Чем отличается мтз от токовой отсечки

Токовые защиты — МТЗ и токовая отсечка

Все потребители электроэнергии подключаются к генераторному концу силовым выключателем. Когда нагрузка соответствует номинальной величине или меньше ее, то причины для отключения отсутствуют, а токовые защиты сканируют схему в постоянном режиме.

Выключатель может отключаться от токовых защит, когда:

1. величина нагрузки в результате возникновения короткого замыкания резко превысила номинальное значение и создались токи КЗ, способные сжечь оборудование. Отключение такой аварии необходимо выполнять максимально быстро;

2. за счет подключения дополнительных потребителей (либо по другим причинам) в схеме возникла перегрузка — ток незначительно превысил уставку. В результате происходит постепенный нагрев оборудования и токоведущих частей, когда нарушается баланс между отводом тепла в атмосферу и тепловым действием тока. В этом случае целесообразно отключать выключатель через небольшой интервал времени, создающий задержку в питаниия схемы, в течение которой излишние нагрузки могут самоустраниться;

3. направление тока через силовой выключатель резко изменилось на противоположное — сдвинулась фаза тока.

Под эти три случая аварийных ситуаций созданы следующий виды токовых защит:

• отсечка;
• максимальная защита;
• дифференциально-фазная.

Для работы токовых защит создаются измерительные комплексы, состоящие из:

• измерительных трансформаторов тока (ТТ), преобразующих первичный ток во вторичное значение с заданным классом метрологической погрешности;
• реле тока, настраиваемые на уставку срабатывания;
• схема коммутации, передающая вторичный ток от ТТ к реле с минимально допустимыми потерями.

Токовая отсечка (ТО)

Ее назначение: максимально быстрая ликвидация коротких замыканий, возникающих в начале (минимум порядка 20% протяженности) рабочей зоны, хотя она в отдельных случаях может применяться и для всей линии полностью.

В комплект токовой отсечки входят:

• измерительный орган из реле тока, выставленного на срабатывание минимально возможной нагрузки при возникновении металлического замыкания в конце защищаемой зоны (или чувствительности);
• промежуточное реле, на обмотку которого подается напряжение от сработавшего контакта измерительного органа. Выходной контакт промежуточного органа воздействует непосредственно на соленоид отключения силового выключателя, отключает его.

Как правило, этих двух реле бывает достаточно. В качестве исключения в состав токовой отсечки может быть введено реле времени, которое включается в логическую схему между измерительным и исполнительным органами для создания временно́й задержки срабатывания нескольких защит в целях их селективности.

Для обеспечения контроля действия цепей управления и отключения в схему вводятся цепи сигнализации на основе указательных блинкеров Кн, которые помогают оперативному персоналу анализировать состояние схемы и работу защит.

Технической характеристикой токовой отсечки является коэффициент чувствительности, определяющий отношение токов трёхфазного КЗ в начале линии к фактическому срабатыванию отсечки. Для токовой отсечки он выбирается ≥1,2.

Токовая максимальная защита (МТЗ)

Назначение: защита объектов от токов, превышающих номинальные величины с учетом коэффициентов:

• надежности срабатывания и возврата реле;
• самозапуска схемы.

Такая отстройка создается для устранения возможностей ложных срабатываний при номинальном режиме.

В комплект МТЗ входят те же компоненты, что и в токовую отсечку, но они обязательно дополняются реле времени, создающим задержку на срабатывание выключателя в целях обеспечения ступеней селективности.

Технической характеристикой МТЗ является коэффициент чувствительности, определяющий отношение токов междуфазного КЗ в конце линии к фактическому срабатыванию максимальной защиты. Для МТЗ он выбирается ≥1,5 для дальнего резервирования и ≥1,2 — внутри собственной зоны.

К токовым защитам в РЗиА также относится дифференциальная защита.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Токовая отсечка и максимальная токовая защита — особенности, схема и принцип работы

Не все понимают отличия между токовой отсечкой и максимальной токовой защитой, которые в большинстве источников для краткости обозначаются аббревиатурами ТО (не путать с техническим обслуживанием) и МТЗ. И это объяснимо, так как и отсечка, и максимальная защита выполняют одну и ту же функцию – предохранение эл/цепи, ее элементов и присоединенных устройств от разрушения (выхода из строя).

Так в чем их смысл и есть ли какая-то разница между ними? С этим мы и разберемся.

При написании данной статьи автор изучил различные источники и пришел к выводу, что по этому вопросу очень много путаницы. Именно поэтому он рекомендует в первую очередь обратиться к основополагающему документу – ПУЭ (3.2.) . А весь остальной материал, встречающийся в интернете, следует рассматривать лишь как пояснения (разъяснения) к положениям правил. Причем нужно относиться к этой информации критически, сопоставляя ее с тем, что прописано (хотя и несколько «скуповато»), в ПУЭ.

По принципу действия максимальная токовая защита и отсечка идентичны. Элементы, их обеспечивающие, реагируют на один и тот же параметр электрической цепи – ток, точнее, на его величину. При превышении им определенного, заданного значения (уставки) защитное устройство срабатывает. Разница в том, как именно?

Ток, протекающий по проводникам (а они характеризуются своим удельным сопротивлением, в зависимости от материала – алюминий или медь) приводит к их нагреву. И чем выше его значение, тем сильнее. При повреждениях изоляции и коротких замыканиях данный параметр может вырасти резко и достигать большой величины. Результат вполне прогнозируем. Кстати, это одна из основных причин, если верить статистике, всех воспламенений в электрифицированных зданиях и сооружениях.

Именно поэтому для каждой электрической цепи предусматривается свой номинал тока, при превышении которого цепь должна разрываться. В этом – смысл любой защиты данного типа. Многое зависит от того, где именно произошло повреждение. В силу удельного сопротивления металлов быстрее среагирует то устройство, которое расположено ближе к «аварийной зоне». Многое зависит и от электрической схемы. Если она сложная, то в ней предусматривается несколько защитных автоматов – общий и на каждой «нитке» (также прописано в ПУЭ).

С учетом множественности вариантов проектирования электрических цепей однозначно сказать, в чем принципиальная разница между токовой отсечкой и МТЗ, нельзя. Все зависит от характеристик схемы и места расположения в ней того или иного защитного изделия. Если суммировать всю информацию по ТО и МТЗ, то можно сделать следующие выводы.

• Селективности (синоним слова избирательность) обеспечиваются: МТЗ – задержкой срабатывания (выдержкой времени), ТО – отстройкой по номиналу тока. Яркий пример – УЗО. Но это не обязательное условие, так как если на линии лишь 1 автомат, причем одноступенчатый, то задержки времени быть не должно.
• Максимальная токовая защита является основной. При включении в цепь дифференциального устройства она переходит в категорию резервной. ТО используется лишь как дополнительная функция предохранения линии и оборудования. Более подробно об этом можно узнать в ПУЭ 3.2.16 (26).
• Токовая отсечка – разновидность МТЗ, только с ограниченным «радиусом действия».

Все остальные суждения по данному вопросу (например, что ТО является основным видом защиты) – не более чем выдумки, вызванные малой осведомленностью тех, кто делает подобные заявления. Автор будет рад, если статья поможет читателю понять, в чем разница между токовой отсечкой и максимальной защитой.

Чем отличается максимальная токовая защита от токовой отсечки? Проверим есть ли здесь релейщики?

Отсечка и МТЗ отличаются друг от друга способом обеспечения селективности. Отсечка отстраивается от максимального значения тока трехфазного КЗ в конце защищаемого участка, а ее чувствительночть должна обеспечиваться при двухфазном КЗ за защищаемым участком. Т. е. отсечка имеет селективность по току.
МТЗ же отстраивается по времени от времени работы МТЗ аппарата защиты предыдущего участка. МТЗ имеет временную селективность. Часто бывает, что для надежности и обеспечения отстройки МТЗ по току вводят коэффициент запаса. В этом случае МТЗ имеет временно-токовую селективность. Но в любом случае отсечка является основной защитой, а МТЗ резервной (резервирует защиты предыдущих участков).

Лучший ответ

отсечка отстраивается от тока кз, а МТЗ- от нагрузки. К примеру, у тебя есть линия, которую должна защищать отсечка до следующего выключателя (или какую-то часть линии). Зная сопротивление этой линии, можно легко вычислить ток кз, который будет при повреждении на этой линии. Соответственно при кз за линией ток будет меньше и отсечка не отработает. Этим и достигается селективность.
С МТЗ проще- она должна отключиться при кз на любом конце линии, а селективность обеспечивается выдержкой времени, как уже было написано выше

Остальные ответы
Там заморочки с графикам и так не объяснить. Это предел срабатывания и то, и то.
ReleboyГений (93141) 13 лет назад
Нет, графики там абсолютно не при чем, и пределы срабатывания то же.

Алексей Стусь Гуру (2661) Ну тогда не знаю,я с рэлюхами сталкивался только в период обучения,по специальности не релейщик.

Принцип действия МТЗ аналогичен принципу действия токовой отсечки. В случае повышения силы тока в защищаемой сети защита начинает свою работу. Однако, если токовая отсечка действует мгновенно, то максимальная токовая защита даёт сигнал на отключение только по истечении определённого промежутка времени, называемого выдержкой времени. Выдержка времени зависит от того, где располагается защищаемый участок. Наименьшая выдержка времени устанавливается на наиболее удалённом от источника участке. МТЗ соседнего (более близкого к источнику энергии) участка действует с боL9;льшей выдержкой времени, отличающейся на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности определяется временем действия защиты, от которой эту выдержку времени. В случае короткого замыкания на участке срабатывает его защита. Если по каким-то причинам защита не сработала, то через определённое время (равное ступени селективности) после начала короткого замыкания сработает МТЗ более близкого к источнику участка и отключит как повреждённый, так и свой участок. По этой причине важно, чтобы ступень селективности была больше времени срабатывания защиты, иначе защита смежного участка отключит как повреждённый, так и рабочий участок до того, как собственная защита повреждённого участка успеет сработать. Однако важно так же сделать ступень селективности достаточно небольшой, чтобы защита успела сработать до того, как ток короткого замыкания нанесёт серьёзный ущерб электрической сети.

Уставку (или величину тока, при которой срабатывает защита) выбирают, исходя из наименьшего значения тока короткого замыкания в защищаемой сети (при разных повреждениях токи короткого замыкания отличаются) . Однако при выборе уставки следует так же учитывать характер работы защищаемой сети. Например, при самозапуске электродвигателей после перерыва питания, значение силы тока в сети может быть выше номинального, и защита не должна его отключать.

ReleboyГений (93141) 13 лет назад
Вопрос в лоб, чем отличается отсечка с выдержкой времени от МТЗ с нулем?

валерий лопатинский Высший разум (115583) принцип действия у них одинаковый но назначения — различные, отсечка это обычно реле тока с мгновенным срабатыванием при кз, а мтз служит в основном для предотвращения перегрева чего отсечка не делает, проще говоря мтз это два в одном -и защита от короткого и защита от перегрева а токовая отсечка в основном для токов короткого замыкания

Если говорить на Вашем языке, то МТЗ служит для предотвращения перегрузок в цепях и реагирует на нагрев биметаллической пластины, что требует определённого времени (тепловая защита) . При коротких замыканиях в цепях используется токовая отсечка, срабатывающая на отключение коммутирующего устройства по электродинамическому принципу практически мгновенно (максимальный расцепитель) . Обе защиты, как правило, можно регулировать.

ReleboyГений (93141) 13 лет назад

Ну конечно, если говорить ну очень грубо, что-то у вас похожее есть, но совсем не то. Расшифрую правильный ответ. Отсечка и МТЗ отличаются друг от друга способом обеспечения селективности. Отсечка отстраивается от максимального значения тока трехфазного КЗ в конце защищаемого участка, а ее чувствительночть должна обеспечиваться при двухфазном КЗ за защищаемым участком. Т.е. отсечка имеет селективность по току.
МТЗ же отстраивается по времени от времени работы МТЗ аппарата защиты предыдущего участка. МТЗ имеет временную селективность. Часто бывает, что для надежности и обеспечения отстройки МТЗ по току вводят коэффициент запаса. В этом случае МТЗ имеет временно-токовую селективность. Но в любом случае отсечка является основной защитой, а МТЗ резервной (резервирует защиты предыдущих участков).

Юра МойсиенкоУченик (230) 4 года назад

Борис, не путайте отсечку и МТЗ в релейной защите высоковольтных линий от отсечки в коммутационных аппаратах низкого напряжения

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.

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):

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.

Преимущества: одно токовое реле и всего два провода для подсоединения.

Недостатки:

• 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.

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.

Схема двухфазного трёхрелейного подключения МТЗ изображена на рисунке 5.

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.