5. Токовые отсечки

5.1. Принцип действия

Токовая отсечка – разновидность токовой защиты, позволяющая обеспечить быстрое отключение КЗ.

Токовые отсечки (ТО) подразделяются на

– отсечки мгновенного действия;

– отсечки с выдержкой времени (0,3...0,6 с).

Селективность токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы.

Величина тока КЗ, протекающий по линии, зависит от места повреждения:

(5.1)

где E_C – ЭДС системы;

X_C – сопротивление системы;

X_WK – сопротивление линии до точки КЗ;

X_Y – удельное сопротивление линии;

L_K – длина от начала линии до места КЗ.

Рис. 5.1.1

Для обеспечения селективности ток срабатывания защиты I_C.З > I_КЗ1 – тока КЗ на шинах противоположной подстанции.

Токовые отсечки применяются как в радиальных сетях с односторонним питанием, так и в сети, имеющей двустороннее питание.

5.2. Схемы отсечек

В сети с глухозаземленной нейтралью применяют трехфазные схемы, от КЗ всех видов. Для защиты от междуфазных КЗ используется двухфазная схема «неполная звезда». Схемы ТО аналогичны схемам МТЗ за отсутствием реле времени у мгновенных отсечек.

В сети с изолированной нейтралью или заземленной через большое сопротивление применяются двухфазные схемы.

Как и МТЗ, ТО выполняется на постоянном и переменном оперативном токах.

5.3. Отсечки мгновенного действия на линиях с односторонним питанием

5.3.1. Ток срабатывания отсечки

По условию селективности защита не должна работать за пределами защищаемой линии АВ, в токе В (см. рис. 5.3.1):

I_СЗ=k_НI_{К(В)макс}, (5.2)

где I_{К(В)макс} – максимальный ток КЗ в фазе линии при КЗ на шинах подстанции В;

k_Н – коэффициент надежности, 1,2...1,3 – для отсечек ЛЭП с реле типа РТ.

Рис. 5.3.1

5.3.2. Зона действия отсечки

Зона действия ТО определяется графически (рис. 5.3.1) или по формуле:

(5.3)

где X_W – сопротивление линии;

X_C – сопротивление системы.

ПУЭ рекомендуют применять отсечку, если её зона действия охватывает не меньше 20% защищаемой линии.

Для устранения мертвой зоны направленных защит отсечка применяется и при меньшей зоне действия.

При схеме работы линии блоком с трансформатором отсечку отстраивают от тока КЗ за трансформатором (рис. 5.3.2). В этом случае отсечка защищает всю линию и весьма эффективна.

Рис. 5.3.2

5.3.3. Время действия отсечки

При применении быстродействующих промежуточных реле (с временем срабатывания 0,02 с) t_ТО=0,04...0,06.

В схемах с промежуточными реле в расчетах не учитывается апериодическая составляющая тока, поскольку она затухает очень быстро, за 0,02...0,03 с.

На линиях, защищенных от перенапряжений трубчатыми разрядниками, отсечка может срабатывать при их действии. Время срабатывания разрядника: t_P=0,01...0,02 с, а при их каскадном действии – 0,04...0,06 с. В этом случае применяют промежуточные реле с временем действия – 0,06...0,08 с.

5.4. Неселективные отсечки

Неселективная отсечка – это мгновенная отсечка, действующая за пределами своей линии.

Применяется в случаях, когда это необходимо для сохранения устойчивости. Неселективное действие исправляется при помощи АПВ, включающего обратно неселективно отключившуюся линию.

5.5. Отсечки на линиях с двусторонним питанием

Для определения тока срабатывания отсечек необходимо определить токи I_{КЗ(В)отG1} и I_{КЗ(А)отG2}.

Рис. 5.5.1

Ток срабатывания защиты вычисляется по наибольшему из этих токов:

I_СЗ=k_НI_К(макс). (5.4)

Во избежание неправильной работы отсечки при качаниях её ток срабатывания должен отстраиваться и от токов качания I_кач:

I_СЗk_НI_{кач.макс}, (5.5)

где k_Н – коэффициент надежности, k_Н = 1,2...1,3;

(5.6)

где Е – ЭДС генераторов А и В, Е_А=Е_В=Е=1,05U_ГЕН;

X_AB – суммарное сопротивление от генератора А до В: X_GA+X_GB+X_C;

– сверхпереходное сопротивление генераторов;

X_C – сумма сопротивлений всех остальных элементов, включенных между шинами генераторов.

Ток срабатывания выбирается по большему из двух значений (5.4) и (5.5).