Параметры срабатывания мтз с пуском по напряжению

Максимальная токовая защита с пуском по напряжению

В ряде случаев не удается выполнить достаточно чувствительную защиту только по току, особенно на подстанциях, питающих двигательную нагрузку. Для повышения чувствительности можно применить защиту с блокировкой по напряжению.

Функциональная схема МТЗ с дополнительным органом напряжения показана на рис. 5.11. Измерительный орган напряжения выполняется при помощи реле минимального напряжения KV и действует совместно с реле KA измерительного органа тока по логической схеме «И» на пуск реле времени КТ.

Рис. 5.11. Функциональная схема МТЗ с пуском по напряжению.

Во время КЗ, когда возрастает ток и уменьшается напряжение, срабатывают оба измерительных органа (и тока, и напряжения) и с заданной выдержкой времени МТЗ действует на электромагнит отключения YAT через указательное реле КН и блок-контакт выключателя SQ. Если же в результате перегрузки защищаемого элемента токовое реле КА срабатывает, исполнительный орган напряжения блокирует действие МТЗ, поскольку реле напряжения KV не срабатывает. Недействие реле напряжения при перегрузке обеспечивается выбором такой уставки, чтобы оно не срабатывало при минимальном рабочем напряжении.

Измерительный орган напряжения может быть выполнен с тремя реле, включенными на междуфазные напряжения (рис. 5.12.а). Такая схема обеспечивает надежное срабатывание органа напряжения при любом виде междуфазных КЗ, поскольку при этом снижается хотя бы одно из междуфазных напряжений.

а)	б)

Рис. 5.12. Схемы цепей напряжения пускового органа.

Во втором варианте (рис. 5.12.б) измерительный орган выполняется комбинированным из двух реле напряжения KV 1, KV 2. Реле максимального напряжения KV 2, включенное через фильтр напряжения обратной последовательности ZV 2, служит для пуска МТЗ при несимметричных КЗ. Реле минимального напряжения KV 1, включенное через размыкающий контакт KV 2, предназначено для действия при трехфазных КЗ. Такая схема измерительного органа напряжения по сравнению с первым вариантом (рис. 5.12.а) обеспечивает более высокую чувствительность как при несимметричных, так и при симметричных КЗ.

Первичный ток срабатывания МТЗ с пуском по напряжению определяется по условию отстройки от номинального тока I _ном трансформатора:

.

Уставка срабатывания реле минимального напряжения выбирается исходя из следующих условий:

возврата после отключения внешнего КЗ

отстройки от остаточного напряжения самозапуска после действия АПВ или АВР

, где:

– междуфазное напряжение в месте установки МТЗ в условиях самозапуска после отключения внешнего КЗ, может быть принято равным ;

– междуфазное напряжение в месте установки МТЗ в условиях самозапуска после действия АПВ или АВР заторможенных электродвигателей, может быть принято равным ;

– коэффициент отстройки, равный 1,2;

– коэффициент возврата, равный 1,1.

Напряжение обратной последовательности срабатывания реле KV 2 комбинированного исполнительного органа напряжения (рис. 5.12.б) отстраивается от напряжения небаланса фильтра ZV 2:

.

Чувствительность для токового реле определяется по вышеуказанной формуле; для реле минимального напряжения по формуле:

, где:

– первичное значение междуфазного напряжения в месте установки МТЗ при металлическом трехфазном КЗ между фазами в расчетной точке в режиме, обусловливающем максимальное значение этого напряжения.

Для выполнения защиты двухобмоточного трансформатора вполне достаточно установки на обеих сторонах двухэлементной токовой защиты. При этом для защиты трансформатора со схемой соединения Y/∆, реле на стороне ВН должны быть включены на три ТТ собранные по схеме треугольника. Отсечка стороны НН может использоваться в качестве логической защиты шин. Максимальная защита используется в качестве максимальной защиты ввода, а дополнительный токовый орган блокирует логическую дифзащиту трансформатора стороны ВН.

Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 2988 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Объявления

Если вы интересуетесь релейной защитой и реле, то подписывайтесь на мой канал

МТЗ с пуском по напряжению

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 4

1 Тема от stabiloboss12 2021-03-28 17:37:41 (2021-03-28 17:41:28 отредактировано stabiloboss12)

• stabiloboss12
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2021-02-28
• Сообщений: 3
• Репутация : [ 0 | 0 ]

Тема: МТЗ с пуском по напряжению

Здравствуйте. Почему то очень мало информации в поисковике про МТЗ с пуском по напряжению, не там ищу ,видимо, смог найти только, то что может быть дополнительно к току, чтобы сделать более чуствительным МТЗ.

Почему при выборе уставки по току для максимальной токовой защиты с пуском по напряжению не учитывают коэффициент запуска двигательной нагрузки?

Как влияет наличие пусковых органов напряжения в схеме защиты на ее чувствительность?
Повышается коэффициент чувствительности защиты, так как в этом случае при расчете тока срабатывания защиты не учитывается коэффициент запуска двигательной нагрузки.

Назовите основные достоинства и недостатки максимальной токовой защиты с пуском по напряжению?
«-» не среагирует на резкий скачки тока в сети

Как повлияет обрыв в измерительных цепях напряжения на селективность действия защиты?

2 Ответ от High_Voltage 2021-03-28 18:35:55

• 
• High_Voltage
• Пользователь
• Неактивен

• Откуда: ХМАО-Югра
• Зарегистрирован: 2014-03-07
• Сообщений: 1,275
• Репутация : [ 1 | 0 ]

Re: МТЗ с пуском по напряжению

Как повлияет обрыв в измерительных цепях напряжения на селективность действия защиты?

Возможна неправильная работа, т.к. одно из условий (снижение напряжения) будет уже выполнено

3 Ответ от retriever 2021-03-28 20:46:30 (2021-03-28 20:47:46 отредактировано retriever)

• retriever
• Пользователь
• Неактивен

• Зарегистрирован: 2012-11-26
• Сообщений: 2,566
• Репутация : [ 12 | 0 ]

Re: МТЗ с пуском по напряжению

Отсюда Iэкв.уст=(E-Uуст)/Zs
Т.е. МТЗ с пуском по напряжению — это как бы МТЗ, отстроенная не от самозапуска всей нагрузки, которая есть, а только от самозапуска той ее части, которая не вызывает снижение напряжения ниже Uуст=6000. 7000 В.
У части нагрузки делается ЗМН, при снижении напряжения ниже уставки ЗМН она отваливается и больше в самозапуске не участвует.

Т.е. можно уставку по напряжению условно пересчитать в ток и сделать просто МТЗ с такой уставкой, будет то же самое. Чувствительность у нее будет, естественно, больше, чем у МТЗ, отстроенное от самозапуска всего.

Единственное — Zs и E могут быть известны не очень точно, поэтому когда уставка напряжением, то можно ее более четко увязать с ЗМН.

И второе — если Zs мало, то при КЗ в конце зоны защиты напряжение почти не падает (т.е. как бы допустимый ток самозапуска очень большой), и тогда МТЗ нужно отстраивать от самозапуска всего по току, как обычно.

Обычно МТЗ с пуском по напряжению делается для защиты трансформаторов (напряжение берется всегда с низкой стороны, чтобы в Zs вошло довольно большое сопротивление трансформатора) и для защиты генераторов (у генераторов сопротивление очень большое).
Для защиты просто отходящей линии обычно ток самозапуска этой линии мал по сравнению с предельно возможным Iэкв.уст=(E-Uуст)/Zs, поэтому там пуск по напряжению применять бесполезно.

Почему при выборе уставки по току для максимальной токовой защиты с пуском по напряжению не учитывают коэффициент запуска двигательной нагрузки?

МТЗ с пуском по напряжению, наверное, правильнее наоборот, назвать «Защита по напряжению с блокировкой по току». Пусковой орган по току там вспомогательный и служит не для выявления КЗ как такового (КЗ выявляется по напряжению)

1) Напряжение может быть ноль необязательно из-за КЗ, нет питания — тоже напряжение ноль.
Чтобы защита не отваливала фидер, если нет питания сверху, делается пуск по току. Если есть какой-то ток через фидер, то это явно не пропажа питания. Для проверки наличия питания достаточно фиксации какого-то небольшого тока, формально для такого даже от нагрузки необязательно отстраиваться.

2) Также пусковой орган по току работает как БНН. Если обрыв в цепях напряжения, то пусковой орган по току, отстроенный от нагрузки, не даст ложно сработать защите прямо сразу, будет какое-то время про запас.

3) Пусковой орган по току может служить для согласования с другими защитами (либо он сам согласуется, либо с ним).

Источник

Максимальная токовая защита: 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

• 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 ]:

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:

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 / (k n — 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.

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.

• 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.

Источник