Что такое отсечка оборотов двигателя и зачем она нужна

Понятие, виды и принцип действия

Токовая отсечка — это устройство, осуществляющее защиту всех элементов электрической сети, которое отличается от других типов приборов своим быстродействием. Основным принципом работы, который полностью отличает прибор от подобных, является выбор ситуаций, в которых произойдёт разрыв соединения. Можно подобрать необходимую величину тока, определяющую значения для отключения.

Этот механизм способен выполнять полный мониторинг показателей величин тока на каком-либо конкретном участке. Если в какой-то момент произойдёт превышение показания тока на заданную величину, то будет реакция, при которой участок электрической сети полностью отсоединится от подачи электричества. Это максимальная токовая отсечка. Показания на срабатывание защиты называется уставкой.

Различают 2 вида механизмов:

С мгновенным действием. Они имеют своё время срабатывания. У таких устройств главным элементом является электрическое реле. В качестве вспомогательных элементов у данных конструкций есть реле, которые обеспечивают подачу сигнала на отключение.
С временной задержкой. В таких конструкциях есть элемент, благодаря которому можно устанавливать временные параметры. Эти устройства способны выдерживать диапазон до 0,6 секунды.

Во время выбора показателя на разрыв необходимо учитывать, что отключение сети должно происходить максимально быстро. Так вероятность повреждения электрической цепи будет меньше. Также существуют разные конструктивные решения, с помощью которых обеспечивается работа механизма:

Электромагнитная конструкция.
Предохранительная.

Также существуют предохранители. Их работа происходит из-за сильного увеличения температуры. Внутри находится элемент, который легко расплавляется под действием высоких температур. Так и происходит разрыв цепи.

Принцип работы токовых отсечек

При протекании в сети электрического тока ее элементы начинают нагреваться. Это так называемая рабочая температура, позволяющая функционировать в течение длительного времени в обычном режиме.

При коротком замыкании в сети происходит значительное возрастание силы тока. Как правило, это приводит к возгораниям, разрушениям и прочим негативным последствиям. Элементы, способные долго выдерживать действие короткого замыкания, экономически невыгодно производить.
Человек просто не успевает отреагировать на короткое замыкание в связи с высокой скоростью возрастания тока. Эту функцию берет на себя автоматика, в том числе и токовая отсечка. С помощью нее осуществляется контроль величины тока на участке цепи. Если сила тока возрастает и начинает превышать установленное значение, происходит срабатывание защиты и отключение участка.

Величина тока, вызывающая срабатывание защиты, носит название уставки. Ее значение должно обеспечивать отключение цепи до того момента, когда начнутся разрушения. Для создания токовой отсечки существуют различные способы. Чаще всего эта процедура проводится с использованием электромагнитных реле. Замыкание контактов в этих устройствах происходит под влиянием электромагнитной силы. Таким образом, прибор подает сигнал, отключающий защищаемый элемент. Этот же принцип применяется в различных конструкциях автоматических выключателей.

Эффективным средством защиты являются предохранители. Здесь ведущую роль играет температура, возрастающая под действием тока и оказывающая свое воздействие. Когда ее значение достигает определенного предела, происходит разрушение плавкой вставки предохранителя и разрыв электрической цепи.

«Мягкий» ограничитель оборотов

Можно утверждать, что «мягкий» ограничитель лучше для дорожных автомобилей, потому что он меньше нагружает различные компоненты трансмиссии, и, если его достигнуть, он будет удерживать обороты двигателя на заданном максимуме, без резкого отскока на сотню-другую оборотов вниз.

С другой стороны, «жесткий» ограничитель позволяет добраться до максимума до предела, не заходя за него. Одного оборота коленвала не хватит для перехода через критический показатель, что является предпочтительным вариантом для гоночных автомобилей.

«Мягкие» ограничители постепенно сокращают подачу топлива, замедляя и в конечном итоге останавливая ускорение двигателя.

Типы отсечек двигателя по плавности срабатывания

Есть также такие понятия, как «жесткий» и «мягкий» ограничители. «Жесткие» ограничители – это те, в которые вы «врезаетесь» во время интенсивного набора скорости с неприятным клевком, когда мощность двигателя внезапно пропадает. «Мягкие» ограничители замедляют обороты постепенно, это не так заметно.

Иногда, если на автомобиле стоит мягкий ограничитель, автовладелец даже может задаться вопросом: а он вообще есть на этом двигателе?

Скажем так: если есть сомнение, есть ли «отсечка» или ее нет, не играйте с огнем, не нужно превышать заданных оборотов в красной зоне. А еще лучше посмотрите в технической документации, какие предельные обороты заявлены производителем для вашего типа двигателя. Всегда держите в уме это число и даже близко к нему не подходите, если не хотите уехать на внезапное ТО на эвакуаторе.

Ограничение оборотов при помощи системы Valvetrain

Одним из примеров рабочих систем является технология «Valvetrain». Большинство подобных конструкций используют металлические пружины для привода клапанов и возврата их в конструктивно заложенное, правильное положение, даже при жестком использовании. Но если двигатель раскручивается слишком быстро, амплитуда клапанных пружин может выходить за свои пределы, фактически оставляя клапана открытыми.

Это явление называется «неполное закрытие клапанов», что нехорошо. Рассинхронизация в работе может привести к снижению компрессии, пропуску зажигания или даже к соударению поршней с клапанами. После чрезмерного «рассинхрона» заказ свежих деталей для двигателя будет очень вероятен.

Вторая проблема поломки уже описана нами выше – это обрыв шатуна. Увы, при превышении оборотов он может случиться и на бензиновых моторах, но на дизельных это происходит чаще.

Принцип действия

Предохранитель с плавкой вставкой

Устройства данной защиты контролируют величину силы тока на защищаемом участке. В случае увеличения силы тока выше определённого значения защита срабатывает на отключение этого участка.

Значение величины силы тока, при котором срабатывает защита, называется уставка.

Уставку обычно выбирают таким образом, чтобы цепь обесточилась быстрее, чем в ней произойдут какие-либо разрушения.
Реализуют токовую отсечку разными способами. Чаще всего для отключения применяют электромагнитные реле тока, в которых под воздействием электромагнитной силы замыкаются контакты, выдавая сигнал на отключение выключателя защищаемого элемента. По тому же принципу действуют различные автоматические выключатели.[источник не указан 1055 дней]Температура, повышающаяся за счет электрического тока, является воздействующей величиной для других защитных электрических аппаратов — предохранителей. При достижении определённого значения температуры плавкая вставка в предохранителе разрушается, обрывая электрическую цепь.

Мгновенная токовая отсечка на линии с односторонним питанием

Зона действия токовой отсечки определяется графически. На рисунке наша защищаемая линия между точками АВ. Сначала строится кривая зависимость значения тока короткого замыкания от расстояния до точки КЗ. Точка КЗ в нашем примере – это конец линии, точка А.

Затем строится прямая параллельная оси расстояния равная току срабатывания отсечки. Область пересечения прямой и кривой представляет собой зону действия защиты. В нашем примере зона действия защиты – это отрезок ВБ.

Также зону действия токовой отсечки можно определить по выражению:

где:

xЛ – сопротивление линии, для которой выбираем защиту
EC – эквивалентная ЭДС генераторов системы
xC – сопротивление системы

Ток срабатывания защиты определяется по выражению ниже:

где:

kН – коэффициент надежности
IK.MAX – максимальный ток короткого замыкания в конце линии

Коэффициент надежности учитывает погрешности при расчете тока кз и погрешность срабатывания реле.

Коэффициент чувствительности отсечки рассчитывается по выражению:

где в числителе максимальный ток КЗ в начале защищаемой линии, в примере это точка В, а в знаменателе ток срабатывания защиты.

Мгновенная токовая отсечка на линии с двусторонним питанием

Рассмотрим схему линии с двусторонним питанием. По обоим концам расположены генераторы. Вначале необходимо определить максимальные токи короткого замыкания в конце линии с обеих сторон. Тот из токов, величина которого будет больше, и будет принят за максимальный ток короткого замыкания.

На линиях с двусторонним питанием ставится два комплекта отсечек с обеих сторон линии. Зоны действия определяются аналогично, как и для линии с односторонним питанием.

На рисунке у нас одна отсечка защищает при кз в точке А, вторая при кз в точке В. Зона действия первой – ВБ, второй – АГ. Максимальный ток кз в нашем случае больше Ik(A). Его и принимаем за расчетный для обеих отсечек.

Ток срабатывания защиты выбирается по большему из двух выражений:

Второе выражение используют при расчетах на линиях с двусторонним питанием. При наличии двух источников питания (генераторов), между ними проходят токи качания.

Максимальный ток качания определяется как сумма ЭДС генераторов деленная на сопротивление цепи между двумя генераторами, включая сопротивления генераторов (сверхпереходные x”d).

Мгновенные токовые отсечки являются самыми простыми защитами. К их плюсам можно отнести быстродействие и простоту схемы. К недостаткам относится область действия, так как она не распространяется на всю линию.

Кроме линий, токовые отсечки применяются на трансформаторах. Стоит упомянуть и токовые отсечки, с выдержкой времени.

А если соединить отсечку с выдержкой времени, мгновенную и максимальную токовую защиту, то получится трехступенчатая защита, которая может заменить более сложные защиты.

Токовая отсечка трансформатора

Токовая отсечка трансформатора является самой простой защитой трансформатора, которая защищает его от однофазных и междуфазных коротких замыканий. Принцип действия аналогичен принципу действия токовой отсечки линии.

Отсечка не будет срабатывать при повреждениях, сопровождаемых малыми токами, например, витковые замыкания, замыкания на землю в обмотке. Устанавливается токовая отсечка на трансформаторах мощностью менее 6300кВА. Если на трансформаторе установлена дифференциальная защита, то токовая отсечка не требуется.

Перейдем к расчету параметров защиты. Начнем с тока срабатывания защиты.

Ток срабатывания токовой отсечки отстраивается от броска тока намагничивания и от максимального тока короткого замыкания за трансформатором. Бросок тока намагничивания, который появляется при пуске трансформатора, составляет 3-5 от номинального.

где

kН – коэффициент надежности, зависит от типа реле
IK.MAX – максимальный ток короткого замыкания за трансформатором
IНАМ – ток намагничивания трансформатора, равный 3-5 от номинального тока трансформатора

Ток срабатывания реле (уставка) определяется по выражению ниже:

где

kСХ – коэффициент схемы
IС.З. – ток срабатывания защиты
nТТ – коэффициент трансформации ТТ

Коэффициент чувствительности токовой отсечки трансформатора

К преимуществам отсечки относится её быстродействие. Мгновенное отключение позволяет уменьшить возможные повреждения трансформатора и оборудования, запитанного от трансформатора.

К недостаткам можно отнести то, что зона действия отсечки ограничена. Поэтому отсечка вместе с газовой защитой трансформатора и максимальной токовой защитой составляют защиту трансформаторов малой мощности.

Последние статьи

Как нарисовать меандр, пилу, треугольник и синус

Меандр, треугольный и пилообразный сигнал

Самое популярное

Единицы измерения физвеличин

Необходимость отсечки

Ток, поступающий в электросеть, постепенно начинает нагревать все её составные элементы. Поэтому каждый из них производится с таким расчётом, чтобы был запас прочности, который способен выдержать конкретную нагрузку любой длительности. При этом материал или устройство должны нормально выполнять свои функции.

Когда происходит короткое замыкание, в электрической сети очень сильно увеличивается нагрузка, что довольно часто является причиной поломки электроприборов. Также это может привести к возгоранию, а впоследствии — к пожару. Кроме электрических приборов, может частично или полностью повредиться и какой-либо элемент цепи.

Довольно часто бывает так, что цепь разрушается неожиданно, потому что никакой связи с коротким замыканием не было. Но проводка на самом деле была повреждённой уже длительное время. Это могло произойти во время прошлых чрезмерных нагрузок. Часто это объясняется применением в сети самых дешёвых материалов и устройств. Обычно они не отвечают выдвигаемым требованиям.

Советы и рекомендации

Отметим, что на многих видах автомобилей используется сразу несколько типов отсечки двигателя, причем одновременно. Как правило, речь идет о ТС, которые оснащены высокофорсированными атмосферными и турбированными ДВС.

Хотя постоянная езда на высоких оборотах сокращает ресурс ДВС по причине значительных нагрузок, раскручивать двигатель до отсечки можно, причем без риска повреждения мотора. Как правило, на многих агрегатах выход двигателя на максимальную мощность достигается именно тогда, когда обороты поднимаются в диапазоне 90-95% и более до срабатывания отсечки.

Что касается тюнинга двигателя и доработок, обороты отсечки часто сдвигают для получения максимальной отдачи от ДВС. Встречается и такая схема, когда защитную функцию полностью отключают программно. В результате становится доступна полная мощность агрегата, автомобиль можно разогнать до больших скоростей и т.п.

Так называемые тюнинговые и спортивные блоки управления позволяют отодвигать обороты отсечки

При этом важно понимать, что нештатные нагрузки на мотор могут привести к его ускоренному износу или даже быстрому выходу из строя. Обычно отсечку сдвигают или отключают на специально подготовленных авто, в двигателе которых установлены более прочные детали

Если же говорить о ресурсе обычного двигателя, отключение отсечки вполне можно считать причиной быстрой поломки силового агрегата. По этой причине максимум, на который можно рассчитывать после таких манипуляций, это те самые 5% запаса. В этом случае можно сдвинуть обороты без значительного риска. В остальных ситуациях без дополнительных изменений конструкции мотора отодвигать отсечку более чем на 5% крайне не рекомендуется.

Напоследок отметим, что привычка крутить мотор до высоких оборотов означает, что в двигателе закономерно произойдет увеличение расхода масла. По этой причине необходимо правильно подбирать смазочный материал и постоянно следить за его уровнем. В противном случае эксплуатация машины в режимах максимальных нагрузок и высоких оборотов может обернуться значительным износом двигателя или его серьезной поломкой.

На каких оборотах двигателя лучше ездить

Обороты и мотресурс двигателя. Недостатки езды на низких и высоких оборотах. На каком количестве оборотов мотора ездить лучше всего. Советы и рекомендации. Читать далее
Как увеличить мощность двигателя: основные способы

Увеличение мощности атмосферного и турбированного двигателя. Глубокий или поверхностный тюнинг ДВС. Модификация впускной и выпускной системы. Прошивка ЭБУ. Читать далее
Минусы и последствия чип-тюнинга двигателя

Стоит ли делать чип-тюнинг двигателя серийного автомобиля: преимущества и недостатки таких доработок. Ресурс и обслуживание двигателя после чиповки, советы. Читать далее
Чип-тюнинг и топливные карты

Топливные карты, чип-тюнинг и тюнинг-бокс. Влияние ЭБУ на состав рабочей смеси. Зависимость показателя AFR от различных режимов работы двигателя, детонация. Читать далее
Тюнинг топливной системы двигателя

Тюнинг топливной системы атмосферного и турбо двигателя. Производительность и энергопотребление бензонасоса, выбор топливных форсунок, регуляторы давления. Читать далее
Блок увеличения мощности: чип-бокс дизельного ДВС

Модуль увеличения мощности дизельного двигателя. Виды чип-боксов, особенности подключения и работы данных блоков. Преимущества и недостатки тюнинг-бокса. Читать далее

Применение

Электрический ток, протекающий в электрической сети, вызывает нагрев её элементов. При проектировании все элементы электрической цепи выбирают так, чтобы они могли сколь угодно долго выдерживать действие тока в нормальном режиме. Однако, в случае короткого замыкания значение силы тока в сети значительно возрастает, что может привести к разрушениям элементов, возгораниям и другим серьёзным последствиям. Кроме того, с возрастанием силы тока увеличиваются электродинамические силы, воздействующие на элементы цепи, что так же может привести к их разрушениям. Изготовлять элементы электрических цепей такими, чтобы они могли долго выдерживать токи короткого замыкания, нецелесообразно с экономической точки зрения. Скорость, с которой возрастает значение электрического тока в повреждённой цепи, такова, что человек не может успеть среагировать должным образом и вмешаться. В связи с этим, практически повсеместно для защиты электрических сетей используется автоматическая защита от коротких замыканий. Одной из основных является токовая отсечка.

Что такое отсечка оборотов мотора в современных автомобилях?

Довольно часто в сленге профессиональных водителей можно услышать такие фразы: «двигатель упёрся в отсечку» или «отсечка сработала». Так что же значат эти фразы? Попробуем разобраться.

На новых машинах отсечка выполняет функцию предохранителя от сверхтяжелых нагрузок и опасного режима работы. Принцип работы достаточно прост. При достижении критической отметки датчика в силовом агрегате отсечка прекращает подачу топлива в цилиндры.

Если перевести на более простой язык, то в момент, когда двигатель достигает своего предела, срабатывает защита. После достижения критических отметок у мотора соответственно снижаются обороты.

Всего существует три вида предохранителя. Все они непохожи между собой, но цель они преследуют одну — сохранить двигатель в случае возникновения опасности. Основные виды отсечек:

Первый вид активируется при достижении критических показателей скорости. В этот момент количество оборотов снижается, а набор скорости будет невозможен;
Второй вид работает на турбированных двигателях. Такие отсечки способны реагировать на скорость оборотов в турбонагнетателе или измерять давление в компрессоре;
Третий тип, самый известный. Такая отсечка контролирует количество оборотов мотора и в случае необходимости не даёт коленвалу подняться выше критических показателей.

Мы в соцсетях:

Обсудить

Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

Спасибо за информацию,буду знать.

Компания Ferrari сообщила о постепенном снижении ценовой политики новых спорткаров.

Автомобильный бренд Ferrari собирается начать выпуск более бюджетного спорткара Ferrari Roma, который будет доступен практически всем категориям граждан. К сожалению, насколько изменится ценовая политика новых спорткаров — не сообщается.

Многие эксперты считают, что подобные действия бренда могут быть вызваны ухудшающимися показателями продаж на мировом авторынке

Таким образом, компания хочет привлечь внимание к своей продукции менее состоятельных автомобилистов, которые хотят Ferrari, но не могут себе позволить из-за высокой стоимости

«Когда мы создавали Ferrari Roma, мы ориентировались на доступность, качество и комфорт. Мы хотели, чтобы любой водитель смог ездить на нашей машине и при этом ничем не жертвовал. В то числе большими деньгами», — сообщает пресс-служба бренда.

Также было упомянуто, что в будущем компания рассмотрит возможности создания более доступных моделей спорткаров.

Стоит отметить, что несмотря на непреклонность Ferrari в вопросе создания исключительно спортивных машин, бренд намерен выпустить к 2022 году свой первый кроссовер.

Автомеханик утверждает, что отечественная «Веста» снизу оказался ржавым «Логаном» и еще непонятно чем.

Все знают, что машины марки LADA вышли не так давно. Хотя на YouTube-канале одного механика появилось видео, где после трех летнего пользования, авто получило внушительную неисправность.

Поломкой оказалась прохудившаяся гофра глушителя, из-за чего машина издает необычные звуки.

«Авто хоть и небольшого срока использования, всего лишь пару лет, пробег которого 30 — 40 тыс. км, а после стечения гарантии автомобиль проржавел», — подчеркнул обозреватель.

Он утверждает, что эта неполадка перешла на LADA Vesta от Рено

Также обозреватель заострил внимание на том, что снизу машины он нашел деталь не «АвтоВАЗа», а кусок «Логана» и еще какой-то неизвестной модели

Наконец расстроенный механик дал свой приговор, чтобы отремонтировать авто ему придется разобрать участок с гофрой и прилежащую к ней трубу, а также часть моторного отсека.

Продажи электрических грузовиков от компании DAF стартовали в европейских странах.

Представители бренда поделились информацией о том, что первыми покупателями транспортных средств стали компании HVC и ROVA. Их основной вид деятельности — сборка отходов и их последующая утилизация.

Также известно, что один грузовик с электрическим мотором приобрела компания Cure из Роттердама. Для ее работы будет использоваться мусоровоз с краном.

Примечательно, что у транспортного средства три оси, а его разрешенная полная масса — 28 тонн.

Предоставленные компаниям автомобили имеют силовой агрегат VDL E-Power, его мощность — 210 кВт, при этом достаточно высокий крутящий момент — 2000 Нм.

В компании DAF рассказали, что силовой агрегат получает питание от нескольких «батареек», которые имеют суммарную емкость в 170 кВт*ч.

Чтобы зарядить установленные элементы питания понадобится всего полчаса.

О том, когда грузовики с электрическим мотором попадут на рынки других стран, пока что не сообщается.

Что такое отсечка двигателя: для чего нужна и как это работает

Как уже было сказано, отсечка двигателя выполняет защитную функцию. Схема работы данного решения на современных ДВС с инжектором следующая: когда в процессе использования мотора достигается предел по заранее заданным значениям, электронный блок управления двигателем блокирует подачу горючего в цилиндры, тем самым понижая частоту вращения коленчатого вала.

Что касается самих значений, отсечка двигателя срабатывает с учетом следующих параметров:

скорость движения ТС;
обороты коленчатого вала;
давление отработавших газов в ДВС с турбокомпрессором;

Срабатывание отсечки с учетом скорости (ограничение максимальной скорости) является решением, которое обычно используется в комплексе с отсечкой по оборотам. В первом случае отсечка нужна для того, чтобы автомобиль не разгонялся выше определенного порога, тогда как во втором речь идет о защите самого мотора при езде на разных передачах.

Срабатывание отсечки по скорости происходит так, что после достижения «максималки» ЭБУ отключает подачу горючего в цилиндры. Возобновление подачи топлива происходит после того, как скорость ТС снижается до нужного показателя.

На практике, если машину разогнать до 250 км/ч, тогда сработает отсечка, при снижении скорости до условных 240 км/ч блок управления снова подаст топливо, однако при наборе скорости до 250 км/ч снова сработает программная отсечка двигателя. Получается, быстрее скорости отсечки автомобиль попросту не поедет.

Отсечка на основании давления отработавших газов в турбокомпрессоре и скорости вращения турбины присутствует на турбомоторах. Дело в том, что если даже обороты коленвала еще не достигли критических показателей для самого ДВС, однако для турбины последствия уже могут быть серьезными и вывести из строя дорогостоящий элемент.

Простыми словами, после того, как турбокомпрессор раскрутился до, в среднем, 110-115 тыс. об/мин. и больше, необходимо ограничить поток и давление выхлопных газов, чтобы турбина не разрушилась. Сделать это можно отсечкой двигателя.

Что касается отсечки по частоте вращения коленчатого вала (по оборотам двигателя), такой вариант наиболее распространен и используется повсеместно. Большинство двигателей на иномарках и отечественных авто имеют указанную схему защиты.

Сейчас читают

Например, стоковый бензиновый двигатель как на Kia Rio или Hyundai Solaris, так и на отечественной ВАЗ Калина имеет отсечку, которая срабатывает на отметке в 6.5 тыс. об/мин. Это условный сформировавшийся стандарт для многих моторов. При этом существует много агрегатов, у кторых другие обороты отсечки. Двигатели автомобилей, кторые станадртно «крутятся» выше (до 7-7.5 или даже 8 тыс. об/мин), уже считаются высокооборотистыми. На спортивных авто и этот показатель далеко не предельный.

Отсечка оборотов происходит по команде блока управления и препятствует дальнейшему набору оборотов. Как правило, указанная отсечка предполагает, что защита срабатывает в том случае, когда двигатель раскручивается до 95 или 100% максимально возможных рабочих оборотов.

Если сказать иначе, конструкторы оставляют 5-7% запаса от максимальных оборотов, на которых конкретный тип ДВС работает без значительной потери ресурса или разрушения. Например, если отсечка срабатывает на 6.5 тыс. об/мин, то максимальными оборотами для такого мотора можно считать почти 7 тыс. оборотов в минуту, при этом ДВС будет работать без поломок.

Обороты отсечки на тахометре выделены хорошо известной красной зоной. После достижения таких оборотов происходит срабатывание отсечки, когда ЭБУ выполняет отключение подачи горючего в цилиндры. Дальнейшее возобновление подачи топлива произойдет тогда, когда обороты снизятся до того предела, который прописан в памяти блока управления.

Разновидности токовых отсечек

Токовые отсечки подразделяются по величине выдержки времени срабатывания:

мгновенные токовые отсечки
отсечки с выдержкой времени

Время действия мгновенной токовой отсечки определяется собственным временем срабатывания пускового элемента (токовое реле), промежуточных элементов (промежуточных реле, подающих сигнал отключения непосредственно на расцепитель выключателя). Обычно время срабатывания мгновенной отсечки составляет 0,04—0,06 с. Отсечки с выдержкой времени имеют время срабатывания 0,25-0,6 с, для чего специально вводится элемент выдержки времени. Автоматические выключатели с наличием функции отсечки с выдержкой времени называются селективными автоматическими выключателями.
Применение мгновенной токовой отсечки в сочетании с отсечкой с выдержкой по времени позволяет выполнять защиту линий с минимальным временем и селективно (здесь селективность выполняется аналогично принципу максимально-токовой защиты: по времени). Если же выдержка времени токовой защиты составляет более 0,6 с, то такие защиты относят уже к максимально-токовым защитам (МТЗ).

Токовая отсечка

Токовая отсечка — мгновенно действующая токовая защита, селективность действия которой по отношении к защитам смежных участков достигается выбором тока срабатывания I сз большим максимального тока внешнего короткого замыкания I кз.вн.мах .

Работа защиты на защищаемом участке обеспечивается тем, что ток в линии увеличивается по мере приближения места повреждения к источнику питания. Время срабатывания токовой отсечки складывается из времени действия токового и промежуточного реле и составляет t отс = 0,04 — 0,06 с .

Рассмотрение принципа действия токовой отсечки проведем для радиальной линии с односторонним питанием. Максимальный ток внешнего короткого замыкания в защищаемой линии АБ длиной l имеет место при металлическом коротком замыкании в начале следующей линии, у шин подстанции Б (точка К).

Для селективной работы токовой отсечки линии АБ ток срабатывания выбирается для трехфазного короткого замыкания следующим образом:

I сз = k отс х I кз.вн.мах .

Особенность работы токовой отсечки: защищаемая зона, характеризующая чувствительность защиты, составляет только часть линии (I сз кз ). Согласно правил устройства электроустановок токовая отсечка считается эффективной, если зона действия в минимальном режиме не меньше 20 % длины линии. Обычно токовая защита устанавливается вместе с максимальной токовой защитой (МТЗ) с выдержкой времени на первых участках защищаемой линии.

Токовые отсечки также могут применяться для защиты линий с двусторонним питанием.

Токовые отсечки устанавливаются с обеих сторон линии АБ. Для их селективной работы должна выполняться отстройка от максимального тока внешнего замыкания.

Рассматриваются несколько случаев:

Далее выбирается большее значение. Т.к. в данном случае I кз.махА кз.мах.Б , то ток срабатывания отсечек по обоим концам линии одинаков и равен I сз = k отс х I кз.махА .

Как видно, образовалась зона нечувствительности, при коротком замыкании в которой ни одна из токовых отсечек не срабатывает. В минимальном режиме нагрузки зона нечувствительности возрастает.

Так как время действия отсечки мало, практически мгновенное, то при выборе тока срабатывания необходимо учитывать влияние апериодических составляющих, значения которых высоки именно в первые периоды существования тока короткого замыкания. Отстройка от апериодической составляющей производится выбором коэффициента отсечки k отс = 1 ,2 — 1,3 . В случае использования на линиях с двусторонним питанием, также отстраиваются от токов качания.

Для отсечек, зона действия которых охватывает только часть линии, важна одинаковая чувствительность при различных видах коротких замыканий. Поэтому для защиты от многофазных замыканий в сетях с изолированной нейтралью обычно используется схема соединения ТТ в неполную звезду.

Для защиты от перенапряжений воздушных линий, не покрытых тросами, используются разрядники, создающие искусственные короткие замыкания на землю, длительностью до 1 , 5 периода, что соразмеримо со временем действия токовой отсечки. Для отстройки от работы разрядников используется промежуточное реле П со временем срабатывания 2-4 периода.

Область применения токовых отсечек : применяются как вспомогательные защиты для сокращения времен отключения повреждения. В некоторых случаях мгновенная токовая отсечка может служить основной защитой, например на радиальных линиях, питающих понижающие трансформаторы.

Преимущества токовой отсечки:

1. Селективность работы в сетях любой конфигурации с любым числом источников питания.

2. Быстрое отключение наиболее тяжелых для системы коротких замыканий, расположенных вблизи шин станций и подстанций.

Недостатки : Защищают только часть длины линии при металлических коротких замыканиях. При повреждении через переходное сопротивление зона действия токовой отсечки может снизиться до нуля.

Особенности

Величина электрического тока, протекающего через цепь во время короткого замыкания, зависит от того, в каком месте это замыкание произошло. Чем это место ближе к источнику тока, тем больше величина силы тока. Это свойство позволяет обеспечивать данной защитой требование селективности.[] Для того, чтобы защита срабатывала непосредственно на том участке, на котором она установлена, её уставку принимают большей, чем значение силы тока короткого замыкания вне защищаемого участка. В этом случае защита не сработает, если короткое замыкание произойдёт вне защищаемого участка. Благодаря этому, токовую отсечку называют защитой с абсолютной селективностью.

В отдельных случаях токовая отсечка может быть выполнена неселективной. В этом случае она защищает не отдельный участок линии, а всю линию целиком. Выполнение такой защиты оправдано тем, что сразу после её действия начинает работать устройство автоматического повторного включения (АПВ). Если АПВ оказывается неуспешным, то срабатывает дифференциальная защита шин.

Принцип действия

Предохранитель с плавкой вставкой

Значение величины силы тока, при котором срабатывает защита, называется уставка.

Уставку обычно выбирают таким образом, чтобы цепь обесточилась быстрее, чем в ней произойдут какие-либо разрушения.
Реализуют токовую отсечку разными способами. Чаще всего для отключения применяют электромагнитные реле тока, в которых под воздействием электромагнитной силы замыкаются контакты, выдавая сигнал на отключение выключателя защищаемого элемента. По тому же принципу действуют различные автоматические выключатели.[источник не указан 1099 дней]Температура, повышающаяся за счет электрического тока, является воздействующей величиной для других защитных электрических аппаратов — предохранителей. При достижении определённого значения температуры плавкая вставка в предохранителе разрушается, обрывая электрическую цепь.