Токовая отсечка (то)
Рисунок 7
Токовые отсечки – быстродействующие токовые защиты максимального действия, селективность действия которых обеспечивается за счет ограничения зоны действия (т.е. выбором только уставки по току). Могут быть без выдержки времени и с выдержкой времени (селективная и неселективная)
В сетях с односторонним питанием ТО устанавливаются в начале защищаемого участка со стороны источника питания.
Поскольку токи КЗ зависят от удаленности места повреждения от источника питания, то можно подобрать такое значение тока срабатывания отсечки, при котором в зону ее действия будет входить только контролируемый объект. Так ток срабатывания ТО (см рис. 7) должен быть больше максимально возможного тока КЗ на смежном присоединении, т.е. на линии Л2.
Поскольку ток КЗ при повреждении в начале линии Л2 практически равен току КЗ при повреждении в конце линии Л1, для выбора уставки обычно рассчитывают ток КЗ при повреждении на подстанции (ПС2), т.е. при КЗ в граничной между линиями точке К1.
Условие выбора тока срабатывания (селективной) отсечки (ТО):
где
– действующее значение тока КЗ в
максимальном режиме работы энергосистемы
при повреждении в точке К1. Время
срабатывания отсечки
.
Селективная токовая отсечка (Т.О. без выдержки времени) контролирует лишь часть объекта, поэтому её использование в качестве единственной защиты недопустимо!
Неселективная токовая отсечка – токовая защита максимального действия, которая может действовать не только при повреждениях в пределах защищаемого объекта (линии), но и за его пределами (СШ ПС, смежная линия). Действует с выдержкой времени.
Рисунок 8 – Реализация селективной и неселективной ТО
С целью расширения зоны, контролируемой токовой отсечкой, можно допустить возможность ее действия при КЗ на смежной линии (рис. 8). Селективное действие неселективной отсечки в этом случае можно обеспечить за счет ограничения зоны ее действия пределами действия быстродействующей защиты следующей линии и небольшой выдержкой времени срабатывания.
Так,
установка токовой отсечки мгновенного
действия ТО1 на линию W1, очевидно,
неэффективна ввиду очень ограниченной
зоны действия (
).
Для защиты линии W1 в этом случае
целесообразно использовать неселективную
отсечку НО1, которую и по току, и по
времени следует отстроить от токовой
отсечки ТО2 линии W2:
Параметры срабатывания неселективной ТО:
где
– ток срабатывания токовой отсечки без
выдержки времени (ТО2) смежного элемента
(линии);
– время срабатывания токовой отсечки
(ТО2) защищаемой линии.
Выдержка времени неселективной отсечки обычно составляет 0,3–0,8 с. За это время апериодическая составляющая тока КЗ практически полностью затухает, поэтому значения коэффициента отстройки принимают в пределах 1,1–1,2 независимо от типа реле. Кроме того, по этой же причине (наличие выдержки времени) нет необходимости в дополнительной отстройке от бросков тока намагничивания силовых трансформаторов (подробнее о бросках тока намагничивания см. Ульянов с.89 «Включение холостого хода трансформатора»).
При таком выборе уставок на линии W2 образуется общая зона действия lОБЩ. При КЗ за пределами этой зоны, но в пределах зоны действия lТO2 отсечки ТO2 (точка К2) срабатывает только токовая отсечка ТО2, отключая поврежденную вторую линию. На КЗ в зоне lОБЩ (точка К1) реагируют обе отсечки: селективная ТО2 и неселективная первой линии НО1, однако «своя» отсечка ТО2 сработает быстрее (практически мгновенно), и точно так же будет отключена только поврежденная линия W2. Неселективная отсечка при этом вернется в исходное состояние, так и не успев сработать. При КЗ в пределах линии W1 будет селективно работать неселективная отсечка НО1.
Рисунок 9 – Характеристики выдержек времени токовых защит. а – схема сети; б – характеристики выдержек времени; в – зависимость тока КЗ от места повреждения
Достоинства отсечек: простота, быстродействие. Недостатки: неполный охват линии, необходимость установки трехступенчатых защит, где отсечки применяются для организации первой ступени (без выдержки времени) и второй ступени (с выдержкой времени).
Схемы включения отсечек:
Трехфазная и двухфазная схемы работают без выдержек времени (нет реле времени). При замыкании контакта реле тока (КА1. _) подается питание на катушку блинкера и промежуточного реле, а дальше контакты промежуточного реле замыкаются и подается питание на электромагнит отключения выключателя, выключатель отключается, блок-контакты выключателя размыкаются, разрывая цепь ЭМ отключения. Последняя схема работает с выдержкой времени за счет реле времени КТ. Описание аналогично.