Принцип действия основан на то, что при возникновении КЗ ток увеличивается и начинает превышать ток нагрузочного режима. Селективность действия при этом достигается выбором выдержек времени.
В пределах каждого элемента МТЗ устанавливается как можно ближе к источнику питания.
Схемы МТЗ классифицируются по ряду признаков:
1. способу питания оперативных цепей (МТЗ на постоянном или переменном токе);
2. способу воздействия на привод выключателя – прямого или косвенного действия;
3. характеру зависимости выдержки времени от тока – защиты с независимой и зависимой выдержкой времени;
4. способу соединения обмоток ТА и обмоток реле;
5. назначению – защиты от КЗ и защиты от перегрузок током.
В качестве пусковых органов (ПО) МТЗ используют токовые реле.
Расчёт параметров МТЗ
Для того чтобы защита работала при КЗ и не работала в нормальных режимах необходимо определять ток срабатывания защиты - .
- это наименьший первичный ток, необходимый для действия ПО защиты. При этом необходимо обеспечить несрабатывание МТЗ при максимальных токах ( ) и пусковых токов ( ) нагрузки. Для этого необходимо выполнение следующих условий:
1. - пусковые органы защит не должны приходить в действие при максимальном рабочем токе нагрузки;
2. Пусковые органы защиты, пришедшие в действие при внешнем КЗ, должны вернуться в исходное состояние после его отключения и снижения до . Для выполнения этого условия ток возврата защиты (это наибольший первичный ток, при котором ПО возвращаются в исходное состояние) должен удовлетворять требованию , где - коэффициент самозапуска двигательной нагрузки, учитывает возрастание тока при самозапуске двигателей, которые тормозятся при снижении напряжения при внешних коротких замыканиях, .
Токи и связаны коэффициентом возврата :
, (3)
где , для МТЗ .
Следовательно, при выполнении условия 2 всегда выполняется условие 1, поэтому выражение для определения можно получить следующим образом:
, (4)
где - коэффициент надёжности, учитывает погрешность в определении , .
. (5)
Зная величину , можно определить - ток срабатывания реле, как ток , пересчитанный на вторичную обмотку ТА , где - коэффициент схемы, зависящий от схемы соединения ТА и обмоток реле и равный отношению тока в реле ко вторичному току ТА; - коэффициент трансформации ТА. По рассчитанному значению определяют - ток уставки. Участи токовых реле регулируется плавно (реле РТ-40), у других - ступенчато (реле РТ-80), при этом округление до производится в большую сторону.
Схемы МТЗ
Рассмотрим работу максимальной токовой защиты построенной по трёхфазной, трёхлинейной схеме, с независимой выдержкой времени на постоянном оперативном токе (рис. 5).
а)
б)
Рис. 5. Схема МТЗ на постоянном оперативном токе:
а – цепь переменного тока; б – цепи постоянного тока.
При появлении КЗ, например трёхфазного тока, ток в реле КА1, КА2, КА3 и они срабатывают, при этом их контакты замыкаются. По обмотке реле времени (КТ) протекает ток и, с установленным на нём , замыкается контакт КТ, который обеспечивает питание на катушку указательного реле (КН) и промежуточного (KL). Контакты реле KL, замыкая свои контакты в цепи катушки отключения (УАТ) выключателя, что приводит к отключению силового выключателя Q.
Сигнальное реле КН своими контактами сигнализирует о срабатывании защиты.