Схемы защиты

а) Разновидности схем максимальной защиты

Максимальные защиты выполняются трехфазными и двухфаз­ными (§ 3-6, б, в, д), прямого и косвенного действия (§ 1-8).

По способу питания оперативных цепей максимальные защиты косвенного действия делятся на защиты с постоянным и переменным оперативным током.

По характеру зависимости времени действия реле от тока максимальные защиты подразделяются на защиты с независи­мой и зависим о й характеристиками.

Максимальные защиты прямого действия и на переменном оперативном токе имеют существенные отличия в выполнении оперативных цепей, применяемой аппаратуре и в расчете парамет­ров, поэтому они рассматриваются отдельно (см. § 4-8).

б) Схемы трехфазной защиты на постоянном оперативном токе

Защита с независимой выдерж­кой времени (рис. 4-2). В трехфаз­ных защитах трансформаторы тока и обмотки токовых реле со­единяются по схеме полной звез­ды, рассмотренной в § 3-6, б.

Основными элементами схемы максимальной защиты (рис. 4-2) являются: токовые реле1, сраба­тывающие при появлении тока к. з. и выполняющие функции пускового органа за­щиты, и реле времени 2, создающее выдержку времени и выпол­няющее функции органа времени. Кроме основных, в схеме имеются и вспомогательные реле; к ним относятся промежуточное реле 3 и указательное реле 4.

При возникновении к.з. срабатывают токовые реле тех фаз, по которым проходит ток к.з. Контакты всех токовых реле соединены параллельно, поэтому при срабатывании любого токового реле замыкается цепь обмотки реле времени 2. Через заданный интервал времени контакты реле времени замыкаются и приводят в действие промежуточное реле 3. Последнее срабатывает мгно­венно и подает ток в катушку отключения выключателя 6 через блокировочный контакт 5 (см. § 1-8).

Промежуточное реле 3 устанавливается в тех случаях, когда реле времени не может замыкать цепь катушки отключения из-за недостаточной мощности своих контактов.

Указательное реле 4 включается последовательно с катуш­кой отключения. При появлении тока в этой цепи указательное реле срабатывает, его флажок вы­падает, фиксируя таким образом действие максимальной защиты и появление тока в катушке отклю­чения.

Блокировочный контакт при­вода выключателя 5 служит для разрыва тока катушки отключе­ния, так как контакты промежу­точных реле не рассчитываются на размыкание этой цепи. Блоки­ровочный контакт должен размы­каться раньше, чем произойдет возврат промежуточного реле.

Время действия рассмотренной защиты определяется выдержкой времени, установленной на реле времени, и не зависит от вели­чины тока к. з., поэтому такая защита называется защитой с независимой выдержкой времени и имеет характеристику в виде прямой 1 на рис. 4-3.

Защита с зависимой характеристикой. Наряду с независимой защитой применяется максимальная защита с зависимой и огра­ниченно зависимой характеристиками t = f (I) (кривые 2 и 3 на рис. 4-3). Оба вида зависимых защит выполняются при по­мощи токовых реле, работающих не мгновенно, а с выдержкой времени, зависящей от величины тока. Примером такого реле является реле типа РТ-80 (см. § 2-8). Схема зависимой защиты с реле типа РТ-80, РТ-90 изображена на рис. 4-4. В этой схеме отсутствует реле времени, а также промежуточное и указатель­ное реле, так как реле типа РТ-80, РТ-90 имеет контакты доста­точной мощности и сигнальный флажок, выпадающий при сраба­тывании реле.

В отличие от защиты с независимой характеристикой (пря­мая 1 на рис. 4-3, а) защита с зависимой характеристикой (кривые 2 и 3) действует при токах I _р = (1 ÷2) I _с.з со значительно большей выдержкой времени, чем при к. з., что улучшает от­стройку защиты от кратковременных перегрузок (I _п). Кроме того, защиты с зависимой характеристикой позволяют ускорить отключение при повреждении в начале линии (точка К₁ на рис. 4-3, б), если ток при к. з. в К₁ значительно больше, чем при к. з. в конце линии в точке К₂. Однако согласование выдержек времени независимых защит зна­чительно проще (см. § 4-5), поэтому зависимые защиты следует при­менять только в случаях явного преимущества.

Трехфазные схемы максималь­ной защиты, приведенные на рис. 4-2 и 4-4, реагируют на все виды к. з., включая и однофаз­ные, и поэтому их применяют в I сети с глухо заземленной ней­тралью, где возможны как между­фазные, так и однофазные к. з.

В сети с изолированной ней­тралью трехфазные схемы не реко­мендуются к применению по сле­дующим причинам:

1. Трехфазные схемы дороже двухфазных (§ 4-3, в), так как для их выполнения требуется оольше оборудования и соедини­тельных проводов.

2. Трехфазные защиты в большем числе случаев, чем двух­фазные, работают неселективно при двойных замыканиях на землю, как это показано в § 4-4.

в) Схемы двухфазной защиты на постоянном оперативном токе

В тех случаях, когда максимальная защита должна действо­вать только при междуфазных к. з., применяются двухфазные схемы с двумя или одним реле.

Двухрелейная схема с независимой характеристикой (рис. 4-5, а). Токовые цепи защиты выполняются по схеме неполной звезды (см. § 3-6, в). Элементы схемы и их назначение такие же, как в трехфазной схеме на рис. 4-2.

Достоинством двухрелейной схемы является то, что она:

1) реагирует (так же как и трехфазная) на все междуфазные к. з. на линиях;

2) при замыканиях на землю в двух разных точках сети с изолированной нейтралью работает селективно в большем числе случаев, чем трехфазная схема (см. § 4-4);

3) экономичнее трехфазной схемы, так как для ее выполнения требуется меньше оборудования и проводов.

К недостаткам двухфазной схемы нужно отнести ее меньшую чувствительность (по сравнению с трехфазной схемой) при двух­фазных к. з. за трансформатором с соединением обмоток λ/Δ. Как видно из рис. 3-17, а, при двухфазном к. з. на стороне Δ ток в одной фазе звезды равен 1_К, а в двух других 1_К, т. е. в 2 раза меньше.

То же самое получается и при соединении обмоток трансфор­матора Δ/λ в случае двухфазного к. з. на стороне звезды.

При трехфазной схеме одно из реле защиты питается большим током к. з. I_k, в то время как при двухфазной схеме в одном из трех возможных случаев двухфазного к. з.(АВ, ВС, СА) трансформаторы тока защиты оказываются на фазах с меньшими токами к. з.( I_k). Поэтому двухфазная защита при двухфаз­ных к. з. за трансформаторами с соединением обмоток λ/Δ и Δ/λ имеет в 2 раза меньшую чувствительность, чем трехфазная защита.

При необходимости чувствительность двухфазной схемы можно повысить, установив третье токовое реле в общем проводе токо­вых цепей. В этом проводе (см. § 3-6, в) протекает геометриче­ская сумма токов двух фаз, питающих схему (А и С на рис. 4-5, а), равна току третьей (отсутствующей в схеме) фазы В, т. е. _{0. п} = - ( _а + _с)= _b.

Таким образом, с дополнительным реле двухфазная схема становится равноценной по чувствительности с трехфазной.

Вследствие отмеченных выше положительных свойств двухфаз­ные схемы широко применяются в сетях с изолированной ней­тралью, где возможны только междуфазные к. з. Двухфазные схемы применяются в качестве защиты от междуфазных к. з. и в сетях с глухозаземленной нейтралью, при этом для отключения однофазных к. з. устанавливается дополнительная защита, реаги­рующая на ток нулевой последовательности.

Однорелейная схема (рис. 4-5, б). Защита состоит из тех же элементов, что и предыдущая схема. Токовое пусковое реле Т одно, оно включается на разность токов двух фаз _р = _а — _В и реагирует на все случаи междуфазных к. з. (полной и неполной звезды), как было показано в § 3-6.

Преимуществом схемы является наименьшее число токовых реле и соединительных проводов, необходимых для ее выполне­ния (одно реле и два токовых провода).

К недостаткам, ограничивающим применение схемы, нужно отнести:

1) меньшую чувствительность по сравнению с двухрелейной схемой при к. з. между фазами АВ и ВС (§ 3-6, д). Этот недостаток имеет значение при малой кратности токов к. з., когда I _k близко к току нагрузки;

2) недействие защиты при одном из трех возможных случаев к. з. за трансформатором с соединением обмоток λ/Δ (см. § 3-6), когда _р = _a — _с = 0;

3) при неисправности единственного токового реле или проводов, связывающих его с трансформаторами тока, защита откажет в действии при к. з. Двухрелейная схема (рис. 4-5, а) не имеет такого недостатка, так как при трехфазных к. з. и двухфазных между А и С в этой схеме работают два реле и поэтому обрыв одного провода не приведет к отказу защиты.

Первый недостаток не позволяет применять однорелейные схемы в сети с малой кратностью токов к. з. Второй исключает применение схемы в сетях, где имеются трансформаторы с соеди­нением обмоток λ/Δ, если при к. з. за ними рассматриваемая защита должна действовать. Третий ограничивает применение однорелейной защиты в сетях, где отказ защиты может отразиться на электроснабжении большого участка сети.

Однорелейная схема находит применение в распределитель­ных сетях 6—10 кВ и для защиты электродвигателей. В сетях 35 кВ и выше из-за указанных недостатков однорелейная схема почти не применяется.

Двухфазная защита с зависимой характеристикой. Токовые цепи этой защиты выполняются так же, как и у защиты с незави­симой характеристикой. Токовое реле имеет зависимую характе­ристику, в качестве него используется реле типа РТ-80 и РТ-90.

Схемы защит аналогичны схемам на рис. 4-5, а и б, за исключением того, что в них отсутствуют реле времени и указательное реле. Все сказанное о двухфазных схемах с неза­висимой характеристикой относится и к схемам с зависимой характеристикой.

Дата добавления: 2014-12-23