Максимальная токовая защита может применяться для защиты от токов короткого замыкания на всех элементах СЭС (генераторы, трансформаторы, двигатели и ЛЭП). На защищаемой ЛЭП защита ставиться в начале линии относительно источника питания. Защита работает с выдержкой времени.
Один из схемных вариантов МТЗ для защиты ЛЭП 10 кВ представлен на рис. 4. Эта схема выполнена в так называемом разнесенном виде – измерительная часть (рис. 4, а) и логическая часть с исполнительной (рис. 4, б) отделены. Так вычерчиваются, как правило, все защиты в целях лучшей наглядности и удобства.
Рис. 4. Разнесенная схема МТЗ ЛЭП:
а) – измерительная схема МТЗ, б) – логическая и исполнительная часть МТЗ
ТА1, ТА2 – трансформаторы тока; KА1, KА2 – реле тока; KТ – реле времени; KL – промежуточное реле; KH – сигнальное реле; YAT – катушка отключения
Измерительная часть состоит из двух трансформаторов тока и двух токовых реле, включенных в так называемую «неполную звезду». Данная схема позволяет контролировать все виды коротких замыканий в ЛЭП 10 кВ. Может применяться схема включения трансформатора тока и токовых реле на «разность токов». [Л – 1,2]
Последние трактора МТЗ 82.1 белорусской сборки….Дальше ХЛАМ! Осторожно!
В сетях с глухозаземленной нейтралью, чтобы контролировать и однофазные к.з. трансформаторы тока и токовые реле включаются по схеме «полная звезда» или «треугольник».
В нормальном режиме работы ЛЭП ток в измерительной схеме Iр, проходящий через реле тока KA1 и KA2 меньше тока срабатывания этих реле Iср и реле не действует, в этом случае контакты их в логической части защиты разомкнуты, обмотка привода выключателя YAT не получает питания и вся схема МТЗ бездействует.
При коротких замыканиях на ЛЭП ток через реле Iр возрастает. Он становится больше тока срабатывания Iр>Iср. Реле KA1 и KA2 срабатывают, замыкают свои контакты в логической части и с выдержкой времени tМТЗ получает питание обмотка отключения YAT. Выключатель отключает поврежденную ЛЭП.
Расчет максимальной токовой защиты
ЛЭП – 10 кВ
Для расчета МТЗ ЛЭП 10 кВ используются следующие данные:
ЛЭП -10 кВ воздушная; длина L3= 8 км; х0 = 0,4 ОМ/км.
Мощность к.з. системы SК.З.С.=10000 МВА;
Длина ЛЭП 110 кВ L1=L2=20 км; х0 = 0,4 ОМ/км.
Мощность нагрузки SН1=3,0 МВА (спокойная нагрузка);
Мощность двигателя SМ1=1,6 МВА (асинхронный высоковольтный двигатель АД, =6);
В измерительной части МТЗ используем статические реле на интегральных микросхемах РСТ-11.
Основное требование при настройке МТЗ чтобы ток срабатывания МТЗ IсрМТЗ был больше максимального тока нагрузки в нормальном режиме Iраб.max.
Нагрузка для ЛЭП будет состоять (см. рис. 2) из асинхронного электродвигателя М1 и нагрузки электроприемников Н1:
,
номинальный ток от нагрузки Н1
номинальный ток двигателя
пусковой ток электродвигателя при kпуск=6 будет равен
величина номинального рабочего тока ЛЭП будет равна
далее выбираем трансформаторы тока и определяем коэффициент их трансформации .
Величина тока I1 принимаем равным 300А. Тогда
где I1 – ближайшая наибольшая величина стандартного первичного тока трансформатора тока.
При настройке МТЗ ЛЭП 10 кВ необходимо выполнить условие
Рабочий максимальный ток ЛЭПIраб.maxЛЭП будет состоять из тока нагрузки электроприемников IН1 и пускового тока электродвигателя Iпуск М1
Зная рабочий максимальный ток в ЛЭП (с учетом пускового тока двигателя) определяем вторичный ток срабатывания МТЗ. [1, 3]
где kН – коэффициент надежности; из-за наличия пускового тока АД принимается равным 1,4 для реле РСТ-11(ПУЭ);
где kсх=1 («неполная звезда» — схема соединения трансформаторов тока);
kвоз=0,95 (для реле РСТ-11).
nТ – коэффициент трансформации трансформаторов тока.
Тогда величина вторичного тока срабатывания МТЗ будет равна
Находим время срабатывания МТЗ
где tср.РЗ – выдержка времени на последующей защите;
Δt – ступень селективности с реле РСТ-11,принимаем Δt равным 0,6 сек. (ПУЭ).
Проверяем защиту на чувствительность
где Ikmin(K2) – ток к.з. в конце ЛЭП 10 кВ (Рис. 2) из расчета по методике приведенной на стр. 36 (Ikmin(K2) = 1612 А).
Вывод: максимальная токовая защита воздушной ЛЭП проходит по чувствительности.
Цифровое исполнение защиты ЛЭП представлено на Рис. 5.
Рис. 5.Структурная схема цифровой защиты ЛЭП
Принцип и алгоритм работы МТЗ можно представить в виде алгебры логики (DW, DT) (Рис. 6.).
Рис. 6.Логическая схема МТЗ,
где КА1, КА2, КА3 – реле тока, DW – логический элемент ИЛИ,
DT – логический элемент выдержки времени
Ток от трансформаторов тока ТА, фаз А, В, С подается на токовое реле КА. В нормальном режиме ток срабатывания реле меньше рабочего максимального тока нагрузки ЛЭП и на выходе элемента DW (ИЛИ) присутствуют нулевые сигналы. При КЗ на ЛЭП ток через реле становится больше тока срабатывания реле и на выходе элемента DW появляется сигнал, равный 1. В элементе DT (выдержка времени) реализуется время срабатывания в соответствии с требования селективной работы защиты.
Алгоритм релейной защиты можно записать в виде логической функции N:
N=( OR OR ) AND DT1=1
Где , , – логические сигналы на выходах токовых реле
DT1 – оператор временного реле защиты.
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас.
Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение.
Источник: megaobuchalka.ru
Токовые защиты — МТЗ и токовая отсечка
Все потребители электроэнергии подключаются к генераторному концу силовым выключателем. Когда нагрузка соответствует номинальной величине или меньше ее, то причины для отключения отсутствуют, а токовые защиты сканируют схему в постоянном режиме.
Выключатель может отключаться от токовых защит, когда:
1. величина нагрузки в результате возникновения короткого замыкания резко превысила номинальное значение и создались токи КЗ, способные сжечь оборудование. Отключение такой аварии необходимо выполнять максимально быстро;
2. за счет подключения дополнительных потребителей (либо по другим причинам) в схеме возникла перегрузка — ток незначительно превысил уставку. В результате происходит постепенный нагрев оборудования и токоведущих частей, когда нарушается баланс между отводом тепла в атмосферу и тепловым действием тока. В этом случае целесообразно отключать выключатель через небольшой интервал времени, создающий задержку в питаниия схемы, в течение которой излишние нагрузки могут самоустраниться;
3. направление тока через силовой выключатель резко изменилось на противоположное — сдвинулась фаза тока.
Под эти три случая аварийных ситуаций созданы следующий виды токовых защит:
Для работы токовых защит создаются измерительные комплексы, состоящие из:
измерительных трансформаторов тока (ТТ), преобразующих первичный ток во вторичное значение с заданным классом метрологической погрешности;
реле тока, настраиваемые на уставку срабатывания;
схема коммутации, передающая вторичный ток от ТТ к реле с минимально допустимыми потерями.
Токовая отсечка (ТО)
Ее назначение: максимально быстрая ликвидация коротких замыканий, возникающих в начале (минимум порядка 20% протяженности) рабочей зоны, хотя она в отдельных случаях может применяться и для всей линии полностью.
В комплект токовой отсечки входят:
измерительный орган из реле тока, выставленного на срабатывание минимально возможной нагрузки при возникновении металлического замыкания в конце защищаемой зоны (или чувствительности);
промежуточное реле, на обмотку которого подается напряжение от сработавшего контакта измерительного органа. Выходной контакт промежуточного органа воздействует непосредственно на соленоид отключения силового выключателя, отключает его.
Как правило, этих двух реле бывает достаточно. В качестве исключения в состав токовой отсечки может быть введено реле времени, которое включается в логическую схему между измерительным и исполнительным органами для создания временно́й задержки срабатывания нескольких защит в целях их селективности.
Для обеспечения контроля действия цепей управления и отключения в схему вводятся цепи сигнализации на основе указательных блинкеров Кн, которые помогают оперативному персоналу анализировать состояние схемы и работу защит.
Технической характеристикой токовой отсечки является коэффициент чувствительности, определяющий отношение токов трёхфазного КЗ в начале линии к фактическому срабатыванию отсечки. Для токовой отсечки он выбирается ≥1,2.
Токовая максимальная защита (МТЗ)
Назначение: защита объектов от токов, превышающих номинальные величины с учетом коэффициентов:
надежности срабатывания и возврата реле;
Такая отстройка создается для устранения возможностей ложных срабатываний при номинальном режиме.
В комплект МТЗ входят те же компоненты, что и в токовую отсечку, но они обязательно дополняются реле времени, создающим задержку на срабатывание выключателя в целях обеспечения ступеней селективности.
Технической характеристикой МТЗ является коэффициент чувствительности, определяющий отношение токов междуфазного КЗ в конце линии к фактическому срабатыванию максимальной защиты. Для МТЗ он выбирается ≥1,5 для дальнего резервирования и ≥1,2 — внутри собственной зоны.
К токовым защитам в РЗиА также относится дифференциальная защита.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Источник: electricalschool.info
Да так же, только как-то молодЕжь режо употребляет их. Чаще употребляют просто «сопротивление».
Re: МТЗ и ТО — особенности терминологии
Официальной информации скорее всего не найти. Я измерял сам: она зависит от типа устройства (разные тактовые частоты), загрузки типа логики (определяется при компиляции), режима (обработка КЗ или дежурный режим). Дайте личку, сброшу, что намерил.
Сообщите пожалуйста всем!
На 7SJ64 на токовых отсечках где время 0, у меня получалось время, от момента иммитации тока к.з, порядка 30 мс, измерял ретомом 51.
24 Ответ от fll 2012-01-31 07:21:41
Re: МТЗ и ТО — особенности терминологии
мда.
точно.
Петровская Валентина Петровна
жаль.
25 Ответ от Михаил Пирогов 2012-01-31 07:47:38
Re: МТЗ и ТО — особенности терминологии
а) Отсечка является разновидностью МТЗ, позволяющей обеспечить быстрое отключение КЗ. Токовые отсечки подразделяются на отсечки мгновенного д е й с т в и я и отсечки с в ы д е р ж к о й в р е м е н и. Чернобровое Н. В., Семенов В. А. 1998
б) «первые и вторые ступени, принимая во внимание СПОСОБ ВЫБОРА ИХ ТОКОВ СРАБАТЫВАНИЯ, часто называют ТОКОВЫМИ ОТСЕЧКАМИ. Наиболее простыми являются токовые защиты с одной последней ступенью ступенчатой характеристики, имеющие поэтому независимую характеристику, и с зависимой характеристикой, называемые обычно МАКСИМАЛЬНЫМИ ТОКОВЫМИ ЗАЩИТАМИ» Федосеев.
в) противоречия в классиках не вижу. Ну, а раз пошло такое дело и мне приходится (с удовольствием) разъяснять вам нюансы основ и мы спорим об одном и том же, называя одни и те же вещи разными словами приведу еще несколько цитат Федосеева 1992г.). А потом сделаю вывод.
1. Федосеев. Стр. 193. Защиты могут срабатывать при превышении током в месте их включения заранее установленного значения (максимальные защиты) — см. вышеуказанный пункт «а». (И?);
2. Федосеев. Стр. 195. В инженерной практике I и II ступени называют токовыми отсечками. Их свойства определяются своеобразным выбром токов срабатывания ступеней. (свойства ступеней защиты определяются методом выбора, а указанные ступени просто принято называть отсечками. Поэтому первая и вторая ступень токовой защиты ввода попадает под определение «токовая отсечка»);
1. Нам всем нужно выражаться правильно. И вы и я как правы, так и не правы. МТЗ и ТО — можно до посинения спорить, цитируя как конституцию классиков. Уверен вы согласитесь что правильно использовать формулировку «токовая защита». Первая, вторая, третья, четвертая ступени токовой защиты.
Свойства ступеней которой определяются алгоритмом выбора уставок.
2. По моему субъективному мнению термин «отсечка» выражает назначение токовой защиты отсекать поврежденный участок. Отсекать ассоциируется — делать это быстро. И это абсолютно не противоречит классикам.
3. В цифровом реле функционально токовая отсечка есть алгоритм реле реагирующего на максимальную величину. В электромеханике, например реле РСТ, так же может быть использовано для МТЗ и ТО. Работа происходит по алгоритму реакции на максимальную величину тока, поэтому её этот алгоритм принято называть максимально-токовой защитой. Расчёт уставок определяет свойства ступеней, но не свойства алгоритма защиты (вдумайтесь в это). Алгоритм не меняется. А раз он не меняется нет смысла называть защиту по разному при разном применении;
4. Классики и Чернобровое и Федосеев хороши и молодцы. Каждый хорош в своем применении. Не нужно принижать техникумы. И кстати, как грамотный человек, запомните правильное написание фамилии — Чернобровое, а не Чернобровов;
Для справки. Максимально-токовая защита (МТЗ) в виде конкретного термина прочно закреплена во всех руководствах по эксплуатации (РЭ) всех производителей цифровыйх устройств РЗА. У подавляющего большинства в РЭ приводится название МТЗ. Термин «максимальная токовая защита» обусловлен прежде всего свойствами алгоритма функции защиты, а не алгоритмом расчёта обуславливающим свойства ступеней этой защиты.
Применяя современные цифровые защиты на присоединении вводного выключателя, вы применяете МТЗ — так прописано в РЭ производителя. При этом используя соответствующий алгоритм расчёта, вы определяете свойства каждой ступени МТЗ. Если быть формалистом, то ТО вы в принципе применить не можете, так как в РЭ производителя этот термин не фигурирует. Так, что МТЗ. 🙂
Возвращаясь к истокам темы повторюсь. Главный тезис — не блокируем токовую защиту ввода при выполнении ЛЗШ.
Источник: www.rzia.ru
Максимальная токовая защита
МТЗ (расшифровка – максимальная токовая защита) – распространенная техника предохранения электросетей от последствий краткосрочных перегрузок и замыканий. Она может быть задействована в разветвленных сетях, асинхронных двигателях. Электрику нужно знать особенности механизма и его отличия от других предохранительных методов.
Принцип действия
МТЗ – это разновидность защитного механизма электросети с использованием реле, применяемая при угрозе короткого замыкания на некотором отрезке электроцепи.
Принцип действия максимальной токовой защиты достаточно схож с таковым у механизма отсечки. Если при использовании последней ток вырубается сразу же, то при применении МТЗ выключение происходит по истечении некоторого временного отрезка. Он называется выдержкой времени. То, какое значение он примет, определяется близостью места, где происходит инцидент, к поставщику питания.
Чем дальше располагается отрезок, тем меньше число. Значение, на которое показатель близлежащего участка отличается от такового для удаленного (ступень селективности), описывает период, по истечении которого защита включается на ближнем участке (отключая и дальний), если она не активизировалась на дальнем, на котором случился инцидент КЗ.
Важно! Показатель ступени надо делать небольшим, чтобы система успела включиться до причинения инцидентом серьезных повреждений электросети.
Отличия от токовой отсечки
В МТЗ используются реле времени, позволяющие игнорировать скачки напряжения, что невозможно при отсечке (которая срабатывает не только при эпизоде короткого замыкания, но и при повышении тока любой другой природы и продолжительности). Кроме того, использование механизма отсечки требует задействования оператора для возобновления нормального функционирования системы. Реле сами приходят в первоначальное состояние, когда причина размыкания будет ликвидирована.
Разновидности максимально-токовых защит
Ориентируясь на условия работы в конкретной электросети, можно выбрать один из четырех типов системы.
МТЗ с независимой от тока выдержкой времени
Параметр задержки здесь неизменен, период активации зависит только от ступени селективности: на каждом последующем отрезке время увеличивается на эту величину.
МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени
Используется расчет выдержки по нелинейной формуле. Параметр зависит от величины тока на обмотках. Используется в системах, где предохранение от избыточных нагрузок имеет особенную значимость для безопасности.
МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени
Здесь совмещены две компоненты: не зависящая от тока часть и зависящая, причем у последней время-токовая характеристика имеет вид гиперболы. Чем больше перегрузка, тем более пологий вид имеет графическое представление. Такая установка используется в высокомощных электромоторах.
МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения
Здесь инициатором размыкания контактов становится разность потенциалов. Уставка привязывается к падению напряжения ниже определенной границы.
Задание уставок
Защита МТЗ определяется тем, насколько правильно выбрана уставка – величина тока, при достижении которой включается функция. При определении ее значения учитывают назначение сети (например, при самостоятельном запуске электродвигателя после временного выключения питания показатель может превышать номинальный, тогда МТЗ не должна выключать его) и минимальный ток замыкания в ней. При зависимой (полностью или ограниченно) время-токовой характеристике ориентируются на значение, когда реле перегрузки вот-вот сработает, а время задают, ориентируясь на независимую часть.
Важно! Иногда блокировка в защитной системе ставится с ориентацией на напряжение, тогда параметром срабатывания, задаваемым в качестве уставки, становится оно.
Реализация
В основном, систему реализуют с применением устройств, совмещающих функции пуска и задержки времени, либо с помощью сочетания нескольких разных реле, каждое из которых выполняет одну из этих функций. Сейчас все чаще применяются микропроцессоры, реализующие, помимо обозреваемого, еще ряд процессов релейной защиты.
Схемы защиты МТЗ
Применяется несколько вариантов конструкций, различающихся устройством.
Трехфазная схема защиты МТЗ на постоянном оперативном токе
В главный блок входят два реле: времени и пуска. Используются также указательное реле и еще одно добавочное, ставящееся тогда, когда временное реле неспособно замкнуть цепочку катушки выключения.
Двухфазные схемы защиты МТЗ на постоянном оперативном токе
Они применяются, когда нужно, чтобы система включалась лишь при замыкании между фазами. Существуют схемы с одиночным реле и с парой.
Двухрелейная схема
Ее плюс – реагирование на любые межфазовые замыкания. Минус – меньшая восприимчивость при двухфазных замыканиях за трансформатором. Повысить ее вдвое можно, поставив третье реле. Схема в основном используется для конструкций с изолированной нейтралью – случающиеся в них замыкания происходят только между фазами. Возможно применение при глухом заземлении, но тогда для предотвращения однофазного замыкания ставится добавочная конструкция, срабатывающая при токе нулевой последовательности.
Одно-релейная схема МТЗ
Плюс схемы – легкость конструирования. Минусы – наименее высокая чувствительность, несрабатывание при некоторых типах замыканий с двумя фазами.
Выбор тока срабатывания защиты МТЗ
Выбор осуществляется с расчетом, чтобы установка уверенно срабатывала при повреждающих воздействиях, но не проявляла активности при недолгих толчках (к примеру, когда запускается электродвигатель) или высоком токе нагрузки. Дифференциация последнего от ситуации, когда должна активизироваться защита, является основной задачей. Также установка не должна быть излишне восприимчивой, иначе цепь будет отключаться, когда это не нужно.
Должны соблюдаться условия:
- реле не должны активизироваться нагрузочным током, поэтому параметр, при котором срабатывает МТЗ, должен быть больше максимального нагрузочного показателя;
- возвратный ток реле должен превышать нагрузочное значение, идущее по защите после окончания замыкания – это нужно для возврата реле в начальное положение.
Чувствительность защиты МТЗ
Значение коэффициента, вариабельно в зависимости от вида защиты. В главной зоне коэффициент обычно равен 1,5, в резервной – его часто берут равным 1,2.
Выдержка времени защиты МТЗ
Для ее нахождения проводится следующий расчет. Узнается время работы первой из защит при замыкании:
где:
- Т1 – искомое время,
- tп1 – погрешность выдержки,
- to1 – время вырубания выключателя,
- tв1 – выдержка для этого реле.
Вторая защита не сработает при условии, что время выдержки для нее будет больше Т1, т.е. tв2>T1.
где:
- tп2 – погрешность второго реле,
- tз – запасное время.
Таким образом, ступень будет равна Т=tв2-tв1=tп1+tо1+tп2+tз (для независимой время-токовой характеристики).
Выбор времени действия защит МТЗ
Используется формула:
На картинке выше разница между временем t2 и t1, t3 и t2 и любыми другими соседними идентична.
Примеры и описание схем МТЗ
Для защиты разных компонентов сетей с питанием, поступающим с одной стороны, используются схемы различных типов.
Однорелейная на оперативном токе
Применяется реле пуска, реагирующее на изменения разности фазовых потенциалов. Плюсами являются ее простота и малый расход ресурсов – нужны только одно реле и два кабеля. Минусы – невысокая восприимчивость и то, что, если отказал какой-то элемент, фрагмент линии теряет предохранение. Схема подойдет для сетей с напряжением до 10 кВ.
Двухрелейная на оперативном токе
Эта схема, как и предыдущая, защищает электролинии от последствий короткого замыкания между фазами. Цепи в ней формируют усеченную звезду. Она надежна, но, как и предыдущая, не очень чувствительна.
Трехрелейная
Это наиболее надежная и единственная подходящая для конструкций с заземленной наглухо нейтралью схема.
Хотя отсечка тока эффективнее предотвращает короткие замыкания, применение обозреваемого метода больше подходит для предохранения разветвленных электролиний. Для максимально эффективной работы необходимо правильно задать в схеме уставки.
Видео
Источник: amperof.ru