Що таке максимальний струмовий захист і яке у нього призначення

Важливою частиною електричних схем є забезпечення надійного відключення живлення при ненормальних режимах роботи або при перевантаженні. До таких систем відносяться релейні захисти (РЗіА). У них входить спектр різноманітних схем, які реагують на різні відхилення від нормальних умов, наприклад, міжфазні або замикання на землю, підвищене споживання потужності тощо. У цій статті буде розглянуто один з методів захисту від перевантаження лінії електропередач.

Дізнайтеся, що таке максимальний струмовий захист, для чого вона потрібна і чим відрізняється від струмового відсічення.

Пристрій і принцип дії

Принцип роботи полягає в спрацьовуванні датчика (реле) струму при перевищенні Iуставкі на захищається ділянки лінії, після чого для забезпечення селективності з певною затримкою спрацьовує реле часу.

Де вона застосовується? Максимальний струмовий захист встановлюють на початку лінії, тобто з боку генератора або трансформатора живильної підстанції.

Важливо! Зона дії МТЗ лежить в межах між джерелом живлення (ТП або генератором) і споживачем (ТП або іншим ВВ обладнанням). При цьому вона встановлюється з боку джерела, а не споживача. Але зони дії ступенів можуть перетинатися один з одним. Наприклад, 1 щабель часто перекриває зону дії другого ступеня поблизу від роз'єднувача, де Iкз майже рівні з попереднім ділянкою лінії.

Витримка часу спрацьовування захисту підбирається так, що перший ступінь (на живильної ТП) спрацьовує через найбільший проміжок часу, а кожна наступна швидша за попередню.

Цікаво: різниця витримки часу спрацьовування на найближчій до джерела живлення від наступної після неї МТЗ називається щаблем селективності.

Забезпечення селективності важливо для безперебійної подачі електроживлення по якомога більшій кількості електричних ліній. З її допомогою відключається частина зменшується і локалізується на ділянці між комутаційними апаратами якомога найближчими до ушкодженої ділянки.

При цьому, при виникненні короткочасних самоусувається перевантажень, пов'язаних з пуском потужних електродвигунів, витримка часу і відключення по мінімальній напрузі повинні забезпечити подачу електроенергії в мережу без її відключення. При КЗ, напруги різко зменшуються, а при пуску двигунів такої просадки зазвичай не відбувається.

Вибір уставок по струму відбувається за найменшим Iкз з усього ланцюга, враховуючи особливості роботи підключеного обладнання. Це потрібно знову ж для того, щоб максимальний струмовий захист не спрацювала при самозапуску електродвигунів.

Перевантаження може виникнути з трьох причин:

  1. При однофазному замиканні на землю.
  2. При многофазном замиканні.
  3. При перевантаження лінії через підвищеного споживання потужності.

Отже, максимальний струмовий захист необхідний для запобігання руйнування ліній електропередач, жив кабелів і шин на підстанціях і споживачах електроенергії, таких як потужні електродвигуни 6 або 10 кВ та інші електроустановки.

Відмінності від струмового відсічення

Захист ліній від коротких замикань також здійснюється за допомогою струмового відсічення. Принцип її роботи аналогічний - відключення електрики при перевантаженні лінії. Основною відмінністю є те, що селективність максимального струмового захисту забезпечується затримкою часу, а струмовий відсічення відключає напругу майже миттєво при виникненні КЗ. При цьому час спрацьовування і селективність відсічення визначається номіналами і уставками захисних апаратів і їх час-струмовими характеристиками.

Більш детально питання розглянуто на відео:

Види МТЗ і схеми

До основних видів максимального струмового захисту відносять:

  • З незалежної витримкою часу від струму. З назви зрозуміло, що при будь-яких перевантаженнях величина витримки часу залишається незмінною.
  • З залежною витримкою часу. Час залежить нелінійно від величини струму, за принципом: більше струм - швидше відключення. Така система дозволяє точніше враховувати перевантажувальну здатність елементів ланцюга і здійснювати захист від перевантаження.
  • З обмеженною залежною витримкою часу. Графік залежності складається з двох частин. У нього параболічна форма (як у другому випадку), поєднана з прямою лінією (як у першому випадку), де по вертикальній осі розташований струм, а по горизонтальній час. При цьому його основа прагне до параболи, а з певних схемою меж переходить в пряму. Так досягається точна настройка спрацьовування при малих перевищення, наприклад при підключенні потужних споживачів і груповому пуску електродвигунів.
  • З блокуванням мінімальної напруги. Також потрібна для запобігання відключення живлення при пускових токах. При зростанні струму вище уставки, якщо реле напруги не спрацьовує за мінімальним значенням (як при КЗ), то і напруга не відключається.

За родом струму в оперативних ланцюгах виділяють МТЗ:

  • з постійним оперативним струмом;
  • зі змінним оперативним струмом.

За кількістю реле розрізняють максимальні струмові захисту на базі:

  • Трьох реле. Забезпечують захист і при многофазном і при однофазному замиканнях.
  • Двох реле. Дешевше попередніх, але не дають такої ж надійності, особливо при однофазних замиканнях.
  • Одного реле. Ще дешевше і ще менш надійні, не застосовні на відповідальних ділянках лінії. У них мала чутливість і застосовується в розподільчих мережах від 6 до 10 кВ і для захисту електродвигуна.

На схемах:

  • KA - реле струму;
  • KT - реле часу;
  • KL - проміжне реле, встановлюється якщо не вистачає комутаційної здатності контактів;
  • KH - вказівний реле (Блінкер);
  • SQ - блок контакт для розмикання потужних ланцюгів, типу котушки YAT - силового комутаційного апарату. Встановлюється так як контакти реле не розраховуються на розмикання таких ланцюгів.

Сучасні захисту часто йдуть від застосування релейних схем через особливості їх надійності. Тому використовуються МТЗ на операційних підсилювачах, микропроцессоре і інший напівпровідниковій техніці.

Сучасні рішення дозволяють більш точно виставляти уставки по струму і час-струмові характеристики захистів.

Висновок

Ми коротко розглянули призначення, область застосування і принцип дії максимального струмового захисту (МТЗ) і її різницю з струмового відсіченням. У кожної схеми є свої переваги і недоліки. Наприклад, гідністю МТЗ є те, що вона не відключає напруги при повторних пусках двигунів після зникнення живлення, але її витримка часу може бути згубна для повітряної лінії або лінії іншого типу. При цьому воно може компенсуватися або струмового відсіченням, або варіантом МТЗ з залежною витримкою часу. У будь-якому випадку безперебійність роботи електричної мережі забезпечується сукупністю систем РЗіА серед яких:

  • АЧР (автоматичне частотне розвантаження);
  • ТЗНП (при нульовій послідовності - замиканнях на землю);
  • МТЗ;
  • ТО;
  • Діфзащіти та інше.

Деякі з них ми вже розглядали в статтях раніше.

Тепер ви знаєте, що таке максимальний струмовий захист, як вона влаштована і працює. Сподіваємося, надані схеми і опис допомогли вам розібратися в даному питанні!

Матеріали по темі:

Додати коментар


Захисний код
Оновити