Токовая защита со ступенчатой характеристикой выдержки времени

l_а`, l<sub>б</sub>` - мертвые зоны для отсечек

I^I_сзА = К_отс ∙ I⁽³⁾_{кз.вн.мах(к2)}

t^I_cзА = t^I_сз = 0,1 с

t^II_cзА = t^I_сзА + Δt = 0,6 с

t^III_cзА = t^III_сзБ + Δt = 1 с

I^I_cзА > I^II_cзА I^II_cзА = К_отс ∙ I⁽³⁾_{кз.вн.мах(к3)}

I^I_cзА = К_отс ∙ I^II_cзА = К²_отс ∙ I⁽³⁾_{кз.вн.мах(к3)}

I^I_cзБ = К_отс ∙ I⁽³⁾_{кз.вн.мах(к3)}

 

I - простая отсечка

II - c выдержкой времени (0,5 - 0,6 с)

III - МТЗ

Совмещая токовую отсечку и МТЗ получаем ступенчатую характеристику с выдержкой времени.

III ступень для резервирования отказов I и II ступеней.

1,2 К^I_ч ≥ 1,2

1,3 - 1,5 К^II_ч ≥ 1,3 - 1,5

1,2 К^III_ч ≥ 1,2

 

7. Максимальная токовая направленная защита (принцип действия, принципиальная элек­трическая схема, расчет выдержек времени).

Направленные токовые защиты линии МТНЗ

t₁ > t ^→₂ > t₃

I_p = I`<sub>кз</sub> I<sub>p</sub> = I`_кз

U_p = U_в U_p = U_в

φ_p = 180 - φ_а φ_p = φ_а t₄ > t^←₃ > t₂

I_p = I``_кз I_p = I`_кз

U_p = U_в U_p = U_в

φ_p = φ_а φ_p = 180 - φ_а

В выключателях Q1 - Q3 стоят МТЗ направленного действия. Она отличается от обычной МТЗ тем, что вводится дополнительный орган, определяющий направление мощности КЗ - реле направления мощности, который реагирует на фазу тока КЗ относительно напряжения на шинах подстанции в месте установки комплекта защиты, то «-» знак мощности и реле направления мощности блокирует комплект защиты. Если направление мощности КЗ от шин к линии, то это «+» знак мощности КЗ и реле направления мощности, закрывая свои контакт, разрешает комплекту МТНЗ действовать.

В результате действия направленной защиты 2 и 3 комплект не нужно согласовывать, т.к. они развязаны с помощью направленного действия реле.

Комплект МТНЗ состоит из 3 органов: пускового, направления мощности, выдержки времени.

Схема МТНЗ:

Реле направления мощности включается как в цепь тока, так и цепь напряжения. Трансформатор напряжения включается к шинам подстанции.

Выбор выдержки времени МТНЗ.

^→ t₁ > t₃ > t₅ > t₁₀; t₁ > t₈; t₃ > t₉

^← t₆ > t₄ > t₂ > t₇; t₆ > t₉; t₄ > t₈

Встречно ступенчатый выбор выдержек времени

3, 4 и 1, 6 можно выполнить без реле направления мощности.

Во 2, 5 комплектах защиты обязательно должны иметься направления мощности.

 

8. Продольная дифференциальная защита. Расчет тока небаланса в дифференциальной за­щите.

Продольные дифференциальные токовые защиты.

Схемы 1,2,3,4 – схемы с циркулирующими токами.

 

 

 

Схемы 5,6 – схемы с уравновешенными напряжениями.

Все схемы нарисованы в однофазном исполнении (реально они трехфазные).

Зона действия защит – от шины до шины. Защита обладает абсолютной селективностью и действует только в своей зоне, ее не нужно согласовывать с другими защитами, не надо отстраивать от др. защит и выдержка времени равна 0. МТНЗ обладает относительной селективностью. КЗ на шинах – вне зоны защиты.

4) идет сравнение I_p по величине и по фазе. При обрыве 1 плеча соединения проводов происходит ложное срабатывание. Контроль соединенных проводов обязателен. В случае выхода из строя группы ТТ идет ложное отключение линии.

Схемы с циркул. I обеспечивают благоприятный режим работы ТТ.

5) I_1I –> E_2I, в режиме согласного включения они вычитаются, I_p=0, ТТ эксплуатируется в режиме близком к хх.

6) ∑ Е, I_p>I_cp, схема срабатывает.

Ток небаланса.

Он является главным камнем преткновения в ДТЗ.

для ДЗ.

I_ср>I_нб – следовательно нужно уменьшать ток небаланса.

I^‌‌I_1I=I_22I+I_номI

I^‌‌I_1I=I_2II+I_номII

I₂^‌‌_I=I^I_2I-I_номI

I₂^‌‌_II=I^I_1II-I_номII

I_p=I_2I-I_2II I_номII- I_номI=I_нб

 

I^‌‌I_1I= I^I_1II

 

1 – хар-ка первой группы ТТ

2 – хар-ка второй группы ТТ

3 – идеальная хар-ка ТТ (линейная, небольшой погрешности).

Ток небаланса – геометрическая разность I_ном.

Чтобы уменьшить ток небаланса нужно выравнять ном. ток по фазе и величине (одинаковые ТТ).

1) применять ТТ насыщающиеся при возм. больших кратностях тока КЗ и Z_погр вторичной (ТТ класса Р) для уменьшения I_ном.

2) Применяют меры для ограничения Е₂: уменьшают Z_погр и увеличивают n_T, в результате понижается кратность первичного тока.

3) Выравнивать нагрузку во вторичных обмотках ТТ в плечах ДЗ Z_Iн=Z_IIн.

Ток небаланса в неустановившемся режиме (КЗ).

 

 

Кривые изменения тока КЗ в цепи синхронного генератора без АВР.

(1)

(2)

(3)

(4)

где k_одн – коэффициент однотонности (0,5; 1)

k_аn=1; 1,5; 2 (t_сз≤0,1)

k_одн=0,5 – ДЗ линии

k_одн=1 – ДЗ трансформаторов

k_аn=2 – для ДЗ.