Токовая отсечка с выдержкой времени (ТОВВ) дополняет мгновенную токовую отсечку и обеспечивает полноценную защиту линии от коротких замыканий в конце линии, где МТО имеет мертвую зону.

Для обеспечения селективности действия ТОВВ ей разрешают срабатывать на отключение лишь только с выдержкой времени, которая для всех ТОВВ в сети обычно равна ступени селективности – наименьшей выдержке времени, надежно обеспечивающей селективное действие защиты. Обычно ее принимаем равной 0,4…0,6 с (более подробная информация о ступени селективности представлена в следующем разделе). Кроме этого, ее ток срабатывания отстраивают (выбирают) соответствующим образом.

Для определения тока сра­батывания ТОВВ₁, установленной на выключателе Q1, необходимо знать, какие защиты установлены на элементах, которые являются смежными с защищаемой линией W1 и пи­таются от шин подстанции ПС-2 (т. е. на W2 и Н1). Предположим, что на ПС-2 установлен аналогичный второй комплект защит: А4 (МТО₂), А5 (ТОВВ₂), А6 (МТЗ₂) и выключатель Q2. Причем, выдержки времени ТОВВ₁ и ТОВВ₂ приняты одинаковыми, а для защиты нагрузки Н1 ис­пользуется А9 (МТО₄) или продольная дифференциальная защита, которая отключает нагрузку Н1 без выдержки времени при повреждении на ней.

В этом случае ток срабатывания ТОВВ₁ можно принять меньшим, чем ток КЗ при КЗ точке К4 (в самом начале линии W2), и меньшим, чем ток КЗ при КЗ в точке К8. Действительно, даже если ТОВВ₁ будет реагировать на эти короткие замыкания (в точках К4 и К8), то это не приведет к неселективному от­ключению W1 (к отключению выключателя Q1), так как при указанных точках КЗ сработают свои мгновенные защиты (А4 и А9 соответственно), которые отключат соответственно выключатели Q2 или Q4, а А2 (ТОВВ₁) не успеет сработать из-за имеющейся у нее вы­держки времени t¹¹_cз1.

Для повышения чувствительности токовой отсечки с выдержкой времени А2 (ТОВВ₁) целесообразно уменьшать ее ток срабатывания I¹¹_сз1. Вопрос лишь в том, до какого значения можно снижать этот ток, не опасаясь при этом неселективного действия защиты.

Рассмотрим, как будут вести себя комплекты защит, установленные на выключателях Q1 и Q2, при перемещении точки КЗ по линии W2 от ПС-2 к ПС-3 (слева – направо). На рис. 1, б показано изменение при этом тока короткого замыкания, протекающего по защитам А1 (А2), А4 (А5) и выключателям Q1 и Q2.

Из рис. 1, б видно, что А2 (ТОВВ₁) будет действовать неселективно, если ее ток срабатывания станет меньше, чем ток срабатывания А4 (МТО₂). В этом случае ТОВВ₁ будет “чувствовать” короткие замыкания на правом конце линии W2 и в “мертвой зоне“ МТО₂. Если же ТОВВ₁ будет “чувствовать“ эти короткие замыкания, а МТО₂ – нет (так как они находятся в мертвой зоне для МТО₂), то при таких КЗ на отключение одновре­менно подействуют ТОВВ₁ (эта защита отключит выключатель Q1) и ТОВВ₂ (эта защита отключит выключатель Q2). В этом случае выключатель Q1 отключит линию W1 неселективно. Такое неселективное действие защиты ТОВВ1 будет исключено, если ее ток срабатывания выбрать следующим образом:

I¹¹_сз1= К_отс I¹_сз2,                                                 (2)

где К_отс = 1,1…1,2 – коэффициент отстройки; I¹_сз2 – ток срабатывания защиты А4 (МТО₂).

Если выбрать ток срабатывания ТОВВ₁ в соответствии с выражением (2), то зона действия этой защиты всегда будет “заканчиваться” раньше, чем зона действия МТО₂ (рис. 1, в), и будет обеспечиваться селективное действие защит ТОВВ₁ и МТО2 при коротких замыканиях в любой точке линии W2.

Рассмотрим взаимодействие защит при коротком замыкании в точке К8. При наличии мгновенно действующей защиты А9 (МТО₄) неселективного действия защиты ТОВВ₁ не произойдет. Более сложная ситуация может возникнуть, если за выключателем Q4 будет установлен трансформатор с приключенными к нему присоединениями (нагрузками). В этом случае для предотвращения неселективного (ложного) срабатывания защиты ТОВВ₁ (и, следовательно, неселективного срабатывания выключателя Q1 и отключения линии W1) защиту ТОВВ1 необходимо отстроить от тока КЗ, протекающего через этот трансформатор при КЗ за ним. Для исключения действия ТОВВ₁ при КЗ в точке К8 ток ее срабатывания должен удовлетворять следующему условию:

I¹¹_сз1= К_отс I_{кз макс к8},                              (3)

где К_отс = 1,1…1,2 – коэффициент отстройки; I_{кз макс к8} – максимальный ток КЗ при КЗ за трансформатором (в точке К8).

Окончательно в качестве тока срабатывания ТОВВ₁ следует принимать больший из токов, полученных условиями (2) и (3).

Поскольку ТОВВ предназначена в основном для действия при КЗ в пределах “мертвой зоны“ мгно­венной токовой отсечки, то ее чувствительность проверяют при условии возникновения КЗ в конце этой “мертвой зоны“, т. е. практически при КЗ на шинах подстанции, питающейся от защищаемой линии (ПС-2).

Коэффициент чувствительности ТОВВ₁ определяют следующим образом:

 К_ч= I_{кз мин к3}/ I¹¹_сз1, (4)

где I_{кз мин к3} – минимальный ток КЗ, протекающий по защите при коротком замыкании на шинах подстанции (ПС-2), питающейся от защищаемой линии (при коротком замыкании в точке К3); I¹¹_сз1 – ток срабатывания защиты.

Норма на этот коэффициент чувствительности указывается в ПУЭ и составляет 1,3. Если он окажется меньше этой величины, то можно увеличить выдержку времени рассматриваемой ТОВВ₁ до двух ступеней селективности. Это позволяет отстроить ее от ТОВВ₂ (следующего участка). В этом случае можно отказаться от выбора тока срабаты­вания ТОВВ₁ по условию (2). При этом ее ток срабатывания уменьшится, а коэффициент чувствительности увеличится (повысится).

Аналогично поступают с выдержкой времени ТОВВ₁, если на следующем участке (например, на линии W2) по какой-либо причине отсутствует МТО₂, а обеспечить селективность ТОВВ₁ при прежней выдержке времени не представляется возможным.

В начало