Выбор параметров максимальной токовой защиты.

МТЗ, предназначенная для отключения КЗ, не может служить одновременно для защиты от перезагрузки, допускающей большую выдержку времени. При определении тока срабатывания защиты должны соблюдаться следующие условия: 1) защита не должна срабатывать при прохождении максимального тока нагрузки; 2) при КЗ защита должна надежно работать на защищаемом участке с коэффициентом чувствительности – 1,5; 3) защита, как правило, должна надёжно работать и при КЗ на смежном участке, имея в конце его коэффициент чувствительности не менее 1,2.

Для выполнения первого условия должно выполняться неравенство , где - ток срабатывания; - максимальный ток нагрузки.

С другой стороны при выборе тока срабатывания защиты необходимо исходить из условия возврата пускового органа в начальное положение после отключения внешнего КЗ. При КЗ в точке К2 срабатывает защита 2, расположенная ближе к месту повреждения, и защита 1. Защита 2 срабатывает только на отключение, так как имеет меньшую выдержку времени. Так будет в случае, если после срабатывания защиты 2 пусковой орган защиты 1 вернётся в исходное положение.

Максимальный ток, при котором пусковой орган защиты возвращается в исходное положение, называется током возврата защиты I в.з. Возврат защиты должен происходить только после отключения внешнего КЗ, для чего I в.з должен быть больше максимального возможного тока в линии, т.е.

При определении максимального тока необходимо учитывать увеличение тока в защищаемой линии вследствие самозапуска электродвигателей при восстановлении напряжения напряжения после отключении КЗ, что учитывается коэффициентом самозапуска, k с.з = 2,5-3,0. Селективное действие защиты будет обеспеченно, если ,

где - коэффициент запаса, учитывающий погрешности работы реле, неточности расчета и т.д. (1,1 – 1,2).

Ток возврата и ток срабатывания связаны между собой коэффициентом возврата , откуда

Тогда

Установка пусковых токовых реле, т.е. вторичный ток срабатывания, определяется по формуле:

, Где kт – коэффициент трансформации трансформаторов тока; k сх –коэффициент схемы, k сх = 1 (полная, неполная звезда), .(схема на разность токов 2 фаз).

Определив ток срабатывания защиты, определяют коэффициент чувствительности, позволяющий судить о выполнении второго и третьего условий:

Для МТЗ с шунтированием отключающих катушек выключателей, выполненных с реле типа РТ или РП, необходимо дополнительно проверить: 1) надежность срабатывания отключающих катушек (ОК) выключателя после их шунтирования ; 2) отсутствие возврата реле РТ (РП) после дешунтирования ОК вследствие снижения вторичного тока ТТ; 3) допустимость максимального тока КЗ для контактов указанных типов реле.

Для проверки надежности срабатывания ОК необходимо:

а) определить вторичный ток ОК, необходимый для надежной работы,

, где k н – коэффициент надёжности (1,25) ; I с.ок – ток срабатывания отключающей катушки;

б) определить ЭДС Е2 трансформатора тока, при прохождении вторичного тока I2,

, где Z н – сопротивление нагрузки, подключенной ко вторичной обмотке ТТ после дешунтирования ОК; Z 2 – сопротивление вторичной обмотки ТТ;

в) по кривой намагничивания ТТ определить его ток намагничивания I нам при ЭДС Е2;

г) определить первичный ток I 1ко, при котором во вторичной обмотке проходит ток I2:

, где k т – коэффициент трансформации ТТ;

д) проверить условие, необходимое для надежного действия ОК после дешунтирования,

, где I с.з – первичный ток срабатывания наиболее чувствительной защиты, действующей на дешунтирования ОК.

Для проверки отсутствия возврата реле из-за снижения вторичного тока ТТ необходимо, чтобы ток возврата реле был больше нового вторичного тока. Это выполняется при условии: , где I2 – вторичный ток после дешунтирования ОК; I в.р – ток возврата реле.

Заменив значение тока возврата реле через (10,14) с учетем (10,20), получим:

, где I с.р – первичный ток срабатывания защиты.

Проверка допустимого максимального тока КЗ для контактов реле, которыми производится дешунтирования ОК, производится по формуле

, где 150 А –предельно допустимый ток на контакты реле при нагрузке не более 4 Ом.

Выдержки времени защиты с независимой характеристикой выбираются по ступенчатому принципу, заключающемуся в том, что каждая последующая защита в направлении от потребителей электроэнергии к источнику питания имеет выдержку времени больше предыдущей на некоторую величину дельта t, называемую ступенью селективности.

Для схемы на рис. 10.12 время срабатывания защиты:

Величина ступени селективности дельта t должна быть такой, чтобы успели срабатывать защита и отключится выключатель поврежденного участка, прежде чем истечет выдержка времени вышестоящего участка. Для МТЗ с независимой характеристикой ступень селективности определяется как: , где t вык – время срабатывания выключателя ( в зависимости от типов выключателей t вык = (0,05 – 0,3) с); дельта t КА1, дельта t КА2 – погрешности во времени действия защиты 1 и 2, которые могут иметь как положительное так и отрицательное значение; t зап – время запаса, учитывающие неточность настройки реле времени 0,1 – 0,15 с.

У максимальных токовых реле с независимой характеристикой выдержка времени обусловлена погрешностью реле времени, а у защит с ограниченной зависимой характеристикой – погрешностью индукционного токового реле, совмещающего в себе пусковой орган и орган выдержки времени. Эта погрешность может быть принята 0,05 – 0,1 с.В расчетах ступень селективности принимается равной 0,6 – 1 с для защит с ограниченно зависимой характеристикой, а для защиты с независимой характеристикой 0,3 – 0,6 с. Максимальная токовая защита обладает достаточной селективностью, определенной чувствительностью; широко применяется в радиальных сетях всех уровней напряжения с одним источником питания, а в системах электроснабжения промышленных предприятий напряжением 10 кВ и ниже они являются основной защитой.