15. То (назначение, принцип действия, чувствительность, селективность).

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):

I_с.з. = К_н I_{к.вн.мвкс};

где К_н (К_отс) – 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 К_н = 1,21,3, а для защит на реле РТ-80 – К_н = 1,5.

I_{к.вн.макс} – максимальный ток внешнего к.з. (на шинах приёмной подстанции), проходящий через защиту при максимальном режиме работы системы

Рисунок 3.9 – Выбор тока срабатывания и определение зоны действия токовой отсечки.

Кривая на рисунке 3.9 показывает характер изменения тока 3‑х фазного к.з. в зависимости от расстояния до точки к.з. Кривая построена на основании выражения:

;

где Е_ф – фазная э.д.с. системы; Х_с – сопротивление системы; Х_уд - удельное сопротивление линии; L_к - 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 рисунке 3.9. Зону ТО можно также определить по формуле:

;

где Х_отс – зона действия отсечки (в % от сопротивления линии); Х_л – сопротивление защищаемой линии; I_с.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.

На линий с 2‑х сторонним питанием (рисунок 3.10) мгновенная ТО не должна действовать при к.з. за пределами защищаемой линии. Исходя из этого, ток срабатывания выбирается больше тока I_КА, проходящего от генераторов А при к.з на шинах В, и тока I_КВ от генераторов В при к.з. на шинах А. Ток срабатывания отсечек по концам линии принимаются одинаковыми и равными (по большему из токов I_КА или I_КВ) и вычисляются как и для линии с односторонним питанием:

I_с.з.1 = I_с.з.2 = К_н I_{к.вн.мвкс};

Рисунок 3.10 – Принцип действия токовой отсечки на линиях с двухсторонним питанием.

При наличии двустороннего питания на линии по ней могут проходить токи, обусловленные качаниями генераторов А относительно генераторов В. Во избежание неправильной работы отсечки при качаниях её ток срабатывания должен быть отстроен от токов качания I_кач., для чего должно выполняться условие:

I_с.з. = k_зап I_кач._макс,

где k_зап = 1,21,3; I_кач._макс – максимальное значение тока качаний, которое можно найти по формуле:

,

где Е = Е_А = Е_В = 1,05 U_ген– э.д.с. генераторов А и В; Х_АВ – суммарное сопротивление от генераторов А до генераторов В.

Ток срабатывания выбирается большим из двух условий.

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.