29.2. Максимальная токовая защита электрических сетей

Воздушные и кабельные линии подвергаются повреждениям значительно чаще, чем все остальное электрооборудование карьеров и приисков. Для защиты воздушных и кабельных ли­ний применяют максимальную токовую защиту. Для обеспече­ния селективности действия защиты последовательно соединен­ных участков сети максимальные токовые защиты должны иметь различное время срабатывания, возрастающее в направ­лении к источнику питания.

Например, в сети, состоящей из трех последовательно сое­диненных участков (рис. 29.3), при коротком замыкании в точке К ток короткого замыкания /_к проходит от источника питания к месту повреждения как по поврежденному участку 3, так и по неповрежденным участкам 1 и 2. Если величина тока к. з. превысит ток срабатывания, то придут в действие максимальные токовые защиты всех трех участков. Правиль­ная ликвидация аварии будет лишь в том случае, если сработает только защита МТЗ и отключит выключатель ВЗ, бли­жайший к месту повреждения. Для этого в рассматриваемом случае наименьшую выдержку времени должна иметь защита МТЗ, несколько большую — защита МТ2 и еще большую — защита МТ1. Для применяемых реле и выключателей ступень времени (разница между временем действия двух смежных за­щит) принимается равной 0,5—0,6 с.

Схемы максимальной токовой защиты со встроенными в при­вод выключателя реле прямого действия типа РТВ показаны на рис. 29.4.

Ток срабатывания (А) реле выбирается по выражению

где k_H — коэффициент надежности, равный 1,3; k_cx — коэффи­циент схемы, т. е. отношение тока в обмотке реле к току во вторичной обмотке трансформатора тока в нормальном ре­жиме; I _max — максимальный рабочий ток линии, A; k_B — коэф­фициент возврата реле, равный 0,6—0,9; k_T, _т — коэффициент трансформации трансформаторов тока.

Для соединения трансформаторов тока в звезду или непол­ную звезду (рис. 29.4, а) k_сх=1, для соединения трансформато­ров тока в открытый треугольник (рис. 29.4, б) и на разность

токов двух фаз k_cx=√3 .

Для быстрого отключения линии при к. з. предусматрива­ется токовая отсечка. Отличие отсечки от максимальной токо­вой защиты заключается в том, что ток срабатывания отсечки определяется по току короткого замыкания при повреждении в конце линии. Ток срабатывания (А) реле отсечки

где I_{к max} — максимальный ток трехфазного короткого замыка­ния в конце линии

Селективность действия токовой отсечки достигается огра­ничением зоны ее действия. Принцип действия отсечки осно­ван на том, что ток к. з. уменьшается при удалении места к. з. от источника питания (рис. 29.5). По условию селективности отсечка без выдержки времени должна работать при к. з. в зоне защиты (линия АВ) и не должна работать за преде­лами защищаемой линии АВ. В схеме защиты, показанной на рис. 29.4, токовая отсечка выполнена с реле РТМ.

29.3. Защита силовых трансформаторов

Для силовых трансформаторов должны предусматриваться устройства релейной защиты от следующих видов поврежде­ний и ненормальных режимов работы: многофазных замыка­ний в обмотках и на их выводах; витковых замыканий в об­мотках; однофазных замыканий на землю в сетях с глухо заземленной нейтралью; внешних коротких замыканий; дли­тельных перегрузок; понижения уровня масла.

Виды защит, устанавливаемых на трансформаторе, опреде­ляются мощностью трансформатора, его назначением и ме­стом установки.

При выборе схемы защиты трансформатора в первую оче­редь рекомендуется применять плавкие предохранители в со­четании с разъединителями или выключателями нагрузки, если эти аппараты соответствуют параметрам сети, обеспечи­вают селективность и чувствительность действия. Применение плавких предохранителей значительно упрощает и удешевляет всю установку. Если плавкие предохранители применять нельзя, стремятся использовать схемы защиты с реле прямого дей­ствия. При необходимости повышения чувствительности и улуч­шения селективности действия защиты прибегают к примене­нию схем реле косвенного действия.

Защита от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа, и от понижения уровня масла осуществляется газовым реле, которое устанавливается на трубопроводе, соединяющем бак трансформатора с расши­рителем. Газовая защита предусматривается для трансформа­торов 6300 кВ • А и более. Допускается устанавливать газовую защиту также на трансформаторах мощностью 1000—4000 кВ-А при отсутствии быстродействующей токовой защиты.