1.4. Токовая отсечка с выдержкой времени (товв)

Токовая отсечка с выдержкой времени дополняет мгновенную токовую отсечку и обеспечивает защиту от КЗ в конце линии, где МТО имеет мертвую зону. Для обеспечения селективности действия токовой отсечки с выдержкой времени делают следующее:

а) защита действует на отключение с выдержкой времени (эта выдержка времени для всех ТОВВ в сети обычно равна ступени селективности – наименьшей выдержке времени, надежно обеспечивающей селективное действие защиты, обычно равной 0,3…0,6 с; более подробно о ступени селективности сказано в следующем разделе);

б) выбирают соответствующим образом ток срабатывания.

Рассмотрим подробно второй пункт. Для определения тока срабатывания ТОВВ 1, установленной на ЛЭП1, необходимо знать, какие защиты установлены на элементах силовой схемы, питающихся от шин подстанции В, т.е. ЛЭП 2 и Тр1. Предположим, нам известно, что комплект защиты, установленный на ЛЭП2 также имеет в своем составе МТО2 и ТОВВ 2 (причем, выдержки времени ТОВВ 1 и ТОВВ 2 одинаковы), а для защиты трансформатора Тр1 используется продольная дифференциальная токовая защита, отключающая Тр1 без выдержки времени при КЗ в трансформаторе и на его выводах.

В этом случае очевидно, что ток срабатывания ТОВВ I –I ^II_СЗ1 можно принять меньше, чем I_КЗ в точке К6 (в самом начале ЛЭП2), и меньше, чем ток при КЗ на выводах трансформатора Тр1, присоединенных к сборным шинам подстанции В. Действительно, даже если ТОВВ1 будет чувствовать эти КЗ, то к неселективному отключению ЛЭП 1 это привести не сможет, так как при указанных КЗ подействуют свои мгновенные защиты и отключат соответственно Q2 и Q3. ТОВВ 1 подействовать не успеет из-за имеющейся у нее выдержки времени.

Рис. 1.3. Диаграмма настройки токовой отсечки с выдержкой времени

Снижать ток срабатывания I ^II_СЗ1 полезно, так как это повышает чувствительность ТОВВ. Вопрос в том, до какого уровня можно снизить этот ток, не опасаясь неселективного действия защиты. Рассмотрим, как будут вести себя комплекты защит, установленные на ЛЭП1 и ЛЭП2 при перемещении точки КЗ по линии ЛЭП2. На рис. 1.3 показано, как меняется при этом ток КЗ, протекающий по линиям. Здесь же произведен выбор тока срабатывания мгновенных отсечек МТО 1 и МТО 2 в соответствии с тем, как это было описано в предыдущем разделе. Из рис. 1.3 видно, что ТОВВ 1 будет действовать неселективно, если ее ток срабатывания станет ниже, чем ток срабатывания МТО 2. В этом случае ТОВВ 1 будет чувствовать КЗ в «мертвой зоне» МТО 2. Если же ТОВВ 1 будет чувствовать эти КЗ, а МТО 2 – нет (так как они находятся в «мертвой зоне» для МТО 2), то при таких КЗ на отключение одновременно подействуют ТОВВ 1 (эта защита отключит Q1) и ТОВВ 2 (она отключит Q2). Ясно, что Q1 отключит ЛЭП1 неселективно. Такое неселективное действие защиты будет исключено, если выбрать ее ток срабатывания следующим образом:

(1.2)

где К_н = 1,1 (значение коэффициента надежности для этого случая, как показывает опыт эксплуатации, можно взять меньше, чем для предыдущего).

Если выбрать ток срабатывания ТОВВ 1 в соответствии с формулой (1.2), то зона действия этой защиты всегда будет кончаться раньше, чем зона действия МТО 2 (рис. 1.3), и селективное действие защит при любых КЗ на ЛЭП 2 будет обеспечено.

Рассмотрим, как будут взаимодействовать защиты при КЗ на трансформаторе Тр1. Ясно, что при наличии мгновенно действующей защиты на Тр1 неселективного действия ТОВВ 1 при КЗ на Тр1 не будет. Хуже дело обстоит, например, при КЗ в точке К5 на одном из присоединений, питающихся от трансформатора Тр1. Эти присоединения, как правило, имеют защиты, действующие с выдержкой времени, и, если ТОВВ 1 будет чувствовать КЗ в точке К5, может произойти неселективное отключение ЛЭП1 в этом режиме. Для того чтобы исключить действие ТОВВ 1 при КЗ в точке К5, ее ток срабатывания должен удовлетворять следующему условию:

(1.3)

где К_н = 1,2; I_КЗmax5 – максимальный ток КЗ, протекающий по ЛЭП1, при КЗ за трансформатором.

Окончательно в качестве тока срабатывания ТОВВ1 принимают больший из токов, рассчитанных по условиям (1.2) и (1.3). Поскольку от шин подстанции С не питается никаких присоединений кроме трансформатора Тр2, то ток срабатывания ТОВВ2 следует выбирать только по условию (1.3), но при КЗ за Тр2.

Так как токовая отсечка с выдержкой времени предназначена для действия, в основном, при КЗ в пределах «мертвой зоны» мгновенной токовой отсечки, то ее чувствительность проверяется при КЗ в конце этой «мертвой зоны», т.е. практически при КЗ на шинах подстанции, питающейся от защищаемой линии.

Коэффициент чувствительности ТОВВ, который должен быть не ниже 1,3, подсчитывается следующим образом:

(1.4)

Здесь I_КЗmin – минимальный ток, протекающий по защите при КЗ на шинах подстанции, питающейся от защищаемой линии.

Если К_Ч окажется меньше 1,3, то можно увеличить выдержку времени рассматриваемой ТОВВ1 до двух ступеней селективности и отстроиться таким образом от ТОВВ следующего участка (в нашем случае от ТОВВ 2). Тогда можно отказаться от выбора тока срабатывания ТОВВ по условию (1.2). Но этот прием эффективен лишь в случае, если расчетным при выборе тока срабатывания оказалось условие (1.2).

Аналогично поступают с выдержкой времени ТОВВ, если на следующем участке (ЛЭП 2, например) по какой-либо причине отсутствует МТО, и обеспечить селективность ТОВВ 1 при прежней выдержке времени не представляется возможным.