Максимальная токовая защита

Выбор тока срабатывания защиты МТЗ

Выбор осуществляется с расчетом, чтобы установка уверенно срабатывала при повреждающих воздействиях, но не проявляла активности при недолгих толчках (к примеру, когда запускается электродвигатель) или высоком токе нагрузки. Дифференциация последнего от ситуации, когда должна активизироваться защита, является основной задачей. Также установка не должна быть излишне восприимчивой, иначе цепь будет отключаться, когда это не нужно.

Должны соблюдаться условия:

  • реле не должны активизироваться нагрузочным током, поэтому параметр, при котором срабатывает МТЗ, должен быть больше максимального нагрузочного показателя;
  • возвратный ток реле должен превышать нагрузочное значение, идущее по защите после окончания замыкания – это нужно для возврата реле в начальное положение.

Как правильно выбирать автоматические выключатели

При выборе устройств стоит обратить на внимание на три критерия

Количество

Чтобы разобраться с количеством выключателей, нужно знать число силовых цепей в квартире.


Номиналы автоматов

Силовая цепь — это провод, идущий от электрощитка в квартиру вместе с подключенными к нему приборами-потребителями электроэнергии. Как правило, в квартирах в одну цепь объединены осветительные приборы, в другую — розетки.

Обратите внимание! Каждый из бытовых приборов, например, посудомойка, водонагреватель, кондиционер, получает электричество по отдельному проводу, а значит включен в свою электрическую цепь

Полюсность и рабочее напряжение

Электрическое подключение в доме может быть однофазным или трехфазным. С точки зрения выбора автомата эти подключения отличаются количеством жил в проводе, которые выключатель должен обесточить, когда будет срабатывать. На каждую жилу нужна своя секция выключателя. Полюсность — это фактически количество секций в автомате, их может быть от одной до четырех.


Щиток с предохранителем

Безопасный для проводки номинальный показатель

Номинальный ток — это самая важная характеристика автоматов.

Она говорит о том, какую энергию автомат пропускает через себя в течение длительного времени и не размыкает цепь. От правильного выбора номинального тока зависит, сможет ли автомат защитить проводку.

К сведению! Распространенные классы номинального показателя бытовых автоматов: 6, 10, 16, 25, 32, 50 А.

7.3.1. Ток срабатывания отсечки

Ток
срабатывания мгновенной отсечки должен
удовлетворять условию (5.2) при КЗ в конце
защищаемой ЛЭП АВ,
т.
е. в точке М
(рис.5.3):

(5.2)

где
Iк(М)mах
максимальный
ток КЗ в фазе ЛЭП при КЗ на шинах подстанции
В
(точка
М
на рис.5.3); kотс
– коэффициент отстройки.

Ток
КЗ Iк(М)mах
рассчитывается
для таких режимов работы ЭЭС и видов
повреждений, при которых он оказывается
наибольшим. Поскольку собственное время
действия отсечки равно 0,02–0,01 с, то ток
КЗ рассчитывается для начального момента
времени (t
=
0)
и принимается равным действующему
значению периодической составляющей.
При расчете тока КЗ генераторы замещаются
сверхпереходным сопротивлением Х»d.

В
схемах отсечки, где токовые реле действуют
непосредственно на отключение без
промежуточного реле или с быстродействующим
промежуточным реле, время действия
отсечки может достигать одного периода
(т.е. 0,02 с). В этом случае следует учитывать
апериодическую составляющую тока КЗ,
умножая ток Iк(М)mах
на
коэффициент ka
=
1,6÷1.8.

У
отсечек ЛЭП с токовыми реле типа РТ-40
kотс
= 1,2÷1,3; с реле типа РТ-80 и РТ-90 kотс
= 1,5 из-за большей погрешности реле.

На одиночных ЛЭП,
питающих тупиковую ПС, и на ЛЭП, питающих
подстанции, подключенные по схеме
ответвления, необходимо дополнительно
к условию (5.2) отстроить отсечку от
суммарного броска тока намагничивания
трансформаторов, установленных на этих
подстанциях. Отстройка проверяется по
выражению

(5.2а)

где
Ihom.t

суммарный номинальный ток трансформаторов
ПС.

Ток срабатывания
отсечки принимается равным большему
значению из определенных по (5.2) и (5.2а).

Ток срабатывания
реле отсечки выбирается по выражению

(5.2б)

где
kсх
– коэффициент схемы.

Зона
действия
отсечки
определяется графически, как показано
на рис.5.3. Обычно строятся кривые тока
КЗ в зависимости от расстояния Iл.к
до точки КЗ; IК
=
f(l)
для максимального и минимального режимов
(кривые 1
и
2
на
рис.5.3), и по точке пересечения их с прямой
Iс.з
находится конец зоны отсечки в максимальном
и минимальном режимах (N1
и N2
соответственно).

Зону действия
отсечки можно также определить по
формуле

(5.3)

где
Хотс
– зона действия отсечки, выраженная в
процентах от сопротивления защищаемой
ЛЭП; Хл
сопротивление
защищаемой ЛЭП; Хс
– сопротивление ЭЭС (см. рис.5.1); Iс.з
– ток срабатывания отсечки, выбранной
согласно (5.2) и (5.2а).

Правила устройства
электроустановок рекомендуют применять
отсечку, если ее зона действия охватывает
не менее 20% защищаемой ЛЭП. Вследствие
простоты отсечки она применяется в
качестве дополнительной РЗ и при зоне
действия, меньшей 20%, если основная РЗ
ЛЭП имеет мертвую зону.

При
схеме работы ЛЭП блоком с трансформатором
(рис.5.4) отсечку отстраивают от тока при
КЗ за трансформатором в точке К1В
этом случае отсечка защищает всю ЛЭП и
оказывается весьма эффективной.

Возмущающие воздействия на процесс

Внешние и внутренние причины, вызывающие отклонение регулируемого параметра процесса от заданного значения уставки называются «возмущающими воздействиями» или просто «возмущением».

Даже в простой системе имеется ряд точек, в которых может возникнуть возмущение. Например, течь в трубопроводе могла бы вызывать возмущающее воздействие по линии питания. Это уменьшило бы количество воды, подаваемой в резервуар, вызывая изменения в условиях процесса. Другие возмущения по вводу могли бы возникнуть по причине увеличения давления в трубопроводе или непредвиденного падения температуры (мороз).

Возмущения могут также происходить и со стороны целевого выхода. Одним из видов такого возмущения могло бы быть увеличение или уменьшение задания на целевой продукт. Остановка на ремонт или техобслуживание одного из участков процесса вызывает необходимость изменения целевого выхода другой части системы.

Третьим источником возмущений процесса могло бы быть само технологическое оборудование непосредственно. Например, возмущение может быть вызвано отказом насоса на линии подачи или на линии откачки.

Токовая отсечка и максимальная токовая защита — особенности, схема и принцип работы

Не все понимают отличия между токовой отсечкой и максимальной токовой защитой, которые в большинстве источников для краткости обозначаются аббревиатурами ТО (не путать с техническим обслуживанием) и МТЗ. И это объяснимо, так как и отсечка, и максимальная защита выполняют одну и ту же функцию – предохранение эл/цепи, ее элементов и присоединенных устройств от разрушения (выхода из строя).

Так в чем их смысл и есть ли какая-то разница между ними? С этим мы и разберемся.

При написании данной статьи автор изучил различные источники и пришел к выводу, что по этому вопросу очень много путаницы. Именно поэтому он рекомендует в первую очередь обратиться к основополагающему документу – ПУЭ (3.2.) . А весь остальной материал, встречающийся в интернете, следует рассматривать лишь как пояснения (разъяснения) к положениям правил. Причем нужно относиться к этой информации критически, сопоставляя ее с тем, что прописано (хотя и несколько «скуповато»), в ПУЭ.

По принципу действия максимальная токовая защита и отсечка идентичны. Элементы, их обеспечивающие, реагируют на один и тот же параметр электрической цепи – ток, точнее, на его величину. При превышении им определенного, заданного значения (уставки) защитное устройство срабатывает. Разница в том, как именно?

Ток, протекающий по проводникам (а они характеризуются своим удельным сопротивлением, в зависимости от материала – алюминий или медь) приводит к их нагреву. И чем выше его значение, тем сильнее. При повреждениях изоляции и коротких замыканиях данный параметр может вырасти резко и достигать большой величины. Результат вполне прогнозируем. Кстати, это одна из основных причин, если верить статистике, всех воспламенений в электрифицированных зданиях и сооружениях.

Именно поэтому для каждой электрической цепи предусматривается свой номинал тока, при превышении которого цепь должна разрываться. В этом – смысл любой защиты данного типа. Многое зависит от того, где именно произошло повреждение. В силу удельного сопротивления металлов быстрее среагирует то устройство, которое расположено ближе к «аварийной зоне». Многое зависит и от электрической схемы. Если она сложная, то в ней предусматривается несколько защитных автоматов – общий и на каждой «нитке» (также прописано в ПУЭ).

С учетом множественности вариантов проектирования электрических цепей однозначно сказать, в чем принципиальная разница между токовой отсечкой и МТЗ, нельзя. Все зависит от характеристик схемы и места расположения в ней того или иного защитного изделия. Если суммировать всю информацию по ТО и МТЗ, то можно сделать следующие выводы.

  • Селективности (синоним слова избирательность) обеспечиваются: МТЗ – задержкой срабатывания (выдержкой времени), ТО – отстройкой по номиналу тока. Яркий пример – УЗО. Но это не обязательное условие, так как если на линии лишь 1 автомат, причем одноступенчатый, то задержки времени быть не должно.
  • Максимальная токовая защита является основной. При включении в цепь дифференциального устройства она переходит в категорию резервной. ТО используется лишь как дополнительная функция предохранения линии и оборудования. Более подробно об этом можно узнать в ПУЭ 3.2.16 (26).
  • Токовая отсечка – разновидность МТЗ, только с ограниченным «радиусом действия».

Все остальные суждения по данному вопросу (например, что ТО является основным видом защиты) – не более чем выдумки, вызванные малой осведомленностью тех, кто делает подобные заявления.

Автор будет рад, если статья поможет читателю понять, в чем разница между токовой отсечкой и максимальной защитой.

Токовая отсечка трансформатора

Токовая отсечка трансформатора является самой простой защитой трансформатора, которая защищает его от однофазных и междуфазных коротких замыканий. Принцип действия аналогичен принципу действия токовой отсечки линии.

Отсечка не будет срабатывать при повреждениях, сопровождаемых малыми токами, например, витковые замыкания, замыкания на землю в обмотке.
Устанавливается токовая отсечка на трансформаторах мощностью менее 6300кВА. Если на трансформаторе установлена дифференциальная защита, то токовая отсечка не требуется.

Перейдем к расчету параметров защиты. Начнем с тока срабатывания защиты.

Ток срабатывания токовой отсечки отстраивается от броска тока намагничивания и от максимального тока короткого замыкания за трансформатором. Бросок тока намагничивания, который появляется при пуске трансформатора, составляет 3-5 от номинального.

где

  • kН – коэффициент надежности, зависит от типа реле
  • IK.MAX – максимальный ток короткого замыкания за трансформатором
  • IНАМ – ток намагничивания трансформатора, равный 3-5 от номинального тока трансформатора

Ток срабатывания реле (уставка) определяется по выражению ниже:

где

  • kСХ – коэффициент схемы
  • IС.З. – ток срабатывания защиты
  • nТТ – коэффициент трансформации ТТ

Коэффициент чувствительности токовой отсечки трансформатора

К преимуществам отсечки относится её быстродействие. Мгновенное отключение позволяет уменьшить возможные повреждения трансформатора и оборудования, запитанного от трансформатора.

К недостаткам можно отнести то, что зона действия отсечки ограничена. Поэтому отсечка вместе с газовой защитой трансформатора и максимальной токовой защитой составляют защиту трансформаторов малой мощности.

Самое популярное

Понятие время-токового параметра

Электрический ток имеет основную отличительную черту — он может проходить только по замкнутой цепи. Если контур открыть, то работа тока сразу останавливается. Эта особенность нашла применение в функционировании наибольших токовых защит, основанных на работе предохранителей и автоматов.


График ВТХ

Они выбираются так, чтобы могли долгое время сохранять номинальное значение проходящего сквозь них тока. Таким образом создается надёжность электроснабжения потребителей. Также автоматы и предохранители оснащены защитными функциями, в случае образования чрезвычайных ситуаций в контролируемой цепи они разрывают протекающий через них опасный ток.

На это влияют два фактора:

  • величина проходящего тока нагрузки;
  • время его действия.


Пределы токовК сведению! Плавкая вставка предохранителя перегорает от теплового воздействия, созданного проходящим по ней током.

Предохранители также учитывают температурный режим цепи и размыкают контуры за счет действия теплового расцепителя. В то же время в его составе имеется еще одно устройство — электромагнитный расцепитель, который реагирует на превышение электромагнитной энергии, возникающей даже в импульсном режиме.

Время-токовая характеристика (ВТХ) выражается в виде графиков в декартовых координатах. По оси ординат располагают время, отсчитываемое в секундах, а абсцисс — отношение протекающего тока аварийного режима I к номинальной величине Iн коммутационного аппарата.

Отсечка — анодный ток

Отсечка анодного тока возникает при подаче на сетку большого отрицательного напряжения смещения. Существует несколько разновидностей этого режима.

Режим отсечки анодного тока обеспечивается достаточно большим отрицательным напряжением на сетке лампы относительно, катода. Величина отрицательного напряжения должна быть такой, чтобы режим отсечки не нарушался при отклонениях напряжений источников питания и параметров деталей схемы в пределах допусков на них. Следовательно, одна из ламп триггера должна быть закрыта с запасом, обеспечивающим это состояние при отклонениях параметров схемы и наличии помех.

Под углом отсечки анодного тока понимают половину фазового угла, соответствующего времени прохождения тока через лампу за период.

Если угол отсечки анодного тока определен дополнительными условиями, дальнейший расчет производится следующим образом.

Режим с отсечкой анодного тока включает несколько разновидностей в зависимости от длительности существования анодного тока в течение периода изменения сеточного напряжения.

Режим работы без отсечки анодного тока называется режимом А. Величина напряжения смещения Eg в режиме А выбирается в-зависимости от амплитуды переменного напряжения Ums, так, чтобы ток покоя / оа имел наименьшую величину.

Ламповый генератор с автоматическим смещением за счет сеточного тока.

Работа генератора с отсечкой анодного тока свидетельствует о переходе к жесткому режиму самовозбуждения.

При работе с отсечкой анодного тока процесс модуляции амплитуды / у мало отличается от рассмотренного в § 12.2 процесса амплитудной модуляции изменением смещения.

Работа с малыми углами отсечки анодного тока ( 60 — 70) практически целесообразна лишь при использовании в автогенераторах СВЧ современных генераторных ламп, обладающих достаточно высокой крутизной характеристики анодного тока и крутизной линии критических режимов. В противном случае работа автогенератора будет характеризоваться большими напряжениями обратной связи и напряжениями смещения на управляющей сетке, что связано с увеличением связи между сеточной и анодной цепями генератора и практически ухудшает эксплуатационные характеристики генератора.

Схемы ограничителей с усилением колебаний.| Схемы мультивибраторов.

Ограничение снизу достигается путем отсечки анодного тока ламп или коллекторного тока транзисторов.

Генератор масштабных меток.| Устройство для селекции импульсов заданной длительности и.

С, R из-за резкой отсечки анодного тока возникают колебания, которые поступают на сетку лампы Лг и затем вновь по цепи обратной связи подаются в контур.

Косинусоидальные импульсы анодного тока генераторной лампы.

Защита от КЗ на землю. Токовая отсечка от многофазных КЗ

Для защиты от КЗ на землю применена токовая защита нулевой последовательности (ТЗНП), использующая факт появления в токах и напряжениях составляющих нулевой последовательности при этих КЗ в сети с глухо-заземленными нейтралями трансформаторов . Поскольку составляющие нулевой последовательности выделяются из фазных величин простым геометрическим суммированием векторов этих величин, нулевой провод токовых цепей, собранных по схеме полной звезды, представляет собой фильтр токов нулевой последовательности (ФТНП). Токовая защита нулевой последовательности выполнена с использованием электромагнитных реле тока, включаемых в этот нулевой провод. Для обеспечения селективности действия ТЗНП смежных ВЛ время действия защит выполняют, так же как и в ДЗ, зависящим от расстояния до места КЗ: чем меньше ток срабатывания, т. е. чем дальше КЗ, тем больше время срабатывания. Аналогично ДЗ такую зависимость выполняют ступенчатой. Первая ступень защиты имеет наибольший ток и наименьшее время срабатывания, II ступень имеет меньший ток срабатывания и большее время срабатывания, согласуясь с I ступенью защиты предыдущей ВЛ, и т. д. ТЗНП отстроена от токов нагрузки и качаний, поскольку в симметричных режимах нет составляющей тока нулевой последовательности. Направленность действия ТЗНП обеспечивается выбором уставок по току или использованием реле направления мощности (РМ), подключаемого токовой обмоткой к ФТНП, а обмоткой напряжения — к ФННП, выполненному из трех последовательно соединенных вторичных обмоток ТН (схема разомкнутого треугольника). В панелях ЭПЗ-1636 использованы индукционные РМ типов РБМ-177, РБМ-178, описанные в . Краткие технические данные этих РМ приведены в прилож. 1.
При установке направленной ТЗНП вблизи мощных ПС может оказаться недостаточной чувствительность РМ, срабатывающего при направлении мощности нулевой последовательности от шин в линию, — так называемого. РМ прямого действия, или разрешающего РМ. Поэтому в панелях ЭПЗ-1636 предусмотрены два РМ: одно — встроенное в комплект АК2, другое — выносное, которое обычно выполняется блокирующим, или РМ обратного действия, т. е. срабатывающим при КЗ «за спиной» и своим срабатыванием запрещающим работу той ступени, для которой оно используется. Наоборот, при КЗ на ВЛ, когда данная ступень должна сработать, блокирующее РМ не работает, чем разрешает срабатывание ступени. Использованием блокирующего РМ повышается надежность ТЗНП на срабатывание, например при неисправности цепей напряжения разомкнутого треугольника (повышается качество ближнего резервирования).
Благодаря наличию блокирующих РМ предоставляется возможность выполнения быстродействующей поперечной ТЗНП параллельных ВЛ. Защита осуществляется ускорением одной из ступеней ТЗНП первой ВЛ при срабатывании блокирующего РМ второй ВЛ, т. е. когда КЗ наверняка находится в пределах первой ВЛ. После ускоренного отключения первой ВЛ с одного конца направление мощности на противоположном конце второй ВЛ меняется, срабатывает блокирующее РМ и осуществляет ускоренное отключение первой ВЛ с другого конца.
Токовая отсечка в двухрелейном исполнении дополняет защиту от многофазных КЗ. Простейшая схема отсечки обеспечивает ей высокую надежность. Отсечка играет важнейшую роль при КЗ в начале ВЛ, когда PC работают «по памяти», следовательно, с меньшей надежностью. Если первая ступень ДЗ выполняется с выдержкой времени (следовательно, «память» отсутствует), отсечка становится единственной быстродействующей защитой. Однако на коротких ВЛ (порой именно в тех случаях, когда I ступень ДЗ выполняется с выдержкой времени) отстроить отсечку от КЗ на шинах противоположной ПС и вместе с тем обеспечить ее достаточную чувствительность при КЗ в начале ВЛ часто не удается. В этом случае полезно иметь неселективную отсечку, автоматически вводимую контактом реле ускорения для действия при включении выключателя от АПВ или вручную. В панели ЭПЗ-1636м предусмотрены специальные цепи для такого исполнения отсечки, в панели ЭПЗ-1636п это достигается небольшой переделкой схемы.

Особенности

Величина электрического тока, протекающего через цепь во время короткого замыкания, зависит от того, в каком месте это замыкание произошло. Чем это место ближе к источнику тока, тем больше величина силы тока. Это свойство позволяет обеспечивать данной защитой требование селективности.[] Для того, чтобы защита срабатывала непосредственно на том участке, на котором она установлена, её уставку принимают большей, чем значение силы тока короткого замыкания вне защищаемого участка. В этом случае защита не сработает, если короткое замыкание произойдёт вне защищаемого участка. Благодаря этому, токовую отсечку называют защитой с абсолютной селективностью.

В отдельных случаях токовая отсечка может быть выполнена неселективной. В этом случае она защищает не отдельный участок линии, а всю линию целиком. Выполнение такой защиты оправдано тем, что сразу после её действия начинает работать устройство автоматического повторного включения (АПВ). Если АПВ оказывается неуспешным, то срабатывает дифференциальная защита шин.

Из чего состоит провод или кабель

Провод и кабель в пределах этой статьи не имеют существенных различий, поэтому опустим их и приравняем эти понятия. Они состоят из токопроводящей жилы голой или покрытой одним или двумя слоями изоляции. Изоляция выполняется из диэлектрического материала, например, ПВХ, резина, полиэтилен, фторопласт. Жилы изготавливают из алюминия или меди. Также и по структуре жилы бывают:

  1. Однопроволочные — жёсткие. Состоят из цельного цилиндрического или фасонного (секторного) проводника, иногда их называют монолитными.
  2. Многопроволочные — мягкие. Состоят из 7 и больше тонких проволок. Точное количество проволок определяется в ТУ на изделие и в ГОСТ 22483-2012, это зависит от площади поперечного сечения ТПЖ и её класса гибкости.

Интересно!

Как мы уже сказали, правильными названиями типов жил является именно однопроволочная и многопроволочная, но в народе их часто называют одножильными и многожильными. Поэтому иногда возникает путаница, когда говорят о многожильном проводе: речь идёт о числе токопроводящие жил (больше одной), или о количестве проволок в одной жиле? В пределах этой статьи воспринимайте эти понятия как синонимы.

Разновидности максимально-токовых защит [ править | править код ]

Максимально-токовые защиты по виду время-токовой характеристики подразделяются:

  • МТЗ с независимой от тока выдержкой временем
  • МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени
  • МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени

Применяются также комбинированный вид защиты МТЗ — максимально-токовая защита с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения.

МТЗ с независимой от тока выдержкой времени

МТЗ с независимой от тока выдержкой времени имеет во всём рабочем диапазоне величину выдержки времени, независимую от тока (время-токовая характеристика в виде прямой, отстоящей от оси абсцисс на величину времени выдержки tсраб; при токе, равном и меньшем тока срабатывания время-токовая характеристика скачкообразно становится равной нулю).

МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени

МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени имеет нелинейную обратную зависимость выдержки времени от тока (обычно время-токовая характеристика близка к гиперболе, как к кривой постоянной мощности). Применение МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени позволяет учитывать перегрузочную способность оборудования и осуществлять т. н. «защиту от перегрузки».

МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени

Характеристика МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени состоит из двух частей, в первой части зависимость времени от тока гиперболическая, вторая часть — независимая (или почти независимая) время-токовая характеристика — состоит из плавно сопряжённых гиперболы и прямой. Переход из независимой в зависимую часть характеристики может происходить при малых кратностях от тока срабатывания (150 %) — т. н. «крутая» характеристика, и при больших кратностях (300–400 %) — т. н. «пологая» характеристика (обычно МТЗ с «пологой» характеристикой применяются для защиты двигателей большой мощности для лучшей отстройки от пусковых токов).

МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения

Для улучшения чувствительности МТЗ и отстройки её от токов нагрузки применяется ещё одна разновидность МТЗ — максимальная токовая защита с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения (комбинация МТЗ и защиты минимального напряжения). Такая защита будет действовать только при повышении тока, большем или равном току уставки, сопровождающееся уменьшением напряжения в сети ниже напряжения уставки. При пуске двигателей ток в сети резко возрастает, что может привести к ложному срабатыванию защит. Для этого устанавливается реле минимального напряжения, которое не дает защитам отработать, т. к. напряжение в сети остается прежним, то и защиты соответственно не реагируют на резкое увеличение тока.

Принцип работы токовых отсечек

При протекании в сети электрического тока ее элементы начинают нагреваться. Это так называемая рабочая температура, позволяющая функционировать в течение длительного времени в обычном режиме.

При коротком замыкании в сети происходит значительное возрастание силы тока. Как правило, это приводит к возгораниям, разрушениям и прочим негативным последствиям. Элементы, способные долго выдерживать действие короткого замыкания, экономически невыгодно производить.
Человек просто не успевает отреагировать на короткое замыкание в связи с высокой скоростью возрастания тока. Эту функцию берет на себя автоматика, в том числе и токовая отсечка. С помощью нее осуществляется контроль величины тока на участке цепи. Если сила тока возрастает и начинает превышать установленное значение, происходит срабатывание защиты и отключение участка.

Величина тока, вызывающая срабатывание защиты, носит название уставки.  Ее значение должно обеспечивать отключение цепи до того момента, когда начнутся разрушения. Для создания токовой отсечки существуют различные способы. Чаще всего эта процедура проводится с использованием электромагнитных реле. Замыкание контактов в этих устройствах происходит под влиянием электромагнитной силы. Таким образом, прибор подает сигнал, отключающий защищаемый элемент.  Этот же принцип применяется в различных конструкциях автоматических выключателей.

Эффективным средством защиты являются предохранители. Здесь ведущую роль играет температура, возрастающая под действием тока и оказывающая свое воздействие. Когда ее значение достигает определенного предела, происходит разрушение плавкой вставки предохранителя и разрыв электрической цепи.

Шифер

Литература

8.3 Токовая защита нулевой последовательности

Используется
токовую защиту нулевой последовательности.
Защита выполняется трехступенчатой.
Измерительными органами защиты являются
реле тока, подключенные к фильтру тока
нулевой последовательности.

Первая
ступень защиты
– токовая отсечка нулевой последовательности
без выдержки времени. Ее ток срабатывания
выбирается из условий отстройки от
максимального значения периодической
составляющей утроенного начального
тока нулевой последовательности,
проходящего в месте установки защиты
при К(1)и
К(2)
.

Ток срабатывания
защиты

,

где
КОТС
= 1,3;

I0КЗ.макс.внеш
– максимальное значение периодической
составляющей начального тока нулевой
последовательности при коротком
замыкании в конце зоны.

,

где
Х,
Х,
Х
– сопротивления прямой, обратной и
нулевой последовательности соответственно;
принимаем ХΣ1=
Х;
Х
=3 Х.

Ток срабатывания
реле:

.

Вторая
ступень защиты
отстраивается от тока срабатывания
защиты первой ступени линии Л3, которая
в данной работе не рассчитывается.

Третья
ступень защиты
— МТЗ нулевой последовательности. В
нормальном режиме и при многофазных
повреждениях в реле проходит ток
небаланса, поэтому ток срабатывания
защиты выбираем без учета рабочих токов
по условию
.
Защита на всех ступенях выполняется
направленной с реле РМ – 11. Данная защита
не имеет мертвой зоны

Защиту
выполняется на реле РСТ и реле направления
мощности РМ.

Измерительными
органами являются выбранные ранее
трансформаторы тока, включенные по
схеме полной звезды и трансформатор
напряжения.

Ток срабатывания
защиты

,

здесь
КОТС=1,2
– коэффициент отстройки;

КВ=
0,9 – коэффициент возврата для реле РСТ

,

где
КОДН
=0,5 – коэффициент однотипности для
идентичных трансформаторов тока;

ε
= 0,1 – класс точности трансформаторов
тока.

Коэффициент
чувствительности в основной зоне
определяется по току

.

Выдержка
времени МТЗ определяется для всей сети
А-В-Б путем разделения схемы на две
части, в каждой из которых будет по
одному источнику, и производится
независимое определение времени
срабатывания МТЗ (рис. 5)

Ступень
селективности для статического реле
принимается
t
= 0,4 с.

Для
обеспечения выдержки времени выбирается
реле времени РВ 01, пределы регулирования
времени которого от 0,1 до 50 с.

Время
срабатывания защит 16 и 18 отстраивается
от времени срабатывания предыдущих
защит. При этом минимальное время
срабатывания защит присоединений (на
шинах РП) берется 0,1 с.

Рисунок 5 – Выдержки
времени максимальной токовой защиты
сети А-Б-В

Понятие, виды и принцип действия

Токовая отсечка — это устройство, осуществляющее защиту всех элементов электрической сети, которое отличается от других типов приборов своим быстродействием. Основным принципом работы, который полностью отличает прибор от подобных, является выбор ситуаций, в которых произойдёт разрыв соединения. Можно подобрать необходимую величину тока, определяющую значения для отключения.

Этот механизм способен выполнять полный мониторинг показателей величин тока на каком-либо конкретном участке. Если в какой-то момент произойдёт превышение показания тока на заданную величину, то будет реакция, при которой участок электрической сети полностью отсоединится от подачи электричества. Это максимальная токовая отсечка. Показания на срабатывание защиты называется уставкой.

Различают 2 вида механизмов:

  1. С мгновенным действием. Они имеют своё время срабатывания. У таких устройств главным элементом является электрическое реле. В качестве вспомогательных элементов у данных конструкций есть реле, которые обеспечивают подачу сигнала на отключение.
  2. С временной задержкой. В таких конструкциях есть элемент, благодаря которому можно устанавливать временные параметры. Эти устройства способны выдерживать диапазон до 0,6 секунды.

Во время выбора показателя на разрыв необходимо учитывать, что отключение сети должно происходить максимально быстро. Так вероятность повреждения электрической цепи будет меньше. Также существуют разные конструктивные решения, с помощью которых обеспечивается работа механизма:

  1. Электромагнитная конструкция.
  2. Предохранительная.
Токовые защиты. ВведениеТоковые защиты. Введение

Также существуют предохранители. Их работа происходит из-за сильного увеличения температуры. Внутри находится элемент, который легко расплавляется под действием высоких температур. Так и происходит разрыв цепи.

Токовая отсечка незамедлительного срабатывания

Показания для возникновения отсечки выбирается исходя из того, чтобы она не срабатывала во время возникновения нарушений на участках линий, которые являются смежными для защищаемой. Для этого току при котором будет происходить отключение необходимо иметь показания, которые будут превышать самые наибольшие показания при коротком замыкании.

Чтобы определить зону действия токовой отсечки и коэффициент чувствительности, можно воспользоваться графическими показателями. Чтобы их получить надо вычислить токи короткого замыкания, которые будут проходить по цепи во время его возникновения, и сделать это в самом начале и конце линии. К тому же вычисление нужно произвести от начала на в промежутках длины равной ¾; ½ и ¼. Исходя из этих полученных данных, можно построить ломаную линию, которая покажет изменение тока КЗ. Отсечка должна быть задействована в той зоне, где ток замыкания будет превышать ток при срабатывании.

Следует учитывать, что чем выше показания токов при коротком замыкании, которые получаются в начале и конце линии, тем шире становиться промежуток, который входит в отсечку. Так по ПЭУ, существуют рекомендации, что зона действия токовой отсечки применяется, если она охватывает более двадцати процентов от линии, которую следует защитить.

Так же в исключительных случаях отсечка может быть использована как защита всей линии (рис.1).


Рис.1. Защита всей линии с помощью токовой отсечки

По времени действие мгновенная отсечка зависит от того времени за период, которого происходит срабатывание токовых и промежуточных реле. Если используются промежуточные реле с периодом действия – около 0,02 секунды, то время срабатывания отсечки будет составлять промежуток от 0,04 до 0,06 секунд.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий