7.3. Схема и принцип действия токовой направленной защиты

Токовая направленная защита представляет собой МТЗ, дополненную реле направления мощности. Однофазная принципиальная схема ТНЗ представлена на рис. 7.3.1.

Рис. 7.3.1

Пусковой орган защиты: токовое реле КА.

Орган направления: реле направления мощности KW.

Орган времени: реле времени КТ.

Работа схемы: при КЗ на защищаемой линии реле KW замыкает свои контакты, а при КЗ на смежных линиях – нет. В нормальном режиме при направлении потока мощности от шин в линию реле KW может замыкать свои контакты, однако срабатывание защиты должно предотвращаться токовым реле КА, поэтому токовые реле должны быть отстроены от токов нагрузки. В тех случаях, когда токовые реле по условиям чувствительности не удаётся отстроить от максимальной нагрузки, применяется блокировка от реле минимального напряжения KV (рис. 7.3.2).

Рис. 7.3.2

Сети с изолированной нейтралью

ТНЗ устанавливается на двух одноименных фазах во всей сети.

Сети с глухозаземленной нейтралью

Защита устанавливается на трех фазах. Если защита служит для действия только при междуфазных КЗ – на двух фазах.

ТНЗ выполняются как на постоянном, так и на переменном оперативном токе. Двухфазная схема на переменном оперативном токе представлена на рис. 7.3.3.

Схема выполнена с дешунтированием катушки отключения, с токовыми пусковым органом и промежуточными реле KL1,KL2 с мощными переключающими контактами.

Схема должна быть дополнена устройствами, контролирующими исправность цепей напряжения.

Рис. 7.3.3

Рис. 7.3.3 (продолжение)

7.4. Схемы включения реле направления мощности

7.4.1. Требования к схемам включения

Реле KW включается, как правило, на фазный ток и фазное или междуфазное напряжение. Сочетание фаз тока и напряжения, питающего реле, называемое схемой включения, должно быть таким, чтобы реле правильно определяло знак мощности КЗ при всех возможных случаях и видах повреждений и чтобы к нему подводилась наибольшая мощность S_Р:

S_P= U_PI_Psin(–_Р), (7.10)

где  – угол внутреннего сдвига реле.

Мощность S_P может быть недостаточна для действия реле, при КЗ близких к месту установки реле снижается напряжение U_P или при неблагоприятном значении угла _Р – sin(–_Р)  0. Отсюда вытекают следующие требования к схемам включения

1. Реле должно включаться на такое напряжение, которое при близких КЗ не снижается до нуля.

2. U_P и I_P, подводимые к реле, должны подбираться так, чтобы угол сдвига между ними _Р в условиях КЗ не достигал значений, при которых S_P на зажимах реле  0.

7.4.2. 90 И 30 схемы

В современных схемах ТНЗ применяется включение реле направления мощности по так называемым 90 и иногда 30 схемам.

На рис. 7.4.1 приведена принципиальная схема максимальной направленной защиты с двумя пусковыми органами: тока и минимального напряжения и однофазными реле направления мощности, включенными по 90 схеме.

На рис. 7.4.2 представлена принципиальная схема максимальной направленной защиты с токовым пусковым органом и трехфазным реле направления мощности, включенным по 30 схеме.

Таблица 7.1

	90 схема			30 схема
Реле	IP	UP	IP		UP
1	IA	UBC	IA		UAC
2	IB	UCA	IB		UBA
3	IC	UAB	IC		UCB

На рис. 7.4.3 и 7.4.4 представлены векторные диаграммы для 90 и 30 схемам соответственно.

Рис. 7.4.3

Названия схем условны – их именуют по углам _Р между U_P и I_P в симметричном трехфазном режиме при условии, что угол сдвига фаз между фазными током и напряжением равен нулю: (чисто активная нагрузка).