Согласно требованиям первая ступень защиты выполняется в виде токовой отсечки, а вторая в виде максимальной токовой защиты (МТЗ) с зависимой от тока характеристикой выдержки времени. Токовую отсечку выполняют на реле типа РТМ, а максимальную токовую защиту на реле РТВ. Реле РТМ и РТВ относятся к реле прямого действия, которые одновременно являются измерительными и исполнительными органами, действующими непосредственно на привод выключателя.
Максимальная токовая защита на реле типа РТВ пока широко применяется на воздушных линиях 10 кВ.
Из электромеханических реле наиболее точными являются индукционное реле типа РТ-85 с ограниченно-зависимой характеристикой времени срабатывания. Эти реле состоят из трех элементов: индукционного, электромагнитного мгновенного действия (токовая отсечка) и указательного. Схема максимальной токовой защиты на реле типа РТ-85 показана на рис. 1.
Реле РТ-85 имеет специальные усиленные контакты, выполненные переключающими. В нормальном рабочем состоянии размыкающие контакты 1 реле КА1 и КА2 замкнуты и шунтируют электромагниты отключения УАТ1 и УАТ2, а замыкающие контакты 2 этих реле разомкнуты, поэтому ток через электромагниты отключения не проходит. При коротком замыкании на линии реле с выдержкой времени срабатывает, его контакты переключаются, т. е. сначала замыкается контакт 2, а затем размыкается контакт 1. Электромагнит отключения - УАТ обтекается полным током вторичной обмотки трансформатора тока и при достаточном значении тока срабатывает,, воздействуя на механизм отключения привода выключателя и выключатель отключается. Эти схемы называются схемами с дешунтированием электромагнита отключения.
В целях повышения чувствительности защиты при двухфазных коротких замыканий за трансформатором 10 кВ со схемой соединения обмоток A/Y устанавливают дополнительно третье реле РТ-85.
Максимальная токовая защита типа ТЗВР
Полупроводниковая максимальная (токовая защита типа ТЗВР предназначена для защиты распределительных линий 6-10 кВ от всех видов коротких замыканий. Устройство ТЗВР может быть использовано при схеме сети с секционированием, сетевым резервированием и устанавливается в ячейках КРУ и КРУН отходящих линий 10 кВ подстанций 110/35/10 кВ всех типов, в шкафах распределительных пунктов секционирования и резервирования, где при изменении режима работы линии не требуется производить выбор уставок срабатывания защиты по току и времени.
Защита ТЗВР дает возможность согласовать большое число последовательно установленных комплектов защит и, что самое ценное, практически без накопления выдержки времени.
Устройство ТЗВР состоит из односистемной максимальной токовой защиты с ограниченно-зависимой регулируемой в широких пределах ампер-секундной характеристикой, у которой время действия в зависимой части линейно зависит от тока короткого замыкания и токовой отсечки, а также содержит указательное реле, электромагнит отключения выключателя, токовый блок для электромагнита и элементы оперативного опробования работоспособности всего устройства.
В независимой части хараактеристики время действия защиты может плавно регулироваться от 0,1--0,2 до 0,4 с. За счет возможности изменения в широких пределах времятоковой характеристики устройства ТЗВР согласование комплектов защит, последовательно установленных вдоль линии, происходит без накопления выдержки времени на головном участке линии.
Защита имеет одинаковую чувствительность к трехфазным и двухфазным коротким замыканием в одной точке, то есть чувствительность ее в 2/√3 раза выше, чем у МТЗ с реле типа РТВ и РТ-85, включенных на фазные токи.
Ток срабатывания устройства ТЗВР плавно регулируется в диапазоне от 2,5 до 40А. Ток срабатывания отсечки можно регулировать от двукратного максимального тока срабатывания защиты до полного вывода токовой отсечки из работы.
К основным достоинствам защиты ТЗВР можно отнести:
-
возможность согласования большого числа смежных защит без накопления выдержки времени;
-
обеспечивает одинаковую чувствительность при трехфазном и двухфазных коротких замыканиях на защищаемой линии;
-
содержит кроме МТЗ и токовую отсечку;
-
имеется автономный источник оперативного тока — блок питания, обеспечивающий работу защиты и электромагнита отключения выключателя.
Устройство подключается к присоединениям, оборудованным двумя трансформаторами тока.
Полупроводниковое устройство для переключения уставок максимальных токовых защит типа УПЗС
На секционированных линиях с сетевым резервированием при изменении режима питания линий меняется направление протекания токов нагрузки и короткого замыкания. Поэтому для обеспечения необходимой чувствительности и селективности действия устройств защиты необходимо применение на пунктах секционирования и резервирования направленных максимальных токовых (НМТЗ) или дистанционных защит.
Применяемые НМТЗ, состоящие из токовых реле, в качестве пусковых органов, реле времени и реле направления мощности имеют следующие недостатки: наличие «мертвой зоны», в которой реле направления мощности отказывает в работе из-за уменьшения напряжения, измеряемого трансформатором напряжения, вследствие короткого замыкания на этом участке (так как реле направления мощности срабатывает от величины произведения тока и напряжения), необходимость в квалифицированном персонале, обслуживающем эти устройства; можно отметить также в качестве недостатка и большие габариты реле РТ-85, реле направления мощности типа РБМ-171 и других, которые сложно разместить в релейном отсеке распределительного устройства КРУН.
Устройство УПЗС представляет собой два полупроводниковых реле времени с пределами регулирования выдержки времени от 8 до 80 с и срабатывающих при исчезновении или снижении значения контролируемого напряжения ниже 20% номинального.
Устройство типа УПЗС предназначено для переключения комплектов максимальной токовой защиты на пунктах секционирования линий 10 кВ с сетевым резервированием, а также в качестве местного АВР на трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ и сетевого АВР на пунктах сетевого резервирования линий 10 кВ.
Устройство может найти применение в схемах автоматики в качестве реле времени, например, с его помощью можно дистанционно управлять выключателями, установленными в распределительных сетях, отключая на определенное время головной выключатель и фиксируя длительность паузы в напряжении питания линии 10 кВ, выполнять схемы автоматического управления выключателями плавки гололеда и т. п.
С помощью устройства УПЗС может быть выполнено, например, местное АВР на закрытых трансформаторных подстанциях 10/0,4 кВ с камерой КСО-272 резервного ввода, где на рабочем вводе применен выключатель нагрузки, а на резервном — масляный выключатель в камере КСО-272.
Контроль напряжения осуществляется со стороны шин низшего напряжения трансформатора 10/0,4 кВ.
В случае исчезновения напряжения на шинах 0,4 кВ устройство АВР дает команду на отключение рабочего ввода и включения резервного.
Для выполнения сетевого АВР закрытые трансформаторные подстанции оборудуются двумя камерами КСО-272 с масляными выключателями и одним комплектом защиты типа КРЗА-С.
Рис. 3. Схема ЗТП-10/0,4 кВ: TV — трансформатор напряжения ТА — трансформатор тока; Q — выключатель 10 кВ; QW — выключатель
При выборе уставок срабатывания устройства УПЗС в режиме переключения защит выдержка времени должна быть больше времени бестоковой паузы АПВ головного выключателя линии 10 кВ и меньше времени действия сетевого АВР.
Устройство максимальной направленной токовой защиты двухстороннего действия типа ЛТЗ
Защита предназначена для секционированных линий 6— 20 кВ с сетевым резервированием и двухсторонним питанием. Это устройство можно также использовать для защиты линий с односторонним питанием при междуфазных коротких замыканиях и силовых трансформаторов напряжением 6—35 кВ. Защита ЛТЗ может монтировать в КРУН, на шинах и на панелях релейной защиты подстанций, в пунктах секционирования и резервирования секционированных линий.
Особенность устройства ЛТЗ заключается в том, что в зависимости от направления мощности, передаваемой по линии, происходит автоматическое переключение на заданные уставки срабатывания второй ступени по току и времени.
Орган направления мощности защиты находится в сработавшем положении при питании линии от подстанции А. Устройство ЛТЗ в этом случае имеет более высокие уставки по току и по времени срабатывания, чем у защиты на пункте АВР (характеристики 1 и 3 на рис. 4, а). Такая настройка .соответствует селективной работе защит при коротком замыкании в точке К1.
Устройство ЛТЗ автоматически переключается на меньшие уставки по току и по времени срабатывания (характеристика 2 на рис. 4, а) при изменении режима работы линии и при питании от подстанции Б (рис. 4, в). Орган направления мощности в этом случае не срабатывает. Защита ЛТЗ при коротком замыкании в точке К.2 сработает раньше, чем защита на пункте АВР (характеристика 3).
К достоинствам устройства ЛТЗ, выполненного на элементах радиоэлектроники, можно отнести отсутствие «мертвой зоны», зависимые от тока характеристики, возможность ускорения действия защиты при неудаленных коротких замканиях, так как напряжение снижается настолько, что орган направления мощности не может оставаться в сработавшем состоянии.
Устройство КРЗА-С представляет собой полупроводниковую дистанционную защиту с линейно зависимой от значения сопротивления на зажимах устройства характеристику времени срабатывания, тем самым обеспечивая селективность защиты на пунктах секционирования линий 10 кВ с двухсторонним питанием.
Комплект КРЗА-С предназначен для защиты секционированных распределительных линий 10 кВ с сетевым резервированием от всех видов междуфазных коротких замыканий и для осуществления АПВ линий 10 кВ. Устройство может применяться на любых имеющихся пунктах секционирования как на линиях с сетевым резервированием, так и на радиальных линиях в случае неудовлетворения МТЗ требованиям чувствительности и селективности.
Устройство КРЗА-С состоит из релейного блока, представляющего односистемную двухступенчатую дистанционную защит первой ступени — дистанционную отсечку с временем срабатывания tотс и второй ступени — дистанционную защиту, время срабатывания которой возрастает пропорционально увеличению сопротивления на зажимах устройства и блока АПВ двукратного действия (аналогично АПВ-2П, рассмотренному ниже) с блоком автономного питания электромагнита отключения выключателя. Устройство снабжено органами оперативной проверки работоспособности.
При использовании на пунктах секционирования этого комплекта защиты и автоматики дополнительной установки другой аппаратуры не требуется. Для подключения устройства необходимо наличие двух трансформаторов тока и двух однофазных или одного трехфазного трансформатора напряжения в распредустройстве.
Устройство КРЗА-С имеет ряд преимуществ по сравнению с аналогичными:
-
повышенная чувствительность;
-
обеспечивает селективность действия защит без накопления выдержки времени с помощью одного комплекта защиты, не требующего переключений при изменении режима работы секционированной линии с двухсторонним питанием;
-
стабильность зон действия и меньшее время срабатывания, простота конструктивного выполнения устройства АПВ с регулируемыми временами бестоковых пауз первого и второго циклов.
Автор: Расторгуев В. М.