Ускорение мтз что это: Ускорение МТЗ (Страница 1) — Релейная защита и автоматика трансформаторов, реакторов и автотрансформаторов — Советы бывалого релейщика – Максимальная токовая защита — Википедия

Содержание

принцип действия, виды, примеры схем

В силу разных причин аварии в электросетях случаются довольно часто. При коротком замыкании губительно действует на все электроприборы сверхток. Если не предпринять защитных мер, то последствием от неуправляемого увеличения тока может стать не только повреждение электроустановок на участке от места аварии до источника питания, но и выведение из строя всей энергосистемы. Во избежание негативных последствий, вызванных авариями, применяются разные схемы электрозащиты:

отсечка;
дифференциально-фазная;
высокоэффективная максимальная токовая защита электрических цепей (МТЗ).

Из перечисленных видов защиты самой распространённой является МТЗ. Этот простой и надёжный способ предотвращения опасных перегрузок линий нашёл широкое повсеместное применение благодаря обеспечению селективности, то есть, обладанию способностью избирательно реагировать на различные ситуации.

Устройство и принцип действия

Конструктивно МТЗ состоят из двух важных узлов: автоматического выключателя и реле времени. Они могут быть объединены в одной конструкции либо размещаться отдельными блоками.

Отличия от токовой отсечки

Из всех видов защиты по надёжности лидирует токовая отсечка. Примером может служить защита бытовой электросети устройствами с применением плавких предохранителей или пакетных автоматов. Метод токовых отсечек гарантирует обесточивания защищаемой цепи в аварийных ситуациях. Но для возобновления подачи электроэнергии необходимо устранить причину отсечения и заменить предохранитель, либо включить автомат.

Недостатком такой системы является то, что отключение может происходить не только вследствие КЗ, но и в результате даже кратковременного превышения параметров по току нагрузки. Кроме того, требуется участие человека для восстановления защиты. Эти недостатки не критичны в бытовой сети, но они неприемлемы при защите разветвлённых линий электропередач.

Благодаря тому, что в конструкциях МТЗ предусмотрены реле времени, задерживающие срабатывание механизмов отсечения, они кратковременно игнорируют перепады напряжений. Кроме того, токовые реле сконструированы таким образом, что они возвращаются в исходное положение после ликвидации причины, вызвавшей размыкание контактов.

Именно эти два фактора кардинально отличают МТЗ от простых токовых отсечек, со всеми их недостатками.

Принцип действия МТЗ

Между узлом задержки и токовым реле существует зависимая связь, благодаря которой отключение происходит не на начальной стадии возрастания тока, а спустя некоторое время после возникновения нештатной ситуации. Данный промежуток времени слишком короткий для того, чтобы величина тока достигла критического уровня, способного навредить защищаемой цепи. Но этого хватает для предотвращения возможных ложных срабатываний защитных устройств.

Принцип действия систем МТЗ напоминает защиту токовой отсечки. Но разница в том, что токовая отсечка мгновенно разрывает цепь, а МТЗ делает это спустя некоторое, наперёд заданное время. Этот промежуток, от момента аварийного возрастания тока до его отсечения, называется выдержкой времени. В зависимости от целей и характера защиты каждая отдельная ступень времени задаётся на основании расчётов.

Наименьшая выдержка времени задаётся на самых удалённых участках линий. По мере приближения МТЗ к источнику тока, временные задержки увеличиваются. Эти величины определяются временем, необходимым для срабатывания защиты и именуются ступенями селективности. Сети, построенные по указанному принципу, образуют зоны действия ступеней селективности.

Такой подход обеспечивает защиту поврежденного участка, но не отключает линию полностью, так как ступени селективности увеличиваются по мере удаления МТЗ от места аварии. Разница величин ступеней позволяет защитным устройствам, находящимся на смежных участках, оставаться в состоянии ожидания до момента восстановления параметров тока. Так как напряжение приходит в норму практически сразу после отсечения зоны с коротким замыканием, то авария не влияет на работу смежных участков.

Примеры использования защиты

МТЗ используют:

с целью локализации и обезвреживания междуфазных КЗ;
для защиты сетей от кратковременных перегрузок;
для обесточивания трансформаторов тока в аварийных ситуациях;
в качестве протектора при запуске мощного, энергозависимого оборудования.

Задержка времени очень полезна при пуске двигателей. Дело в том, что на старте в цепях обмоток наблюдается значительное увеличение пусковых токов, которое системы защиты могут воспринимать как аварийную ситуацию. Благодаря небольшой задержке времени МТЗ игнорирует изменение параметров сети, возникающие при пуске или самозапуске электродвигателей. За короткое время показатели тока приближаются к норме и причина для аварийного отключения устраняется. Таким образом, предотвращается ложное срабатывание.

Пример подключения МТЗ электродвигателя иллюстрирует схема на рисунке 1. На этой схеме реле времени обеспечивает уверенный пуск электромотора до момента реагирования токового реле.

Рисунок 1. МТЗ с выдержкой времени

Аналогично работает задержка времени при кратковременных перегрузках в защищаемой сети, которые не связаны с аварийными КЗ. Отсечка действует лишь в тех случаях, когда на защищаемой линии возникает значительное превышение номинальных значений, которое по времени превосходит величину выдержки.

Для надёжности защиты на практике часто используют схемы двухступенчатой и даже трёхступенчатой защиты участков цепей. Стандартная трёхступенчатая защитная характеристика выглядит следующим образом (Рис. 2):

Рис. 2. Карта селективности стандартной трёхступенчатой защиты

На абсциссе отмечено значения тока, а на оси ординат время задержки в секундах. Кривая в виде гиперболы отображает снижение времени защиты от возрастания перегрузок. При достижении тока отметки 170 А включается отсчёт времени МТЗ. Задержка времени составляет 0,2 с, после чего на отметке 200 А происходит отключение. То есть, разрыв цепи происходит в случае отказа защиты остальных устройств.

Расчет тока срабатывания МТЗ

Стабильность работы и надёжность функционирования максимально-токовой защиты зависит от настройки параметров по току срабатывания. Расчёты должны обеспечивать гарантированное срабатывание реле при авариях, однако на её работу не должны влиять параметры тока нагрузки, а также кратковременные всплески, возникающие в режиме запуска двигателей.

Следует помнить, что слишком чувствительные реле могут вызывать ложные срабатывания. С другой стороны, заниженные параметры срабатывания не могут гарантировать безопасности стабильной работы электроприборов. Поэтому при расчетах уставок необходимо выбирать золотую середину.

Существует формула для расчёта среднего значения тока, на который реагирует электромагнитное реле [ 1 ]:

I_с.з. > I_{н. макс.},

где I_с.з_. – минимальный первичный ток, на который должна реагировать защита, а I_{н. макс}_. – предельное значение тока нагрузки.

Ток возврата реле подбирается таким образом, чтобы его хватило повторного замыкания контактов в отработавшем устройстве. Для его определения используем формулу:

I_вз= k_н.×k_з.×I_{раб. макс}_.

Здесь I_вз– ток возврата, k_н_. – коэффициент надёжности, k_з – коэффициент самозапуска, I_{раб. макс}_.– величина максимального рабочего тока.

Для того чтобы токи возврата и срабатывания максимально приблизить, вводится коэффициент возврата, рассчитываемый по формуле:

k_в = I_вз/ I_с.з_. с учётом которого I_с.з.= k_н.×k_з.×I_{раб. макс}_. / k_в

В идеальном случае k_в = 1, но на практике этот коэффициент всегда меньший за единицу. Чувствительность защиты тем выше, чем выше значение kв.. Отсюда вывод: для повышения чувствительности необходимо подобрать k_в в диапазоне, стремящимся к 1.

Виды максимально-токовых защит

В электрических сетях используют 4 разновидности МТЗ. Их применение диктуется условиями, которые требуется создать для уверенной работы электрооборудования.

МТЗ с независимой от тока выдержкой времени

В таких устройствах выдержка времени не меняется. Для задания уставок периода, достаточного для активации реле с независимыми характеристиками, учитывают ступени селективности. Каждая последующая выдержка (в сторону источника тока) увеличивается от предыдущей на промежуток времени, соответствующий ступени селективности. То есть, при расчётах необходимо соблюдать условия селективности.

МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени

В данной защите процесс задания уставок МТЗ требует более сложных расчётов. Зависимые характеристики, в случаях с индукционными реле, выбирают по стандарту МЭК: t

сз = A / (kⁿ— 1), где A, n – коэффициенты чувствительности, k = I_раб / I_ср — кратность тока.

Из формулы следует, что выдержка времени уже не является константой. Она зависит от нескольких параметров, в т. ч. и от силы тока, попадающего на обмотки реле, причём эта зависимость обратная. Однако выдержка не линейная, её характеристика приближается к гиперболе (рис. 3). Такие МТЗ используют для защиты от опасных перегрузок.

Рисунок 3. Характеристика МТЗ с зависимой выдержкой

МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени

В устройствах данного вида релейных защит совмещено две ступени защиты: зависимая часть с гиперболической характеристикой и независимая. Примечательно, что времятоковая характеристика независимой части является прямой, плавно сопряжённой с гиперболой. При малых кратностях критичных токов характеристика зависимого периода более крутая, а при больших – пологая кривая (применяется для защиты электромоторов большой мощности).

МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения

В данном виде дифференциальной защиты применена комбинация МТЗ с использованием влияния минимального напряжения. В электромеханическом реле произойдёт размыкание контактов только тогда, когда возрастание тока в сети приведёт к падению разницы потенциалов. Если падение превысит нижнюю границу напряжения уставки – это вызовет отработку защиты. Поскольку уставка задана на падение напряжения, то реле не среагирует на резкие скачки тока в сети.

Примеры и описание схем МТЗ

С целью защиты обмоток трансформаторов, а также других элементов сетей с односторонним питанием используются различные схемы.

МТЗ на постоянном оперативном токе.

Особенность данной схемы в том, что управление элементами защиты осуществляется выпрямленным током, который меняет полярность, реагируя на аварийные ситуации. Мониторинг изменения напряжения выполняют интегральные микроэлементы.

Для защиты линий от последствий междуфазных замыканий используют двухфазные схемы на двух, либо на одном токовом реле.

Однорелейная на оперативном токе

В данной защите используется токовое пусковое реле, которое реагирует на изменение разности потенциалов двух фаз. Однорелейная МТЗ реагирует на все межфазные КЗ.

Схема на 1 реле

Преимущества: одно токовое реле и всего два провода для подсоединения.

Недостатки:

сравнительно низкая чувствительность;
недостаточная надёжность – при отказе одного элемента защиты участок цепи остаётся незащищённым.

Однорелейка применяется в распределительных сетях, где напряжение не превышает 10 тыс. В, а также для безопасного запуска электромоторов.

Двухрелейная на оперативном токе

В данной схеме токовые цепи образуют неполную звезду. Двухрелейная МТЗ реагирует на аварийные междуфазные короткие замыкания.

Схема на 2 реле

К недостаткам этой схемы можно отнести ограниченную чувствительность. МТЗ выполненные по двухфазным схемам нашли широкое применение, особенно в сетях, где используется изолированная нейтраль. Но при добавлении промежуточных реле могут работать в сетях с глухозаземлённой нейтралью.

Трехрелейная

Схема очень надёжная. Она предотвращает последствия всех КЗ, реагируя также и на однофазные замыкания. Трехфазные схемы можно применять в случаях с глухозаземлённой нейтралью, вопреки тому, что там возможны ситуации с междуфазными так и однофазными замыканиями.

Из рисунка 4 можно понять схему работы трёхфазной, трёхлинейной МТЗ.

Рисунок 4. Схема трёхфазной трёхрелейной защиты

Схема двухфазного трёхрелейного подключения МТЗ изображена на рисунке 5.

Рис. 5. Схема двухфазного трёхрелейного подключения МТЗ

На схема обозначены:

KA — реле тока;
KT — реле времени;
KL — промежуточное реле;
KH — указательное реле;
YAT — катушка отключения;
SQ — блок контакт, размыкающий цепь;
TA — трансформатор тока.

Видео в дополнение темы

Ускорение действия релейной защиты при АПВ

Ускорение защиты после АПВ

Повторное включение на устойчивое повреждение линии, не имеющей быстродействующей защиты, вредно отражается на работе потребителей, приводит к увеличению размеров повреждения в месте КЗ и усугубляет опасность нарушения устойчивости параллельной работы электростанций. Поэтому перед повторным включением выключателя линии производится ускорение действия ее защиты, т.е. автоматическое снижение или исключение полностью выдержки времени.

Ускорение защиты после АПВ предусматривается директивными материалами не только для линий, не имеющих быстродействующую защиту, но также для линий, имеющих сложные быстродействующие защиты, как мера повышения надежности защиты линии в целом.

На кабельных линиях ускорение защиты после АПВ необходимо применять для предотвращения повреждения кабелей из-за перегрева при длительном прохождении тока.

Рис. 4.1

На рис. 4.1 показана схема выполнения ускорения максимальной токовой защиты после АПВ. Ускоренное действие защиты осуществляется через мгновенный контакт КТ.1 реле времени КТ. Цепь ускоренного действия нормально разомкнута контактом промежуточного реле ускорения KL2.1., которое срабатывает перед повторным включением выключателя и, имея замедление на возврат, держит свой контакт замкнутым в течение 0,7–1 с. Поэтому если повторное включение происходит на устойчивое КЗ, то защита второй раз подействует без выдержки времени по цепи ускорения через контакт реле KL2, в качестве которого обычно используется реле типа РП-252.

Для запуска промежуточного реле ускорения наряду со схемой, показанной на рис. 8., применяется схема, приведенная на рис. 10. При отключении выключателя срабатывает реле KQT и кроме рассмотренных ранее действий замыкает контакт в цепи обмотки реле KL2, которое, сработав, в свою очередь замыкает цепь ускорения. При подаче команды на включение выключателя реле KQT возвращается и снимает плюс с обмотки реле KL2. Однако последнее возвращается не сразу, а с замедлением 0,7–1 с., что является достаточным для срабатывания защиты по цепи ускорения при включении выключателя на устойчивое КЗ.

Для ускорения защиты могут использоваться непосредственно контакты реле KQT. При этом специальное реле KL2 не устанавливается, а в качестве KQT используется замедленное на возврат реле типа РП-252.

Рис. 4.2

Схема, приведенная на рис. 4.2, обеспечивает ускорение защиты при любом включении выключателя, как от АПВ, так и от ключа управления SA, что является её достоинством.

Ускорение защиты до АПВ

Рис. 4.3

Ускорение защиты до АПВ позволяет ускорить отключение КЗ и обеспечить селективную ликвидацию повреждений. В сети, показанной на рис., максимальная токовая защита МТЗ1, установленная на линии w1, по условию селективности должна иметь выдержку времени больше, чем МТЗ2 и МТЗ3 линий w2 и w3.

Одним из способов, обеспечивающих быстрое отключение повреждений на линии w1 без применения сложных защит, является ускорение МТЗ этой линии до АПВ. С этой целью защита МТЗ1 выполняется так, что при возникновении КЗ она первый раз действует без выдержки времени независимо от того, на какой из линий произошло КЗ, а после АПВ действует с нормальной выдержкой времени.

В случае КЗ на линии w1 срабатывает защита МТЗ1 по цепи ускорения и отключает эту линию без выдержки времени. После АПВ, если повреждение устранилось, линия остается в работе; если же повреждение оказалось устойчивым, линия вновь отключится, но уже с выдержкой времени.

При КЗ на линии w2 происходит неселективное отключение линии w1 защитой МТЗ1 по цепи ускорения без выдержки времени. Затем линия w1 действием АПВ включается обратно. Если повреждение на линии w2 оказалось устойчивым, то эта линия отключается своей защитой МТЗ2, а линия w1 остается в работе, так как после АПВ защита МТЗ1 действует с нормальной селективной с МТЗ2 выдержкой времени.

Ускорение защиты до АПВ выполняется аналогично ускорению после АПВ. Пуск реле KL2 при осуществлении защиты до АПВ осуществляется при срабатывании выходного реле АПВ (см. рис. 4.4.). У реле KL2 при этом используется размыкающий контакт. В схеме на рис. 4.4. цепь ускорения будет замкнута до АПВ и разомкнута при действии АПВ на включение выключателя. Реле KL2 при этом будет удерживаться в сработавшем положении до тех пор, пока не отключится КЗ и не разомкнуться контакты реле защиты.

Рис. 4.4.

Дата добавления: 2016-06-15; просмотров: 6388;

Принцип действие МТЗ: разновидности максимально-токовых защит

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.

Реле времени

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

Трехфазная конструкция
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:
T1=tп1+to1+tв1,
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.
Tв2=Т1+tп2+tз,
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

Время действия
Используется формула:
tв(n)=tв(n-1)+t.
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

Схема с одним реле 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

Схема с парой реле
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
Максимальная токовая защита — выбор и принцип действия РЗА
В нормальном режиме по линии, в трансформаторе, двигателе течет рабочий ток, значение которого известно и определяется номинальными параметрами.
Однако, порой возникают аварийные, переходные ситуации, когда происходят перерывы питания, вследствие коротких замыканий, самозапуска, перегрузок. Значение тока повышается до величины, которая может привести к нарушению работоспособности электрической сети, выхода из строя электрооборудования.
Чтобы не происходило подобных аварий, необходимо на этапе проектирования предусмотреть методы защиты от переходных токов. Для этого служит релейная защита, а в частности защита от токов короткого замыкания — максимальная токовая защита. Эта защита также относится к токовым, как и токовая отсечка.
На линиях с односторонним питанием МТЗ устанавливается в начале линии со стороны источника питания. Так как сеть может состоять из нескольких линий, то на каждой из них ставят свой комплект защит. При повреждении на одном из участков линии сработает защита этого участка и отключит линию. Защиты других линий отстроены по времени, таким образом соблюдается селективность. Они отключатся, не успев сработать. Время срабатывания увеличивается в направлении от потребителя к системе.
На линиях с двухсторонним питанием защита МТЗ является дополнительной и достижение селективности одними лишь средствами выдержки времени является невозможным. Поэтому в таких сетях применяются направленные защиты.
Классификация МТЗ
Максимальные токовые защиты классифицируются на трехфазные и двухфазные (в зависимости от схемы исполнения), в зависимости от способа питания (с постоянным или переменным опертоком), защиты с зависимой и независимой характеристикой.
Принцип действия максимальной токовой защиты
При достижении током величины уставки подается сигнал на срабатывание реле времени с заданной выдержкой времени. Затем после реле времени сигнал идет на промежуточное реле, которое мгновенно отправляет ток в цепь отключения выключателя.
У зависимых защит выдержка времени задается уставкой на реле, у независимых — выдержка зависит от величины тока. Зависимые защиты проще отстраивать и согласовывать.
Схема защиты МТЗ
На рисунке выше приведена схема максимальной токовой защиты — токовые цепи и цепи управления.
Параметры и расчет максимальной токовой защиты
МТЗ не может совмещать в себе функцию защиты от перегрузки, так как действие МТЗ должно происходить по возможности быстрее, а защита от перегрузки должна действовать, не отключая допустимые кратковременные токи перегрузки или пусковые токи при самозапуске электродвигателей.
То есть первое условие выбора МТЗ — отстройка от максимального рабочего тока нагрузки

После срабатывания защиты реле должно вернуться в рабочее положения. Ток возврата должен быть больше максимального рабочего тока, с учетом самозапуска, после предотвращения нарушения снабжения

Ток срабатывания защиты равен коэффициенту запаса отнесенный к коэффициенту возврата и умноженный на коэффициент запуска и максимальный рабочий ток

Ток срабатывания реле зависит от коэффициента схемы (зависит от реле), тока срабатывания защиты отнесенных к коэффициенту трансформатора тока

Чувствительность защиты определяется отношением минимального тока короткого замыкания в конце зоны защиты к току срабатывания защиты

Ступень времени для согласования выдежек времени зависит от выдержки времени соседней защиты, погрешности замедления реле времени соседней защиты, времени отключения выключателя соседней защиты. Для защит с независимой выдержкой времени это время может быть 0,4-0,5с, для защит с зависимой — 0,6-1с

К достоинствам МТЗ относится их простота и наглядность, надежность, невысокая стоимость. К недостаткам можно отнести большие выдержки времени вблизи источников питания, хотя именно там токи короткого замыкания должны отключаться быстро.
Максимальная токовая защита является основной в сетях до 10кВ, однако, применение она нашла и в сетях выше 10кВ.
Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями
Последние статьи
Самое популярное

Успешное ускорение МТЗ фиксируется как несанкц.отключение (Сириус-2В) (Страница 1) — Релейная защита среднего напряжения — Советы бывалого релейщика
Стадия наладки.
При опробовании автоматического ускорения МТЗ, выключатель (ВВСТ-35 с пружинным приводом) успешно отключается от ускорения. Фиксируется сообщение «Ускорение МТЗ» на экранах Сириус-2В, Сириус-2С. Далее как только заведутся пружины привода, замкнувшийся контакт готовности пружин привода подаёт напряжение на вход РПО и терминалы воспринимают это как новое событие и сразу фиксируется сообщение «Несанкционированное отключение». Заходим в раздел меню «Срабатывания» последнее событие-Несанкционированное отключение (без всяких времён), предпоследнее событие-«Отключение от ускорения МТЗ» (с временем защиты 0,5 секунды, с временем отключения примерно 12,13 секунд-это время завода пружин привода, т.е. время подачи напряжения на вход РПО). Контакт пружин привода заведён в цепь РПО для контроля готовности привода к включению. Нет контроля включенного положения автоматического выключателя питания двигателя завода пружин привода.
Внимание! Проделываем то же самое на терминалах Сириус-ДЗ-35 с теми же выключателями- всё нормально. Схемы управления одинаковые!
В руководствах на Сириус сказано следующее:
Несанкционированное отключение определяется по факту появления сигнала на входе РПО, если перед этим не срабатывало реле «Откл.»
Что делать ?
Оперативный персонал замешкается однозначно и 100% выдаст диспетчеру неверную информацию. Оперативники никогда не научатся просматривать журнал событий (журнал Срабатываний)
Впереди первое включение секций шин на холостую, если будут К.З. на секциях и тут такая информация некорректная. Ключ управления выключателем и терминалы находятся в разных помещениях. Да согласен есть светодиод «Аварийное отключение» и табло «Неисправность такого то присоединения», но кто на них обратит внимание ????
Прошу подсказать!
Ускорение действия релейной защиты при АПВ — МегаЛекции

Ускорение защиты после АПВ
Повторное включение на устойчивое повреждение линии, не имеющей быстродействующей защиты, вредно отражается на работе потребителей, приводит к увеличению размеров повреждения в месте КЗ и усугубляет опасность нарушения устойчивости параллельной работы электростанций. Поэтому перед повторным включением выключателя линии производится ускорение действия ее защиты, т.е. автоматическое снижение или исключение полностью выдержки времени.
Ускорение защиты после АПВ предусматривается директивными материалами не только для линий, не имеющих быстродействующую защиту, но также для линий, имеющих сложные быстродействующие защиты, как мера повышения надежности защиты линии в целом.
На кабельных линиях ускорение защиты после АПВ необходимо применять для предотвращения повреждения кабелей из-за перегрева при длительном прохождении тока.
На рис. 1.10 показана схема выполнения ускорения максимальной токовой защиты после АПВ. При первом КЗ (до АПВ) выходное реле KL работает с выдержкой времени, которую задает реле времени КТ своим замыкающимся контактом КТ.2. Цепь ускоренного действия нормально разомкнута контактом промежуточного реле ускорения KL2.1 (см. рис.1.6). Во время АПВ контакт KL1.2 запитывает промежуточное реле KL2, которое своим контактом KL2.1 создает цепь ускорения. Контакт KL2.1 имеет замедление на возврат 0,7–1 с. При втором КЗ (во время АПВ) выходное реле KL будет запущено без выдержки времени от реле времени КТ проскальзывающим контактом КТ.1. В качестве KL2 обычно используется реле типа РП-252.
Для запуска промежуточного реле ускорения наряду со схемой, показанной на рис. 1.6, применяется схема, приведенная на рис. 1.11. При отключении выключателя срабатывает реле KQT и кроме рассмотренных ранее действий замыкает контакт в цепи обмотки реле KL2, которое, сработав, в свою очередь замыкает цепь ускорения. При подаче команды на включение выключателя реле KQT возвращается и снимает плюс с обмотки реле KL2. Однако последнее возвращается не сразу, а с замедлением 0,7–1 с., что является достаточным для срабатывания защиты по цепи ускорения при включении выключателя на устойчивое КЗ.

Рис. 1.10. Схема выполнения ускорения максимальной токовой защиты после АПВ.
Рис. 1.11. Схема запуска промежуточного реле ускорения.

Для ускорения защиты могут использоваться непосредственно контакты реле KQT. При этом специальное реле KL2 не устанавливается, а в качестве KQT используется замедленное на возврат реле типа РП-252.
Схема, приведенная на рис. 1.11, обеспечивает ускорение защиты при любом включении выключателя, как от АПВ, так и от ключа управления SA, что является её достоинством.

Ускорение защиты до АПВ
Ускорение защиты до АПВ позволяет ускорить отключение КЗ и обеспечить селективную ликвидацию повреждений. В сети, показанной на рис. 1.12, максимальная токовая защита МТЗ1, установленная на линии W1, по условию селективности должна иметь выдержку времени больше, чем МТЗ2 и МТЗ3 линий W2 и W3.
Рис. 1.12. Использование ускорения защиты до АПВ.
Одним из способов, обеспечивающих быстрое отключение повреждений на линии W1 без применения сложных защит, является ускорение МТЗ этой линии до АПВ. С этой целью защита МТЗ1 выполняется так, что при возникновении КЗ она первый раз действует без выдержки времени независимо от того, на какой из линий произошло КЗ, а после АПВ действует с нормальной выдержкой времени.
В случае КЗ на линии W1 срабатывает защита МТЗ1 по цепи ускорения и отключает эту линию без выдержки времени. После АПВ, если повреждение устранилось, линия остается в работе; если же повреждение оказалось устойчивым, линия вновь отключится, но уже с выдержкой времени.
При КЗ на линии W2 происходит неселективное отключение линии W1 защитой МТЗ1 по цепи ускорения без выдержки времени. Затем линия W1 действием АПВ включается обратно. Если повреждение на линии W2 оказалось устойчивым, то эта линия отключается своей защитой МТЗ2, а линия W1 остается в работе, так как после АПВ защита МТЗ1 действует с нормальной селективной с МТЗ2 выдержкой времени.
Ускорение защиты до АПВ выполняется аналогично ускорению после АПВ. Пуск реле KL2 при осуществлении ускорения защиты до АПВ осуществляется при срабатывании выходного реле АПВ KL1 (рис. 1.6, 1.13). У реле KL2 при этом используется размыкающий контакт KL2.2 (рис. 1.13). Цепь ускорения будет замкнута до АПВ и разомкнута при действии АПВ на включение выключателя. Реле KL2 при этом будет удерживаться в сработавшем положении до тех пор, пока не отключится КЗ и не разомкнутся контакты реле защиты.
Рис. 1.13. Схема защиты с ускорением до АПВ.

Поочередное АПВ

При поочередном АПВ ускорение защиты до АПВ вводится на всех последовательных участках (см. рис. 1.12) и после включения выключателей реле ускорения остается подтянутыми, обеспечивая ускорение защиты и после включения выключателя от АПВ. Затем ускорение выводится. АПВ последующего участка имеет выдержку большую, чем время АПВ t_АПВ1 и время t_KL₂, в течение которого вводится ускорение на предыдущем участке.

t_АПВ2^{= t_АПВ1 + t_KL₂ + t_зап;}

t_АПВ₃^{= t_АПВ₂ + t_KL₂ + t_зап;}

Ускорение защиты вводится снова через время работы АПВ и возврата реле ускорения последнего участка.

t_ВВрпу^{= t_АПВ3 + t_KL₂ + t_зап;}

Рассмотрим варианты КЗ, см. схему рис. 1.12.
Неуспешное КЗ на W3:
1) работают ускоренные МТ31, МТ32, МТЗ3 и отключают свои выключатели;
2) включается от АПВ и с введенным ускорением МТ31 В1;
3) поскольку КЗ нет, выключатель В1 остается включенным, а ускорение МТ31 выводится;
4) включается от АПВ и с введенным ускорением МТ32 В2;
5) поскольку КЗ нет, выключатель В2 остается включенным а ускорение МТ32 выводится;
6) включается от АПВ и со введенным ускорением МТЗ3 В3;
7) возникшее КЗ отключается ускоренной защитой МТЗ3;
8) вводится обратно ускорение защиты МТ31 и МТ32.
Неуспешное КЗ на W2:
1) работают ускоренные МТ31, МТ32 и отключают свои выключатели;
2) включается от АПВ и с введенным ускорением МТ31 В1;
3) поскольку КЗ нет, выключатель В1 остается включенным, а ускорение МТ31 выводится;
4) включается от АПВ и с введенным ускорением МТ32 В2;
5) возникшее КЗ отключается ускоренной защитой МТ32;
6) вводится обратно ускорение защиты МТ31.
Неуспешное КЗ на W1:
1) Работает ускоренная МТ31, и отключает В1;
2) включается от АПВ и со введенным ускорением МТ31 В1;
3) возникшее КЗ отключается ускоренной защитой МТ31.
В данном случае все короткие замыкания отключаются без выдержки времени, однако сильно затягивается бестоковая пауза АПВ. Подобные схемы применяются на неответственных линиях отходящих от электростанций, где требуется быстродействующее отключение всех отходящих линий.
Для выполнения такой схемы достаточно добавить в схему, представленную на рис. 1.11, реле времени, см. рис. 1.14.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
Тест «25 убойных вопросов по МТЗ»
Перед вами тест по релейной защите.
В этот раз — на знание принципов выбора уставок и реализации максимальной токовой защиты (МТЗ).
В этом тесте не будет формул и значений расчетных коэффициентов. Здесь вообще не будет цифр (ну, почти). Пришла пора проверить ваши базовые знания!
Хорошенько выспитесь и отключите мобильные телефоны. Отложите книги и учебники — они вам не помогут! Только суть, только хардкор!
Правила простые:
25 вопросов, правильный вариант ответа только один, вопросы идут по нарастающей сложности…
Если набираете меньше 80%, то пишите в комментариях фразу
«Я думал, что знаю МТЗ, а оно вон как вышло…».
Ну, а если набираете 80% и более правильных ответов, то пишете в комментах фразу
«Сражался и победил! Мой рейтинг — …»,
и делитесь этим тестом в соцсетях, чтобы о ваших достижениях узнали коллеги, работодатели и Меган Фокс.
Все мы знаем, что бывает с Меган, когда она встречает настоящего релейщика.
А, что с ней такое происходит?

Подумайте, прежде, чем на такое решиться! Назад дороги не будет)
P.S. Если захотите получить пояснения к ответам, то скачайте файл по ссылке в конце этой статьи. Удачной проверки знаний!

25 убойных вопросов по МТЗ

Пожалуйста, подождите пока страница загрузится полностью.
Если эта надпись не исчезает долгое время, попробуйте обновить страницу. Этот тест использует javascript. Пожалуйста, влкючите javascript в вашем браузере.
If loading fails, click here to try again

Поздравляем! Вы прошли тест 25 убойных вопросов по МТЗ. Ваш показатель %%SCORE%% из %%TOTAL%%. Ваш ранг %%RATING%%
Ваши ответы выделены серым.
Количество оставшихся вопросов: 25.

Для того, чтобы получить ответы к тесту подпишитесь на нашу рассылку
Политика конфиденциальности сайта Проект «РЗА»

принцип действия, виды, примеры схем