Схемы защиты

По способу питания оперативных цепей МТЗ делятся на РЗ с постоянным и переменным оперативным током.

На рис. 2.3 представлена структурная схема трехфазной МТЗ с независимой от тока выдержкой времени, характеризующая общие принципы выполнения МТЗ при любой используемой элементной базе.

Рис. 2.3. Структурная схема трехфазной МТЗ

Измерительная часть МТЗ 1 состоит из измерительных органов (ИО) – токовых реле KA мгновенного действия. В трехфазной схеме ИО предусматриваются на каждой фазе, они питаются вторичными токами соответствующих фаз трансформаторов тока (ТТ), соединенных по схеме полной звезды.

Логическая часть 2 состоит из логического элемента ИЛИ, органа времени KT, создающего выдержку времени Δ t, указательного (сигнального) реле KH.

Исполнительный орган 3, выполняемый посредством выходного промежуточного реле KL, срабатывая, передает команду на отключение выключателя Q. Исполнительный орган должен обладать мощным выходным сигналом, достаточным для приведения в действия электромагнита отключения (ЭО) YAT привода выключателя.

При возникновении повреждения на защищаемой линии срабатывают токовые реле тех фаз, по которым проходит ток КЗ. При этом у реле замыкаются контакты. Сработавшие ИО воздействуют через логический элемент ИЛИ на орган времени KT, который по истечении заданной выдержки времени выдает сигнал, приводящий в действие исполнительный орган KL. Последний срабатывает и подает напряжение от источника оперативного тока в ЭО выключателя YAT. После отключения повреждения ток КЗ прекращается, ИО и все элементы РЗ возвращаются в исходное состояние. Для успешного размыкания тока, проходящего по ЭО (YAT), контактами промежуточного реле KL после отключения КЗ в цепи выключателя предусматривается блокировочный вспомогательный контакт SQ, положение которого совпадает с положением выключателя. При включенном выключателе контакт SQ замкнут и размыкается при отключении выключателя Q, разрывая цепь тока ЭО выключателя YAT.

На рис. 2.4 приведена принципиальная схема трехфазной МТЗ, выполненной на электромеханических реле. Построение схемы и все ее элементы соответствуют структурной схеме, представленной на рис. 2.3.

Защита, выполненная по предложенной схеме, действует при всех видах КЗ. В случае недостаточного значения тока при К ⁽¹⁾ в нулевой провод включается реле тока КА ₀, чувствительность которого выше, челе у реле КА в фазах. Контакты реле КА соединяются по схеме ИЛИ. Питание оперативных цепей защиты осуществляется постоянным током с шин управления (ШУ) через свои предохранители, а ЭО от других предохранителей.

Рис. 2.4. Принципиальная схема защиты трехфазной МТЗ:

а) – токовые цепи, б) – оперативные цепи защиты

В случае, когда МТЗ должна действовать только при междуфазных КЗ, применяются двухфазные схемы с двумя или одним токовым реле. В этом случае, токовые цепи МТЗ выполняются по схеме неполной звезды (рис. 2.5). Достоинством двухрелейной схемы является то, что она, реагируя на все междуфазные КЗ, экономичнее трехфазной схемы (два ТТ и два реле вместо трех).

К недостаткам двухфазной схемы с двумя реле можно отнести ее меньшую чувствительность (по сравнению с трехфазной схемой) при двухфазных КЗ за трансформатором с соединением обмоток Y/Δ. При необходимости чувствительность двухфазной схемы можно повысить, установив третье токовое реле в общем проводе токовых цепей. В этом проводе будет протекать геометрическая сумма токов двух фаз, питающих схему, равная току третье (отсутствующей на схеме) фазы В. С дополнительным реле двухфазная схема становится по чувствительности равноценной трехфазной.

Рис. 2.5. Двухфазная схема МТЗ: а) токовые цепи, б) – оперативные цепи защиты

МТЗ можно организовать и с помощью одного реле тока, которое включается на разность токов двух фаз I _р = I _а – I _с и реагирует на все случаи междуфазных КЗ (рис. 2.6).

К недостаткам однорелейной схемы МТЗ следует отнести меньшую чувствительность по сравнению с двухрелейной схемой при КЗ между фазами АВ и ВС, и недействие МТЗ при одном из трех возможных случаев двухфазного КЗ за трансформатором с соединением обмоток Y/Δ, когда I _р = I _а – I _с = 0.

Рис. 2.6. Однорелейная схема МТЗ: а) токовые цепи, б) – оперативные цепи защиты

2.3. ВЫБОР УСТАВОК ДЕЙСТВИЯ ЗАЩИТЫ