7. Токовые защиты: устройство и принцип действия

Токовая защита - это защита, принцип действия которой основан на контроле тока. Токовая защита максимального типа срабатывает при превышении контролируемым током срабатывания. Токовая защита минимального типа срабатывает при уменьшении тока до определенного уровня (тока срабатывания). В зависимости от того, каким образом обеспечивается селективность действия с последующей (от источника питания) защитой, различают максимальную токовую защиту (МТЗ) и токовую отсечку (ТО).

Максимальная токовая защита. Ток, возникающий в аварийных условиях, в отличие от тока нормального режима принято называть сверхтоком. Таким образом, появление сверхтока является признаком возникновения аварии. На использовании этого признака основан принцип действия максимальной токовой защиты, упрощенная схема которой приведена на рис. 7-1.

К максимальной токовой защите МТЗ подводится через трансформаторы тока ТТ ток, проходящий по защищаемому элементу (линия Л). При нормальных значениях тока нагрузки линии защита не действует, но когда ток увеличится и достигнет (или превысит) заранее установленную величину, защита придет в действие (сработает) и отключит выключатель В. Значение тока, при котором происходит срабатывание защиты, называется током срабатывания защиты. Таким образом первым требованием, которому должна удовлетворять максимальная токовая защита, является правильное выявление момента возникновения аварии, что достигается установкой строго определенной величины тока срабатывания.

Токовая отсечка. При протекании в сети электрического тока ее элементы начинают нагреваться. Это так называемая рабочая температура, позволяющая функционировать в течение длительного времени в обычном режиме.    

. Автоматика, в том числе и токовая отсечка берет на себя функцию отреагировать на короткое замыкание в связи с высокой скоростью возрастания тока. С помощью нее осуществляется контроль величины тока на участке цепи. Если сила тока возрастает и начинает превышать установленное значение, происходит срабатывание защиты и отключение участка.   Величина тока, вызывающая срабатывание защиты, носит название уставки.  Ее значение должно обеспечивать отключение цепи до того момента, когда начнутся разрушения. Чаще всего для создания токовой отсечки проводится с использованием электромагнитных реле. Замыкание контактов в этих устройствах происходит под влиянием электромагнитной силы. Таким образом, прибор подает сигнал, отключающий защищаемый элемент.  Этот же принцип применяется в различных конструкциях автоматических выключателей.

8. Токовые направленные защиты

8.Токовые направленные защиты.Токовые направленные защиты также выполняются трехступенчатыми. Поведение защит при к.з. определяется не только значением тока повреждения, но и направлением мощности к.з в месте их включения. Контроль направления мощности к.з. необходим, если защищаемый элемент имеет двустороннее питание. В самом деле при к.з. точка К1 и К2 (рис.3) токи к.з. в месте включения токовой защиты А1 и А2 в общем случае соизмеримы, причем в первом случае должна сработать защита А1, а во втором защита А2.

Выбором выдержки времени добиться этого нельзя. Однако при к.з. на А1 (т.К1) мощность направлена от шин в защищаемую линию. А при повреждении смежной линии А2 (т.К2) мощность у места включения защиты А1 изменила направление. В первом случае защита А1 должна сработать и отключить А1, а во втором не должна работать. Для выполнения этого токовая защита дополняется измерительным органом контролирующим направление мощности к.з. и называется органом направления мощности. При этом некоторые ступени защиты например 1-ая могут выполняться ненаправленными. Параметры подлежащие определению те же что и у токовых защит. Входными воздействующими величинами защиты могут быть полные фазные токи или напряжения или их симметричные составляющие.