Принцип действия максимальной токовой защиты основан на фиксации увеличения тока при возникновении короткого замыкания или перегрузки.

Селективность обеспечивается введением выдержки времени на срабатывание.

МТЗ не отличается быстродействием, так как наибольшую выдержку времени имеют защиты головных (со стороны источника питания) участков сети, где быстрое отключение к.з. особенно важно с точки зрения надёжности электроснабжения потребителей.

В зависимости от типа используемых реле, МТЗ может иметь независимую от величины тока или зависимую характеристику выдержки времени.

Ток срабатывания МТЗ должен быть больше максимального рабочего тока нагрузки с учётом возврата пусковых органов защиты в исходное состояние после отключения внешнего к.з.

Чувствительность МТЗ оценивается коэффициентом чувствительности который для основных защит должен быть больше 1,5, для резервных – больше 1,2.

МТЗ отличается простотой, надёжностью и невысокой стоимостью.

МТЗ получила широкое распространение в радиальных сетях (с односторонним питанием) напряжением до 35 кВ.

Токовая отсечка

Основной недостаток максимальной токовой защиты заключается в наличии относительно большой выдержки времени вблизи источников питания, поэтому МТЗ, как правило, используют совместно с другой токовой защитой – токовой отсечкой (ТО), реагирующей также как и МТЗ на увеличение тока.

Токовая отсечка является быстродействующей токовой защитой, селективность действия которой обеспечивается соответствующим выбором тока ее срабатывания.

Токовая отсечка не должна срабатывать при к.з. на смежном участке сети, поэтому её ток срабатывания отстраивается от максимального тока внешнего для данной линии к.з. (т.е. от максимального тока к.з. в конце защищаемой линии):

(3-15)

где:
Кн (Котс)	-	коэффициент надёжности (коэффициент отстройки), учитывающий погрешности в расчёте тока к.з. и погрешность в токе срабатывания реле (для защит на реле тока типа РТ-40 Кн принимают равным 1,2¸1,3, а для защит на реле РТ-80 – Кн=1,5
Iк.вн.макс	-	максимальный ток внешнего к.з. (на шинах приёмной подстанции), проходящий через защиту при максимальном режиме работы системы

 

 

 

На рис.3-9 изображена кривая показывающая характер изменения тока 3‑х фазного к.з. в зависимости от расстояния до точки к.з. Кривая построена на основании выражения:

(3-16)

где:
Еф	-	фазная э.д.с. системы
Хс	-	сопротивление системы
Худ	-	удельное сопротивление 1 км линии
Lк	-	расстояние до места к.з.

Зона действия отсечки охватывает только часть линии и меняется в зависимости от режима работы системы (зона А – при максимальном, зона Б – при минимальных режимах системы). Чем больше разница в значениях токов к.з. в начале и конце защищаемой линии (чем больше крутизна кривой спада тока по длине линии), тем больше зона отсечки, поэтому ТО эффективна на относительно протяженных линиях, а также на линиях питающих трансформаторы и реакторы.

Зона действия отсечки определяется графически, как показано на рис.3‑9. Зону ТО можно также определить по формуле:

(3-17)

где:
Хотс	- зона действия отсечки (в % от сопротивления линии)
Хл	- сопротивление защищаемой линии
Iс.з.	- ток срабатывания отсечки.

Токовая отсечка является быстродействующей защитой и время её срабатывания t_с.з. определяется небольшой задержкой вызванной срабатыванием токовых и промежуточных реле, а также исполнительного органа защиты и составляет обычно не более 0,1 с. Этого времени достаточно для предотвращения ложного действия защиты при работе трубчатых разрядников, устанавливаемых на линиях для защиты от перенапряжений.

Токовая отсечка, как правило, не защищает всю длину линии и не может быть использована в качестве основной защиты.

 

 

Для линий с 2‑х сторонним питанием (рис.3-10) токи срабатывания отсечек по концам линии выбираются одинаковыми и равными (по большему значению тока к.з., проходящего по линии к.з. на шинах одной и другой подстанции);

(3-18)

Зоны действия отсечек определяются графически, как точки пересечения прямой тока срабатывания защиты с кривыми изменения токов к.з. по линии.

Существует зона при к.з. в которой будут срабатывать обе токовые отсечки по концам защищаемой линии. При к.з. вне этой зоны будет срабатывать только одна из отсечек.

Выводы:

1. Токовая отсечка является быстродействующей токовой защитой селективность действия которой обеспечивается выбором тока срабатывания, большим максимального тока внешнего к.з.

2. Токовые отсечки как самые простые и надёжные защиты могут использоваться в электрических сетях любой конфигурации с любым числом источников питания.

3. Основным достоинством токовой отсечки является быстрое отключение к.з., возникающих вблизи источника питания, т.е. повреждений сопровождающихся большими токами к.з.

4. Основным недостатков токовой отсечки является то, что она защищает только часть линии и не может быть использована в качестве основной защиты.