5.4. Направленные мтз.

В сетях с двухсторонним питанием с помощью обычных МТЗ не удается обеспечить селективное отключение поврежденного участка сети. Например, при КЗ в точке К1 (рис. 5.11) , а при КЗ в точке K2, наоборот, . Такие противоречивые требования нельзя выполнить с помощью обычной МТЗ. Отличить место возникновения КЗ можно, если контролировать направление мощности КЗ . При КЗ в точках K1 и K2 направление изменяется для защиты 3 и 2. Так, при КЗ K1 направлена в сторону защищаемой линии, данное направление называется «от шин в линию». Следовательно, при мощности, проходящей через защиту в направлении «от шин в линию», защита должна работать. Если мощность направлена «из линии к шинам», то защита не должна работать. При выполнении данных условий КЗ K1 будут отключаться защитами 3 и 4, а КЗ K2 - защитами 1 и 2.

Время действия должно согласоваться между собой у защит, работающих от тока к.з. одного источника, и увеличение времени происходит по мере приближения от потребителя к тому источнику, от которого работает данная защита. График согласования защит приведен на рис. 5.12. В соответствии с изложенными выше правилами между собой согласуются защиты 1, 3, 5 и 2, 4, 6: , , , .

Направление мощности , при котором должна работать каждая защита, указано на рис. 5.12. Величина определяется, как для обычных МТЗ:

. (5.25)

Неизменными по сравнению с МТЗ остаются и правила определения k_ч.

Упрощенная схема направленной МТЗ представлена на рис. 5.13. Сигнал на отключение подается только при условии увеличения тока и направлении мощности , соответствующем к.з. на защищаемой линии. Изложенное выше требование обеспечивается последовательным соединением контактов токового реле КА и реле направления мощности KW.

Определение направления мощности выполняется с помощью реле направления мощности.

Направленные защиты имеют мертвую зону при возникновении трехфазных КЗ в месте установки защиты. Реле направления мощности при этом не работает.

В заключение отметим основные достоинства и недостатки МТЗ. К достоинствам можно отнести простоту схемы, принципа действия и алгоритмов работы, а также относительно невысокую стоимость. Основной недостаток заключается в наличии выдержек времени при отключении КЗ, при этом чем больше ток , тем больше выдержка времени. Исключение составляют защиты с зависимыми от тока выдержками времени. Второй недостаток - низкий коэффициент чувствительности, поскольку определяется по максимальному току самого тяжелого нагрузочного режима. Несколько увеличить значение коэффициента чувствительности позволяет применение МТЗ с блокировкой по минимальному напряжению.

Направленные МТЗ обеспечивают селективное отключение повреждений в сетях с двухсторонним питанием, но наличие реле направления мощности приводит к появлению мертвой зоны защиты.

5.5. Токовые отсечки.

Разновидностью токовой защиты являются токовые отсечки (ТО), которые используются в качестве первых ступеней токовых защит. Это защиты, позволяющие мгновенно, без выдержки времени, отключать КЗ в сети. Селективность действия ТО достигается выбором . Схемы отсечек очень простые, но данные защиты имеют ряд существенных недостатков. ТО бывают селективные и неселективные, мгновенного действия и с выдержкой времени, а также направленные и ненаправленные.

Рассмотрим принцип действия мгновенной селективной ТО (рис. 5.14).

Ток должен быть выбран так, чтобы защита отключала КЗ на своей линии и не отключала на соседней, т.е. , где - максимальное значение при КЗ в начале следующей ЛЭП; введя , получим:

, . (5.26)

Если рассчитывать защиту по току двухфазного КЗ., который меньше, чем ток трехфазного КЗ, то возможно неселективное действие токовой отсечки при к.з. на последующей линии. Время действия складывается из времени замыкания контактов реле, входящих в схему защиты. В основном это время действия промежуточных реле. Обычно находится в диапазоне (для электромеханических реле).

Точка М, в которой , делит линию Л1 на две части:

где - зона работы защиты

где - «мертвая зона» и защита не работает. Наличие мертвой зоны является самым существенным недостатком ТО.

Допустимо применение ТО, если ее зона охватывает более 20% от длины линии.

Для защиты части линии, не попавшей в зону ТО, применяют еще одну ТО с выдержкой времени, которая выступает в качестве второй зоны токовой защиты. Ток выбирают с учетом охвата всей защищаемой линии. Для этого ток срабатывания согласуют с током срабатывания мгновенной ТО следующей линии (линия Л2):

; (5.27)

, (5.28)

;

также согласуется с временем :

. (5.29)

График согласования защит приведен на рис. 5.15.

Схема ТО без выдержки времени аналогична схеме МТЗ без реле времени. Схема ТО с выдержкой времени такая же, как и схема МТЗ.

Токовые отсечки являются самой простой и дешевой защитой. К основным недостаткам ТО следует отнести неполный охват мгновенной ступенью защищаемого элемента и зависимость длины зоны действия отсечки от вида КЗ.

Несмотря на все отмеченные недостатки, ТО всех разновидностей применяются в качестве первых ступеней защит линий, поскольку КЗ, возникающее в зоне действия мгновенной ступени, отключаются без выдержки времени и, кроме того, ТО одно из самых простых устройств релейной защиты.

Токовые отсечки применяются в виде первых ступеней защит на линиях всех классов напряжений от всех видов КЗ.