Максимальные токовые защиты. Назначения. Выбор параметров срабатывания. Оценка чувствительности. Достоинства и недостатки. Область применения.

Максимальная токовая защита (МТЗ)

Максимальная токовая защита – это защита, ток срабатывания которой выбирается больше максимальных рабочих токов.

Максимальная токовая защита, предназначенная для ближнего и дальнего резервирования. Под ближним резервированием понимают действие этой защиты на отключение при отказе первой и второй ступеней своего комплекта защиты, если КЗ произошло на защищаемой линии, т.е. резервирует отказавшие защиты. Под дальним резервированием понимают действие этой защиты в конце смежного участка и за понижающим трансформатором своего участка.

           Ближнее и дальнее резервирование защит повышает надежность, как самой релейной защиты, так и электрической системы в целом.

           Так эта защита должна чувствовать КЗ не только на своем участке, но и в конце смежного участка, то ее ток срабатывания отстраивается не от токов в режимах КЗ, а от токов нормальных рабочих режимов, которые по величине гораздо меньше токов КЗ. Это позволяет сделать МТЗ гораздо чувствительнее отсечек, но быстродействие при этом превалирует у токовых отсечек. За расчетное значение тока срабатывания принимается большее значение.

           Селективность МТЗ обеспечивается соответствующим выбором ее выдержки времени, которая нарастает по мере приближения к источнику питания.

Ток срабатывания защиты:

Защита должна надежно срабатывать при повреждениях, но не должна действовать при максимальных токах нагрузки и её кратковременных толчках (например, запуск двигателей).

– Слишком чувствительная защита может привести к неоправданным отключениям.

– Главная задача при выборе тока срабатывания состоит в надежной отстройке защиты от токов нагрузки

1. Ток срабатывания защиты (наименьший первичный ток в фазе линии, необходимый для действия защиты)  должен быть больше максимального рабочего тока нагрузки .

2. Токовые реле, сработавшие при внешнем КЗ, должны надежно возвращаться в исходное положение после отключения КЗ и снижения тока до максимального тока нагрузки, чтобы избежать неправильного отключения поврежденной линии. Поэтому ток возврата реле должен быть больше тока нагрузки линии, проходящего через защиту после отключения линии.

Этот ток в первый момент времени после отключения КЗ имеет повышенное значение из-за пусковых токов электродвигателей. АД, во время КЗ тормозятся вследствие возникающего при КЗ понижении напряжения. После отключения КЗ напряжение восстанавливается и все оставшиеся
в работе электродвигатели самозапускаются, потребляя повышенный пусковой ток. Этот ток  постепенно затухает, и в линии устанавливается рабочий ток, который в худшем случае может иметь
максимальное значение . Увеличение , вызванное самозапуском двигателей, оценивается коэффициентом самозапуска . Учет самозапуска является обязательным. Тогда: .

Ток срабатывания защиты находится из соотношения, определяющего связь между токами возврата и срабатывания токовых реле:
1) (возврат реле после внешних кз)

.
где Котстр — коэффициент надежности (отстройки), учи­тывающий погрешность реле и необходимый запас, в зависимости от типа реле может приниматься равным 1,1 —1,2;
кв — коэффициент возврата реле, представляющий собой отношение тока возврата максимального реле к его току срабатывания, равный примерно 0,8, 0,9—0,95;
ксзп — коэффи­циент самозапуска, представляющий собой отношение тока при самозапуске электродвигателей к пред аварийному рабочему току; значение его в основном за­висит от вида нагрузки, т. е. доли асинхронных элек­тродвигателей, участвующих в самозапуске, и может колебаться в очень широких пределах, примерно от 1 при отсутствии электродвигателей или невозмож­ности их самозапускадо примерно 4 при участии в самозапуске максимально допустимого числа элек­тродвигателей;

2)
При кз на своем участке защита отключает, после безтоковой паузы срабатывает АПВ, за это время двигатели успевают затормозиться еще сильнее. Возврата реле не требуется так как ток становился равен нулю. А требуется чтобы МТЗ не срабатывала при протекании I_{сам.зап.АПВ}

3) Согласование с МТЗ смежных элементов

сумма максимальных значений рабочих токов всех смежных элементов за исключением того с защитой которого проводится согласование

           Оценка чувствительности:

1. ближнее резервирование

2. дальнее резервирование

Достоинства: простота, надежность и небольшая стоймость по сравнению с другими видами защит

Недостатки:

1. имеет большую выдержку времени вблизи источника питания

2. недостаточная чувствительность при КЗ на длинных линиях и высоких нагрузках, в разветвленных сетях с большим числом параллельных цепей

Область применения:

Максимально-токовая защита (МТЗ) широко применяется для защитылиний (как основная защита на радиальных линиях с односторонним питанием 6-10 кВ. При более высоких напряжениях используется в качестве резервной защиты), силовых трансформаторов, мощных электродвигателей, кабельных линиях. В ряде случаев применение МТЗ обязательно и независимо от наличия других видов защит.