Устройство и принцип действия максимальной токовой защиты

Одним из наиболее характерных и четких признаков возникновения коротких замыканий, а также большинства других нарушений нормального режима работы является резкое увеличение тока, который в этих аварийных условиях становится значительно больше тока нагрузки

Ток, возникающий в аварийных условиях, в отличие от тока нормального режима принято называть сверхтоком. Таким образом, появление сверхтока является признаком возникновения аварии. На использовании этого признака основан принцип действия максимальной токовой защиты.

К максимальной токовой защите МТЗ подводится через трансформаторы тока ТТ ток, проходящий по защищаемому элементу (линия Л). При нормальных значениях тока нагрузки линии защита не действует, но когда ток увеличится и достигнет (или превысит) заранее установленную величину, защита придет в действие (сработает) и отключит выключатель В. Значение тока, при котором происходит срабатывание защиты, называется током срабатывания защиты. Таким образом первым требованием, которому должна удовлетворять максимальная токовая защита, является правильное выявление момента возникновения аварии, что достигается установкой строго определенной величины тока срабатывания.

Появление сверхтока в каком-либо элементе не всегда является признаком повреждения именно этого элемента. Дело в том, что сверхток проходит не только по поврежденному элементу, но и по связанным с ним неповрежденным элементам электроустановки или электросети.

Так, например, в электросети, состоящей из трех последовательно соединенных участков, при к. з. в точке К сверхток I_К.З. проходит от источника питания Е к месту повреждения как по поврежденному участку I, так и по неповрежденным участкам II и III. Если величина сверхтока превысит ток срабатывания, то придут в действие (запустятся) и сработают максимальные токовые защиты всех трех участков: МТЗ I, МТЗ II, МТЗ III. В результате такого действия будут отключены не только поврежденный, но и неповрежденные участки электросети, что недопустимо. Правильная ликвидация аварии будет иметь место лишь в том случае, если сработает только защита МТЗ I и отключит выключатель В1 ближайший к месту повреждения.

Таким образом, вторым требованием, которому должна удовлетворять максимальная токовая защита, является правильный выбор поврежденного участка. Для выполнения этого требования, которое называется избирательностью или селективностью, максимальные токовые защиты участков электросети должны иметь различное время срабатывания, возрастающее в направлении к источнику питания.

Время срабатывания защиты от момента возникновения сверхтока до воздействия на выключатель называется выдержкой времени. В рассматриваемом случае наименьшую выдержку времени t1 должна иметь защита МТЗ I, несколько большую t2 — защита МТЗ II и еще большую t3 — защита МТЗ III. При такой настройке выдержек времени защит электросети при возникновении к. з. в точке К запустятся все защиты, но первой сработает защита МТЗ I и отключит выключатель В1. После этого прохождение тока к. з. прекратится и защиты МТЗ II и МТЗ III вернутся в исходное положение до того, как истечет установленная на них выдержка времени. В результате ликвидации аварии будет отключен только поврежденный участок I, а неповрежденные участки II и III останутся в работе.

Для выявления момента возникновения аварии и обеспечения действия в рассмотренной выше последовательности максимальная токовая защита состоит из двух органов: пускового органа, который выявляет момент возникновения к. з. или другого нарушения нормального режима работы и производит пуск защиты, и замедляющего органа (органа выдержки времен и), который замедляет действие защиты для создания селективности. В качестве пусковых органов максимальной токовой защиты используются реле увеличения тока (максимальные токовые реле), а в качестве замедляющего органа — реле времени.

Понятие тока срабатывания максимальной токовой защиты

Защита должна надежно срабатывать при повреждениях, но не должна действовать при максимальных токах нагрузки и ее кратковременных толчках (например, запуск двигателей).

· Слишком чувствительная защита может привести к неоправданным отключениям.

· Главная задача при выборе тока срабатывания состоит в надежной отстройке защиты от токов нагрузки.

Существуют два условия определения тока срабатывания защиты.

Первое условие. Токовые реле не должны приходить в действие от тока нагрузки.

Второе условие. Токовые реле, сработавшие при КЗ в сети, должны надежно возвращаться в исходное положение после отключения КЗ при оставшемся в защищаемой линии рабочем токе.

Ток возврата реле должен быть больше тока нагрузки линии, проходящего через защиту II после отключения КЗ. И этот ток в первые моменты времени после отключения КЗ имеет повышенное значение из–за пусковых токов электродвигателей, которые при КЗ тормозятся вследствие понижения (при КЗ) напряжения.

Ток срабатывания защиты зависит от коэффициента возврата, для снижения Iс.з необходимо увеличивать kвоз, он должен быть на уровне от 0,85 и выше.