Токовая отсечка - мгновенно действующая токовая защита, селективность действия которой по отношении к защитам смежных участков достигается выбором тока срабатывания Iсз большим максимального тока внешнего короткого замыкания Iкз.вн.мах.
Работа защиты на защищаемом участке обеспечивается тем, что ток в линии увеличивается по мере приближения места повреждения к источнику питания. Время срабатываниятоковой отсечки складывается из времени действия токового и промежуточного реле и составляет tотс = 0,04 - 0,06 с.
Рассмотрение принципа действия токовой отсечки проведем для радиальной линии с односторонним питанием. Максимальный ток внешнего короткого замыкания в защищаемой линии АБ длиной l имеет место при металлическом коротком замыкании в начале следующей линии, у шин подстанции Б (точка К).
Для селективной работы токовой отсечки линии АБ ток срабатывания выбирается для трехфазного короткого замыкания следующим образом:
Iсз = kотс х Iкз.вн.мах.
Особенность работы токовой отсечки: защищаемая зона, характеризующая чувствительность защиты, составляет только часть линии (Iсз кз). Согласно правил устройства электроустановок токовая отсечка считается эффективной, если зона действия в минимальном режиме не меньше 20 % длины линии. Обычно токовая защита устанавливается вместе с максимальной токовой защитой (МТЗ) с выдержкой времени на первых участках защищаемой линии.
Токовые отсечки также могут применяться для защиты линий с двусторонним питанием.
Токовые отсечки устанавливаются с обеих сторон линии АБ. Для их селективной работы должна выполняться отстройка от максимального тока внешнего замыкания.
Рассматриваются несколько случаев:
Iсз кз.махА
Iсз кз.мах.Б
Далее выбирается большее значение. Т.к. в данном случае Iкз.махА кз.мах.Б, то ток срабатывания отсечек по обоим концам линии одинаков и равен Iсз = kотс х Iкз.махА.
Как видно, образовалась зона нечувствительности, при коротком замыкании в которой ни одна из токовых отсечек не срабатывает. В минимальном режиме нагрузки зона нечувствительности возрастает.
Так как время действия отсечки мало, практически мгновенное, то при выборе тока срабатывания необходимо учитывать влияние апериодических составляющих, значения которых высоки именно в первые периоды существования тока короткого замыкания. Отстройка от апериодической составляющей производится выбором коэффициента отсечки kотс = 1,2 - 1,3. В случае использования на линиях с двусторонним питанием, также отстраиваются от токов качания.
Для отсечек, зона действия которых охватывает только часть линии, важна одинаковая чувствительность при различных видах коротких замыканий. Поэтому для защиты от многофазных замыканий в сетях с изолированной нейтралью обычно используется схема соединения ТТ в неполную звезду.
Для защиты от перенапряжений воздушных линий, не покрытых тросами, используются разрядники, создающие искусственные короткие замыкания на землю, длительностью до 1,5 периода, что соразмеримо со временем действия токовой отсечки. Для отстройки от работы разрядников используется промежуточное реле П со временем срабатывания 2-4 периода.
Область применения токовых отсечек: применяются как вспомогательные защиты для сокращения времен отключения повреждения. В некоторых случаях мгновенная токовая отсечка может служить основной защитой, например на радиальных линиях, питающих понижающие трансформаторы.
Преимущества токовой отсечки:
1. Селективность работы в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания.
2. Быстрое отключение наиболее тяжелых для системы коротких замыканий, расположенных вблизи шин станций и подстанций.
Недостатки: Защищают только часть длины линии при металлических коротких замыканиях. При повреждении через переходное сопротивление зона действия токовой отсечки может снизиться до нуля.