Расчет уставок токовой отсечки.

Лекция 8. Токовая отсечка

Содержание лекции.

8.1. Назначение и принцип действия токовой отсечки.

8.2. Расчет уставок токовой отсечки.

8.3. Расширение защищаемой зоны токовой отсечки.

8.4.Схемы токовых отсечек.

8.5. Общая оценка ТО.

Назначение и принцип действия токовой отсечки.

Релейная защита линий 6…35 кВ выполняется ступенчатыми токовыми защитами. Первая ступень - токовая отсечка без выдержки времени, вторая ступень - токовая отсечка с небольшой выдержкой времени и третья самая чувствительная ступень – МТЗ с выдержкой времени. На коротких линиях выполнить трехступенчатую защиту часто бывает невозможно по условию недостаточной чувствительности первой или второй ступеней. Тогда применяют либо две ступени – отсечку без выдержки времени и МТЗ, либо одну ступень – только МТЗ.

Токовая отсечка (ТО) – токовая защита, селективность действия которой обеспечивается соответствующим подбором тока срабатывания. Для обеспечения селективности ТО отстраивается от тока КЗ в конце защищаемой линии или от КЗ за трансформатором. ТО является первой ступенью токовой защиты и работает без выдержки времени.

Собственное время ТО складывается из собственных времен токового и промежуточного реле и составляет 0.03…0.06 с. Апериодическая составляющая тока КЗ к этому времени существенно затухает и поэтому учитывается лишь действующее значение периодической составляющей тока внешнего КЗ в начальный момент КЗ.

Зона действия ТО охватывает только часть линии и изменяется в зависимости от режима питающей системы (рис.8.1). Поэтому ТО рекомендуется применять в том случае, если зона ее действия составляет не менее 20% длины линии. Чем больше длина линии, тем больше разница в значениях токов КЗ в начале и конце защищаемой линии и тем больше зона действия ТО. ТО применяется на относительно длинных линиях, а также на линиях с реакторами и трансформаторами.

ТО является простой и надежной защитой и поэтому ее применение является обязательным. Обычно ТО применяют совместно с МТЗ, чем устраняют основной недостаток МТЗ – большие выдержки времени при отключении КЗ вблизи источников питания. Иногда применяется еще и ТО с небольшой выдержкой времени для защиты участка линии не входящего в зону действия отсечки без выдержки времени. В этом случае защита называется трехступенчатой токовой защитой. Такие защиты (МТЗ и ТО) входят в состав микропроцессорных реле.

Рис. 8.1 Графическое определение зоны действия ТО в зависимости от режима работы питающей системы

Расчет уставок токовой отсечки.

Токовая отсечка без выдержки времени (первая ступень токовой защиты) предназначена для ускорения отключения близких КЗ. Ее уставка (ток срабатывания) выбирается из условия отстройки (несрабатывания) от КЗ на смежных присоединениях: линиях, трансформаторах, т.е. от максимального трехфазного тока КЗ в конце защищаемой линии или на выводах НН трансформатора.

Ток срабатывания ТО выбирается больше максимального тока, протекающего по защищаемой линии АБ при внешних повреждениях (точка К, рис.8.1)

Для токовой отсечки АК (рис. 8.1) ток срабатывания

(8.1)

где К_н – коэффициент надежности, принимаемый для цифровых реле 1,15…1,2; для реле РТ40 или РСТ – К_н = 1,2…1.3; при использовании электромагнитного элемента реле РТ-80 К_н = 1,5…1,6; для реле РТМ – К_н = 1,8…2.0.

Величина К_н определяется погрешностью при расчете токов КЗ, погрешностью реле и наличием апериодической составляющей в токе КЗ.

Отсюда следует вывод, что применить отсечку можно только на тех линиях, где отношение токов КЗ в начале и в конце защищаемой линии превышает величину К_н. Очевидно, что на коротких линиях применить отсечку без выдержки времени невозможно. В этом случае используется реле только одна защита – МТЗ.

После вычисления тока срабатывания ТО определяется ток срабатывания реле (вторичный) , который устанавливается на реле. Значение тока срабатывания реле рассчитывается по выражению

(7.4)

где - ток срабатывания защиты (первичный);

К_I - коэффициент трансформации ТТ;

К_сх - коэффициент схемы соединения вторичных обмоток ТТ и реле.

По значению I_с.р выбирают тип электромеханического реле РТ-40 или реле РСТ в зависимости от пределов регулирования уставок.

Чувствительность отсечек проверяется по току двухфазного КЗ в месте установки защиты при минимальном режиме работы питающей системы, т.е. при токах КЗ в начале защищаемой линии, соответственно

(8.2)

При этом коэффициент чувствительности должен удовлетворять условию К_ч ³ 1,2, т.к. ТО является резервной защитой.