справочник электрика
     Электроснабжение | Электрические измерения | Электрические схемы
     Электромонтажные работы | Пусконаладочные работы | Эксплуатация электрооборудования

    Моя профессия электрик

    Школа для электрика - сайт для электриков, людей, имеющих электротехническое образование, стремящихся к знаниям и желающих совершенствоваться и развиваться в своей профессии.
    Электроэнергетика и электротехника, промышленное электрооборудование.

    Кабельные муфты IEK