Направленные токовые защиты.Принцип действия максимальной токовой направленной защиты линий.

МТНЗ реагирует не только на абсолютную величину тока в защищаемой линии, но и на фазу этого тока относительно напряжения на шинах у места установки защиты, т.е. действует в зависимости от направления мощности при КЗ. Такое ее действие обеспечивается благодаря включению в схему защиты реле направления мощности.

Рис.9.1. Схема системы электроснабжения (а) и векторные диаграммы токов КЗ и напряжений при КЗ в точках К1 и К2 (б).

Включение реле мощности

Рассмотрим векторные диаграммы токов и напряжений при КЗ в точках К1 и К2 (рис.9.1). При построении векторных диаграмм за положительное направление тока принято его направление от шин в сторону линии. Угол сдвига фаз тока относительно вектора напряжения считается положительным при отстающем токе и отрицательным при опережающем токе.

Из векторных диаграмм видно, что фаза тока в месте включения защит АК2 и АК3 относительно напряжения Uб при перемещении повреждения из точки К2 в точку К3 сдвинулась на 180о.

Таким образом, защиту АК2 необходимо выполнить так, чтобы она действовала на отключение только при углах между током и напряжением, соответствующих КЗ в точке К1, а защиту АК3 - при повреждении в точке К2. Из этого следует, что реле мощности при подведении к нему напряжения Uр = Uб В качестве реле мощности чаще применяют реле типа РБМ, на индукционном принципе действия и электронное реле типа РМ.

Реле мощности включается таким образом, чтобы сочетания напряжений и токов по величине и фазе были бы достаточными для срабатывания реле при различных видах КЗ.

Выбор уставок максимальных токовых направленных защит

Выбор тока срабатывания МТНЗ. Ток срабатывания реле тока в простейшем случае определяется по выражению

,

где Iнг.макс – максимальный ток нагрузки защищаемой линии с учетом возможности размыкания сети или отключения одного источника питания.

При определении Iнг.макс принимается только максимальный режим, соответствующий направлению мощности от шин в линию.

В сетях с двухсторонним питанием токи срабатывания защит, действующих в одном направлении, должны согласовываться по чувствительности, возрастая при приближении к источнику питания. Это согласование производится только для защит, входящих в одну группу (например – защиты АК2, АК4 и АК6). Причем защита, имеющая меньшую выдержку времени, должна иметь и меньший ток срабатывания, т.е.

Iсз2< Iсз4< Iсз6.

В общем случае

Iсзn = Кзап Iсз(n-1),

где Кзап принимается равным 1,1.

Таким образом токи срабатывания должны удовлетворять встречно-ступенчатому принципу и выбираться по условию, дающему большее значение тока.

Выбор времени срабатывания МТНЗ.

Наличие реле мощности в схемах МТНЗ АК2 и АК3 дает возможность не согласовывать между собой их выдержки времени.

Из векторных диаграмм видно, что при КЗ в точке К1 токи будут одинаковы у защит АК2, АК4 и АК6 и эти защиты придут в действие.

Для селективного действия защит необходимо, чтобы выдержка времени t2 защиты АК2 была меньше выдержки времени t4 защиты АК4, а выдержка времени t4 защиты АК4 была меньше выдержки времени t6 защиты АК6.

Точно также должны быть согласованы между собой выдержки времени защит АК1, АК3 и АК5 при КЗ в точке К2.

Таким образом, защиты рассматриваемого участка разбиваются на две группы – четную и нечетную, не связанные между собой выдержками времени.

В пределах каждой группы выдержки времени выбираются по ступенчатому принципу

t4= t2 + ∆t и t1= t3 + ∆t,

где ∆t – ступень селективности.