Токовая защита сетей

Защита от перегрузок в сетях осуществляется тепловыми расцепителями АВВ и не требует специальной настройки по селективности.

Защита от к.з. обеспечивается АВВ на селективной основе. Используют два основных принципа селективности: защита с разными уставками времени срабатывания (максимальная токовая защита МТЗ) и защита с разными уставками токов срабатывания (токовая отсечка ТО).

Максимальная токовая защита

При к.з. в точке К1 должен срабатывать только АВВ 1, при к.з. в точке К2 – только АВВ 2, и т д., поэтому уставки времени срабатывания возрастают от потребителя к генератору. Селективность обеспечивается выполнением условия:

,

где Δt – ступень селективности.

Для надежного обеспечения селективности Δt должна быть равна (0,15÷0,20) с.

Для обеспечения надежной селективности МТЗ необходимо настраивать не только на разные уставки времени срабатывания, но и на разный ток срабатывания АВВ.

Пусть к.з. произошло в точке К2. Рассмотрим ток через 3-й автомат.

t₀ – момент возникновения к.з. в точке К2;

t₁ – момент отключения к.з. автоматом 2;

I_Р3 – рабочий ток через автомат 3 (после отключения к.з.);

I_Рm3 – максимальный ток через автомат 3 (после отключения к.з.);

I_С3 – ток срабатывания расцепителя АВВ 3;

I_В3 – ток возврата расцепителя АВВ 3.

АВВ не сработает при к.з. в точке К2, если будет выполняться условие:

I_В3 > I_Рm3, (1)

в этом случае якорь расцепителя вернется в исходное положение, не ударив по рычагам механизма перемещения контактов.

Перепишем (1) в виде:

I_В = k_Н I_Рm3,

где k_Н – коэффициент надежности.

Известно, что для электромагнитных расцепителей коэффициент возврата

,

отсюда ток срабатывания

.

Для первичных расцепителей k_В = 0,75, k_Н = 1,05÷1,15. Отсюда

I_C = (1,4÷1,5)I_Pm.

МТЗ является основным видом селективной защиты в СЭЭС.

Токовая отсечка

Здесь селективность обеспечивается настройкой аппаратов защиты на различный ток срабатывания.

l₂ – зона защиты 2-го аппарата;

l_Ф2 – фактическая зона защиты 2-го аппарата;

l_НЗ – незащищенная зона.

При слабом затухании зависимости I_К = f(l) токи отсечки соседних аппаратов могут мало отличаться друг от друга, поэтому для исключения одновременного срабатывания соседних аппаратов (нарушения селективности) приходится увеличивать ток отсечки следующего аппарата (в данном случае I₀₂). Так появляется незащищенная зона, в которой (в данном случае) I_К < I₀₂.

Условие селективности

I_0n > I_0n-1,

а ток отсечки выбирается по сверхпереходному току к.з.

,

где - значение тока в конце защищаемой зоны.

Достоинство ТО: быстродействие.

Недостаток ТО: возможность появления незащищенной зоны.

В чистом виде ТО в СЭЭС не используется; применяется в комбинации с МТЗ, отключая АВВ через независимые расцепители без выдержки времени при к.з. в их защищаемой зоне.

Защита генераторов

Генераторы в СЭЭС защищают от перегрузок, внешних и внутренних к.з. и перехода в двигательный режим при параллельной работе.