74 . Принцип действия и выбор уставок мтз(34 вопрос такой же)

ЗАЩИТА ЛИНИЙ С ПОМОЩЬЮ МАКСИМАЛЬНОЙ ТОКОВОЙ ЗАЩИТЫ

Максимальные токовые защиты являются основным видом за­щит для сетей с односторонним питанием. В сетях более сложной конфигурации максимальная защита применяется как вспомога­тельная в отдельных случаях.

В сетях с односторонним питанием максимальная защита должна устанавливаться в начале каждой линии со стороны ис­точника питания (рис. 4-1, а). При таком расположении защит

каждая линия имеет самостоятельную защиту, отключающую ли­нию в случае повреждения на ней самой или на шинах питающейся от нее подстанции.

При к. з. в какой-либо точке сети, например в точке К₁(рис. 4-1, й), ток к. з. проходит по всем участкам сети, располо­женным между источником питания и местом повреждения, в ре­зультате чего приходят в действие все защиты (1, 2, 3, 4). Однако по условию селективности сработать на отключение должна только защита 4, установленная на поврежденной линии.

Для обеспечения указанной селективности максимальные за­щиты выполняются с выдержками времени, нарастающими от потребителей к источнику питания, как это показано на рис. 4-1, б. При соблюдении этого принципа в случае к. з. в точке К₁раньше других сработает защита 4 и произведет отключение поврежден­ной линии. Защиты 1, 2 и 3 вернутся в начальное, положение, не успев подействовать на отключение. Соответственно при к. з. в точке К₂ быстрее всех сработает защита 3, а защиты 1 и 2, имею­щие большее время, не подействуют.

Рассмотренный принцип подбора выдержек времени назы­вается ступенчатым.

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.

ВЫБОР ТОКА СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТЫ

Исходным для выбора тока срабатывания максимальной токо­вой защиты от к. з. является требование, чтобы она надежно работала при повреждениях, но в то же время не действовала при максимальных токах нагрузки и ее кратковременных толчках, вызываемых пуском и самозапуском двигателей, колебанием на­грузки потребителей и другими причинами.

Излишняя чувствительность защиты из-за недостаточной от­стройки ее от токов нагрузки может приводить к неправильным отключениям при неопасных перегрузках, что наносит ущерб потребителям. Слишком чувствительная защита сама становится источником аварий и перебоев в питании потребителей.

Из этого следует, что главная задача при выборе тока сраба­тывания состоит в надежной отстройке защиты от токов на­грузки. Для этой цели необходимо выполнить два условия:

1) Токовые реле защиты не должны приходить в действие при максимальном рабочем токе нагрузки I_н.макс, для чего ток срабатывания защиты¹I_с.з должен быть больше максимального тока нагрузки:

I_с.з>I_н.макс (4-1)

2) Токовые реле, сработавшие при к. з. в сети, должны надежно возвращаться в исходное положение после отключения к. з. при оставшемся в защищаемой линии рабочем токе. Так, напри­мер, при к. з. в точке К сети (рис. 4-8) срабатывают токовые реле защит 1 и 2. После отключения повреждения защитой 2 прохож­дение тока к. з. прекращается и пришедшие в действие токовые реле защиты 1 должны возвратиться в начальное положение, так как иначе про­изойдет неправильное отключение непо­врежденной линии. Поэтому ток возврата реле должен быть больше тока нагрузки линии, проходящего через защиту 1 после отключения к. з.

Этот ток в первый момент времени после отключения к. з. имеет повышенное значение из-за пусковых токов электродвигателей. Асинхронные электродвига­тели, составляющие значительную часть нагрузки, во время к. з, тормозятся вслед­ствие возникающего, при к. з. понижении напряжения. После отключения к. з. напряжение восстанавли­вается и все оставшиеся в работе электродвигатели (часть неот­ветственных электродвигателей отключается защитой от пониже­ния напряжения) самозапускаются, потребляя повы­шенный пусковой ток (рис. 4-9). Этот ток I₃ постепенно затухает, и в линии устанавливается рабо­чий ток, который в худшем слу­чае может иметь максимальное значение I_н.макс

I_в>kоз_.I_н.м (4-2_акс. )

При выполнении условия (4-2) выполняется также условие (4-1), так как ток возврата максималь­ных реле всегда меньше тока срабатывания. Поэтому для от­стройки защиты от нагрузки за исходное принимается условие (4-2). Руководствуясь им, ток возврата выбирают равным:

I_воз = k_нk_зI_н.макс (4-3)

Коэффициент надежности k_н учитывает возможную погреш­ность в величине тока возврата реле и принимается равным 1,1 – 1,2.

¹ Здесь и в дальнейшем под током срабатывания защиты подразуме­вается наименьший первичный ток в фазе линии, необходимый для действия защиты.

Как видно из выражения (4-4), значение I_с.ззависит от k_вози I_н.макс. Ток срабатывания обратно пропорционален k_воз, по­этому в целях уменьшения I_с.зстремятся применять токовые реле с высоким коэффициентом возврата: примерно 0,85 и выше.

Существенное значение для надежной отстройки защиты от нагрузки имеет правильная оценка величины I_н.макс.

Определяя максимальное значение тока нагрузки, нужно учитывать тяжелое, но в то же время реально возможное увели­чение нагрузки, обычно возникающее в результате нарушения нормальной схемы сети. Например, при двух параллельных ли­ниях (рис. 4-10, а) необходимо учитывать, что в случае автомати­ческого отключения одной из них нагрузка на оставшейся линии удвоится. При наличии АВР, включающего выключатель Б (рис. 4-10, б), необходимо предусматривать наброс мощности на линию Л1 при отключении Л2 и наоборот. При наличии АПВ (рис. 4-10, в) необходимо учитывать самозапуск электродвигателей после повторного включения линий от АПВ.

Чувствительность защиты. Ток срабатывания, выбранный по условию отстройки от нагрузки, проверяется по условию чувствительности защиты. Проверка ведется по мин и м а л ь н о м у значению тока I_к.мин при повреждении в конце зоны защиты. Зона действия максимальной токовой защиты должна охватывать защищаемую линию и следующий второй участок, т. е. линию Л2 и трансформаторы, отходящие от шин приемной подстанции (рис. 4-11). Максимальный ток рассчи­тывается для реального минимального режима на электростан­циях и в сетях, питающих линию. Чувствительность защиты оценивается коэффициентом чувствительности:

k_ч= ₍4-6)

Коэффициент чувствительности для защищаемой линии счи­тается допустимым, если I_к.мин в 1,5 раза больше тока срабаты­вания защиты. Снижение k_ч ниже 1,5 не рекомендуется, так как действительный ток в реле при к. з. может оказаться меньше расчетного I_к.мин из-за неточности расчета токов к. з., влияния сопротивления в месте повреждения (не учитываемого при рас­чете) и погрешности трансформаторов тока, уменьшающей вторич­ный ток. При к. з. на резервируемом участке согласно ПУЭ допускаются k_ч = 1,2.