Принцип действия и выбор уставок МТЗ.

Принцип действия и селективности защиты. Максимальные токовые защиты (МТЗ) являются основным видом РЗ для се­тей с односторонним питанием. Они устанавливаются в начале каждой ЛЭП со стороны источника питания (рис. 4.1, а). Каж­дая ЛЭП имеет самостоятельную РЗ, отключающую ЛЭП в случае повреждения на ней самой или на шинах питающейся от нее ПС, и резервирующую РЗ соседней ЛЭП.

При КЗ в какой-либо точке сети, например в точке К1 (рис. 4.1, о), ток КЗ проходит по всем участкам сети, расположен­ным между источником питания и местом повреждения, в результате чего приходят в действие все РЗ (1, 2, 3, 4). Однако по условию селективности сработать на отключение должна только РЗ 4, установленная на поврежденной ЛЭП. Для обес­печения указанной селективности МТЗ выполняются с выдерж­ками времени, нарастающими от потребителей к источнику питания, как это показано на рис. 4.1, б. При соблюдении это­го принципа в случае КЗ в точке К1 раньше других сработает МТЗ 4 и отключит поврежденную ЛЭП. Защиты 1, 2 и 3, имеющие большие выдержки времени, вернутся в начальное положение, не успев подействовать на отключение. Соответственно при КЗ в точке К2 быстрее всех сработает МТЗ 3, а МТЗ 1 и 2, име­ющие большее время, не успеют подействовать.

Разновидности максимальной токовой защиты. Максималь­ные токовые защиты выполняются на электромеханических и статических реле прямого и косвенного действия (см. § 1.8) по трех- и двухфазным схемам (см. § 3.5). По способу питания оперативных цепей МТЗ косвенного действия делятся на РЗ с постоянным и переменным оперативным током. По характе­ру зависимости времени действия от тока МТЗ подразделяют­ся на РЗ с независимой и зависимой характеристиками (рис. 4.1, в).

Исходным для выбора тока срабатывания МТЗ является требование, чтобы она надежно работала при повреждениях на защищаемом участке, но в то же время не действовала при максимальном рабочем токе нагрузки I _{н тах} и кратковре­менных перегрузках, вызванных пуском и самозапуском электродвигателей (см. гл. 18), а также нарушением нормаль­ного режима электрической сети.

Электродвигатели имеются в составе большей части элект­рических нагрузок. При понижении или исчезновении напря­жения, вызванном КЗ либо кратковременным перерывом электроснабжения потребителей при действии АПВ или АВР, электромагнитный момент вращения электродвигателей уменьшается, и они начинают тормозиться. При этом наиболее важные для производства электродвигатели оказываются полностью или частично заторможенными, оставаясь подклю­ченными к сети. При восстановлении напряжения они начина­ют разворачиваться (самозапускаются), потребляя из сети повышенные пусковые токи. Суммарный ток во время само­запуска может существенно превосходить суммарный макси­мальный рабочий ток нагрузки I_{р тах} установившегося режима.

Увеличение тока нагрузки из-за самозапуска электродвига­телей принято оценивать коэффициентом самозапуска k_сэп, показывающим, во сколько раз возрастает ток I_{р тах}. Для от­стройки МТЗ от I_{н max} необходимо выполнить два условия.

По первому условию МТЗ, пришедшая в действие при КЗ в сети (вне защищаемой ЛЭП), должна надежно возвращать­ся в исходное состояние после отключения КЗ при наличии в защищаемой ЛЭП тока нагрузки I _{н тах} (рис. 4.9, а). Так, на­пример, при КЗ в точке К1 (рис. 4.8) токовые реле МТ31 и МТ32 приходят в действие. После отключения действием МТ32 по­врежденной ЛЭП W2 ток КЗ прекращается и в неповрежден­ной ЛЭП W1 остается ток I_{н max}, питающий нагрузку Н_В. При этом ИО MT3I, пришедшие в действие при КЗ, должны возвра­титься в исходное положение.

Для обеспечения возврата МТ31 (рис. 4.8) ее ток возврата I_воз должен быть больше максимального тока нагрузки I _{н тах}, проходящего по ЛЭП W1 и ее МТ31 после отключения КЗ

(I_воз > I_{н max}):

I_воз = k_отсI_{н mах}, (4.1)

где k_отс - коэффициент отстройки, учитывающий погрешность

токового реле МТЗ; I _{н тах} в общем случае равен k _cзп I_{p max}. Подставив это значение вместо I _{н тах} в (4.1), найдем

I_воз k_oтck_сэпI_{p max}. (4-1а)

Коэффициент отстройки k_отс для реле типов РТ-40, РТ-80 и статических реле принимается равным 1,1-1,2. Учитывая, что соотношение I_воз / I_с.з определяется k_в (см. § 2.2), подстав­ляем в это соотношение I_воз из (4.1а). Зная значение k _вдля рассматриваемых реле, находим первичный ток срабатывания, обеспечивающий возврат МТЗ при I_{н тах} по первому условию:

I_с.з = (k_oтc / k_в) k_сэпI_{p max}. (4.2)