Принцип действия токовых направленных защит прост и надежен и позволяет обеспечить селективную защиту сетей с двухсторонним питанием. Сочетание токовых направленных отсечек с направленной максимальной токовой защитой дает возможность получить защиту, во многих случаях обеспечивающую достаточную быстроту отключения КЗ, чувствительность и надежность.
Недостатки токовых направленных защит:
– большие выдержки времени, особенно вблизи источников питания;
– недостаточная чувствительность в сетях с большими нагрузками и небольшими относительно их кратностями тока КЗ;
– имеют мертвую зону при трехфазных КЗ;
– возможность неправильного выбора направления при нарушении цепи напряжения, питающей реле направления мощности.
Максимальная направленная токовая защита широко применяется в качестве основной защиты сетей напряжением до 35 кВ с двухсторонним питанием.
В сетях 110 и 220 кВ направленная токовая защита применяется в основном как резервная.
Дистанционными принято называть защиты, принцип действия которых основан на измерении расстояния от места установки защиты до точки КЗ.
Необходимость дистанционных защит вызвана тем, что токовые защиты (направленные и ненаправленные) обладают следующими недостатками:
– большие выдержки времени;
– в ряде случаев недостаточная чувствительность;
– невозможность выполнения на их основе селективных защит в некоторых кольцевых схемах.
Все эти недостатки ограничивают их применение. Параметр их срабатывания - фазный ток зависит от режима работы системы и поэтому не всегда определяет действительное положение защищаемого объекта.
В дистанционных защитах информация о наличии или отсутствии повреждения определяется соотношением напряжения и тока защищаемой линии 
, то есть сопротивлением. В нормальном режиме работы это соотношение велико, так как напряжение близко к номинальному и ток не превышает максимальных рабочих значений. При КЗ на защищаемой линии напряжение уменьшается, ток возрастает, сопротивление изменяется с двойной скоростью:
,
где 
- сопротивление от места установки защиты до точки КЗ. На уменьшение сопротивления срабатывает дистанционная защита.
Сопротивление до места КЗ зависит от расстояния (дистанции), поэтому защиту и называют дистанционной. Сопротивление до точки КЗ не зависит от режима работы сети.
Выпускаются дистанционные защиты со ступенчатыми характеристиками выдержек времени, плавно-зависимой и комбинированной характеристикой выдержек времени. Наибольшее распространение получила дистанционная защита со ступенчатой характеристикой.
Рис.34. Схема трехступенчатой дистанционной защиты
1. Пусковой орган. Предназначен для выявления наличия повреждения. На схеме его функции выполняет реле тока КА.
2. Дистанционный орган. Устанавливает удаленность повреждения от места установки защиты. В соответствии с этим выбирается выдержка времени. На схеме это реле сопротивления KZ1и KZ2 .
3. Орган направления мощности разрешает работать защите при направлении мощности от шин в линию. Функции органа направления мощности в данной защите выполняет реле мощности KW. Эти функции может выполнять реле сопротивления, если оно обладает направленностью действия.
4. Орган времени служит для создания выдержек времени, необходимых для обеспечения селективности действия защит. Выполняется на реле времени KT2 и KT3.
5. Орган блокировок (реле KB). Защита ложно работает при наличии в сети качаний и при обрыве цепей напряжения. Поэтому защита дополняется блокировками:
а) блокировкой при выходе из строя трансформатора напряжения;
б) блокировкой выводящей защиту из действия при наличии качаний.
studfiles.net
PЕФЕРАТ
По теме: Максимальная токовая защита
Максимальная токовая защита (МТЗ)-- вид релейной защиты, действие которой связано с увеличением силы тока в защищаемой цепи при возникновении короткого замыкания на участке данной цепи. Данный вид защиты применяется практически повсеместно и является наиболее распространённым в электрических сетях.
Принцип действия
Принцип действия МТЗ аналогичен принципу действия токовой отсечки. В случае повышения силы тока в защищаемой сети защита начинает свою работу. Однако, если токовая отсечка действует мгновенно, то максимальная токовая защита даёт сигнал на отключение только по истечении определённого промежутка времени, называемого выдержкой времени. Выдержка времени зависит от того, где располагается защищаемый участок. Наименьшая выдержка времени устанавливается на наиболее удалённом от источника участке. МТЗ соседнего (более близкого к источнику энергии) участка действует с большей выдержкой времени, отличающейся на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности определяется временем действия защиты. В случае короткого замыкания на участке срабатывает его защита. Если по каким-то причинам защита не сработала, то через определённое время (равное ступени селективности) после начала короткого замыкания сработает МТЗ более близкого к источнику участка и отключит как повреждённый, так и свой участок. По этой причине важно, чтобы ступень селективности была больше времени срабатывания защиты, иначе защита смежного участка отключит как повреждённый, так и рабочий участок до того, как собственная защита повреждённого участка успеет сработать. Однако важно так же сделать ступень селективности достаточно небольшой, чтобы защита успела сработать до того, как ток короткого замыкания нанесёт серьёзный ущерб электрической сети.
Уставку (или величину тока, при которой срабатывает защита) выбирают, исходя из наименьшего значения тока короткого замыкания в защищаемой сети (при разных повреждениях токи короткого замыкания отличаются). Однако при выборе уставки следует так же учитывать характер работы защищаемой сети. Например, при самозапуске электродвигателей после перерыва питания, значение силы тока в сети может быть выше номинального, и защита не должна его отключать.
Реализация
Реализуется МТЗ, как правило, с помощью реле тока. Реле тока могут быть как мгновенного действия, так и срабатывающие с выдержкой времени, определяемой величиной тока, в этом случае для обеспечения необходимой выдержки времени дополнительно используют реле времени. В современных схемах релейной защиты и автоматики чаще всего используются микропроцессорные блоки защиты, которые сочетают в себе свойства этих реле.
При возникновении короткого замыкания в электрической системе в большинстве случаев возрастает ток до величины, значительно превосходящей максимальный рабочий ток. Защита, реагирующая на это возрастание, называется токовой. Токовые защиты являются наиболее простыми и дешевыми. Поэтому они широко применяются в сетях до 35 кВ включительно.
Комплекты токовых защит устанавливаются со стороны питания линии для отключения выключателей 1, 2, 3. При повреждении на одном из участков сети ток повреждения проходит через все реле. Если ток короткого замыкания больше тока срабатывания защит, эти защиты придут в действие. Однако, по условию селективности, сработать и отключить выключатель должна только одна максимальная токовая защита — ближайшая к месту повреждения.
цепь замыкание токовый защита
Такое действие защиты может быть достигнуто двумя способами. Первый основан на том, что ток повреждения уменьшается при удалении от места повреждения. Выбирается ток срабатывания защиты больше максимального значения тока на данном участке при повреждении на следующем, более удаленным от источника питания. Второй способ — создание у защит выдержек времени срабатывания тем больших, чем ближе защита расположена к источнику питания.
В момент времени t1 происходит короткое замыкание. В момент времени t2 срабатывает максимальная токовая защита (МТЗ) и отключает выключатель. Двигатели при коротком замыкании в результате снижения напряжения затормозились и ток их при восстановлении напряжения увеличился. Поэтому вводится коэффициент kз — коэффициент самозапуска двигателей. Также вводится коэффициент надежности kн для учета различного рода погрешностей — трансформаторов тока и др. После отключения внешнего короткого замыкания максимальная токовая защита должна вернуться в исходное состояние. Ток возврата определяется по следующему выражению:
Iвз= kн*kз*Iраб. макс
Значения токов срабатывания и возврата должны быть близки. Вводится коэффициент возврата:
kв= Iвз/ Iсз
С учетом коэффициента возврата ток срабатывания определяется следующим образом:
Iсз= kн*kз*Iраб. макс / kв
У «идеальных» реле коэффициент возврата равен 1. Реальные реле защиты имеют коэффициент возврата меньший 1 за счет трения в подвижных частях и др. Чем выше коэффициент возврата, тем меньший ток срабатывания можно выбрать при данной нагрузке, следовательно, тем чувствительнее максимальная токовая защита.
Выдержки времени защит выбираются таким образом, чтобы каждая последующая по направлению к источнику питания защита имела время срабатывания большее, чем максимальная выдержка времени предыдущей на величину ступени селективности.
Ступень селективности зависит от погрешностей измерительных органов защит и разброса времени срабатывания выключателей.
Существуют несколько типов характеристик срабатывания токовых защит — независимые и зависимые. Зависимые характеристики срабатывания удобно согласовывать с защитными характеристиками предохранителей и характеристиками нагрева защищаемых присоединений, например электродвигателей. Наиболее часто используются зависимые характеристики по стандарту МЭК.
Литература/источники:
http: //electricalschool. info
«Релейная защита и автоматика систем электроснабжения» Андреев В. А. М. «Высшая школа» 2007 ISBN 978−5-06−4 826−1
«Релейная защита энергетических систем» Чернобровов Н. В., Семенов В. А. М. Энергоатомиздат 1998 ISBN 5−283−10 031−7
«Максимальная токовая защита» Шабад М. А. Ленинград. Энергоатомиздат. 1991
Показать Свернутьsinp.com.ua
Особенности поперечной дифференциальной
При отключении одной из цепей (рис. 6.12, а) в защите проходит ток второй цепи IзА=III – защита перестает быть дифференциальной и становится токовой направленной без выдержки времени. Для предотвращения ее ложного срабатывания без КЗ ток срабатывания следует выбрать больше максимального рабочего. Однако при внешних КЗ в защите проходит ток КЗ III=Iк, который может привести к срабатыванию. Поэтому при отключении одной из параллельных ветвей защита должна автоматически выводиться из действия для исключения ее излишних срабатываний. При одностороннем питании одной из цепей (рис. 6.12, б) комплект защиты противоположной стороны должен оперативно (персоналом) во избежание излишних срабатываний при внешних КЗ.
Рис. 6.12. Поведение защиты … при отключении Л1 (а) и при отключении выключателя Q3 (б)
Поперечная дифференциальная токовая направленная защита в общем случае не может быть основной защитой двухцепных линий, а может быть лишь быть дополнительной к основной, работающей как в режиме двух цепей, так и при отключении одной из них.
Зоны каскадного действия и «мертвые» зоны. Каскадной называется такая работа защиты, когда комплект защиты с одной стороны линии может и начинает работать только после отключения выключателя противоположной стороны. До отключения выключателя противоположной стороны в комплекте защиты, работающем каскадно, ток защиты Iз оказывается меньше ее тока срабатывания. Часть линии, в пределах которой КЗ отключаются защитой каскадно, называется зоной каскадного действия.
При перемещении точки КЗ по верхней цепи от шин подстанции А к Б (рис. 6.13, а) ток II снижается, а III растет. Ток в защите IзА, равный разности этих токов, уменьшается до нуля при КЗ у шин подстанций Б. Поэтому на участке lкА, где IзА<IсзА, защита А не срабатывает. В защите Б (рис. 6.13, б) ток IзБ=IIII – (- IIV) = 2III, наоборот, значителен, и комплект Б срабатывает и отключает выключатель Q3. После этого весь ток КЗ направляется по одной цепи и, если IзА>IсзА (рис. 6.13, в) защита А срабатывает и отключает выключатель Q1. Каскадная работа обусловлена конечной чувствительностью ПОТ – необходимостью выбора Iсз>0.
Рис. 6.13. Зона каскадного действия (а), токи II, III в цепях линии и защите IзА до отключения (б) и после отключения выключателя Q3 (в)
Значение зоны каскадного действия lкА определяется как 
, где Iк(К1) определяется приближенно при КЗ на шинах подстанции Б.
При КЗ у шин подстанции А в К2 аналогично работает защита Б – каскадно после отключения выключателя Q1. Зона каскадного действия защиты Б определяется как 
, где Iк(К2) принимается приближенно равным току при КЗ на шинах А. Таким образом, зоны каскадного действия соответствующих комплектов расположены у шин противоположных подстанций.
Время отключения КЗ tотк определяется временем срабатывания защиты tсз и временем отключения выключателя tов. При tсзА=tсзБ и одинаковых tов при КЗ вне зоны каскадного действия время отключения tотк=tсзА+tов=tсзБ+tов, а при каскадном действии tотк=tсзА+tов+tсзБ+tов=2tотк.
При каскадной работе защиты повреждение ликвидируется селективно, но увеличивается время отключения КЗ.
При КЗ в зоне каскадного действия защиты Б (К2) в защите А действует ИОФ на отключение выключателя Q1. После отключения выключателя Q1 ток IсзА=III (II=0), ИОФ переориентируется на отключение выключателя Q2 до отключения выключателя.
Для предотвращения отключения неповрежденной линии при КЗ в зоне каскадного действия необходимо сразу же после отключения выключателя поврежденной линии автоматически выводить из работы подействовавший комплект.
«Мертвая» зона защиты lмз наблюдается при 90° схеме включения ИОФ при К(3) вблизи места установки защиты, обусловлена конечной чувствительностью ИОФ и определяется Uсрмин>0. При К(3) в т. К2 (рис. 6.13, а) комплект А отказывает, т.к. КЗ находится в «мертвой» зоне его ИОФ. Комплект Б также отказывает, т.к. может сработать лишь каскадно, после отключения выключателя Q1, т.е. трехфазное КЗ на линии рассматриваемой защиты не отключается.
При КЗ в «мертвой» зоне комплекта он отказывает. При КЗ в «мертвой» зоне одного комплекта и в зоне каскадного действия комплекта у шин противоположной подстанции не сработают оба комплекта.
refac.ru
Количество просмотров публикации Токовой направленной защиты - 8
Особенности поперечной дифференциальной
При отключении одной из цепей (рис. 6.12, а) в защите проходит ток второй цепи IзА=III – защита перестает быть дифференциальной и становится токовой направленной без выдержки времени. Для предотвращения ее ложного срабатывания без КЗ ток срабатывания следует выбрать больше максимального рабочего. При этом при внешних КЗ в защите проходит ток КЗ III=Iк, который может привести к срабатыванию. По этой причине при отключении одной из параллельных ветвей защита должна автоматически выводиться из действия для исключения ее излишних срабатываний. При одностороннем питании одной из цепей (рис. 6.12, б) комплект защиты противоположной стороны должен оперативно (персоналом) во избежание излишних срабатываний при внешних КЗ.
Рис. 6.12. Поведение защиты при отключении Л1 (а) и при отключении выключателя Q3 (б)
Поперечная дифференциальная токовая направленная защита в общем случае не должна быть основной защитой двухцепных линий, а должна быть лишь быть дополнительной к основной, работающей как в режиме двух цепей, так и при отключении одной из них.
Зоны каскадного действия и ʼʼмертвыеʼʼ зоны. Каскадной принято называть такая работа защиты, когда комплект защиты с одной стороны линии может и начинает работать только после отключения выключателя противоположной стороны. До отключения выключателя противоположной стороны в комплекте защиты, работающем каскадно, ток защиты Iз оказывается меньше ее тока срабатывания. Часть линии, в пределах которой КЗ отключаются защитой каскадно, принято называть зоной каскадного действия.
При перемещении точки КЗ по верхней цепи от шин подстанции А к Б (рис. 6.13, а) ток II снижается, а III растет. Ток в защите IзА, равный разности этих токов, уменьшается до нуля при КЗ у шин подстанций Б. По этой причине на участке lкА, где IзА<IсзА, защита А не срабатывает. В защите Б (рис. 6.13, б) ток IзБ=IIII – (- IIV) = 2III, напротив - значителен, и комплект Б срабатывает и отключает выключатель Q3. После этого весь ток КЗ направляется по одной цепи и, в случае если IзА>IсзА (рис. 6.13, в) защита А срабатывает и отключает выключатель Q1. Каскадная работа обусловлена конечной чувствительностью ПОТ – крайне важно стью выбора Iсз>0.
Рис. 6.13. Зона каскадного действия (а), токи II, III в цепях линии и защите IзА до отключения (б) и после отключения выключателя Q3 (в)
Значение зоны каскадного действия lкА определяется как , где Iк(К1) определяется приближенно при КЗ на шинах подстанции Б.
При КЗ у шин подстанции А в К2 аналогично работает защита Б – каскадно после отключения выключателя Q1. Зона каскадного действия защиты Б определяется как , где Iк(К2) принимается приближенно равным току при КЗ на шинах А. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, зоны каскадного действия соответствующих комплектов расположены у шин противоположных подстанций.
Время отключения КЗ tотк определяется временем срабатывания защиты tсз и временем отключения выключателя tов. При tсзА=tсзБ и одинаковых tов при КЗ вне зоны каскадного действия время отключения tотк=tсзА+tов=tсзБ+tов, а при каскадном действии tотк=tсзА+tов+tсзБ+tов=2tотк.
При каскадной работе защиты повреждение ликвидируется селективно, но увеличивается время отключения КЗ.
При КЗ в зоне каскадного действия защиты Б (К2) в защите А действует ИОФ на отключение выключателя Q1. После отключения выключателя Q1 ток IсзА=III (II=0), ИОФ переориентируется на отключение выключателя Q2 до отключения выключателя.
Для предотвращения отключения неповрежденной линии при КЗ в зоне каскадного действия крайне важно сразу же после отключения выключателя поврежденной линии автоматически выводить из работы подействовавший комплект.
ʼʼМертваяʼʼ зона защиты lмз наблюдается при 90° схеме включения ИОФ при К(3) вблизи места установки защиты, обусловлена конечной чувствительностью ИОФ и определяется Uсрмин>0. При К(3) в т. К2 (рис. 6.13, а) комплект А отказывает, т.к. КЗ находится в ʼʼмертвойʼʼ зоне его ИОФ. Комплект Б также отказывает, т.к. может сработать лишь каскадно, после отключения выключателя Q1, ᴛ.ᴇ. трехфазное КЗ на линии рассматриваемой защиты не отключается.
При КЗ в ʼʼмертвойʼʼ зоне комплекта он отказывает. При КЗ в ʼʼмертвойʼʼ зоне одного комплекта и в зоне каскадного действия комплекта у шин противоположной подстанции не сработают оба комплекта.
referatwork.ru
