Что такое токовая отсечка

Токовая отсечка

Токовая отсечка – это вид релейной защиты, состоящий в обесточивании цепи при возникновении на линии короткого замыкания. Поблагодарив Шабада М.А., приступим.

Общие определения

Ещё Эдисон использовал предохранители для защиты сетей от короткого замыкания. Отдельные историки считают, первые автоматы входят в число его изобретений. Но авторам не удалось найти тому свидетельств. Что касается релейной защиты, обнаружено элементарное незнание определений людьми. К примеру, в ответах Майл.ру человек поинтересовался, чем токовая отсечка отличается от максимальной токовой защиты. Определения схожие, но разное назначение!

• Токовой отсечкой принято называть немедленное отключение защищаемого участка цепи при возникновении короткого замыкания.
• Максимальная токовая защита отличается тем, что охраняет усложнённую цепь, иногда разветвлённую. Срабатывает с задержкой – предоставляя возможность системам, стоящим ниже по линии, отключиться раньше. Тогда максимальная токовая защита ничего не предпримет. Если ситуация накаляется, через заданный интервал времени обесточивается ветка целиком.

Это легко пояснить на примере квартирного щитка. Допустим, в ванной комнате поставили розетку (не ближе заданного расстояния от источников влаги) и защитили дифференциальным автоматом. Квартира защищена от короткого замыкания на входе в щиток.

Автомат на 63 А, к примеру, если его чувствительность слишком велика (класс А или В), способен обрезать помещения раньше, нежели среагирует защита по дифференциала. Тогда хозяин оставит без света всю семью.

Следовательно, на входе в квартиру полагается так организовать токовую защиту, чтобы дать возможность стоящим за ней автоматам сделать дело, вырубив единственное помещение.

В промышленности мудрецы умудряются разбить линию питания, что токовая отсечка отвечает за собственный сегмент. Если короткое замыкание по соседству, она не отреагирует. Максимальная токовая защита становится запасным вариантом для локальной аппаратуры.

Если не отработает местный автомат, питание убирается с небольшой задержкой. Это называется дальним резервированием, приборы максимальной токовой защиты вправе находиться далеко от места аварии. В комплексе две разновидности предохраняющих систем называются двухступенчатой токовой защитой.

Обе характеризуются рядом качеств:

1. Селективность – способность обособленно реагировать лишь на требуемые аварии. Порой качество называют избирательностью.
2. Чувствительность. Полагается по возможности продлить действие защитных систем вдоль линии. Что не всегда удаётся выполнить в отношении протяжённых систем. Из-за удалённости датчики не улавливают момент возникновения аварии.
3. Быстродействие обеспечивается в отключении защищаемого участка в минимальный срок. Учитывая сказанное выше о необходимости дать время нижестоящим ступеням системы выполнить работу раньше.
4. Надёжность трактуется как безотказность.

Исполнительная часть

Оба вида мероприятий организуются при помощи максимальных реле, которые в теории защиты делятся на:

1. Первичные и вторичные.
2. Прямого и косвенного действия.

Первичным реле прямого действия называется разновидность, где контактор и катушка непосредственно включены в цепь защиты. Управляются по току потребления аппаратуры и его же обрывают. Первичные реле прямого действия широко применяются в цепях до 1 кВ.

С повышением класса напряжения до 10 кВ часты вторичные реле прямого действия. Это означает – для снятия величины тока из защищаемой цепи применяется измерительный трансформатор. Контактор включён последовательно с нагрузкой.

Этим сильно снижается потребление, уменьшается вносимая прибором в цепь реактивная мощность.

Вторичные реле косвенного действия используются там, где нерационально пытаться переключить громоздкий контактор через маломощный токовый трансформатор. При больших потребляемых токах и повышенных классах напряжения дуга гасится с трудом, приходится применять особые меры. Первичная обмотка токового трансформатора состоит из 1-2 витков либо половинки, не предоставляя сильного управляющего сигнала. Приходится применять указательное реле, командующее исполнительным электромагнитным реле.

Питание катушки контактора выполняется от дополнительной низковольтной сети либо аккумуляторной батареи. Тогда управляющий ток называется оперативным, используется исключительно для приведения в действие схемы защиты.

Максимальные токовые реле изготавливаются с встроенной задержкой либо без. В последнем случае без доработки схемы годятся только для токовой отсечки, способны применяться в тандеме с таймером. И тогда становится возможной максимальная токовая защита.

Последний случай обеспечивает большую гибкость, изготовители не в силах предугадать всех особенностей, следовательно, не определят задержку срабатывания верно. Характеристика подобной системы называется независимой от тока, работает без учёта его величины при коротком замыкании на линии.

Налицо аналог электромагнитного звена квартирного защитного автомата.

Максимальные реле тока с замедленным срабатыванием часто конструируются так, что время срабатывания тем меньше, чем больше потечёт в цепи амперов. Следовательно, характеризуются зависимой характеристикой.

Современные автоматические выключатели напоминают комбинированный класс оборудования, реле с ограниченно зависимой характеристикой. Когда срабатывание выше определённого порога происходит мгновенно, а ниже его – с запаздыванием. К примеру, А.

Земсков показывал, что современные автоматы способны целый час работать при перегрузке на 45% прежде, чем питание пропадает.

Защита с зависимой характеристикой часто используется в цепях с классом напряжения 20 кВ. Вполне сочетаются с предохранителями, на коротком отрезке показывающими зависимую характеристику.

Высоковольтные линии, как правило, демонстрируют независимую защиту. Если нужна задержка, рекомендуется применять реле времени (таймер). Токовая отсечка строится так, чтобы не отрабатывать КЗ далее по линии.

Если брать пример с квартирным щитком, ситуация обеспечивается включением последовательно двух автоматов:

1. 63 А на вводе в щиток.
2. 16 А на розетки.

Очевидно, более чувствительным считается автомат с меньшим номиналом, срабатывающий раньше. Хотя пример не отличается большой наглядностью, но даёт представление, как обеспечивается селективность систем токовой отсечки. Одновременно вносится постулат о невозможности защитить всю линию одновременно.

Токовая отсечка: схемы включения реле

При реализации схемы рассматривают все виды коротких замыканий. Иногда не удаётся распознать подобные ситуации по величине тока, тогда в ход идут реле обратной и нулевой последовательности. Стандартные используемые схемы токовой отсечки:

1. Неполная звезда. Охватывает посредством двух или трёх реле лишь две фазы сети. Часто применяется в цепях 35 кВ с изолированной или компенсированной нейтралью (где малы токи утечки на грунт).
2. Полная звезда. Фазы охватываются двумя, тремя или четырьмя реле. Часто применяется в сетях 110 кВ с глухозаземлённой нейтралью и большим перекосом по фазам (велики токи, идущие на грунт).
3. Треугольник. Система из двух или трёх реле, измеряющих линейные напряжения. Чаще встречается в цепях защиты трансформаторов звезда-треугольник.
4. Двухфазная схема с одним реле на практике встречается редко. В просторечье называют восьмёркой, в старой литературе – неполным треугольником. Защищает двигатели небольшой мощности.

Рассмотрим для примера, как работает неполная звезда (см. рис.), у которой трансформаторы тока включены в две линии – А и С. Возможные случаи поведения системы:

1. Короткое замыкание по всем фазам приводит к ситуации, когда в обратном проводе (РТ3) тока нет, а в прочих ветвях его значение велико. Происходит срабатывание.
2. При межфазном замыкании А и С происходит аналогичное.
3. Прочие виды коротких замыкания вызывают перекос фаз, появляется ток в обратном проводе. Он оценивается реле РТ3, дающим команду на разрыв сети питания.

Недостаток неполной звезды – она принципиально не в состоянии отследить замыкание на землю фазы В. В результате подобная защита неприемлема для цепей с большими токами утечки на землю. В системах токовой отсечки частыми гостями становятся промежуточные реле с мощными контакторами. Когда полагается быстро выключить питание, требуются особенные качества. Большинство максимальных токовых реле не в состоянии справиться с оперативным отключением цепи.

Отличие полной звезды: возможно проследить любые короткие замыкания, межфазные и утечки на грунт. Общий провод здесь называется не обратным, а нулевым: содержит реле, улавливающие токи нейтрали и заземлителя основной линии. При прочих видах коротких замыканий нагрузка здесь невелика. Полная звезда применяется на линии с классом напряжений 110 кВ и глухозаземлённой нейтралью. Основания:

1. В цепях от 3 до 35 кВ токи утечки на землю невелики, нет смысла обрывать питание полностью. Используется неполная звезда.
2. Для сетей 110 кВ и выше часто вместо максимальной токовой применяется дистанционная защита. Дополнительные две причины:

• При изолированной нейтрали в линии 110 кВ трансформаторы тока служат и для организации дифференциальной защиты. В результате вторичные обмотки соединены треугольником (а не звездой).
• Вторая причина неприменимости – однофазные замыкания на землю не обязаны вызывать отключение линии. Это не считается аварией, работа продолжается с выездом на место происшествия ремонтной бригады.

При включении треугольником перечисленные выше доводы «против» недействительны. Указанная схема особенно часто применяется для сетей с классом напряжения выше 35 кВ. Треугольник хорош отсутствием нейтрали, большие токи коротких замыканий на землю не проходят преобразованными в цепь защиты, а замыкаются по периметру. Это важно при повышенном напряжении. Дополнительным преимуществом становится увеличение на 15% чувствительности к двухфазным замыканиям.

Наконец, при однорелейной защите измерению подвергаются лишь две фазы. Благодаря этому отслеживаются указанные типы неисправностей:

1. Любое межфазное короткое замыкание. Чувствительность по этим видам аварий отличается в два раза. В зависимости от замкнувшихся фаз.
2. Короткое замыкание на землю измеренных фаз (две из трёх).
3. Короткое замыкание по всем трём фазам.

Невозможно отследить уход на грунт третьей линии, где нет измерителя. Вдобавок чувствительность в 1,7 раз ниже, нежели в любой из приведённых выше схем токовой отсечки.

Такой защитой обычно не снабжают трансформатор, вторичные обмотки которого объединены в треугольник, ведь блокируется определение конкретного вида двухфазного короткого замыкания. Единственным достоинством по факту становится экономичность – используется единственное реле.

Однорелейная схема токовой отсечки время от времени служит для защиты двигателей класса напряжений в 1 кВ и выше, мощностью до 2 МВт.

Источник: https://vashtehnik.ru/enciklopediya/tokovaya-otsechka.html

Что такое максимальная токовая защита и какое у нее назначение

Важной частью электрических схем является обеспечение надежного отключения питания при ненормальных режимах работы или при перегрузке. К таким системам относятся релейные защиты (РЗиА).

В них входит спектр разнообразных схем, которые реагируют на различные отклонения от нормальных условий, например, междуфазные или замыкания на землю, повышенное потребление мощности и пр. В этой статье будет рассмотрен один из методов защиты от перегрузки линии электропередач.

Узнайте, что такое максимальная токовая защита, для чего она нужна и чем отличается от токовой отсечки.

Устройство и принцип действия

Принцип работы заключается в срабатывании датчика (реле) тока при превышении Iуставки на защищаемом участки линии, после чего для обеспечения селективности с определенной задержкой срабатывает реле времени.

Где она применяется? Максимальную токовую защиту устанавливают в начале линии, то есть со стороны генератора или трансформатора питающей подстанции.

Важно! Зона действия МТЗ лежит в пределах между источником питания (ТП или генератором) и потребителем (ТП или другим ВВ оборудованием). При этом она устанавливается со стороны источника, а не потребителя. Но зоны действия ступеней могут пересекаться друг с другом. Например, 1 ступень часто перекрывает зону действия второй ступени вблизи от разъединителя, где Iкз почти равны с предыдущим участком линии.

Выдержка времени срабатывания защиты подбирается так, что первая ступень (на питающей ТП) срабатывает через самый большой промежуток времени, а каждая последующая быстрее предыдущей.

Интересно: разница выдержки времени срабатывания на ближайшей к источнику питания от следующей после нее МТЗ называется ступенью селективности.

Обеспечение селективности важно для бесперебойной подачи электропитания по как можно большему количеству электрических линий. С её помощью отключаемая часть уменьшается и локализуется на участке между коммутационными аппаратами как можно ближайшими к поврежденному участку.

При этом, при возникновении кратковременных самоустраняемых перегрузок, связанных с пуском мощных электродвигателей, выдержка времени и отключение по минимальному напряжению должны обеспечить подачу электроэнергии в сеть без её отключения. При КЗ, напряжения резко уменьшаются, а при пуске двигателей такой просадки обычно не происходит.

Выбор уставок по току происходит по наименьшему Iкз из всей цепи, учитывая особенности работы подключенного оборудования. Это нужно опять же для того, чтобы максимальная токовая защита не сработала при самозапуске электродвигателей.

Перегрузка может возникнуть по трем причинам:

1. При однофазном замыкании на землю.
2. При многофазном замыкании.
3. При перегрузки линии из-за повышенного потребления мощности.

Итак, максимальная токовая защита необходима для предотвращения разрушения линий электропередач, жил кабелей и шин на подстанциях и потребителях электроэнергии, таких как мощные электродвигатели 6 или 10 кВ и прочие электроустановки.

Отличия от токовой отсечки

Защита линий от коротких замыканий также осуществляется с помощью токовой отсечки. Принцип её работы аналогичен — отключение электричества при перегрузке линии.

Основным отличием является то, что селективность максимальной токовой защиты обеспечивается задержкой времени, а токовая отсечка отключает напряжение почти мгновенно при возникновении КЗ.

При этом время срабатывания и селективность отсечки определяется номиналами и уставками защитных аппаратов и их время-токовыми характеристиками.

Более подробно вопрос рассмотрен на видео:

Виды МТЗ и схемы

К основным видам максимальной токовой защиты относят:

• С независимой выдержкой времени от тока. Из названия ясно, что при любых перегрузках величина выдержки времени остаётся неизменной.
• С зависимой выдержкой времени. Время зависит нелинейно от величины тока, по принципу: больше ток — быстрее отключение. Такая система позволяет точнее учитывать перегрузочную способность элементов цепи и осуществлять защиту от перегрузки.
• С ограничено-зависимой выдержкой времени. График зависимости состоит из двух частей. У него параболическая форма (как во втором случае), совмещенная с прямой линией (как в первом случае), где по вертикальной оси расположен ток, а по горизонтальной время. При этом его основание стремится к параболе, а с определенных схемой пределов переходит в прямую. Так достигается точная настройка срабатывания при малых превышениях, например при подключении мощных потребителей и групповом пуске электродвигателей.
• С блокировкой минимального напряжения. Также нужна для предотвращения отключения питания при пусковых токах. При возрастании тока выше уставки, если реле напряжения не срабатывает по минимальному значению (как при КЗ), то и напряжение не отключается.

По роду тока в оперативных цепях выделяют МТЗ:

• с постоянным оперативным током;
• с переменным оперативным током.

По количеству реле различают максимальные токовые защиты на базе:

• Трёх реле. Обеспечивают защиту и при многофазном и при однофазном замыканиях.
• Двух реле. Дешевле предыдущих, но не дают такой же надежности, особенно при однофазных замыканиях.
• Одного реле. Еще дешевле и еще менее надежны, не применимы на ответственных участках линии. У них малая чувствительность и применяется в распределительных сетях от 6 до 10 кВ и для защиты электродвигателя.

На схемах:

• KA — реле тока;
• KT — реле времени;
• KL — промежуточное реле, устанавливается если не хватает коммутационной способности контактов;
• KH — указательное реле (блинкер);
• SQ — блок контакт для размыкания мощных цепей, типа катушки YAT — силового коммутационного аппарата. Устанавливается так как контакты реле не рассчитываются на размыкание таких цепей.

Современные защиты часто уходят от применения релейных схем из-за особенностей их надежности. Поэтому используются МТЗ на операционных усилителях, микропроцессоре и другой полупроводниковой технике.

Современные решения позволяют более точно выставлять уставки по току и время-токовые характеристики защит.

Заключение

Мы кратко рассмотрели назначение, область применения и принцип действия максимальной токовой защиты (МТЗ) и её разницу с токовой отсечкой. У каждой схемы есть свои достоинства и недостатки.

Например, достоинством МТЗ является то, что она не отключает напряжения при повторных пусках двигателей после исчезновения питания, но её выдержка времени может быть губительна для воздушной линии или линии другого типа.

При этом последнее может компенсироваться либо токовой отсечкой, либо вариантом МТЗ с зависимой выдержкой времени. В любом случае бесперебойность работы электрической сети обеспечивается совокупностью систем РЗиА среди которых:

• АЧР (автоматическая частотная разгрузка);
• ТЗНП (при нулевой последовательности — замыканиях на землю);
• МТЗ;
• ТО;
• Дифзащиты и прочее.

Некоторые из них мы уже рассматривали в статьях ранее.

Теперь вы знаете, что такое максимальная токовая защита, как она устроена и работает. Надеемся, предоставленные схемы и описание помогли вам разобраться в данном вопросе!

Материалы по теме:

Источник: https://samelectrik.ru/chto-takoe-maksimalnaya-tokovaya-zashhita.html

Токовая отсечка принцип действия — Все об электричестве

instrument.guru > Электричество > Принцип действия токовой отсечки

Современные условия существования человечества невозможно представить без электричества. Если раньше это было дикостью, то сегодня это вполне нужный и важный элемент в быту и в производстве. Процесс рождения и действия тока обусловлен несколькими происходящими процессами.

Один из них — движение заряженных частиц. Нередко этот процесс называют током. Ток наблюдается в трансформаторах, выключателях и иных устройствах.

А что же тогда означает понятие токовая отсечка трансформатора или выключателя? Именно на этот интересный вопрос будет дан ответ в этой небольшой статье.

• Что называют отсечкой?
• Основные разновидности отсечки
• Особенности токовой максимальной защиты
• Чем отличается МТЗ от отсечки?
• Могут ли эти два метода защиты взаимодействовать между собой?

Что называют отсечкой?

В самом начале обсуждения этой темы, следует ближе познакомиться с понятиями. Отсечкой называют мгновенную и действующую защиту. Она используется на специальных токовых участках. Зона применения имеет свои границы. Она ограничивает в определённом смысле распространение тока. А каков же принцип действия токовой отсечки?

Чтобы дать ответ на этот вопрос, достаточно напомнить принцип работу электрической сети. По мере удаления от источника питания происходит падение показателей тока. Происходит это из-за увеличения возникающего сопротивления.

Именно в момент уменьшения показателей своё действие начинает токовая отсечка. Она должна предотвратить возникновение разного рода поломок и повреждений (например, в работе трансформатора).

При этом показатели отсечки в трансформаторе или другой системе обязательно должны быть выше и мощнее показателей максимального значения тока.

Из чего состоит такая форма защиты?

Рассматриваемый способ устранения возникающих коротких замыканий вначале рабочей зоны состоит из следующих элементов:

• Цепь сигнализации. Работает на основе бинкеров. Такие цепи предназначены для анализа действия защиты, а также выступают в качестве помощника для оперативного персонала, который следит за состоянием работы схемы. Кроме того, цепи сигнализации способны контролировать действия цепей управления.
• Измерительный орган. Располагается в реле тока. Измерительный орган срабатывает при возникновении металлического замыкания. Такое замыкания может случиться в конце зоны защиты. Эта составляющая часть отсечки реагирует на изменения даже при минимальной нагрузке.
• Промежуточное реле. Реле тесно связано с измерительным органом. От измерительного органа передаётся напряжение на промежуточное реле. Поступивший на реле контакт далее попадает на силовой выключатель (соленоид отключения). Промежуточный орган отключает силовой выключатель.
• Реле времени. Иногда в состав включён и этот элемент. Реле времени, как правило, располагается между исполнительным органом и измерительным. задача временного реле — создание временной задержки во время срабатывания сразу нескольких защит.

Основные разновидности отсечки

Описываемый способ (в том числе и для трансформаторов) делится на несколько видов. На сегодняшний день известно две разновидности токовой отсечки. Отличаются они друг от друга временем срабатывания и выдержке. Рассмотрим каждый вид более подробно:

• С выдержкой времени. В такую отсечку во время производства включают специальное устройство, позволяющее задавать временные параметры. Диапазон срабатывания отсечки при участии специального устройства не превышает 6 секунд. Устройство, помогающие регулировать и одновременно контролировать время подачи тока называют автоматическим селективным выключателем. Надо заметить, что селекция используется не всегда и она необязательна. Для максимальной защиты всей линии зачастую используется устройства с дифференциальной защитой.
• Мгновенная отсечка. Все действия системы контролируются собственным временем токовой отсечки. Все происходит автоматически. Принцип действия не основывается на дополнительном временном устройстве (то есть выдержке). Главный элемент во мгновенном виде — это токовое реле. Реле отвечает за подачу отключающего сигнала расцепителю выключателя. Наряду с реле, используются и некоторые вспомогательные элементы. Среди них выделяют специальные релейные устройства, которые установлены с целью подачи своевременного сигнала на разрыв. Диапазон срабатывания в автоматическом режиме мгновенной отсечки — от 4 до 6 секунд.

Исходя из рассмотренного, можно заключить, что защита выключателям и трансформаторам предоставляется самыми различными способами. Благодаря продуманным подходам надёжную защиту получают не только начальные или конечные участки цепей, но и вся электрическая цепь.

Особенности токовой максимальной защиты

МТЗ — ещё один из видов токовой защиты. Максимальная защита состоит из следующих компонентов:

• измерительно органа;
• Цепи сигнализации.
• Промежуточного реле.

Как видно, состав максимальной токовой защиты идентичен составу токовой отсечки. Единственная разница в реле времени. В МТЗ — это обязательный атрибут. Поэтому в максимальной токовой защите регулярно обеспечивается селективность. Коэффициент чувствительности также у МТЗ имеет свои особенности. Он определяет отношение междуфазного тока к линии максимальной защите.

Какова же главная задача МТЗ?

Основное предназначения максимальной защиты — предостерегать попадание тока на конкретные объекты. Такая защита требуется, если номинальная величина тока превышена (при этом учитываются необходимые коэффициенты).

Подобная отстройка создана с целью устранения вероятных ложных срабатываний (такое может происходить в номинальном режиме).

Максимальная токовая защита способствует самопуску схемы, а также обеспечивает надёжность в момент срабатывания системы и во время возврата реле.

Чем отличается МТЗ от отсечки?

Важно понять, есть ли различие между этими способами токовой защиты? Отличия, безусловно, имеются. В основном они прослеживаются в цели существования. Если принцип действия основан на устранении коротких замыканий в начале рабочего поля, то максимальная токовая защита, как мы уже смогли узнать, защищает объекты от чрезмерного тока (то есть обеспечивает более полную защиту).

При этом во время действия показатели токовой отсечки всегда выше, в отличие от показателей МТЗ.

Могут ли эти два метода защиты взаимодействовать между собой?

Однозначно можно ответить, что да. Однако сочетания этих систем имеет свои сложности и последствия. Например, во время сочетания время действия приобретает ступенчатый характер срабатывания. Два вида зашиты будут действовать постепенно, то есть одна за другой.

Вначале свою работу начнёт токовая отсечка. Она действует незамедлительно, в рамках первой ступени. Вслед за ней воспроизведётся максимальная токовая защита. Её действия также будут происходит в рамках отведённого времени и в рамках второй ступени.

В некоторых случаях сочетают три вида защищенности, а именно, отсечку с задержкой по времени, отсечку с мгновенным действием и саму максимальную токовую защиту. При таком соединении образовывается три ступени, а также три времени срабатывания. В любом из способов соединения есть свои плюсы и минусы (как и в работе того же трансформатора). Специалисты рекомендуют по возможности обязательно соединять мгновенную отсечку и отсечку с выдержкой времени.

Как и максимальная токовая защита, так и токовая отсечка необходимы и вносят свой вклад в работу разных электрических приборов (выключателей, трансформаторов и т. д.).

Источник: https://contur-sb.com/tokovaya-otsechka-printsip-deystviya/

5

  Токовая отсечка –разновидность токовой защиты, позволяющая обеспечить быстрое отключение КЗ.

  Токовые отсечки (ТО) подразделяются на

            – отсечки мгновенного действия;

            – отсечки с выдержкой времени (0,30,6 с).

  Селективность токовых отсечек достигается ограничением ихзоны работы.

  Величина тока КЗ, протекающий по линии,зависит от места повреждения:

                                                                (5.1)

где      EC – ЭДС системы;

         XC – сопротивление системы;

         XWK – сопротивление линии до точки КЗ;

         XY – удельное сопротивление линии;

         LK – длина от начала линии до места КЗ.

Рис. 5.1.1

  Для обеспечения селективности ток срабатывания защиты IC.З >IКЗ1 – тока КЗ на шинах противоположной подстанции.

  Токовые отсечки применяются как в радиальных сетях с одностороннимпитанием, так и в сети, имеющей двустороннее питание.

5.2. Схемы отсечек

  В сети с глухозаземленной нейтральюприменяют трехфазные схемы, от КЗ всех видов. Для защиты от междуфазныхКЗ используется двухфазная схема «неполная звезда». Схемы ТО аналогичны схемамМТЗ за отсутствием реле времени у мгновенных отсечек.

  В сети сизолированной нейтралью или заземленной через большоесопротивление применяются двухфазные схемы.

  Как и МТЗ, ТОвыполняется на постоянном и переменном оперативном токах.

5.3.1. Ток срабатыванияотсечки

  По условиюселективности защита не должна работать за пределами защищаемой линии АВ, втоке В (см. рис. 5.3.1):

  IСЗ=kНIК(В)макс,                                                                                          (5.2)

где  IК(В)макс – максимальный ток КЗ вфазе линии при КЗ на шинах подстанции В;

kН – коэффициент надежности,1,21,3 – для отсечек ЛЭП с реле типа РТ.

Рис. 5.3.1

5.3.2. Зона действия отсечки

  Зона действия ТО определяется графически (рис. 5.3.1) или поформуле:

                                                                          (5.3)

где      XW – сопротивление линии;

         XC – сопротивление системы.

  ПУЭ рекомендуют применять отсечку, если её зона действия охватываетне меньше 20% защищаемой линии.

  Для устранения мертвой зонынаправленных защит отсечкаприменяется и при меньшей зоне действия.

  При схеме работы линии блокомс трансформатором отсечку отстраивают от тока КЗ за трансформатором (рис.5.3.2). В этом случае отсечка защищает всю линию и весьма эффективна.

Рис. 5.3.2

5.3.3. Время действияотсечки

  При применении быстродействующих промежуточных реле (с временем срабатывания 0,02 с) tТО=0,040,06.

  В схемах спромежуточными реле в расчетах не учитывается апериодическая составляющая тока,поскольку она затухает очень быстро, за 0,020,03 с.

  На линиях,защищенных от перенапряжений трубчатыми разрядниками, отсечка может срабатыватьпри их действии. Время срабатывания разрядника: tP=0,010,02 с, а при ихкаскадном действии – 0,040,06 с. В этом случае применяют промежуточные реле с временем действия – 0,060,08 с.

5.4. Неселективные отсечки

  Неселективная отсечка –это мгновенная отсечка, действующая за пределами своей линии.

  Применяется в случаях, когда это необходимо для сохраненияустойчивости. Неселективное действие исправляется при помощи АПВ, включающего обратно неселективноотключившуюся линию.

5.5. Отсечки на линиях сдвусторонним питанием

  Для определения тока срабатывания отсечек необходимо определитьтоки IКЗ(В)отG1 и IКЗ(А)отG2.

Рис. 5.5.1

  Ток срабатывания защиты вычисляется по наибольшему из этих токов:

  IСЗ=kНIК(макс).                                                                                           (5.4)

  Во избежание неправильной работы отсечки при качаниях её токсрабатывания должен отстраиваться и от токов качания Iкач:

  IСЗ³kНIкач.макс,                                                                                          (5.5)

где      kН – коэффициент надежности, kН = 1,21,3;

                                                                                         (5.6)

  где    Е – ЭДС генераторов А и В, ЕА=ЕВ=Е=1,05UГЕН;

            XAB – суммарное сопротивление от генератора А до В: XGA+XGB+XC;

                     – сверхпереходное сопротивление генераторов;

                     XC – сумма сопротивлений всех остальных элементов,включенных между шинами генераторов.

  Ток срабатывания выбирается по большему издвух значений (5.4) и (5.5).

5.6.1. Сеть с одностороннимпитанием

  Мгновенная отсечказащищает только часть линии, чтобы выполнить защиту всей линии с минимальнымвременем действия применяется отсечка с выдержкой времени:

Рис. 5.6.1

  tТО1=tТО2+Dt. Практически tТО1»0,30,6зависит от точности реле времени,

  IСЗ1=kНIСЗ2,                                                                                     (5.7)

где      kН=1,11,2.

5.6.2. Сеть с двустороннимпитанием

Рис. 5.6.2

            IСЗ1=kНIК1,                                                                                      (5.8)

где      IК1 – ток от системы при КЗ в конце зоны отсечки 2.

5.7. Токовая трехступенчатаязащита

         Обычно МТЗ сочетают с мгновеннойотсечкой (МО) и отсечкой с выдержкой времени (ОВВ), (рис. 5.7.1).

Рис. 5.7.1

5.8. Применение токовыхотсечек

  Токовые отсечки используются как основные (в сетях низкогонапряжения) и резервные (сети высокого напряжения) защиты на линиях содносторонним питанием. На линиях с двусторонним питанием отсечки используютсякак резервные защиты.

  Отсечки применяются как резервные защиты длямощных силовых трансформаторов и как основные для маломощных.

  Промышленностью выпускаются:

·             токовая отсечка в двухфазном, двухрелейномисполнении – комплекты КЗ9 и КЗ9/2;

·             МТЗ с независимой выдержкой времени в двухфазном, двухрелейномисполнении – КЗ12;

·             МТЗ в двухфазном двухрелейном исполнении и ТО– двухфазное, трехрелейное исполнение – комплектКЗ13;

·             МТЗ с независимой выдержкой времени – двухфазное, трехрелейноеисполнение – комплект КЗ17.

Достоинства

  1. Конструктивно одна из самых простых защит.

  2. Высокая быстрота действия.

  Недостатки

            1. Неполный охват зоной действия защищаемой линии.

2.Непостоянство зоны действия под влиянием сопротивлений в месте повреждения иизменений режима системы.

Источник: http://www.aes.pp.ua/5.htm

Токовая отсечка от междуфазных к. з. | Защита трансформаторов распределительных сетей

Подробности Категория: РЗиА

Глава пятая
ТОКОВАЯ ОТСЕЧКА ОТ МЕЖДУФАЗНЫХ К. 3.

1. Принцип действия и область применения

Токовой отсечкой называется быстродействующая максимальная токовая защита с ограниченной зоной действия. Применительно к понижающим трансформаторам в зону действия отсечки входит только часть обмотки трансформатора со стороны ВН, где включены реле отсечки (рис. 5-1). При к.з.

за трансформатором (точка К\) отсечка ни в коем случае не должна приходить в действие. Это условие обеспечивается тем, что ток срабатывания отсечки выбирается большим, чем максимальный ток к. з. в точке К\. Благодаря этому токовая отсечка трансформатора не может сработать и при к. з.

на отходящих линиях НН (точка /Сг) и, следовательно, может быть выполнена без выдержки времени.

Рис. 5-1. Первичная схема, поясняющая зоны срабатывания и несрабатывания токовой отсечки (Г) понижающего трансформатора Токовая отсечка относится к группе защит с абсолютной селективностью [2]. Достоинством ее является быстродействие при отключении к. з. на выводах и в части обмотки ВН трансформатора (точка Кг) у т. е. там, где токи к. з. имеют наибольшие значения, поскольку они не ограничиваются сопротивлением самого трансформатора. Следует иметь в виду, что выполнение токовой отсечки на трансформаторе ускоряет отключение к. з. не только в защищаемом трансформаторе, а и на питающих линиях, поскольку максимальные токовые (или дистанционные) защиты этих линий по условиям селективности с отсечками трансформаторов могут иметь минимальные выдержки времени при срабатывании, а именно 0,4 с [5, 14]. Достоинством токовой отсечки является также простота выполнения (§ 5-2). Недостаток токовой отсечки в том, что она не защищает трансформатор при к. з. на выводах НН и в части обмотки, а также не способна резервировать к. з. на отходящих линиях НН.

В соответствии с Правилами [1] токовой отсечкой должны оборудоваться все понижающие трансформаторы с высшим напряжением 3 кВ и выше, мощностью до 6,3 MB-А, если отсечка имеет достаточную чувствительность. Чувствительность определяется расчетом при выборе тока срабатывания отсечки.

5-2. Схемы выполнения и расчет тока срабатывания

Из рассмотрения принципа действия токовой отсечки видно, что селективность (избирательность) ее работы обеспечивается только выбором тока срабатывания по условию
(5-1) где /к3)Макс. вн—максимальное значение тока трехфазного к. з. за трансформатором, т. е.

вне зоны действия отсечки, приведенного к стороне ВН, где установлена отсечка A; kH — коэффициент надежности, значения которого зависят от типа применяемых токовых реле: 1,3—1,4 —для реле типа РТ-40 и примерно 1,6 — для реле РТ-80 (ИТ-80) и РТМ [5]. Ток /к. макс.

вн определяется при максимальном режиме питающей системы (когда сопротивление системы имеет минимально возможное значение), а для трансформаторов РПН дополнительно следует принимать и минимально возможное значение сопротивления защищаемого трансформатора при крайнем положении его регулятора напряжения (§ 2-5).

Ток срабатывания токовых реле отсечки (уставка) определяется по выражению, общему для всех вторичных токовых реле, т. е. реле, включенных через трансформаторы тока:

(5-2)

где /с. о — первичный ток срабатывания отсечки, выбранный по условию (5-1); пт — коэффициент трансформации трансформаторов тока ТТ на стороне ВН трансформатора;    коэффициент схемы при симметричном режиме, показывающий, во сколько раз ток в реле защиты (отсечки) больше, чем вторичный ток трансформаторов тока. Для схемы соединения трансформаторов тока в звезду &Сх=1 для всех видов к. з. (рис. 5-2, а). Для схемы соединения трансформаторов тока на разность токов двух фаз (рис. 5-2, б) при симметричном нагрузочном режиме и при трехфазном к. з. = л/з; но для двухфазных к. з. А — В и В — С значение kcx = 1. Из сравнения этих схем, применяемых для выполнения отсечки трансформаторов 6—35 кВ, видно, что при одинаковых значениях /с. о и пт ток срабатывания (уставка) токовых реле в схеме рис. 5-2, б, по условию (5-2), получится в раз большим, чем для схемы рис. 5-2v а. Это имеет очень большое значение при оценке чувствительности, которая осуществляется с помощью так называемого коэффициента чувствительности

(5-3)

где /р. мин — минимальное значение тока в реле при металлическом двухфазном к. з. на выводах ВН защищаемого трансформатора (точка К на рис. 5-2), А; /с. р — ток срабатывания реле (уставка), вычисленный по условию (5-2). Значение kч по Правилам [1] должно быть равно примерно 2. Для схемы на рис. 5-2, а при всех вариантах двухфазного к. з. и для схемы на рис. 5-2, б при к. з. между фазами А и В, В и С kcx = 1 и, следовательно,

(5-4)

где /мин — минимальное значение первичного тока при трехфазном к. з. на выводах ВН защищаемого трансформатора, вычисленное при наибольшем сопротивлении питающей системы.

Таким образом, при одном и том же значении /I? мин И flт для схем на рис. 5-2, а и б токи в реле при двухфазных к. з. между фазами А и В, В и С оказываются одинаковыми. Но, поскольку в схеме на рис. 5-2,6 ток срабатывания реле в д/3 раз больше, чем в схеме на рис. 5-2, а, у последней будет в раз более высокий коэффициент чувствительности. Это и определяет ее преимущественное применение.
Рис. 5-2. Схемы включения максимальных реле тока токовой отсечки

Для примера примем /с. о = 2000 А, /к.)мин = 5000 А; ит = = 200/5. В соответствии с формулой (5-4) ток в реле при двух- фазном к. з.

Ток срабатывания реле (уставка) для схемы на рис. 5-2, а согласно выражению (5-2) для схемы на рис. 5-2,6 Коэффициент чувствительности, вычисленный по выражению (5-3), для схемы на рис. 5-2,a k4 — 108/50== 2,16; для схемы на рис. 5-2,6 &ч = 108/86,5= 1,25, т. е. в V3 раз меньше, чем для схемы рис. 5-2, я; отсечка с такой низкой чувствительностью вообще не может быть применена. В связи с тем что для схемы на рис. 5-2, а значения kCx при всех видах к. з. равны 1, коэффициент чувствительности можно вычислять по первичным токам:

Для защиты трансформаторов с ВН 110 кВ широко применяются схемы соединения трех трансформаторов тока в треугольник (рис. 5-2,в). В этой схеме каждое из трех реле (/—3) включено на разность токов двух соответствующих трансформаторов тока. Следовательно, при симметричном режиме ток в реле в у з раз больше вторичного тока трансформатора тока.

Поэтому для схемы треугольника  V3, и, следовательно, ток срабатывания реле (уставка), вычисленный по выражению (5-2), будет в д/З раз больше, чем при прочих равных условиях для реле схемы на рис. 5-2, а. Однако при установке трех токовых реле при любом из вариантов двухфазного к.з. в одном из реле пройдет удвоенное значение тока двухфазного к. з. 2/(к2).

И коэффициент чувствительности окажется даже больше, чем для схемы на рис. 5-2,а, в 2/д/3 = 1,15 раза. Но если сделать отсечку двухрелейной, исключив, например, реле 2 на рис. 5-2, в, коэффициент чувствительности снизится в 2 раза из-за того, что при одном из вариантов двухфазного к.з.

(В и С в данном случае) удвоенный ток пройдет по той цепи, в которой нет реле, а в двух других реле пройдет лишь однократный ток двухфазного к. з.
Отсечка, выполненная по схеме рис. 5-2, в, реагирует также на однофазные к.з. на выводах и в обмотке ВН (рис. 1-2).

Однако эта схема относительно редко применяется для выполнения токовой отсечки, поскольку в настоящее время на всех трансформаторах 110 кВ стремятся устанавливать продольную дифференциальную защиту, имеющую значительно меньший ток срабатывания, чем токовая отсечка, и поэтому обычно достаточно чувствительную к к. з. на стороне ВН и при двухрелейном исполнении.

Источник: https://leg.co.ua/knigi/rzia/zaschita-transformatorov-raspredelitelnyh-setey-18.html

Расчет зоны действия ТО, принцип действия

Токовая отсечка – это разновидность максимальной токовой защиты с ограниченной зоной действия, предназначенная для быстрого отключения короткого замыкания. Отсечки бывают мгновенные и с малой выдержкой времени до 0,6 секунд. Отличие отсечки от мтз в отсутствии у токовой отсечки реле времени.

Селективность действия токовой отсечки достигается ограничением ее зоны действия. Эта защита отстраивается от тока КЗ в конце защищаемой линии или места, до которого она должна действовать. Ниже рассмотрим принцип действия различных токовых отсечек и их расчет.

Мгновенная токовая отсечка на линии с односторонним питанием

Зона действия токовой отсечки определяется графически. На рисунке наша защищаемая линия между точками АВ. Сначала строится кривая зависимость значения тока короткого замыкания от расстояния до точки КЗ. Точка КЗ в нашем примере – это конец линии, точка А.

Затем строится прямая параллельная оси расстояния равная току срабатывания отсечки. Область пересечения прямой и кривой представляет собой зону действия защиты. В нашем примере зона действия защиты – это отрезок ВБ.

Также зону действия токовой отсечки можно определить по выражению:

где:

• xЛ – сопротивление линии, для которой выбираем защиту
• EC – эквивалентная ЭДС генераторов системы
• xC – сопротивление системы

Ток срабатывания защиты определяется по выражению ниже:

где:

• kН – коэффициент надежности
• IK.MAX – максимальный ток короткого замыкания в конце линии

Коэффициент надежности учитывает погрешности при расчете тока кз и погрешность срабатывания реле.

Коэффициент чувствительности отсечки рассчитывается по выражению:

где в числителе максимальный ток КЗ в начале защищаемой линии, в примере это точка В, а в знаменателе ток срабатывания защиты.

Мгновенная токовая отсечка на линии с двусторонним питанием

Рассмотрим схему линии с двусторонним питанием. По обоим концам расположены генераторы. Вначале необходимо определить максимальные токи короткого замыкания в конце линии с обеих сторон. Тот из токов, величина которого будет больше, и будет принят за максимальный ток короткого замыкания.

На линиях с двусторонним питанием ставится два комплекта отсечек с обеих сторон линии. Зоны действия определяются аналогично, как и для линии с односторонним питанием.

На рисунке у нас одна отсечка защищает при кз в точке А, вторая при кз в точке В. Зона действия первой – ВБ, второй – АГ. Максимальный ток кз в нашем случае больше Ik(A). Его и принимаем за расчетный для обеих отсечек.

Ток срабатывания защиты выбирается по большему из двух выражений:

Второе выражение используют при расчетах на линиях с двусторонним питанием. При наличии двух источников питания (генераторов), между ними проходят токи качания.

Максимальный ток качания определяется как сумма ЭДС генераторов деленная на сопротивление цепи между двумя генераторами, включая сопротивления генераторов (сверхпереходные x”d).

Мгновенные токовые отсечки являются самыми простыми защитами. К их плюсам можно отнести быстродействие и простоту схемы. К недостаткам относится область действия, так как она не распространяется на всю линию.

Кроме линий, токовые отсечки применяются на трансформаторах. Стоит упомянуть и токовые отсечки, с выдержкой времени.

А если соединить отсечку с выдержкой времени, мгновенную и максимальную токовую защиту, то получится трехступенчатая защита, которая может заменить более сложные защиты.

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.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Быстродействующий АВР

Формула мощности силового трансформатора

Последние статьи

Расчет тока трансформатора по мощности и напряжению

Выпрямительные диоды: расшифровка, обозначение, ВАХ

Применение линейки в ворде

Где используется трансформаторное масло

Самое популярное

Единицы измерения физвеличин

Напряжение смещения нейтрали

Источник: https://pomegerim.ru/rza/to-ras4et-princip-deystvia.php

Принцип действия токовой отсечки

instrument.guru > Электричество > Принцип действия токовой отсечки

Современные условия существования человечества невозможно представить без электричества. Если раньше это было дикостью, то сегодня это вполне нужный и важный элемент в быту и в производстве. Процесс рождения и действия тока обусловлен несколькими происходящими процессами.

Один из них — движение заряженных частиц. Нередко этот процесс называют током. Ток наблюдается в трансформаторах, выключателях и иных устройствах.

А что же тогда означает понятие токовая отсечка трансформатора или выключателя? Именно на этот интересный вопрос будет дан ответ в этой небольшой статье.

• Что называют отсечкой?
• Основные разновидности отсечки
• Особенности токовой максимальной защиты
• Чем отличается МТЗ от отсечки?
• Могут ли эти два метода защиты взаимодействовать между собой?

Токовая отсечка: принцип действия, разновидности, необходимость механизма

С помощью релейной защиты можно создать довольно надёжное и вполне безопасное функционирование электрических сетей. Из большого разнообразия защитных приспособлений можно выделить токовую отсечку, которую применяют очень широко. Эти устройства являются предохранительными мерами быстрого действия. У них можно настраивать максимальное значение показателей тока, при которых произойдёт срабатывание механизма.

Ток, поступающий в электросеть, постепенно начинает нагревать все её составные элементы. Поэтому каждый из них производится с таким расчётом, чтобы был запас прочности, который способен выдержать конкретную нагрузку любой длительности. При этом материал или устройство должны нормально выполнять свои функции.

Когда происходит короткое замыкание, в электрической сети очень сильно увеличивается нагрузка, что довольно часто является причиной поломки электроприборов. Также это может привести к возгоранию, а впоследствии — к пожару. Кроме электрических приборов, может частично или полностью повредиться и какой-либо элемент цепи.

Довольно часто бывает так, что цепь разрушается неожиданно, потому что никакой связи с коротким замыканием не было. Но проводка на самом деле была повреждённой уже длительное время. Это могло произойти во время прошлых чрезмерных нагрузок. Часто это объясняется применением в сети самых дешёвых материалов и устройств. Обычно они не отвечают выдвигаемым требованиям.

Можно было бы сделать материалы и устройства, которые способны были бы переносить короткие замыкания на протяжении довольно длительного времени. Но это привело бы к огромному увеличению стоимости элементов энергосети.

Короткое замыкание происходит очень быстро, поэтому человек не может это никак заметить. Специальные приборы способны отключать сеть от электропитания автоматически. Наиболее распространённым типом является токовая отсечка.

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.

Обычно для отключения использует реле, работающее от электрического магнита. В таких конструкциях во время короткого замыкания 2 контакта между собой смыкаются. Это позволяет подать сигнал на отключение в конкретном участке.

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.

Устройство незамедлительного срабатывания

Главным показателем отсечки выбирается такой, чтобы она не смогла срабатывать в тех ситуациях, когда появляется какое-либо нарушение на участках сети, которые примыкают к защищаемой. Поэтому электрическому току необходимо задавать параметр, который будет превышать наибольшие показатели во время замыкания.

Чтобы задать какую-либо конкретную зону действия механизма, следует учитывать: чем больше диапазон значений электрического тока, тем шире будет участок, который станет отключаемым. Есть определённые рекомендации, которые говорят, что зона действия применяется в тех случаях, когда токовая отсечка захватывает больше 20% от всей защищаемой линии.

Мгновенная отсечка может срабатывать через разный период. Когда применяется промежуточное реле с установленным значением в 0,02 секунды, механизм сработает в промежутке 0,04−0,06 секунды.

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/princip-deystviya-i-vidy-tokovoy-otsechki.html

Токовая отсечка: схема, принцип действия

Ток, который поступает в электрическую сеть, постепенно приводит к нагреву всех составляющих ее элементов. Поэтому все они создаются с таким запасом прочности, чтобы выдерживать заданные нагрузки (практически как угодно долго) и без последствий работать при протекании тока в пределах допустимой нормы.

Но если в результате возникновения короткого замыкание в сети значительно повышается нагрузка, что зачастую приводит к повреждению проборов питающихся от электричества, возгоранию или иным последствиям, которые не приводят не к чему хорошему. При этом помимо приборов, которые в этот момент могут быть подключенные к сети, страдает также и сами элементы цепи, и может происходить их частичное или полное разрушение.

Часто случается, что разрушение цепи происходит как бы неожиданно, ведь это не было связанно с возникновением замыкания. Но на самом деле она пострадала уже давно, во время ранее возникающих нагрузок. Зачастую это также обусловлено использование самых дешевых элементов в данной цепи, изготовленных из материалов, не отвечающих необходимым требованиям.

В принципе можно было бы создавать элементы, которые могли бы выдерживали короткое замыкание в течение очень длительного времени, но тогда бы из-за используемых материалов они бы были неоправданно дороги.

То время, с которым возрастает показания значения тока в сети при ее повреждении, не может быть замечено человеком. Поэтому и были разработаны специальные устройства с автоматическим отключением, при возникновении замыканий. Одним из наиболее часто используемых способов является – токовая отсечка

И так, что же такое токовая отсечка? Если говорить без научных терминов, то токовая отсечка – это одна из существующих разновидностей защиты, которое отличается быстродействием.

Главный ее принцип действия, который отличает ее от других способов, это обеспечение избирательности для разрыва соединения. Он заключает в том, что можно создать нужную ступень величины тока при максимальных показаниях, от значений которых происходит отключение сети от питания.

Становиться понятно, что такой механизм производит полный надзор над показаниями величин тока на участке нахождения. При возникновении момента, во время которого начинается возрастание силы тока намного превышающие заданное значение, происходит реакция, и участок полностью отключается от поступления в него электричества. Это происходит при максимальной токовой отсечке.

Следует знать! Величина, при которой происходит срабатывание защиты, получило название – уставка.

Виды токовых отсечек

Существует два вида токовых отсечек.

1. С мгновенным действием – они полностью определяются собственным временем   срабатывания. У них главным элементом будет являться установленное реле   (токовое). Для вспомогательных элементов также используются релейные устройства, которые   занимаются тем, что подают сигнал на разрыв.
2. С временной задержкой. В них входит устройство, которое позволяет задавать параметры времени. У таких отсечек временное срабатывание может составлять диапазон от 0,2 до 0,6 секунд.

Принцип действия токовой отсечки

При установке показателей для отключения нужно выбирать их таким образом, чтобы отключение происходило как можно быстрее, чем может произойти повреждение или разрушения в цепи.

Токовая отсечка реализуется совершенно разными способами. Зачастую для такого отключения применяется электромагнитное реле тока. В них при возникновении короткого замыкания происходит смыкание контактов, и подается сигнал для отключения защищаемого сегмента или участка цепи.

Так же имеется такой тип защиты – как предохранители. Они срабатывают из-за повышения температуры, из-за электрического тока. То есть, проще говоря, в них находится очень плавкий элемент, которые под воздействие разрушается и таким образом происходит отключение.

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.

Неселективные отсечки мгновенного действия

Ее действие происходит за пределами собственной линии. Она находит свое применение, чтобы произвести быстрое отключение по всей линии, которая находится под защитой, но только в тех случаях, когда нужно соблюсти устойчивость (рис.2).

Рис. 2. Неселективная отсечка

Токовая осечка при линиях с двухсторонним питанием

Для определения первого условия токовой осечки трансформатора и для их селективного действия нужно определить наибольшее показания тока при коротком замыкании, который будет находиться в линии на шинах двух участках (то есть на подстанциях).

Но существуют и другие условия для определения тока для разрыва на участке с двухсторонним питанием. В таких участках, на протяжение которых может произойти появление токов качания, из-за неупорядоченного включением или изменения устойчивости. Так возникает, второе условие для задействования отсечек — появление максимального тока качания.

Токовая отсечка и максимальная токовая защита

Если сочетать токовую отсечку и максимальную токовую защиту, то получается токовая защита, для которой характерно ступенчатое время срабатывания. В таком сочетании отсечка будет действовать мгновенно в пределах первой ступени, а максимальная токовая защита будет действовать как вторая ступень и действовать будет согласно выдержки по времени (рис.3).

Рис. 3. Сочетание отсечки и МТЗ

Так можно применять сочетание отсечки мгновенного действия с отсечкой, у которой будет присутствовать задержку по времени и максимальную токовую защиту. В данном случае такая схема токовой отсечки будет иметь уже три ступени и иметь три разных времени срабатывания.

Минусы и плюсы мгновенной отсечки и с выдержкой по времени

• у мгновенной отсечки нет полного обхвата всей зоны действия, но она достаточно хорошо себя зарекомендовала при неселективных отсечках;
• отсечка с выдержкой времени позволяет производить быстрое отключение;
• отсечки лучше всего по возможности сочетать с МТЗ.

Источник: http://enargys.ru/tokovaya-otsechka-shema-printsip-deystviya/