Защиты линий

Защита линий.
Защиты с относительной
селективностью
Классификация
 МТЗ
 МТНЗ
 Токовые отсечки
 Защиты минимального и
максимального напряжения
 Дистанционные защиты
Максимальная токовая
защита МТЗ
 Принцип действия МТЗ основан на
фиксации увеличения тока при
возникновении КЗ
Структурная схема МТЗ
Ток защищаемого объекта контролируется измерительным(пусковым) органом защиты ИО. Пусковой орган
срабатывает, если контролируемая величина тока становится больше максимально возможного рабочего значения
Хотя любое короткое замыкание сопровождается увеличением тока, фиксация данного признака не позволяет
сделать однозначного вывода о повреждении объекта.
 Селективность действия и
избирательность обеспечивается
введением выдержки времени.
 Защита, наиболее удаленная от источника
питания, должна иметь минимальное
время срабатывания. По мере
приближения к источнику питания
выдержки времени защиту увеличиваются
на величину ∆t, называемую ступенью
селективности.
 Для приведенного примера
Выводы
 ПЛЮСЫ:
простой алгоритм
 МИНУСЫ
Вынужденная задержка –
на протяжённых сетях максимальная
на головном участке слишком велика
Пример
 Определить
– выдержки времени защит;
– коэффициент чувствительности
при работе защиты 1 в качестве
основной и резервной защиты.
10,5 кВ
1
Xc=0.1
320 А
16 км
2
3
10
18 км
4
12
9
12 км
11
1с
1с
0,5с
13
14
15
0,5
7
6
1с
8
0,5с
0,5с
17
18
5
20
16
1,5с
1с
0,5с
1с
21
19
0
1,5с
10,5 кВ
K1
1
320 А
16 км
12 км
2
9
18 км
3
1с
10
1с
4
0,5с
12
0,5с
11
13
14
15
1,5с
1с
20 0,5с
16
17
21
K3
18
5
0,5
7
6
1с
1с
K2
8
0,5с
19
0
1,5с
Б K1
10,5 кВ
4
1
A
320 А
16 км
В
3,5
3
12 км
2
Г
Д
2,5
0,5с
12
9
15
1,5
Е
2
18 км
3
1с
10
1с
4
0,5с
11
13
14
1,5с
1с
20 0,5с
16
1,5
17
21
К
K3
И
5
0,5
7
6
1с
1
K2
8
0,5с
18
1с
19
0
1,5с
Токовая отсечка
Принцип действия токовой отсечки на линии
односторонним питанием
Для того чтобы защита работала при коротких
замыканиях на своей линии и не работала на
смежной линии, достаточно выполнить условие
отстройки защиты от тока трехфазного короткого
замыкания в конце линии:
(3)
k4 .
I cз I
Приняв во внимание погрешности трансформаторов
тока, реле и расчета, получим:
(3)
cз kн Ik4 ,
I
где kн (1,2 1,3) - коэффициент надежности.
Токовые ступенчатые защиты
представляют собой сочетание токовых отсечек и
максимальной токовой защиты, что позволяет
выполнить полноценную защиту с высоким
быстродействием. Обычно токовые ступенчатые
защиты выполняются в виде трех ступеней:
 Первая ступень - отсечка мгновенного действия,
защищает начальный участок линии.
 Вторая ступень - отсечка с выдержкой
времени, предназначена для надежной защиты
оставшегося участка линии.
 Третья ступень - максимальная токовая
защита, выполняет функции ближнего и дальнего
резервирования.
Токовая ступенчатая защита
 Токи срабатывания первых ступеней
защит А и Б, соответственно,
отстраиваются от токов трехфазных
коротких замыканий на шинах
противоположных подстанций.
1ст
I cзА
(3)
 kн I к1
1ст
I cзБ
(3)
 kн I к2
 Вторая ступень защиты А должна
надежно охватывать защищаемую линию.
Ее ток срабатывания согласуется с
первой ступенью защиты Б.
2ст
I cзА
1ст
 kсс I cзБ
 Выдержка времени принимается равной
(0.4 – 0.5 ) сек.
 Ток срабатывания третьей ступени
отстраивается от нагрузочных режимов,
выдержка времени - от времени работы
защит отходящих присоединений.
3ст
I cзА
kн kсз

I раб. max
kв
 Чувствительность первой ступени
определяется графически по величине
защищаемой зоны при двухфазном КЗ
в начале защищаемого участка (25% считается чувствительной)
1
kч

(2)
I к3
1ст
I cзА
 1,5
 Чувствительность второй ступени
проверяется по минимальному току
двухфазного короткого замыкания в
конце линии.
kч 
(2)
I к1
2ст
I c зА
 1,2
 Чувствительность третьей ступени
проверяется, как для обычной
максимальной токовой защиты.
 По 2-х фазному КЗ в конце своей
линии и в конце наиболее
протяжённой смежной линии >1,5
Пример
Для сети рассчитать
 3х ст. ТЗ линии АБ,
если на линии БГ и трансформаторе
установлена 2х ст. ТЗ
А
14 км
Б
K2
K1
12 км
В
Г K3
10,5 кВ
0,1 Ом
250 кВА
Uk=5.5%
33A, 0.5с
25А, 0 с
А
1,5
14 км
10,5 кВ
0,1 Ом
Б
K2
K1
1
12 км
0,5
250 кВА
Uk=5.5%
В
Г K3
33A, 0.5с
25А, 0 с
Для линии АБ
А
14 км
Б
K2
K1
12 км
Г K3
10,5 кВ
0,1 Ом
250 кВА
Uk=5.5%
 Первая ступень - отсечка мгновенного действия,
защищает начальный участок линии.
1ст
I cзА
(3)
 kн I к1
1ст
I cзБ
(3)
 kн I к2
 Вторая ступень - отсечка с выдержкой времени,
предназначена для надежной защиты оставшегося
участка линии.
2ст
I cзА
1ст
 kсс I cзБ
 Третья ступень - максимальная токовая защита,
выполняет функции ближнего и дальнего
резервирования.
3ст
I cзА
В
kн kсз

I раб. max
kв
33A, 0.5с
25А, 0 с
Для линии БВ и тр-ра
 Первая ступень - отсечка мгновенного действия,
защищает начальный участок линии.
1ст
I cзБ
(3)
 kн I к2
1ст
I cзТ
(3)
 kн I к3
 Вторая ступень - максимальная токовая защита,
выполняет функции ближнего и дальнего
резервирования.
2ст
I cзБ
kн kсз

I раб. max
kв
2ст
I cзТ
kн kсз

I раб. max
kв
Расчёт токов КЗ
Расчёт параметров
 Первая ступень -
 Вторая ступень -
EC
xC
xЛ1
A
K1
xЛ2
Б
K2
K3
xТр
Г
EC
xC
xЛ1
A
K1
xЛ2
Б
K2
K3
xТр
Г
EC
 Третья ступень -
xC
xЛ1
A
K1
xЛ2
Б
K2
K3
xТр
Г
Токи срабатывания реле
Максимальная токовая
направленная защита
Расчет параметров
Выбор тока срабатывания.
 Ток срабатывания токовых направленных защит
выбирается так же, как для обычных максимальных токовых
защит по условиям отстройки от максимальных нагрузочных
режимов.
 При этом отстройка производится от токов, направленных
от шин в линию.
I
3
C 31
K H KC 3

I раб max
KB
Выбор выдержек времени.
 Выбор выдержек времени производится по встречно-
ступенчатому принципу