13. Токовые отсечки (назначение, принцип действия, выбор параметров срабатывания).

Основной недостаток максимальной токовой защиты заключается в наличии относительно большой выдержки времени вблизи источников питания, поэтому МТЗ, как правило, используют совместно с другой токовой защитой – токовой отсечкой (ТО), реагирующей также как и МТЗ на увеличение тока.

Токовая отсечка является быстродействующей токовой защитой,

селективность действия которой обеспечивается соответствующим выбором тока ее срабатывания.

Токовая отсечка не должна срабатывать при к.з. на смежном участке сети, поэтому её ток срабатывания отстраивается от максимального тока внешнего для данной линии к.з. (т.е. от максимального тока к.з. в конце защищаемой линии): ,

где: Кн (Котс) - коэффициент надёжности (коэффициент отстройки), учитывающий погрешности в расчёте тока к.з. и погрешность в токе срабатывания реле (для защит на реле тока типа РТ-40 Кн принимают равным 1,2÷1,3, а для защит на реле РТ-80 – Кн=1,5; Iк.вн.макс - максимальный ток внешнего к.з. (на шинах приёмной подстанции), проходящий через защиту при максимальном режиме работы системы.

На рис.3-9 изображена кривая, показывающая характер изменения тока

3-х фазного к.з. в зависимости от расстояния до точки к.з.

Зона действия отсечки охватывает только часть линии и меняется в

зависимости от режима работы системы (зона А – при максимальном, зона Б – при минимальных режимах системы). Чем больше разница в значениях токов к.з. в начале и конце защищаемой линии (чем больше крутизна кривой спада тока по длине линии), тем больше зона отсечки, поэтому ТО эффективна на относительно протяженных линиях, а также на линиях питающих трансформаторы и реакторы.

Токовая отсечка является быстродействующей защитой и время её

срабатывания tс.з. определяется небольшой задержкой вызванной срабатыванием токовых и промежуточных реле, а также исполнительного органа защиты и составляет обычно не более 0,1 с. Этого времени достаточно для предотвращения ложного действия защиты при работе трубчатых разрядников, устанавливаемых на линиях для защиты от перенапряжений. Токовая отсечка, как правило, не защищает всю длину линии и не может быть использована в качестве основной защиты.

Для линий с 2-х сторонним питанием (рис.3-10) токи срабатывания отсечек по концам линии выбираются одинаковыми и равными (по большему значению тока к.з., проходящего по линии к.з. на шинах одной и другой подстанции);

Зоны действия отсечек определяются графически, как точки пересечения прямой тока срабатывания защиты с кривыми изменения токов к.з. по линии.

14. Анализ схемы соединения обмоток трансформаторов тока «полная звезда». Область применения.

При выполнении токовой защиты по схеме полной звезды (рис. 3-12, а) ТТ устанавливаются во всех фазах. Вторичные обмотки ТТ и обмотки реле соединяются в звезду, а их нулевые точки связываются нулевым проводом.

При нормальном нагрузочном режиме и в режиме 3-х фазного к.з. (рис. 3-11, а) Ток в нулевом проводе равен геометрической сумме токов фаз:

.

При 2-х фазных к.з. ток проходит только в двух повреждённых фазах и

соответственно в двух реле, подключенных к ТТ поврежденных фаз, а ток в

неповрежденной фазе отсутствует.

Для случая 2-х фазного к.з. фаз В и С (рис. 3-11, б):

Ток в нулевом проводе рассматриваемой схемы равен сумме токов повреждённых фаз, но так как последние равны и противоположны по фазе, то ток в нулевом проводе будет равен нулю:

.

т.е. реле, включенное в нулевой провод не будет реагировать на междуфазные к.з.

Однако, из-за неидентичности характеристик и погрешностей ТТ сумма вторичных токов при нагрузочном режиме и при 3-х и 2-х фазных к.з. отличается от нуля и в нулевом проводе проходит ток, называемый током небаланса:

.

При 1 фазном к.з. первичный ток проходит только по поврежденной фазе, а соответствующий ему вторичный ток – через реле поврежденной фазы и реле включенное в нулевой провод.

Для случая 1 ф. к.з. фазы А (рис. 3-11,в)

первичные токи: .

При 2-х фазных к.з. на землю токи проходят в двух повреждённых фазах и соответственно в двух реле, а в нулевом проводе проходит ток равный геометрической сумме токов повреждённых фаз.

Для случая 2-х фазного к.з. фаз В и С на землю (рис. 3-11, г)

первичные токи: .

При двойном замыкании на землю в различных точках фаз С и В (рис. 3-11, д) на участке между точками замыкания на землю режим аналогичен 1ф. к.з. фазы В, а между источником питания и ближайшему к нему месту замыкания фазы С – соответствует режиму 2-х фазного к.з. фаз В и С.

Очевидно, что в режимах 1 фазных и 2-х фазных к.з. на землю в первичных токах к.з. появляются токи нулевой последовательности совпадающие по фазе, в нулевом проводе схемы полной звезды будет проходить утроенное значение этого тока поэтому нулевой провод схемы полной звезды является фильтром токов нулевой последовательности.

Учитывая, что реле, установленные в фазах рассматриваемой схемы реагируют на все виды к.з., а реле в нулевом проводе - только на к.з. на землю схему соединения ТТ и обмоток реле в полную звезду применяют в токовых защитах, действующих при всех видах к.з.

Рис. 3‐11. Векторные диаграммы токов

а) при 3‐х фазном к.з.;

б) при 2‐х фазном к.з.;

Достоинствами этой схемы являются хорошее реагирование на все виды однофазных и многофазных коротких замыканий, а также одинаковая чувствительность при всех видах короткого замыкания.