Токовая отсечка

Токовая отсечка. Изучение принципа действия токовой отсечки (Лабораторная работа № 13)

Спец. 1 43 01 02 «Электрические системы и сети»

Лабораторная работа  № 13

Токовая отсечка

I. Цель работы. Изучение принципа действия токовой отсечки, порядком расчета уставок и практическим ее осуществлением.

2. Краткая теория

     2.1. Расчет уставок и определение защищаемой зоны ТО без выдержки времени на линиях.

Селективность действия токовой отсечки без выдержки времени достигается тем, что ее ток срабатывания принимается большим максимального тока КЗ, проходящего через защиту при повреждении вне защищаемого элемента.

Действие защиты при КЗ на защищаемом участке обеспечивается благодаря тому, что ток КЗ в сети, а следовательно, и в защите увеличивается по мере приближения места КЗ к источнику питания (рис.13.

1), причем кривые изменения тока КЗ имеют различную крутизну в зависимости от режима работы энергосистемы и вида КЗ (кривые 1 и 2 на рис. 13.1 соответственно для максимального (кривая 1) и минимального (кривая 2) режимов работы энергосистемы).

                                                       (13.1)

Ток срабатывания реле при этом определяется

 ,                                          (13.2)

где Кн – коэффициент надежности; Ксх – коэффициент схемы; КI – коэффициент трансформации трансформаторов тока

Ток I(3)К.ВН.макс  определяется при максимальном  режиме  питающей системы (когда сопротивление системы является минимально возможным).  

Значения коэффициента надежности Кн для токовых отсечек  без выдержки времени приведены в табл.13.1.

Коэффициент надежности Кн для токовых отсечек                          Таблица 13.1                              

Тип реле	Значение Кн
линий	трансформаторов
Цифровые реле	1.1	1,1-1,2
РСТ	1,1-1,2	1,2-1,3
РТ-40	1,2-1,3	1,3-1,4
РТ-80	1,5-1,6	1,6
РТМ	1,8-2.0	1,6

Так как ТО при внешних КЗ не срабатывает, коэффициент возврата Кв при выборе тока Iсз не учитывается. При определении Iсз необходимо иметь в виду, что ТО не имеет выдержки времени. Поэтому в выражении (13.1) ток I(3)К.ВН.

макс принимается равным начальному действующему значению периодической составляющей тока внешнего КЗ. Влияние апериодической составляющей тока КЗ учитывается коэффициентом  надежности Кн. ТО срабатывает, когда ток, проходящий по защищаемой линии АБ (рис.13.1), больше или равен току срабатывания ТО.

Это условие выполняется  в пределах участка L1 (максимальный режим), или участка  L2 (минимальный режим) защищаемой линии.    Т.о. при  минимальном режиме  работы  энергосистемы  зона  действия  отсечки   окажется меньше, чем при максимальном режиме.

Определение зон действия ТО линии W, отстроенной от КЗ в конце  линии,  показано  на рис.13.1.

Для  графического определения должна быть построена кривая измерения  тока, протекающего через защиту при перемещении точки трехфазного КЗ по линии (кривая спада тока КЗ) в  максимальном  режиме  питающей энергосистемы.

Зона действия отсечки определяется абсциссой точки пересечения кривой спада тока и ординаты, соответствующей выбранному  току срабатывания отсечки.

Для токовых отсечек без выдержки времени, устанавливаемых на линиях и выполняющих функции  дополнительных  защит,  коэффициент чувствительности определяется по формуле

,                                      (13.3)

где I(2)К.мин – ток двухфазного КЗ в месте установки ТО, определенный при минимальном режиме работы энергосистемы

В соответствии с требованием ПУЭ коэффициент чувствительности ТО должен быть не менее  1,2.

2.2. Расширение защищаемой зоны токовой отсечки. Токовая отсечка со ступенчатой характеристикой выдержки времени

Принцип работы отсечки со ступенчатой характеристикой выдержки

Источник: /vunivere.ru/work98755

Токовая отсечка линии. Назначение и схема

Отсечка является разновидностью МТЗ, позволяющей обеспечить быстрое отключение КЗ. Токовые отсечки подразделяются на отсечки мгновенного действия и отсечки с выдержкой времени.

Селективность токовых отсечек достигается ограничением их зоны действия так, чтобы отсечка не работала при КЗ за пределами этой зоны, на смежных участках сети, РЗ которых имеет выдержку времени, равную или большую, чем отсечка. Для этого ток срабатывания отсечки (Ic.

з) должен быть больше максимального тока КЗ (Iк mах), проходящего через нее при повреждении в конце участка (например, AM на рис. 5.1), за пределами которого она не должна работать: Iс.э >IкM.

Действительно, ток КЗ в какой-либо точке рассматриваемого участка сети Iк = Ec / (Xc + Xл.к) = Ec / (Xc + Xylл.к), (5.1) где Eс — эквивалентная ЭДС генераторов энергосистемы; Хс и Xл.

к — сопротивление ЭЭС и участка ЛЭП (AM) до точки КЗ; Ху — удельное сопротивление, Ом / км; lл.к- длина участка до точки КЗ.

Зона действия мгновенной отсечки по условиям селективности не должна выходить за пределы защищаемой ЛЭП.

Зона действия отсечки, работающей с выдержкой времени, выходит за пределы защищаемой ЛЭП и по условию селективности _______должна отстраиваться от конца зоны РЗ смежного участка по току и по времени.

Схемы цепей постоянного тока отсечек изображены на рис. 5.2, а, б. Схемы отсечек, выполненные на электромеханических реле и на постоянном оперативном токе, аналогичны схемам МТЗ, приведенным на рис. 4.2 и 4.4.

Общие понятия о релейной защите. Назначение РЗ.

2. Проверка ТТ по кривым 10% погрешности ТТ.

Пояснить схему замещения ТТ. Маркировка ТТ.

Принцип действия МТЗ трансформаторов.

Какие типы защиты используются при защите силовых трансформаторов.

Защита от замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью.

ТТ нулевой последовательности.

Виды повреждений, какие причины приводят к повреждениям и ненормальным режимам работы электрических сетей.

Схемы соединений ТТ. Коэффициент схемы.

Направленная токовая защита линий.

Защита нулевой последовательности для сетей с изолированной нейтралью.

Продольная дифференциальная защита ЛЭП.

Назначение ТН. Схемы соединений ТН.

14. Каким образом проверяется возможность работы ТТ с допустимой погрешностью в схемах РЗ при ожидаемых значениях тока КЗ.

Как обеспечивается селективность МТЗ линий.

Источники оперативного тока.

Расчет уставок для МТЗ с блокировкой по напряжению.

Селективность работы токовых направленных защит при двухстороннем питании.

19. Назначение МТЗ выполненной по двухфазной трехлинейной схеме, при наличии токовой отсечки.

Принцип действия и выбор уставок МТЗ.

21. Перечислите основные требования, предъявляемые к релейной защите.

Расчет уставок МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения, особенности по сравнению с простой МТЗ.

Классы точности ТТ. Что они означают.

Принцип действия и параметры срабатывания токовой направленной защиты.

25. Почему на коротких линиях не применяется токовая отсечка.

Принцип действия газового реле.

Назначение ТН НАМИ-10.

Источник: /cyberpedia.su/14x2bbc.html

Ответы@Mail.Ru: Чем отличается максимальная токовая защита от токовой отсечки? Проверим есть ли здесь релейщики?

отсечка отстраивается от тока кз, а МТЗ- от нагрузки. К примеру, у тебя есть линия, которую должна защищать отсечка до следующего выключателя (или какую-то часть линии).

Зная сопротивление этой линии, можно легко вычислить ток кз, который будет при повреждении на этой линии. Соответственно при кз за линией ток будет меньше и отсечка не отработает. Этим и достигается селективность.

С МТЗ проще- она должна отключиться при кз на любом конце линии, а селективность обеспечивается выдержкой времени, как уже было написано выше

Там заморочки с графикам и так не объяснить… Это предел срабатывания и то, и то…

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 боL9;льшей выдержкой времени, отличающейся на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности определяется временем действия защиты, от которой эту выдержку времени. 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.

Если говорить на Вашем языке, то МТЗ служит для предотвращения перегрузок в цепях и реагирует на нагрев биметаллической пластины, что требует определённого времени (тепловая защита) . При коротких замыканиях в цепях используется токовая отсечка, срабатывающая на отключение коммутирующего устройства по электродинамическому принципу практически мгновенно (максимальный расцепитель) . Обе защиты, как правило, можно регулировать.

Источник: /touch.otvet.mail.ru/question/39250344

Tоковая отсечка

Токовой отсечкой (ТО)

называется МТЗ с ограниченной зоной действия, имеющая в большинстве случаев мгновенное действие.

В отличии от МТЗ селективность действия ТО достигается не выдержкой времени, а ограничением зоны действия. Для этого ток срабатывания ТО отстраивается не от тока нагрузки, а от тока при КЗ в конце в конце защищаемой линии или в другой определённой точке, где отсечка не должна действовать.

ТО подразделяются на отсечки мгновенного действия и отсечки с выдержкой времени (0,3 – 0,6сек.). Селективность действия ТО достигается ограничением их зоны работы. Для этой цели ток срабатывания отсечки выбирается больше максимального тока КЗ, проходящего через защиту при повреждении в конце выбранной зоны действия.

Ток КЗ в какой-либо точке защищаемой линии определяется:

Ес – эквивалентная ЭДС генераторов системы; хс и хл.к. – сопротивления системы и участка линии до точки КЗ.

При удалении точки КЗ от источника питания сопротивление хл.к. растёт, а ток КЗ уменьшается.

(1)

Iк.мах – максимальное значение тока КЗ на шинах противоположной подстанции; kсх – коэффициент схемы; kн – коэффициент надёжности, принимаемый равным 1,2 – 1,5.

Зона действия отсечки определяется графически. Для этого вычисляются токи КЗ, проходящие по защищаемой линии при КЗ в начале и конце линии, а так же на расстояниях ¼, ½, и ¾ длины от начала, и строится кривая изменения тока КЗ в зависимости от удалённости места КЗ от источника питания. Отсечка действует в зоне, где ток КЗ превышает ток срабатывания.

Коэффициент чувствительности отсечки определяется по формуле:

, где IК1 – ток КЗ при повреждении в начале линии у места установки отсечки. Зона действия отсечки зависит от характера (крутизны кривой) спада тока по длине линий. Чем больше различаются токи КЗ в начале и конце линии, тем больше получается зона, охватываемая отсечкой.

ПУЭ рекомендует применять отсечку, если её зона действия охватывает не меньше 20% защищаемой линии. При схеме блок – трансформатор отсечку отстраивают от тока КЗ при КЗ за трансформатором. В этом случае отсечка защищает всю линию.

Вследствие простоты отсечки она применяется в качестве дополнительной защиты при зоне действия, меньшей 20%, если основная защита линии имеет “мёртвую” зону.

В отдельных случаях отсечка может защищать всю линию.

Для этого в формулу (1) необходимо подставлять максимальное значение тока при КЗ на шинах низшего напряжения в точке К.

При выбранном таким образом токе срабатывания мгновенная отсечка будет надёжно защищать всю линию, шины высшего напряжения подстанции и часть обмотки трансформатора Е.

Время действия мгновенной отсечки складывается из времени срабатывания токовых и промежуточных реле. При быстродействующих промежуточных реле (0,02 сек.) отсечка срабатывает в течении 0,04 – 0,06 сек.

При каскадном действии разрядников оно увеличивается до 0,04 – 0,06 сек. Применение промежуточного реле с временем действия 0,06 – 0,08 сек. Удаётся отстроить отсечку от работы разрядников.

Неселективные отсечки –мгновенная отсечка, действующая за пределами своей линии.

Такая отсечка применяется для быстрого отключения КЗ в пределах всей защищаемой линии в тех случаях, когда это необходимо для сохранения устойчивости.

Неселективное действие отсечки при КЗ вне линии исправляется при помощи АПВ, включающего обратно – неселективно отключившуюся линию.

Пример применения неселективной отсечки приведён на рисунке.

Для сохранения устойчивой работы генераторов ГЭС А, на линии Л 1 установлена отсечка 1, неселективная по отношению к защите трансформаторов. Ток срабатывания отсечки 1 отстраивается от конца зоны отсечек 2 и 3, установленных на трансформаторах Т2 и Т3, т.е. IС.З.1 = (1.1 -1.2)IС.

З.2 (или IС.З.3). При такой уставке отсечка 1 охватывает защищаемую линию Л1, но не выходит за пределы трансформаторов Т2 и Т3.

При КЗ в каком-либо трансформаторе (Т3) в пределах зоны действия отсечки 1 последняя срабатывает одновременно с отсечкой повреждённого трансформатора, поскольку их время действия одинаково (t = 0).

В результате этого, кроме трансформатора Т3, неселективно отключается линия Л1. При этом пускается АПВ, которое включает обратно – неселективно отключившуюся линию Л1 и восстанавливает, таким образом, питание подстанции В.

Токовая отсечка на линиях с двухсторонним питанием.

Для селективного действия отсечек на линиях с двухсторонним питанием их токи срабатывания должны определяться по формуле (1) по большему значению тока КЗ, проходящему по линии при КЗ на шинах одной и другой подстанции.Для рассматриваемого варианта на рисунке большим является ток IК1, проходящий по линии при КЗ в точке К1. Поэтому токи срабатывания обеих отсечек должны быть равными и определяются по формуле (1). Зоны действия отсечек определяются графически как точки пересечения прямой, соответствующей току срабатывания IСЗ, с кривыми изменения токов КЗ.

Схемы отсечек отличаются от схем максимальных токовых защит отсутствием реле времени.

Сочетание токовой отсечки с максимальной токовой защитой.

Применение токовой отсечки даёт возможность ускорить отключение повреждений, сопровождающихся прохождением больших токов КЗ и вызывающих глубокие понижения напряжения на шинах подстанций, а также снизить выдержки времени МТЗ.

При сочетании токовой отсечки с МТЗ получается токовая защита со ступенчатой характеристикой времени срабатывания (смотреть рисунок).

Такая защита имеет отсечку как первую ступень (зона 1), в пределах которой она действует мгновенно, и МТЗ как вторую ступень (зона 2), в пределах которой она действует с выдержкой времени.

В ряде случаев применяется сочетание отсечки мгновенного действия с отсечкой, имеющей небольшую выдержку времени (0,5-1с), и с МТЗ. При таком сочетании защита имеет три ступени и соответственно трёхступенчатую характеристику времени срабатывания.

На рисунке заштрихованные зоны показывают снижение времени действия защиты за счёт применения отсечек в сочетании с МТЗ. При сочетании отсечек с МТЗ с зависимой характеристикой времени срабатывания установки дополнительных реле не требуется, т.к. реле РТ – 80 имеют встроенный электромагнитный элемент отсечки.

Оценка токовых отсечек. Токовые отсечки мгновенного действия являются самой простой защитой. Быстрота их действия в сочетании с простотой схемы и обслуживания составляет важное преимущество этих защит.

Недостатками мгновенной отсечки являются: неполный охват зоной действия защищаемой линии и непостоянство зоны действия под влиянием сопротивлений в месте повреждения и изменений режима системы, однако последнее не оказывает существенного влияния в мощных энергосистемах.

Отсечка с выдержкой времени срабатывания позволяет обеспечить достаточно быстрое (около 0,5с) отключение повреждений на защищаемой линии. Сочетание отсечек и МТЗ позволяет получить трёхступенчатую защиту, которая во многих случаях успешно заменяет более сложные защиты.

Источник: /treugoma.ru/protection/tokovaa-otsechka/

Токовая отсечка, принцип обеспечения селективности

Токовая отсечка, принцип обеспечения селективности.

Простейшая защита, действующая мгновенно без выдержки времени, называется токовой отсечкой

Токовой отсечкой называется МТЗ с ограниченной зоной действия, имеющей в большинстве случаев мгновенного действия.

В отличие от МТЗ селективность действия ТО достигается не выдержкой времени, а ограничением ее зоны действия. Для этого ток срабатывания ТО отстраивается не от тока нагрузки, а от тока К.З. при К.З. в конце защищаемой линии и в другой определенной точке, где ТО не должна действовать.

Принцип действия ТО основан на том, что величина К.З. убывает при удалении места К.З. от источника питания. При К.З. в начале ЛЭП у места установки защиты величина тока К.З. имеет наибольшее значение и по мере удаления места К.З. от источника питания постепенно уменьшается, так как увеличивается сопротивление до места К.З.

Іс.з.то1>Ікз.вн.мах. [1]

Іс.з=Кн*Ікз.вн.мах [2]

ТО1 не должно реагировать на внешнее КЗ в начале линии L2 ток срабатывания этой защиты должен быть больше внешнего КЗ.

При такой настройке, из графика видно что ток КЗ будет превышать ток срабатывания защиты, с начала линии до некоторой точки (а), после нее ток КЗ будет меньше чем ток срабатывания защиты, тоесть если КЗ пройдет за етой точкой то защита не будет реагировать. Таким образом защита ТО1 защищает не всю линию. В конце каждой линии есть мертвая зона и защита КЗ на нее не распространяется.

Электрическая схема ТО на реле, принцип действия.

Полностью аналогичная схема МТЗ за исключением времени, так как ТО является защитой мгновенного действия.

Замыкающимися контактами КА1, КА2 оперативное напряжение постоянного тока (24, 110 или 220 В) подается к обмотке реле времени КТ (типа РВ-100), которое, после отсчета заданной уставки времени, замкнет свои контакты в цепи промежуточного реле KL (типа РП-23). Последнее замкнет контакт KL и подаст оперативное напряжение к электромагниту отключения YAT выключателя Q, вызывая его отключение.

Необходимость использования промежуточного реле KL обусловлена недостаточной коммутационной способностью контактов реле времени. Информация о прохождении команды «отключения» остается на указательном реле КН (типа РУ-21). Вспомогательный контакт привода выключателя SQ перед этим были замкнуты, так как выключатель Q был еще включен.

Вспомогательные контакты привода выключателя SQ, включенные в цепь электромагнита отключения YAT, выполняют две функции. Во-первых, отключают цепь электромагнита YAT (одновременно с отключением выключателя Q) раньше, чем ее разомкнули бы контакты промежуточного реле KL после возврата комплекта РЗ в исходное состояние.

Во-вторых, эти контакты защищают катушку отключения YAT от длительного протекания по ней тока (она рассчитана только на кратковременный режим работы), что возможно при отказе промежуточного реле KL, например, сваривании его контактов.

Совместное действие МТЗ и ТО.

Совместное действие токовой отсечки позволяет существенно уменьшить время отключения КЗ при большинстве повреждений что в большинстве случаев попадает в зону действия ТО. В отдельных случаях кргда КЗ попадает в мертвую зону ТО. То будет срабатывать соответствующая выдержка времени.

Назначение АПВ

Многолетний опыт эксплуатации воздушных линий электропередачи показал, что значительная часть (70 – 80%) коротких замыканий вызванных набросами проводящих предметов, падениями деревьев, попаданием животных, схлестыванием проводов и другими причинам, при достаточно быстром отключении линии самоустраняется.

Возникающая в месте КЗ электрическая дуга быстро гаснет, не оказывая серьезных повреждений, препятствующих повторному включению линии под напряжение. Такие самоустраняющиеся повреждения называют неустойчивыми.

Значительно реже на воздушных линиях возникают устойчивые повреждения из-за обрыва провода или грозозащитного троса, поломки или падения опоры, обрыва или пробоя гирлянды изолятора.

Поиск места повреждения путем обхода воздушной линии оперативным персоналом требует значительных временных и материальных затрат. Учитывая выше приведенную долю приходящуюся на неустойчивые повреждения, целесообразно попробовать подать на линию напряжение не проводя ее осмотра.

При подаче напряжения на линию с самоустранившимся повреждением (неустойчивым повреждением) линия может продолжать работать. При подаче напряжения на линию с устойчивым повреждением вновь возникает КЗ и линия снова отключается защитой.

Повторное включение линии под напряжение может осуществляться как оперативным персоналом вручную, так и специальным автоматическим устройством. В первом случае время повторного включения, а следовательно и перерыв в электроснабжении, может занять от нескольких минут (на подстанциях с постоянным дежурным персоналом) до часов (выездной бригадой).

Согласно ПУЭ [12] устройствами АПВ должны оборудоваться воздушные и смешанные (кабельно-воздушные) линии всех типов напряжений выше 1000 В при наличии на них соответствующих коммутационных аппаратов.

1.2. Основные требования к устройству АПВ

Устройство АПВ должно отвечать следующим требованиям:

— находиться в состоянии постоянной готовности к действию и срабатывать во всех случаях аварийного отключения выключателя;

— устройство АПВ не должно приходить в действие при оперативном отключении выключателя обслуживающим персоналом;

— время действия АПВ должно быть минимально возможным с целью быстрой подачи напряжения потребителю;

— устройство АПВ должно автоматически возвращаться в исходное положение готовности к новому действию после включения выключателя в работу;

— схемы АПВ должны обеспечить определенное количество повторных включений (от одного до трех).

Выбор уставок времени АВР

Уставка срабатывания устройства АВР (элемент DT1).

где – минимальное время срабатывания защит, установленных выше по сети относительно питающего ввода, резервирование которого осуществляется, при КЗ на питающем кабеле. Такой защитой является дифференциальная защита ошиновки 6 кВ трехобмоточного трансформатора (Т-1, Т-2), срабатывающая при КЗ без выдержки времени;

— ступень селективности для МП устройств РЗ и А.

Уставка по времени элемента DT2, обеспечивающего однократность действия устройства АВР.

где — время включения вводного выключателя типа BB-TEL-10-31,5/1000У2, установленного на вводе в ЗРУ 6 кВ [15].

Требования нормативных документов к устройствам АЧР

Согласно ПУЭ [11] устройство автоматического ограничения снижения частоты должно исключить работу электросистемы при частотах ниже 45 Гц, время работы с частотой ниже 47 Гц не должно превышать 20 с, а с частотой ниже 48,5 Гц – 60 с.

ГОСТ по качеству электроэнергии [8] нормирует следующие отклонения частоты:

— нормально допустимые отклонения (в нормальном режимах работы)

± 0,2 Гц;

— максимально допустимые отклонения (в послеаварийном режимах)

± 0,4 Гц.

Принцип действия АЧР

Аварийное снижение частоты, вызванное внезапным значительным дефицитом активной мощности имеет быстротечный характер – несколько секунд. Поэтому парировать это снижение может только автоматика. Первоначально, автоматика задействует все резервы активной мощности в системе. Исправные генераторы системы берут на себя максимум нагрузки (с учетом допустимых кратковременных перегрузок).

Если после этих действий автоматики частота продолжает снижаться (что свидетельствует о не устраненном дефиците активной мощности) остается единственный способ уравнять величины генерируемой и потребляемой мощностей – отключить часть наименее ответственных электроприемников.

Устройства АЧР, как правило, устанавливаются на подстанциях электросистемы, допускается их установка непосредственно у потребителей, но под контролем электросистемы [8].

ПУЭ [8] подразделяет устройства АЧР на две категории: АЧРI и АЧРII.

Первая категория – АЧРI предназначена для не допущения глубокого снижения частоты в первоначальный момент развития аварии. Эти устройства выполняются быстродействующими (с выдержками времени tАЧР ≤ 0,5 с) и уставками срабатывания по частоте от 47 – 48 Гц до 46 – 46,5 Гц.

Для реализации АЧРI потребители отключаются небольшими группами, согласно очередности. Электроприемники первой очереди отключаются, например, при снижении частоты ниже 48 Гц. Если снижение частоты будет продолжаться отключаются электроприемники второй очереди с уставкой 47,5 Гц, далее – третьей, с уставкой 47 Гц.

Минимальное отличие в уставках частоты ближайших очередей принимают равным 0,1 Гц. АЧРI оборудуется примерно 75 – 80% всей электрической нагрузки оснащаемой АЧР.

Вторая категория – АЧРII предназначена для восстановления частоты в случае если она длительно остается пониженной, образно говоря «зависает» на уровне около 48 Гц. Уставки по частоте АЧРII принимают одинаковыми и на 0,5 Гц выше верхней уставки АЧРI.

Устройствами АЧРII оснащается примерно 20 – 25 % всей электрической нагрузки оснащаемой АЧР.

21) Эл.схема устройства АЧР на электромеханических реле, работа схемы.

На рис. 7.1 приведена схема устройства АЧР на постоянном оперативном токе с использованием электромеханических или электронных реле.

Основным элементом схемы является реле частоты KF (электромеханическое типа ИВЧ-3 индукционного принципа действия или электронное типа УРЧ-3М). Реле KF контролирует частоту первичной сети через измерительный трансформатор напряжения TV. При снижении частоты ниже уставки, реле KF замыкаетсвой контакт в цепи реле времени KT.

Напряжение постоянного оперативного тока, вырабатываемое блоком питания UGV (например типа БПЗ-401), подается на обмотку реле времени KT (типа ЭВ-100 или ВЛ-68). Последнее, через заданную выдержку времени замкнет свой контакт KT в цепи обмоток указательного реле KH (типа РУ-21) и промежуточного реле KL (типа РП-23).

Подробное описание названных реле приведено в лабораторной работе 1 и 2.

Токовая отсечка, принцип обеспечения селективности.

Простейшая защита, действующая мгновенно без выдержки времени, называется токовой отсечкой

Токовой отсечкой называется МТЗ с ограниченной зоной действия, имеющей в большинстве случаев мгновенного действия.

В отличие от МТЗ селективность действия ТО достигается не выдержкой времени, а ограничением ее зоны действия. Для этого ток срабатывания ТО отстраивается не от тока нагрузки, а от тока К.З. при К.З. в конце защищаемой линии и в другой определенной точке, где ТО не должна действовать.

Принцип действия ТО основан на том, что величина К.З. убывает при удалении места К.З. от источника питания. При К.З. в начале ЛЭП у места установки защиты величина тока К.З. имеет наибольшее значение и по мере удаления места К.З. от источника питания постепенно уменьшается, так как увеличивается сопротивление до места К.З.

Іс.з.то1>Ікз.вн.мах. [1]

Іс.з=Кн*Ікз.вн.мах [2]

ТО1 не должно реагировать на внешнее КЗ в начале линии L2 ток срабатывания этой защиты должен быть больше внешнего КЗ.

При такой настройке, из графика видно что ток КЗ будет превышать ток срабатывания защиты, с начала линии до некоторой точки (а), после нее ток КЗ будет меньше чем ток срабатывания защиты, тоесть если КЗ пройдет за етой точкой то защита не будет реагировать. Таким образом защита ТО1 защищает не всю линию. В конце каждой линии есть мертвая зона и защита КЗ на нее не распространяется.



Источник: /infopedia.su/12x431b.html

Токовая отсечка электродвигателей

В данной статье речь пойдет о расчете токовой отсечки для электродвигателей напряжением выше 1 кВ.

Токовая отсечка электродвигателей выполняется в соответствии с ПУЭ 7-издание пункт 5.3.46.

Первичный ток срабатывания токовой отсечки Iс.з. выбирается по условию отстройки от максимального тока, протекающего в реле при пуске электродвигателя:

Пусковой ток электродвигателя Iпуск. определяется по выражению:

На основании выражения (2) можно представить выражение (1) в следующем виде:

Ток срабатывания реле отсечки Iс.р. определяется по выражению:

Чувствительность токовой отсечки проверяется при двухфазном КЗ на выводах электродвигателя в минимальном режиме питающей сети и оценивается коэффициентом чувствительности, определяем по выражению:

Коэффициент чувствительности защиты в соответствии с ПУЭ 7-издание должно быть не менее 2,0.

Дополнительно графическим способом определяется показатель эффективности работы отсечки, для чего используются усредненные зависимости фазных токов, протекающих через выводы электродвигателя при внутренних повреждениях двигателя при двухфазном КЗ, от количества замкнувшихся витков (Wα%). Эти зависимости приведены по данным Ереванского политехнического института для двух граничных режимов: холостого хода и и заторможенного двигателя. По этим зависимостям оценивается количество замкнувшихся витков, при которых защита срабатывает при заданной уставке.

На рис.4.6 по оси ординат отложены полные фазные токи при двухфазных КЗ в двигателе в относительных единицах от номинального тока двигателя, по оси абсцисс-доля замкнувшихся витков от выводов двигателя до места повреждения в процентах.

Сплошные линии соответствуют режиму х.х., а штриховые – режиму заторможенного электродвигателя.

Прямая, соответствующая току срабатывания отсечки в относительных единицах от номинального тока двигателя, проводится параллельно оси абсцисс до пересечения с обеими кривыми.

Благодарность:

Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding».

Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.

Источник: /raschet.info/tokovaja-otsechka-jelektrodvigatelej/

6. РАСЧЕТЫ ТОКОВЫХ ОТСЕЧЕК

Категория: М.А. Шабад «Максимальные токовые защиты»

Токовая отсечка, селективная без выдержки времени.

Токовая отсечка защищает только часть обмотки трансформатора или часть линии электропередачи (рис. 1). Из этого определения и происходит, по-видимому, название “отсечка”, т.е. защита, охватывающая только часть элемента — отсек.

Селективность токовой отсечки мгновенного действия обеспечивается выбором ее тока срабатывания Iс.о большим, чем максимальное значение тока КЗ при повреждении в конце защищаемой линии электропередачи (точки К3 и К5 на рис. 28) или на стороне НН защищаемого понижающего трансформатора (точка К3 на рис. 29):

                                                                                                                                                      (11)

Значения коэффициента надежности kн для токовых отсечек без выдержки времени, установленных на линиях электропередачи и понижающих трансформаторах, приведены в табл. 8. Расчетные условия для токовых отсечек, установленных на генераторах и электродвигателях, рассмотрены в § 10.

Таблица 8

Значения коэффициента надежности kн для токовых отсечек линий и трансформаторов.

Тип реле	Значения kн для токовых отсечек
линий	трансформаторов
РТ-40 (ЭТ-520)	1,2 – 1,3	1,3 – 1,4
РСТ 11, РСТ 13	1,15	1,15
РТ-80, ИТ-80 (электромагнитный элемент)	1,5 – 1,6	1,6
РТМ	1,4 – 1,5	1,5 – 1,6

При определении максимального значения тока КЗ при повреждении в конце линии электропередачи напряжением 35 кВ и ниже рассматривается трехфазное КЗ при работе питающей энергосистемы в максимальном режиме, при котором электрическое сопротивление энергосистемы является минимальным. Для линий 110 кВ и выше максимальное значение тока КЗ в выражении (11) может соответствовать однофазному КЗ на землю. При этом виде короткого замыкания на землю (фаз А или С) запускаются реле токовой отсечки, включенные на токи этих фаз (РТ4, РТ5 на рис. 7).

Определение максимального значения тока трехфазного КЗ за трансформатором с регулированием напряжения необходимо производить при таком положении регулятора напряжения, которое соответствует наименьшему сопротивлению трансформатора.

Кроме отстройки токовой отсечки от максимального значения тока КЗ по условию (11), необходимо обеспечить ее несрабатывание при бросках тока намагничивания (БТН) силовых трансформаторов.

Однако выбор тока срабатывания отсечки трансформатора по условию (11), как правило, обеспечивает и отстройку отсечки от бросков тока намагничивания.

При расчете токовой отсечки линии электропередачи, по которой питается несколько трансформаторов, необходимо в соответствии с условием (11) обеспечить несрабатывание отсечки при КЗ за каждым из трансформаторов на ответвлениях от линии (если они имеются) и дополнительно проверить надежность несрабатывания отсечки при суммарном значении бросков тока намагничивания всех трансформа торов, подключенных как к защищаемой линии, так и к предыдущим линиям, если они одновременно включаются под напряжение. Условие отстройки отсечки от БТН бросков тока намагничивания трансформа торов имеет вид

                                                                                                                                     (12)

где — сумма номинальных токов всех трансформаторов, которые могут одновременно включаться под напряжение по защищаемой линии; kн — коэффициент надежности, значение которого зависит от времени срабатывания токовой отсечки; например, при выполнении отсечки на реле РТМ, собственное время срабатывания которых может составлять всего лишь один период (20 мс), следует принимать наибольшее значение kн ≥ 5, а при выполнении отсечки по схеме с промежуточными реле (рис. 5 или 13) принимается меньшее значение kн ≈ 3 — 4, поскольку суммарное время срабатывания максимального реле тока и промежуточного реле этих схем составляет около 5 периодов (100 мс) и значение бросков тока намагничивания за это время заметно снижается.

Далее следует определить время плавления вставок предохранителей этого трансформатора при расчетном токе КЗ, равном току срабатывания отсечки, выбранному из условий (11) и (12). Для учета допускаемого стандартом разброса времятоковых характеристик плавких предохранителей ПКТ следует значение этого тока уменьшить на 20%:.

Если время плавления tпл ≤ 0,1 с, то отсечка с таким током срабатывания может быть использована, но при условии, что эащищаемая линия имеет устройство автоматического повторного включения (АП В).

Если tпл ≥ 0,1 с, то следует либо увеличить ток срабатывания отсечки до такого значения, при котором обеспечивается расплавление вставок предохранителей до момента отключения защищаемой линии, т.е. не более 0,1 с, либо увеличить время срабатывания отсечки.

Чувствительность токовых отсечек оценивается коэффициентом чувствительности, требуемые значения которых указаны в Правилах [1], а также величиной (протяженностью) защищаемой части линии электропередачи. Коэффициент чувствительности определяется по выражениям (2) и (9).

Для токовых отсечек, устанавливаемых на понижающих трансформаторах и выполняющих функции основной быстродействующей токовой защиты (при отсутствии дифференциальной защиты), чувствительность определяется по току наиболее неблагоприятного вида повреждения — как правило, двухфазного К3 на выводах ВН трансформатора (точка К2 на рис. 29) в минимальном, но реально возможном режиме работы энергосистемы. Значение коэффициента чувствительности должно быть около 2,0 [1]. Такие же требования существуют для токовых отсечек на блоках линия — трансформатор (рис. 29).

Для токовых отсечек без выдержки времени, устанавливаемых на линиях электропередачи и выполняющих функции дополнительных защит (рис. 28), коэффициент чувствительности должен быть около 1,2 при КЗ в месте установки отсечки в наиболее благоприятном по условию чувствительности режиме [1].

Коэффициент чувствительности токовых отсечек, выполненных на реле прямого действия типа РТМ (рис. 11, а), должен проверяться с учетом действительного значения токовой погрешности трансформаторов тока, если оно превосходит 10%. Для токовых отсечек, выполненных на переменном оперативном токе с дешунтированием электромагнитов отключения ЭО (рис.

Это необходимо для того, чтобы убедиться в невозможности возврата дешунтирующих реле из-за уменьшения тока, хотя для конкретных дешунтирующих реле типа РТ-85 и РП-341 возврат маловероятен даже при максимально возможных значениях токовой погрешности 70—80% из-за низких значений коэффициента возврата этих реле.

Кроме того, должны быть определены коэффициенты чувствительности для электромагнитов отключения (или включения) и, при необходимости, для реле времени типа РВМ-12 (РВМ-13) и промежуточных реле типа РП-341.

Для оценки эффективности токовой отсечки, установленной на линии электропередачи, полезно определить зону действия отсечки в процентах от всей длины линии. Протяженность зоны действия отсечки зависит от характера изменения расчетных значений тока при перемещении точки КЗ вдоль защищаемой линии.

По нескольким значениям тока КЗ строится кривая спада тока (рис. 28). Могут быть построены две кривые: для трехфазных КЗ в максимальном режиме работы энергосистемы и для двухфазных КЗ в минимальном режиме.

Кривые достаточно точно строятся по трем значениям токов: при КЗ в начале, середине и в конце линии, далее проводится горизонтальная прямая, ордината которой соответствует большему значению тока срабатывания отсечки, выбранному по выражениям (11) и (12).

Абсцисса точки пересечения горизонтальной прямой с кривой спада тока КЗ соответствует длине зоны действия отсечки в выбранном режиме работы питающей энергосистемы и при выбранном виде КЗ.

Приведенный пример построения кривых тока КЗ (первичного) и определения зоны действия отсечки по первичному значению ее тока срабатывания является правильным лишь при условии, что погрешность трансформаторов тока не превышает 10%. С увеличением погрешности трансформаторов тока зона действия отсечки уменьшается.

Отсечка с выдержкой времени на линиях электропередачи.

Небольшая выдержка времени в пределах от 0,3 до 0,8 с позволяет задержать срабатывание отсечки последующей линии (Л1 на рис.

28) при КЗ на предыдущей линии Л2 для того, чтобы успела сработать мгновенная отсечка поврежденной линии Л2.

для отсечки с небольшой выдержкой времени можно выбрать значительно меньшее значение тока срабатывания по сравнению с током срабатывания мгновенной отсечки по следующим причинам:

б) значения коэффициента надежности из этого же выражения (11) принимаются значительно меньшими, чем указано в табл.

8, так как можно не учитывать апериодическую составляющую тока КЗ, которая за время срабатывания замедленной отсечки практически полностью затухает; в распределительных сетях, где находят применение такие отсечки, значения коэффициента надежности в этом выражении (11) можно принимать в пределах 1,1—1,2 независимо от типа реле;

в) не требуется выполнения условия (12) отстройки отсечки от бросков тока намагничивания трансформаторов, поскольку эти токи быстро затухают;

Для выполнения выдержек времени токовых отсечек могут использоваться как реле времени, так и специальные промежуточные реле с замедлением при срабатывании (§ 5).

Неселективная токовая отсечка без выдержки времени.

Применяется в тех случаях, когда требуется мгновенное отключение таких КЗ, которые приводят к аварии, если их отключать с выдержкой времени.

Например трехфазное КЗ у шин электростанции или подстанции с синхронными электродвигателями может вызвать значительное понижение напряжения на зажимах генераторов и синхронных электродвигателей.

Если быстро не отключить такое КЗ, произойдет нарушение синхронной параллельной работы этих электрических машин с энергосистемой, что приведет к расстройству энергоснабжения, а возможно, и к повреждению электрооборудования.

Большую опасность для электрооборудования представляет термическое воздействие сверхтоков КЗ. Как известно, степень термического воздействия электрического тока прямо пропорциональна значению тока (в квадрате) и времени его прохождения.

Если по каким-либо причинам нельзя уменьшить значение тока КЗ до такого, при котором можно без опасений отключать поврежденный элемент с выдержкой времени селективной максимальной токовой защиты, то необходимо уменьшить время отключения КЗ.

Одним из наиболее простых и дешевых способов быстрого отключения КЗ является использование неселективных токовых отсечек без выдержки времени в сочетании с устройствами автоматики (АПВ, АВР), которые полностью или частично ликвидируют отрицательные последствия работы неселективных отсечек.

                                                                                             (13)

где с Uс.min — междуфазное напряжение (ЭДС) питающей энергосистемы в минимальном режиме ее работы, может приниматься в пределах 0,9— 0,95 номинального, В; Zс.

min — сопротивление энергосистемы (в минимальном режиме ее работы) до места установки отсечки, Ом; k0 — коэффициент, отражающий зависимость остаточного напряжения Uост в месте установки рассчитываемой отсечки от удаленности трехфазного КЗ (Zк = k0Zс.min), определяется по зависимости U*ост =f(k0), приведенной на рис.

30, б; kн — коэффициент надежности, принимаемый равным 1,1—1,2.

Значения остаточного напряжения U*ост необходимые для обеспечения параллельной работы синхронных электрических машин и различных категорий потребителей, определяются для конкретных случаев службами (группами) электрических режимов; в приближенных расчетах принимают, что для обеспечения динамической стойкости синхронных генераторов необходимо обеспечить U*ост ≥ 0,6; синхронных электродвигателей — не менее 0,5 [1].

Для обеспечения успешного действия устройства АПВ (или АВР) после срабатывания неселективной токовой отсечки необходимо выполнить несколько условий, дополнительных к условию (13), в том числе:

а) выполнить согласование чувствительности и времени срабатывания неселективной отсечки с плавкими предохранителями, автоматическими выключателями или быстродействующими защитами всех элементов, питающихся по защищаемой линии и расположенных в зоне действия неселективной отсечки; это необходимо для того, чтобы при КЗ на любом из этих элементов плавкие вставки предохранителей сгорели бы раньше или защита сработала бы раньше или хотя бы одновременно со срабатыванием неселективной отсечки; при этом время гашения электрической дуги в плавких предохранителях может не учитываться, так как она погаснет после отключения линии;

б) обеспечить отстройку неселективной отсечки от бросков тока намагничивания трансформаторов по условию (12);

в) обеспечить отстройку неселективной отсечки от КЗ на шинах низшего (среднего) напряжения каждого из трансформаторов, включенных в зоне действия неселективной отсечки, а если это невозможно, то выполнить согласование чувствительности и времени срабатывания неселективной отсечки с защитными устройствами всех элементов низшего (среднего) напряжения.

Реле напряжения настраивается таким образом, что замыкает свои контакты при снижении напряжения прямой последовательности в месте установки защиты ниже 0,5—0,6 номинального.

При этом максимальная токовая (или дистанционная) защита линии действует помимо основной выдержки времени либо мгновенно, либо с очень небольшим замедлением.

Эти мероприятия применяются как дополняющие работу основных быстродействующих селективных защит линий электропередачи, сборных шин и других элементов электроустановок [3].

Источник: /rza001.ru/mtz/23-6-raschety-tokovykh-otsechek