Третья ступень токовой защиты

Третья ступень токовой защиты – максимальная токовая защита (МТЗ). МТЗ самая чувствительная ступень из токовых защит, поэтому она должна быть:

- во-первых, отстроена от максимального тока нагрузки (I_Р,МАХ).

, (Л3-9)

где I_Р,МАХ – максимальный рабочий ток линии, который в соответствии с рис. 3.3 может быть найден:

. (Л3-10)

Учитывая коэффициент отстройки (Л3-8) можно переписать

, (Л3-11)

где k_ОТС - коэффициент отстройки; k_ОТС= 1,2…1,5.

- во-вторых, отстроена от токов самозапуска нагрузки S1 и S2 (рис. 3.3) после КЗ в точке К1 (рис. 3.4 а). При отключении основной защитой КЗ и, спустя время t_АПВ, успешном включении выключателя Q1 от АПВ произойдет самозапуск нагрузки S1 и S2, тогда ток срабатывания защиты:

,

учитывая, что , (k_СЗП – коэффициент самозапуска, k_СЗП = 1 – 6; при отсутствии двигательной нагрузки k_СЗП = 1, при наличии двигательной нагрузки k_СЗП = k_П = 6, k_П – коэффициент пуска двигателя),запишем:

(Л3-12)

Рисунок 3.3. Расчетная схема

 

- в третьих, отстроена от токов самозапуска нагрузки S1 и S2 (рис. 3.3) при отключении КЗ в точке К2 (рис. 3.4 б), тогда (I_ВЗ – ток возврата защиты, k_B – коэффициент возврата реле, ), учитывая, что , запишем или перепишем для :

(Л3-13)

Рисунок 3.4. Изменения тока при аварийных режимах.

- в четвертых, согласована с третьей ступенью смежной линии (рис. 3.3):

. (Л3-14)

Из четырех возможных вариантов выбирают с наибольшим расчетным значением тока. Обычно формула (Л3-13) является определяющей. Ток срабатывания реле определяется по формуле (Л3-3).

Время срабатывания третьей ступени должно быть больше времени срабатывания третьей ступени смежной линии:

, (Л3-15)

где – время срабатывания третьей ступени защиты (рис.3.3) подстанции А; - - времени срабатывания третьей ступени защиты подстанции Б; Dt – ступень селективности, обычно Dt = 0,5 с. В общем случае время третьей ступени записывается:

(Л3-15)

Чувствительность защиты оценивается для зоны ближнего резервирования (для линии, на которой она установлена):

, (Л3-16)

и для зоны дальнего резервирования (для смежной линии):

. (Л3-17)

 

Карта селективности.

 

Если ток срабатывания, быстроту срабатывания и чувствительность можно оценить количественно, то для оценки селективности количественного критерия нет. Чтобы сравнить между собой защиты по селективности действия чертится карта селективности (рис. 3.5). Действия защит селективны, если их характеристики не пересекаются.

 

Рисунок 3.5. Карта селективности

 

Область применения. Токовые защиты используются в основном для защиты линий электропередачи напряжением 6–35 кВ, реже 110 кВ с односторонним питанием. Они чувствительны ко всем многофазным КЗ.