Токовые отсечки. 
ООО "Коммунальные технологии" ОСП "Новочебоксарские электрические сети"

Отсечка является разновидностью токовой защиты, позволяющей обеспечить быстрое отключение к. з. Токовые отсечки подразделяются на отсечки мгновенного действия и отсечки с выдержкой времени (около 0,3 — 0,6 с).

Селективность действия токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы так, чтобы отсечка не действовала при к. з. на смежных участках сети, защита которых имеет выдержку времени, равную или больше, чем отсечка. Для этого ток срабатывания отсечки должен быть больше максимального тока к. з., проходящего через защиту при повреждении в конце участка, за пределами которого отсечка не должна работать. Такой способ ограничения зоны действия основан на том, что ток к. з. зависит от величины сопротивления до места повреждения.

При удалении точки к. з. от источника питания или от места расположения защиты сопротивление растет, а ток к. з. соответственно уменьшается.

Если по условиям селективности отсечка не должна действовать при к. з. за точкой М, то для обеспечения этого условия необходимо выбрать Тогда при к. з. за точкой М отсечка не будет действовать, а при повреждении в пределах участка AM — будет работать на той части линии AN, где .

Таким образом, зона действия защиты, с током срабатывания, охватывает только часть линии AN и не выходит за пределы участка AM.

Токовые отсечки применяются как в радиальной сети с односторонним питанием, так и в сети, имеющей двустороннее питание. Для обеспечения расчетной зоны действия отсечки трансформаторы тока, питающие ее цепи, должны работать при токе срабатывания отсечки (т. е. при) с погрешностью е или .

В сети с изолированной нейтралью или заземленной через большое сопротивление применяются двухфазные схемы, подобные схемам максимальной токовой защиты.

Так же как и максимальные защиты, отсечки выполняются на постоянном и переменном оперативном токе, а также с помощью реле прямого. Схемы отсечек с выдержкой времени полностью совпадают со схемами максимальных защит с независимой выдержкой времени. Схемы отсечек без выдержки времени отличаются от схем максимальной защиты отсутствием реле времени.

Отсечки мгновенного действия на линиях с односторонним питанием По условию селективности с защитами остальной сети отсечка без выдержки времени (с t_з = 0) не должна работать за пределами защищаемой линии. Ток срабатывания мгновенной отсечки должен удовлетворять условию (5−2) при к. з. в конце защищаемой линии АВ, т. е. в точке М. В соответствии с этим принимается, что где I_к.макс — максимальный ток к. з. в фазе линии при к. з. на шинах подстанции; k_н — коэффициент надежности, учитывающий погрешность в расчете тока к. з. I_к.макс и погрешность в токе срабатывания реле. Ток к. з. I_к.макс рассчитывается для таких режимов работы системы и видах повреждений, при которых он оказывается наибольшим. Поскольку собственное время действия отсечки равно 0,02 — 0,01 с, то ток I_к.макс рассчитывается для начального момента времени (t = 0) и принимается равным действующему значению периодической составляющей. При расчете тока к. з. генераторы замещаются сверхпереходным сопротивлением.

В схемах отсечки, где токовые реле действуют непосредственно на отключение без промежуточного реле, время действия отсечки может достигать одного периода (т. е. 0,02 с). В этом случае следует учитывать апериодическую составляющую тока к. з., умножая ток I_к.макс на коэффициент k_а = 1,6 — 1,8. У отсечек для защиты линий с токовыми реле типа РТ коэффициент надежности k_н = 1,2 — 1,3.

Правила устройства электроустановок рекомендуют применять отсечку, если ее зона действия охватывает не меньше 20% защищаемой линии. Вследствие простоты отсечки она применяется в качестве дополнительной защиты при зоне действия, меньшей 20%, если основная защита линии имеет мертвую зону.

Время действия мгновенной отсечки складывается из времени срабатывания токовых и промежуточного реле. При быстродействующих промежуточных реле (0,02 с) отсечка срабатывает в течение времени t3 = 0,04 — 0,06 с. Промежуточное реле облегчает работу контактов токовых реле и позволяет не учитывать апериодическую составляющую тока к. з., поскольку последняя затухает очень быстро (за 0,02 — 0,03 с).

На линиях, защищенных от перенапряжений трубчатыми разрядниками, отсечка может срабатывать при их действии. Время работы разрядников составляет около 0,01 — 0,02 с. При каскадном действии разрядников оно увеличивается до 0,04 — 0,06 с. Применением промежуточного реле с временем действия t = 0,06 — 0,08 с удается отстроить отсечку от работы разрядников.

Отсечки с выдержкой времени Мгновенная отсечка защищает только часть линии, чтобы выполнить защиту всей линии с минимальным временем действия, применяется отсечка с выдержкой времени. Зона и время действия такой отсечки 1 согласуются с зоной и временем действия мгновенной отсечки 2 так, чтобы была обеспечена селективность.

Для выполнения этих условий время действия защиты tз1 отсечки 1 выбирается на ступень Дt больше t_з2 отсечки 2:

Практически в зависимости от точности реле времени отсечки 1 t_з = 0,3 — 0,6 с.

Зоны действия отсечек 1 и 2 согласуются между собой при условии, что зона действия отсечки 1 должна быть короче зоны работы отсечки 2.

В сети с односторонним питанием ток, проходящий через защиты 1 и 2 при к. з. на линии JI2 (точка К), одинаков. Поэтому согласование зон действия защит 1 и 2 можно обеспечить, выбрав.

При таком соотношении токов срабатывания защит отсечка 1 не будет действовать, если ток к. з. недостаточен для действия отсечки 2.

Схемы отсечки с выдержкой времени выполняются так же, как и схемы максимальных защит с независимой характеристикой. Токовая отсечка с выдержкой времени охватывает полностью защищаемую линию и частично следующий участок. Токовые отсечки мгновенного действия являются самой простой защитой. Быстрота их действия в сочетании с простотой схемы и обслуживания составляет весьма важное преимущество этих защит. Недостатками мгновенной отсечки являются: неполный охват зоной действия защищаемой линии и непостоянство зоны действия под влиянием сопротивлений в месте повреждения и изменений режима системы, однако последнее не оказывает существенного влияния в мощных энергосистемах.

Отсечка с выдержкой времени позволяет обеспечить достаточно быстрое (t_з? 0,5 с) отключение повреждений на защищаемой линии. Сочетание отсечек и максимальной защиты позволяет получить трехступенчатую защиту, которая во многих случаях успешно заменяет более сложные защиты.