Лекции по РЗА / 4. Ступенчатая токовая защита

Ступенчатая токовая защита.

При совместном использовании максимальной токовой защиты и токовой отсечки обеспечивается надежная защита линии на всем ее протяжении. Сочетание токовой отсечки и максимальной токовой защиты носит название токовой защиты ступенчатой характеристикой выдержки времени. Такая защита может быть двухступенчатой или трехступенчатой. В двухступенчатой защите в качестве первой ступени используется отсечка; второй ступенью является максимальная токовая защита. В трехступенчатой защите вторая ступень представляет собой отсечку с выдержкой времени; максимальная токовая защита образует третью ступень. Назначением второй ступени защиты является отключение поврежденной линии при возникновении к.з. вне зоны действия первой ступени, т.е. в конце линии, а третья ступень резервирует действие защит смежного участка сети.

Токи срабатывания первых ступеней защит выбираются как токи срабатывания отсечек

Iс.з.=Кзап Ч Iк.з.макс.

Время срабатывания первых ступеней определяется временем действия исполнительного органа защиты – промежуточного реле.

Токи и времена срабатывания вторых ступеней защит отстраиваются от токов и времени срабатывания первых ступеней предыдущих защит:

I²c.з.₂=КотсЧ IЃ с.з.₁

I²c.з.₃=КотсЧ IЃ с.з.₂

Т²c.з.₂=ТЃ c.з.₁ +D Т

Т²c.з.₃= ТЃ c.з.₂ +D Т

Чувствительность вторых ступеней защит определяется минимальным током к.з. в конце защищаемой линии и считается приемлемой при Кч=1.3ё 1.5

Параметры срабатывания третьей ступени выбираются как параметры срабатывания максимальной токовой защиты.

На рисунке изображена радиальная сеть с односторонним питанием, участки которой (АБ, БВ) защищены трехступенчатыми токовыми защитами. Из рисунка ясно, что при к.з. на линии действует или первая ступень (к.з. в начале линии), или вторая ступень (к.з. в конце линии). Третья ступень выполняет функцию резервной защиты при повреждениях на соседних участках. Таким образом, токовая защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени является селективной и относительно быстродействующей защитой. Однако не любая радиальная линия с односторонним питанием может быть оборудована такой защитой, так как чувствительность токовых отсечек часто оказывается недостаточной.

Рис.1

Ранее была приведена карта селективности для защит с независимыми характеристиками времени. Однако часто вторые ступени двухступенчатых защит выполняются в виде МТЗ с зависимой от величины тока характеристикой выдержек времени.

Рис.2

Токовая защита в целом обеспечивает селективность несрабатывания при внешних к.з. только в сетях радиальной конфигурации с односторонним питанием. Это определяется ее последней ступенью – максимальной токовой защитой. Первые и вторые ступени принципиально могут быть выполнены селективными в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания. Существенные недостатки защиты – недостаточная в ряде случаев защитоспособность 1 и 2 ступеней (являющихся основными), зависимость длин защищаемых зон от режима работы питающей системы и вида к.з., а также иногда недостаточная чувствительность последней резервной ступени. Защита, несмотря на отмеченные недостатки, широко используется в распределительных сетях Uном< 35кВ радиальной конфигурации с односторонним питанием для действия при всех многофазных к.з.