4.6. Выдержки времени защиты

Ступень времени. Для обеспечения селективности выдержки времени МТЗ выбираются по ступенчатому принципу (см. рис.4.1). Разница между временем действия МТЗ двух смежных участков (например, А и В на рис.4.12) называется ступенью времени или ступенью селективности:

(4.8)

Ступень Δt должна быть такой, чтобы при КЗ на каком-нибудь участке сети (например, на w_b) МТЗ соседнего участка (т.е. на W_A) не успевала сработать.

Чтобы МТЗ ЛЭП_A не сработала при КЗ на предыдущем участке, она должна иметь выдержку времени, большую времени отключения на w_b:

где t_зВ – выдержка времени МТЗ В; t_п В – положительная погрешность в сторону замедления реле времени МТЗ В; t_B В – время отключения выключателя w_b с момента подачи импульса в катушку отключения до разрыва тока КЗ контактами выключателя. Приняв запас t_зап и учтя, что МТЗ А может из-за погрешности реле времени снизить выдержку времени на величину t_п A (отрицательная погрешность), получим

(4.8a)

О тсюда минимальная ступень времени

(4.9)

Согласно выражению (4.9) выбирается ступень для МТЗ с независимой характеристикой. Что касается МТЗ с зависимой характеристикой, выполняемых с помощью индукционных реле, то они могут продолжать работать по инерции после отключения тока КЗ. Поэтому ступень времени у таких МТЗ должна быть увеличена на время инерционной ошибки реле t_и:

(4.10)

Для применяемых в эксплуатации реле и выключателей ступень времени колеблется у МТЗ с независимой выдержкой времени в пределах 0,35-0,6 с, а у МТЗ с зависимой или ограниченно зависимой характеристикой 0,6-1 с. При согласовании с быстродействующей РЗ погрешность ее не учитывается (t_{п B} = 0), и тогда Δt= 0,35 ÷ 0,4с.

Выбор времени действия МТЗ. Согласование МТЗ с независисимыми характеристиками. Считая, что выдержка времени МТЗВ задана, выдержку времени МТЗА (см. рис.4.11) определяют по выражению

(4.11)

Согласование МТЗ с зависимыми характеристиками. Выдержки времени МТЗ с зависимой или ограниченно зависимой характеристикой также должны удовлетворять условию (4.11), но, поскольку время действия этих реле зависит от тока, необходимо задавать пределы тока, при которых это условие должно выполняться. Положим, что ЛЭП, показанные на рис.4.12, а, оборудованы МТЗ, имеющей ограниченно зависимую характеристику. Требуется выбрать характеристику МТЗА (рис.4.12, а) и согласовать ее с характеристикой МТЗВ, которая известна. МТЗА должна иметь время на ступень больше МТЗВ при всех КЗ в пределах зоны совместного действия МТЗА и МТЗВ, т.е. на W_B. Если при КЗ в точке К1 (начало зоны МТЗВ) ток КЗ, проходящий через МТЗА и МТЗВ, равен I_К1, то при всех КЗ за точкой К1, т.е. в зоне работы МТЗВ, токи КЗ будут меньше. Следовательно, условие селективности (4.11) должно выполняться при токе I_{K1 max} и всех токах, меньших его. В случае КЗ на ЛЭП_A время действия МТЗА не должно согласовываться с МТЗВ и может быть сколь угодно малым; при этом ток КЗ, проходящий через МТЗА, будет больше I_{K1 max}. Из этих условий вытекает следующий порядок подбора зависимых характеристик:

1) строится исходная характеристика t = f(I) МТЗВ, с которой согласуется МТЗА (рис.4.12, б);

2) определяется максимальное значение токов КЗ I_{K1 max}, проходящих через МТЗА и МТЗВ при повреждении в начале участка, защищаемого МТЗВ (в точке К1) (рис.4.12, а);

3) пользуясь заданной характеристикой МТЗВ, находим ее выдержку времени t_B1 при токе I_{K1 max}, т.е. при КЗ в начале защищаемой зоны, в точке К1 (рис.4.12, б);

4) по условию селективности выдержка времени МТЗА при токе I_{K1 max} Должна превышать время t_B1 МТЗВ на ступень Δt:

(4.12)

Это условие должно выполняться при токах I ≤ I_{K1 max};

5) выбранная характеристика МТЗА строится совместно с характеристикой МТЗВ для наглядной проверки выполнения условия (4.12) при токах КЗ, равных и меньших I_{K1 max}. Совместное построение характеристик нескольких МТЗ удобно вести относительно первичных фазных токов, но при этом нужно учитывать схему соединения токовых цепей МТЗ, от которой зависит соотношение между током в реле и током в фазе, т.е. k_cx. Если согласуемые МТЗ находятся на разных сторонах силового трансформатора, то их характеристики нужно привести к токам одного напряжения. Выдержка времени МТЗА с независимой характеристикой при согласовании ее с ограниченно зависимой характеристикой МТЗ W_B отстраивается по времени (рис.4.12, в) от t'_з В при токе I_В = I_с.з А : t_с.з А = t'_с.з В +Δ t. При токах I_В > t_с.з А выдержка времени t_B уменьшится и, следовательно, селективность будет обеспечена.