Максимальная защита: принцип действия, виды, примеры схем

Содержание

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

МТЗ используют:

  • 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.

Рисунок 1. МТЗ с выдержкой времени

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):

Рис. 2. Карта селективности стандартной трёхступенчатой защиты

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 ]:

Iс.з. > Iн. макс.,

где Iс.з. – минимальный первичный ток, на который должна реагировать защита, а Iн. 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:

Iвз = kн.×kз.×Iраб. макс.

Здесь Iвз– ток возврата, kн.

– коэффициент надёжности,  kз – коэффициент самозапуска, Iраб. макс. величина максимального рабочего тока.

Для того чтобы токи возврата и срабатывания максимально приблизить, вводится коэффициент возврата, рассчитываемый по формуле:

kвIвз Iс.з с учётом которого Iс.з. = kн.×kз.×Iраб. макс / kв

В идеальном случае kв = 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 kв 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: tсз = A / (k— 1), где A, n – коэффициенты чувствительности, k = Iраб  / Iср — 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.

Рисунок 3. Характеристика МТЗ с зависимой выдержкой

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.

Схема на 1 реле

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.

Схема на 2 реле

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.

Рисунок 4. Схема трёхфазной трёхрелейной защиты

Схема двухфазного трёхрелейного подключения МТЗ изображена на рисунке 5.

Рис. 5. Схема двухфазного трёхрелейного подключения МТЗ

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.

Видео в дополнение темы

Принцип действие МТЗ: разновидности максимально-токовых защит

МТЗ (расшифровка – максимальная токовая защита) – распространенная техника предохранения электросетей от последствий краткосрочных перегрузок и замыканий. Она может быть задействована в разветвленных сетях, асинхронных двигателях. Электрику нужно знать особенности механизма и его отличия от других предохранительных методов.

Реле времени

Принцип действия

МТЗ – это разновидность защитного механизма электросети с использованием реле, применяемая при угрозе короткого замыкания на некотором отрезке электроцепи.

Принцип действия максимальной токовой защиты достаточно схож с таковым у механизма отсечки. Если при использовании последней ток вырубается сразу же, то при применении МТЗ выключение происходит по истечении некоторого временного отрезка. Он называется выдержкой времени. То, какое значение он примет, определяется близостью места, где происходит инцидент, к поставщику питания. Чем дальше располагается отрезок, тем меньше число. Значение, на которое показатель близлежащего участка отличается от такового для удаленного (ступень селективности), описывает период, по истечении которого защита включается на ближнем участке (отключая и дальний), если она не активизировалась на дальнем, на котором случился инцидент КЗ.

Важно! Показатель ступени надо делать небольшим, чтобы система успела включиться до причинения инцидентом серьезных повреждений электросети.

Отличия от токовой отсечки

В МТЗ используются реле времени, позволяющие игнорировать скачки напряжения, что невозможно при отсечке (которая срабатывает не только при эпизоде короткого замыкания, но и при повышении тока любой другой природы и продолжительности). Кроме того, использование механизма отсечки требует задействования оператора для возобновления нормального функционирования системы. Реле сами приходят в первоначальное состояние, когда причина размыкания будет ликвидирована.

Разновидности максимально-токовых защит

Ориентируясь на условия работы в конкретной электросети, можно выбрать один из четырех типов системы.

МТЗ с независимой от тока выдержкой времени

Параметр задержки здесь неизменен, период активации зависит только от ступени селективности: на каждом последующем отрезке время увеличивается на эту величину.

МТЗ с зависимой от тока выдержкой времени

Используется расчет выдержки по нелинейной формуле. Параметр зависит от величины тока на обмотках. Используется в системах, где предохранение от избыточных нагрузок имеет особенную значимость для безопасности.

МТЗ с ограниченно-зависимой от тока выдержкой времени

Здесь совмещены две компоненты: не зависящая от тока часть и зависящая, причем у последней время-токовая характеристика имеет вид гиперболы. Чем больше перегрузка, тем более пологий вид имеет графическое представление. Такая установка используется в высокомощных электромоторах.

МТЗ с пуском (блокировкой) от реле минимального напряжения

Здесь инициатором размыкания контактов становится разность потенциалов. Уставка привязывается к падению напряжения ниже определенной границы.

Задание уставок

Защита МТЗ определяется тем, насколько правильно выбрана уставка – величина тока, при достижении которой включается функция. При определении ее значения учитывают назначение сети (например, при самостоятельном запуске электродвигателя после временного выключения питания показатель может превышать номинальный, тогда МТЗ не должна выключать его) и минимальный ток замыкания в ней. При зависимой (полностью или ограниченно) время-токовой характеристике ориентируются на значение, когда реле перегрузки вот-вот сработает, а время задают, ориентируясь на независимую часть.

Важно! Иногда блокировка в защитной системе ставится с ориентацией на напряжение, тогда параметром срабатывания, задаваемым в качестве уставки, становится оно.

Реализация

В основном, систему реализуют с применением устройств, совмещающих функции пуска и задержки времени, либо с помощью сочетания нескольких разных реле, каждое из которых выполняет одну из этих функций. Сейчас все чаще применяются микропроцессоры, реализующие, помимо обозреваемого, еще ряд процессов релейной защиты.

Схемы защиты МТЗ

Применяется несколько вариантов конструкций, различающихся устройством.

Трехфазная схема защиты МТЗ на постоянном оперативном токе

Трехфазная конструкция

В главный блок входят два реле: времени и пуска. Используются также указательное реле и еще одно добавочное, ставящееся тогда, когда временное реле неспособно замкнуть цепочку катушки выключения.

Двухфазные схемы защиты МТЗ на постоянном оперативном токе

Они применяются, когда нужно, чтобы система включалась лишь при замыкании между фазами. Существуют схемы с одиночным реле и с парой.

Двухрелейная схема

Ее плюс – реагирование на любые межфазовые замыкания. Минус – меньшая восприимчивость при двухфазных замыканиях за трансформатором. Повысить ее вдвое можно, поставив третье реле. Схема в основном используется для конструкций с изолированной нейтралью – случающиеся в них замыкания происходят только между фазами. Возможно применение при глухом заземлении, но тогда для предотвращения однофазного замыкания ставится добавочная конструкция, срабатывающая при токе нулевой последовательности.

Одно-релейная схема МТЗ

Плюс схемы – легкость конструирования. Минусы – наименее высокая чувствительность, несрабатывание при некоторых типах замыканий с двумя фазами.

Выбор тока срабатывания защиты МТЗ

Выбор осуществляется с расчетом, чтобы установка уверенно срабатывала при повреждающих воздействиях, но не проявляла активности при недолгих толчках (к примеру, когда запускается электродвигатель) или высоком токе нагрузки. Дифференциация последнего от ситуации, когда должна активизироваться защита, является основной задачей. Также установка не должна быть излишне восприимчивой, иначе цепь будет отключаться, когда это не нужно.

Должны соблюдаться условия:

  • реле не должны активизироваться нагрузочным током, поэтому параметр, при котором срабатывает МТЗ, должен быть больше максимального нагрузочного показателя;
  • возвратный ток реле должен превышать нагрузочное значение, идущее по защите после окончания замыкания – это нужно для возврата реле в начальное положение.

Чувствительность защиты МТЗ

Значение коэффициента, вариабельно в зависимости от вида защиты. В главной зоне коэффициент обычно равен 1,5, в резервной – его часто берут равным 1,2.

Выдержка времени защиты МТЗ

Для ее нахождения проводится следующий расчет. Узнается время работы первой из защит при замыкании:

T1=tп1+to1+tв1,

где:

  • Т1 – искомое время,
  • tп1 – погрешность выдержки,
  • to1 – время вырубания выключателя,
  • tв1 – выдержка для этого реле.

Вторая защита не сработает при условии, что время выдержки для нее будет больше Т1, т.е. tв2>T1.

Tв2=Т1+tп2+tз,

где:

  • tп2 – погрешность второго реле,
  • tз – запасное время.

Таким образом, ступень будет равна Т=tв2-tв1=tп1+tо1+tп2+tз (для независимой время-токовой характеристики).

Выбор времени действия защит МТЗ

Время действия

Используется формула:

tв(n)=tв(n-1)+t.

На картинке выше разница между временем t2 и t1, t3 и t2 и любыми другими соседними идентична.

Примеры и описание схем МТЗ

Для защиты разных компонентов сетей с питанием, поступающим с одной стороны, используются схемы различных типов.

Однорелейная на оперативном токе

Схема с одним реле на оперативном токе

Применяется реле пуска, реагирующее на изменения разности фазовых потенциалов. Плюсами являются ее простота и малый расход ресурсов – нужны только одно реле и два кабеля. Минусы – невысокая восприимчивость и то, что, если отказал какой-то элемент, фрагмент линии теряет предохранение. Схема подойдет для сетей с напряжением до 10 кВ.

Двухрелейная на оперативном токе

Схема с парой реле

Эта схема, как и предыдущая, защищает электролинии от последствий короткого замыкания между фазами. Цепи в ней формируют усеченную звезду. Она надежна, но, как и предыдущая, не очень чувствительна.

Трехрелейная

Это наиболее надежная и единственная подходящая для конструкций с заземленной наглухо нейтралью схема.

Хотя отсечка тока эффективнее предотвращает короткие замыкания, применение обозреваемого метода больше подходит для предохранения разветвленных электролиний. Для максимально эффективной работы необходимо правильно задать в схеме уставки.

Видео

Тзнп принцип работы

Что такое токовая защита нулевой последовательности?

В высоковольтных сетях из-за каких-либо повреждений может нарушаться нормальная работа электроустановок. Достаточно частое повреждение – замыкание на землю, при котором возникает угроза как человеческой жизни за счет растекания потенциала, так и оборудованию за счет нарушения симметрии в сети.

Чтобы предотвратить возможные последствия от таких повреждений на подстанциях и в других устройствах применяют токовую защиту нулевой последовательности (ТЗНП).

Большинство сетей получают  питание по трехфазной системе, в которой напряжение каждой фазы смещено на 120º.

Рис. 1. Форма напряжения в трехфазной сети

На диаграмме б) показана работа сбалансированной симметричной системы.Если выполнить геометрическое сложение представленных векторов, то в нулевой точке результат сложения будет равен нулю. Это означает, что в системах 110, 10 и 6 кВ,  для которых характерно заземление нейтралей трансформаторов, при нормальных условиях работы какой-либо ток в нейтрали будет отсутствовать.

Геометрически смена фаз может подразделяется на виды:

  • прямой последовательности, при которой их чередование выглядит как A – B – C;
  • обратной последовательности, при которой чередование будет C – B – A;
  • и вариант нулевой последовательности, соответствующий отсутствию угла сдвига.

Для первых двух вариантов угол сдвига будет составлять 120º.

Рис. 2. Прямая, обратная и нулевая последовательность

На рисунке 2 нулевая последовательность показывает, что векторы имеют одно и то же направление, но их смещение в пространстве между собой равно 0º. Это происходит при однофазном кз, при этом токи двух оставшихся фаз устремляются в нулевую точку. Также эту ситуацию можно наблюдать и при междуфазных кз, когда две из них, помимо нахлеста, попадают еще и на землю, а в нуле будет протекать ток лишь одной фазы.

При возникновении трехфазных кз в нейтрали обмоток ток не будет протекать, несмотря на аварию. Потому что токи и напряжения нулевой последовательности по-прежнему будут отсутствовать. Несмотря на то, что фазные напряжения и токи в этой ситуации могут в разы возрасти, в сравнении с номинальными.

Принцип работы ТЗНП

Все релейные защиты, действие которых отстраивается от появления токов  нулевой последовательности, имеют схожий принцип.

Принципиальная схема простейшей ТЗНП

Здесь представлен вариант включения  реле тока Т, которое подключается ко вторичным обмоткам трансформаторов тока (ТТ), собранных в звезду. В данной ситуации нулевой провод от звезды обмоток трансформаторов отфильтровывает составляющие нулевой последовательности, в случае их возникновения.  При условии, что система работает симметрично, обмотки реле Т будут обесточенными. А при условии, что в одной из фаз произойдет замыкание на землю, ТТ отреагирует на это, из-за чего по нулевому проводу потечет ток. Это и будет та самая составляющая нулевой последовательности, из-за которой произойдет возбуждение обмотки реле Т.

После чего происходит выдержка времени, определяемая параметрами реле В. При истечении установленного промежутка времени токовая защита посылает сигнал на соответствующую коммутационную установку У. Которая и производит отключение трехфазной сети. Более сложные варианты схемы могут включать и реле мощности, которое позволяет отлаживать работу защиты по направлению.

В случае междуфазных повреждений симметрия не нарушиться, а лишь измениться  величина токов. А ТТ будут продолжать компенсировать токи, стекающиеся в нулевой провод. Преимущество такой схемы заключается в том, что при максимальных рабочих токах, все равно не будет срабатывать защита, поскольку будет сохраняться симметрия.

Но при существенном отличии в магнитных параметрах измерительных трансформаторов, произойдет дисбаланс в системе, и по нулевому проводнику будет протекать ток небаланса. Это приведёт к ложным срабатываниям токовой защиты даже там, где соблюдается номинальный режим питания сетей.

Правила подборки трансформаторов тока.

С целью снижения небаланса, влияющего на правильность срабатывания токовой защиты, подбирают такие ТТ, у которых вторичные токи не создадут перетоков. Для чего они должны соответствовать таким требованиям:

  • Обладать идентичными кривыми гистерезиса;
  • Одинаковая нагрузка вторичных цепей;
  • Погрешность на границе участков сети не должна превышать 10%.

К их вторичным цепям запрещено подключать еще какую-либо нагрузку, приводящую к искажению кривой намагничивания хотя бы в одном ТТ. Поэтому на практике при возникновении токов срабатывания от симметричной системы рекомендуют подвергать замене не один и не два, а все три трансформатора одновременно.

Область применения

Токовая защита, способная отреагировать на появление нулевой последовательности, нашла достаточно широкое применение  в линиях с заземленной нейтралью. Так как в них  токи коротких замыканий достигают наибольших величин. А вот при изолированной нейтрали ее установка нецелесообразна, поэтому ТЗНП в них не используют. Сегодня установки ТЗНП находят широкое применение:

  • на шинах районных подстанций для защиты силового оборудования;
  • в распределительных устройствах трансформаторных, переключающих и комплектных подстанций;
  • в токовых цепях крупных промышленных объектов с трехфазным силовым оборудованием.

Выбор уставок для ТЗНП

Для обеспечения ступенчатого принципа вывода линии, токовая защита, контролирующая появление нулевой последовательности в цепях, должна соответствовать селективности срабатывания. Здесь под селективностью понимается последовательное отключение определенных участков цепи, в зависимости от их значимости, с целью определения места повреждения или выделения поврежденного промежутка. Для этого выбираются соответствующие уставки срабатывания по времени для защиты. Рассмотрите пример выбора уставок на такой схеме.

Пример выбора уставок

Как видите, ТЗНП в данном случае отстраивается по тому же принципу, что и максимальная токовая защита, но с меньшей величиной выдержки времени. В этом примере каждая последующая ступень защиты выдерживает временную задержку на промежуток Δt больше, чем предыдущая. То есть время срабатывания первой токовой отсечки, в сравнении со второй будет рассчитываться по формуле: t1 = t2+ Δt. А время срабатывания второй по отношению к третей будет составлять t2 = t3+ Δt. Таким образом каждое последующее реле выполняет функцию резервной защиты.

Если обмотки преобразовательных устройств включаются по системе звезда – треугольник, а также звезда – звезда, ТЗНП первичных и вторичных цепей не совпадают. Из-за того, что замыкание в линиях высокого напряжения не обязательно вызовет появление составляющих нулевой последовательности в низких обмотках и питаемой ими цепи. Так как селективность ТЗНП для каждой  из них должна выстраиваться независимо, на практике должна обеспечиваться их независимая работа.

Такая система ступенчатых защит позволяет минимизировать дальнейший переход повреждения на другие участки сети и силовое оборудование. А также помогает вывести из-под угрозы персонал, обслуживающий эти устройства. Главное требование к токовой защите – предотвращение ложных коммутаций по отношению к соответствующей зоне срабатывания.

Практическая реализация ТЗНП

Сегодня токовая защита, реагирующая на возникновение нулевой последовательности, может реализовываться микропроцессорными установками и посредством реле. В большинстве случаев устаревшие реле повсеместно заменяются на более новые версии токовой защиты. Но, помимо ТЗНП настраиваются в работу дистанционные, дифференциальные защиты и прочие устройства. Чья работа основывается как на симметричных составляющих, так и на других параметрах сети.

Помимо этого, в своем  классическом исполнении ТЗНП не имеет возможности определять место повреждения. То есть для нее не имеет значение, в каком месте произошел обрыв. Поэтому для определения направления, в котором ток протекает по направлению к земле, применяют направленную защиту. Такая система отстраивается не только на токах, а и на напряжении, возникающем от нулевой последовательности. Данные величины подаются с трансформаторов напряжения, включенных по системе разомкнутого треугольника.

Схема работы направленной защиты

При замыкании в зоне резервирования токовой защиты к одной из обмоток реле мощности поступает напряжение, а на вторую обмотку поступает ток нулевой последовательности, используемый для токовой защиты. При условии, что вектор мощности направлен в линию, реле мощности разблокирует срабатывание токовой защиты. В противном случае, когда направление мощности указывает, что неисправность произошла на другом участке, реле мощности продолжит блокировать срабатывание токовой защиты.

Сегодня практическая реализация такой защиты выполняется посредством микропроцессорных блоков REL650  или на реле ЭПЗ-1636. Каждый, из которых уже включает в себя и токовую отсечку, и дистанционную защиту, и  пусковое реле для возобновления питания.

Видео в дополнение к написанному.

Защита нулевой последовательности (ТЗНП): токи, принцип действия, схемы

Одним из устройств, применяемых для защиты ЛЭП с напряжением 110 кВ, является токовая направленная защита нулевой последовательности (сокращенно – ТНЗНП).

Эти линии электропередач выполняются с эффективно заземленной нейтралью. В отличие от сетей 6-35кВ, у которых нейтраль изолирована, токи замыкания на землю достаточно большие, что вызывает необходимость фиксировать их и отключать с минимально возможной выдержкой времени. Но для этого нужно не просто определить факт наличия в системе замыкания на землю, но и найти линию, на которой оно произошло. Для этого такие защиты и делаются направленными.

Токи нулевой последовательности

Систему трехфазных токов и напряжений можно представить в виде векторной диаграммы, где векторы этих токов (напряжений) в нормальном режиме сдвинуты друг относительно друга в пространстве на одинаковый угол, равный 120 градусов. При этом полученная диаграмма является еще и вращающейся относительно условного наблюдателя: сначала мимо него проходит вектора фазы «А», затем «В», потом «С». И так – по кругу. Эту диаграмму принято называть системой токов (напряжений) прямой последовательности.

Если поменять порядок прохождения векторов с А-В-С на С-В-А, получается обратная последовательность. В обоих случаях неизменным остается одно: между векторами разных фаз сохраняется угол в 120 градусов.

Ток или напряжение нулевой последовательности получается, если все эти векторы сложить между собой. Для этого, если вспомнить геометрию, нужно начало второго вектора совместить с концом первого, затем так же добавить к нему третий. Поскольку угол между ними остается равным 120 градусов, то получим равносторонний треугольник, система замкнется. Результирующий вектор, определяющий сумму всех слагаемых, будет равен нулю. Он должен быть проведен от начала первого суммируемого вектора к концу последнего.

Но так будет только при отсутствии в системе замыканий на землю. При междуфазных КЗ увеличиваются векторы токов одновременно в двух фазах, а то и во всех трех. Сложение их между собой даст все тот же ноль. Поэтому такие КЗ еще называют симметричными.

Интересное видео о работе ТЗНП смотрите ниже.

Защита на токах нулевой последовательности

Но при наличии замыкания на землю нулевая последовательность токов выходит из равновесия. Появляется результирующий ток, на который и реагирует релейная защита.

В системах с изолированной нейтралью для выделения этих токов используется специальный трансформатор, надеваемый на кабель.

На ЛЭП — 110 кВ это выполнить невозможно и токи замыкания на землю определяются по другому принципу. Для этого на обычных трансформаторах тока, использующихся для релейной защиты, выделяется отдельная обмотка на каждой фазе. Обмотки фаз соединяются между собой последовательно особым способом: начало следующей соединяется с концом предыдущей. В эту же цепь включаются и токовые обмотки реле.

Обычно защищаемый участок разделяется на участки (зоны), примерно, как у дистанционной защиты. Сама защита выполняется многоступенчатой. Ток срабатывания первой ступени максимальный, выдержка времени – минимальна или равна нулю. Следующая ступень срабатывает при меньшем токе, но с большей выдержкой по времени. И так далее.

На другом конце линии установлена такая же защита. А линий может быть много. Наличие ступеней позволяет обеспечить отключение именно участка с повреждением, а также – резервировать другие защиты в случае их отказа.

Напряжение нулевой последовательности

Имея в наличии только информацию о токах нулевой последовательности, невозможно определить, где произошло КЗ: в самой линии, или «за спиной». В противоположном от линии конце находится либо распределительное устройство с другими подключенными к нему ЛЭП, либо трансформаторы. У них есть своя собственная защита, которая лучше разберется в ситуации.

Для того, чтобы определить направление на замыкание на землю, потребуется информация о напряжении нулевой последовательности. Оно берется с особых обмоток трансформаторов напряжения, соединенных в разомкнутый треугольник.

Это тоже векторная сумма, но не токов, а фазных напряжений. Она равна нулю в нормальном режиме и при симметричных КЗ, но при однофазных КЗ имеет определенную величину.

Далее в дело вступает реле направления мощности. На одну его обмотку подается напряжение нулевой последовательности, а на другую – ток, использующийся для работы земляной защиты. Срабатывание происходит при таком угле между этими величинами, когда мощность КЗ направлена в линию. В других случаях, при КЗ «за спиной», отсутствие срабатывания этого реле блокирует работу защиты.

Принцип действия ТЗНП, защита нулевой последовательности turion

Токи небаланса

 Правильное сложение токов возможно только в случае полной идентичности характеристик трансформаторов тока. На этапе проектирования для защиты обязательно выбираются одинаковые обмотки трансформаторов с одинаковым классом точности, кратностью насыщения.

Кроме того, в цепи этих обмоток не должны быть включены другие устройства или приборы, нарушающие симметрию их нагрузки.

Но и этого может оказаться недостаточно. Если при всем при этом характеристики намагничивания оказываются разными, ток небаланса все-таки появляется. Если в нормальном режиме он не приводит к ложному срабатыванию защиты, то при симметричных КЗ, когда токи становятся в несколько раз большими, ток небаланса существенно возрастет.

Поэтому при замене трансформаторов тока, если не удается подобрать аналог для одного из них с полным соответствием вольт-амперных характеристик, то лучше сменить не один или два, а все три.

Реализация защит ТЗНП

Широко применялись еще с советских времен панели защит ЛЭП-110 кВ на базе электромеханических реле, например ЭПЗ-1636. В ее состав, кроме ТЗНП входит еще дистанционная защита и токовая отсечка.

Однако электромеханические реле эксплуатирующихся панелей давно выработали свой ресурс, а точечная их замена не всегда приводит к надежным результатам.

Поскольку со времен разработки данной релейной техники прогресс уже ушел далеко вперед, старое оборудование целиком меняется на панели или шкафы, включающие в себя микропроцессорные терминалы релейных защит.

Токовые направленные защиты нулевой последовательности

В сетях с заземленными нулевыми точками, расположенными с обеих сторон рассматриваемого участка сети, селективное действие максимальной токовой защиты нулевой последовательности можно обеспечить только при наличии органа направления мощности.

Направленные защиты нулевой последовательности действуют при КЗ на защищаемой линии и не работают при повреждениях на всех остальных присоединениях, отходящих от данной подстанции. Такое поведение защиты обеспечивается с помощью реле направления мощности, реагирующего на знак или направление мощности нулевой последовательности при КЗ.

Выдержки времени на защитах, действующих при одном направлении мощности, подбираются по ступенчатому принципу. На рис. 7.6 показаны размещение направленных защит нулевой последовательности и график их выдержек времени. Схема защиты представлена на рис. 7.7.

Рис. 7.6. Размещение максимальных направленных защит нулевой последовательности и график их выдержки времени

Защита состоит из токового реле 1, реагирующего на появление КЗ на землю, реле мощности 2, определяющего направление мощности при КЗ, и реле времени 3, создающего выдержку времени, необходимую по условию селективности.

Рис. 7.7. Схема токовой направленной защиты нулевой последовательности

Пусковое реле и токовая обмотка реле мощности включаются в нулевой провод ТТ на ток 3I0, а обмотка напряжения питается напряжением 3U0 от разомкнутого треугольника трансформатора напряжения.

При таком включении реле 2 реагирует на мощность нулевой последовательности S0=I0∙U0. Реле направления мощности реагирует на мощность:

,

где φр=φ0 – угол сдвига фаз между Up и Ip или U0 и I0.

Рассмотрим поведение реле мощности в зависимости от вида КЗ. Для упрощения принято, что поврежденная линия разомкнута. За исходные данные при построении диаграмм взяты векторы ЭДС эквивалентного генератора системы ЕА, ЕВ, ЕС, которые можно считать не изменяющимися при КЗ.

Однофазное КЗ (рис. 7.8, а) характеризуется следующими условиями:

1) в поврежденной фазе (например, А) под действием ЭДС ЕА проходит ток КЗ IA=Iк. Если принять активное сопротивление сети равным нулю, то ток IА отстает от ЭДС ЕА на 90º.

2) Токи в неповрежденных фазах IB и IC равны нулю.

3) Напряжение поврежденной фазы относительно земли в т. К UAк=0, поскольку эта фаза имеет глухое замыкание на землю.

4) Напряжения неповрежденных фаз UB и UC равны ЭДС этих фаз.

Для этих условий построена векторная диаграмма фазных токов и напряжений для места повреждения в т. К (рис. 7.8, б).

Рис. 7.8. Векторная диаграмма токов и напряжений при однофазном КЗ:

а – схема сети, б – диаграмма в т. К

Векторы 3I0∙и 3U0 находятся путем геометрического сложения векторов фазных токов и напряжений. Вектор совпадает по направлению с IA, а вектор . При принятых допущениях , поэтому .

Из диаграммы 7.8, б слуедует, что ток I0к опережает напряжение U0к на 90º.

При двухфазном КЗ на землю (рис. 7.9, а) векторная диаграмма токов и напряжений в месте повреждения фаз В и С приведена на рис.7.9, б.

Рис. 7.9. Векторные диаграммы при двухфазном КЗ на землю:

а – токораспределение при двухфазном КЗ; б – диаграмма в т. К

Этот вид повреждения характеризуется в месте КЗ следующими условиями: UВк=0; UСк=0; IА=0.

Напряжение в неповрежденной фазе UА=ЕА. В поврежденных фазах под действием ЭДС ЕВ и ЕС проходят токи IB и IC. Каждый из этих токов состоит из двух составляющих. Одна составляющая замыкается по контуру поврежденных фаз В и С и обусловливается разностью ЕВ-ЕС, а вторая – проходит по контуру поврежденная фаза-земля под действием ЕВ и ЕС.

Векторы I0∙и U0 находятся геометрическим суммированием фазных токов и напряжений:

, .

Приведенные диаграммы построены с допущениями и являются приближенными. Более строго и точно подобные диаграммы могут быть построены на основе совместного решения уравнений, характеризующих данный вид повреждений.

Векторные диаграммы, особенно при однофазном КЗ, показывают, что при положительном jк угол j0 отрицателен. Это означает, что мощность S0 и мощность КЗ в поврежденной фазе SКЗ имеют противоположные знаки.

Ток срабатывания пускового токового реле выбирается так же, как и у ненаправленной защиты нулевой последовательности. Чувствительность пускового реле защиты проверяется при КЗ в конце второго участка. На очень длинных линиях следует дополнительно проверять чувствительность реле мощности по выражению , где Sрмин – мощность на зажимах реле в режиме, когда I0∙и U0 имеют минимальное значение.

Выдержки времени направленной защиты выбираются по встречно-ступенчатому принципу (рис. 7.6). Каждая защита отстраивается от соседней защиты, действующей при одном направлении мощности, на ступень Δt: t1=t3+Δt.

МАКСИМАЛЬНАЯ ТОКОВАЯ ЗАЩИТА НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

а) Схема и принцип действия защиты

Защита (рис. 8-4) состоит из пускового токового реле 1 и реле времени 2. Реле 1 включается на фильтр тока нулевой последо­вательности, в качестве которого обычно используется нулевой провод трансформаторов тока, соединенных по схеме полной звезды. Реле времени 2 создает выдержку времени, необходимую по условию селективности.

Ток в реле 1 равен сумме вторичных токов трех фаз; пренебрегая погрешностью трансформаторов тока, получаем:

Согласно (8-46) и § 3-6, б ток в пусковом реле защиты появ­ляется только в том случае, когда имеется ток I0. Поэтому защита нулевой последовательности, показанная на рис. 8-4, может ра­ботать при однофазных и двухфазных к. з. на землю.

б) Ток небаланса

Значение Iнб можно найти, если в выражении (8-46) учесть токи намагничивания трансформаторов тока; тогда

Очевидно, что второй член в выражении (8-5) является током небаланса. Обозначив его Iнб и выразив первый член (8-5) через I0 , получим:

Выражение (8-6) показывает, что ток в пусковом реле защиты состоит из двух слагающих: одно обусловлено первичным током I0 и второе — погрешностью трансформаторов тока. Последнее искажает величину тока 3I0, на которую реагирует защита.

Как следует из (8-5), ток небаланса равен геометрической сумме намагничивающих токов трансформаторов тока:

Сумма намагничивающих токов обычно не равна нулю. Это объясняется тем, что токи намагничивания имеют несинусоидаль­ную форму и, кроме того, различаются по величине и фазе вследствие нелиней­ности и неидентичности характеристик намагничи­вания и неравенства в ве­личине вторичных нагру­зок трансформаторов тока различных фаз.

Токи намагничивания со­стоят в основном из первой и третьей гармоник Iнам1 и Iнам3 [Л. 35, 23]. При трех­фазных к. з., качаниях и на­грузке токи третьей гармони­ки Iнам3 фаз А, В и С практически совпадают по фазе и по­этому суммируются в нулевом проводе трансформаторов тока арифмети­чески (рис. 8-5, б).

При тех же режимах токи Iнам1 сдвинуты по фазе циклически прибли­зительно на 120° и суммируются в нулевом проводе геометрически (рис. 8-5, а).

В результате этого ток небаланса состоит, так же как и ток намагничи­вания, из первой и третьей гармоник (Iнб1 и Iнб3).

Исследования показывают, что третьи гармоники Iнам3 составляют около 20 — 40%, а первые Iнам1 —80 — 60% полного тока намагничивания.

Имея кривые намагничивания трансформаторов тока Е2 = f (Iнам) и определяя вторичные э. д. с. трансформаторов тока Е2, можно приближенно оценить [Л. 10] величины намагничивающих токов, а затем Iнб1 и Iнб3, поль­зуясь формулами (8-8), вытекающими из диаграмм на рис. 8-5:

Действующее значение полного тока небаланса в нулевом проводе нахо­дится по выражению  

Значение тока Iнб. макc в нулевом проводе звезды трансформа­торов тока обычно определяется при токе трехфазного к. з. в рас­четной точке, поскольку , как правило, больше, чем двухфазный ток к. з.

Для ограничения тока небаланса необхо­димо работать в ненасыщенной части характеристики намагничи­вания и иметь одинаковые токи намагничивания во всех фазах. Чтобы обеспечить эти условия, трансформаторы тока, питающие защиту, должны:

а) удовлетворять условию 10%-ной погрешности при макси­мальном значении тока трехфазного к. з. в начале следующего участка;

б) иметь идентичные (совпадающие) характеристики намаг­ничивания на всех трех фазах;

в) иметь одинаковые нагрузки вторичных цепей во всех фазах. В неустановившихся режимах под влиянием апериодического

тока к. з. токи намагничивания, а вместе с ними и токи небаланса могут значительно возрасти, что необходимо учитывать при вы­боре параметров защит, работающих без выдержки времени.

Чтобы исключить действие защиты от т. оков небаланса, величину тока срабатывания пусковых реле защиты выбирают больше тока небаланса.

в) Уставки защиты

Время действия каждой защиты нулевой последовательности выбирается по условию селективности на ступень Δt больше t защиты предыдущего участка. Например, у защиты 1 (рис. 8-6) t1 = t2 + Δt. Величина Δt выбирается согласно (4-9). Выбирая выдержку времени на защите реагирующей на 3I0, необходимо учитывать, что эта защита может не действовать при к. з. за трансформатором, если при этом в рассматриваемой защите ток 3I0 = 0. Как уже отмечалось, при замыканиях на землю в сети одного напряжения появление тока I0 в сети другого напряжения зависит от соединения обмоток трансформатора, связывающего эти сети, и заземления нейтралей в этих сетях.

Если сети высшего и низшего напряжений связаны между собой через трансформатор ТЗ с соединением обмоток λ/Δ или λ/λ, то защита нулевой последовательности 3, установленная на трансформаторе ТЗ, может быть мгновенной, поскольку она не действует при к. з. и замыканиях на землю на стороне низшего напряжения. В результате этого выдержки времени (t2 и t1) осталь­ных защит нулевой последовательности существенно уменьшаются и получаются меньше, чем t' у защит от междуфазных к. з., реагирующих на фазный ток (рис. 8-6). Это объясняется тем, что послед­ние действуют при к. з. за трансформатором, вследствие чего их приходится согласовывать по времени с защитами на стороне низшего напряжения трансформаторов (рис. 8-6). Если же связь между сетями разного напряжения осуществляется через авто­трансформатор ТЗ или трансформатор с соединением обмоток λ/λ, имеющим заземленные нейтрали, то, как показано на рис. 8-2, при замыкании на землю в сети одного напряжения ток I0появ­ляется в обеих сетях. В этом случае выдержки времени защиты нулевой последовательности сети одного напряжения должны согласовываться с защи­тами сети другого на­пряжения.

В этих условиях за­щита 3, работающая в предыдущем случае без выдержки времени (t3 = 0), будет иметь те­перь t3 = t4 + Δt, т. е. время действия защит, реагирующих на ток I0, увеличивается и полу­чается равным времени действия максимальных защит, реагирующих на фазный ток.

Ток срабатывания пусковых реле макси­мальной защиты нулевой последовательности выбирается: 1) из условия надежного действия защиты при к. з. в конце следующего (второго) участка и 2) из условия отстройки, от токов небаланса.

По первому условию Iс.з> 3IOKмин, а по второму Iс.з> Iнб.макс. Определяющим является второе условие

Iс.з=kНIнб.макс (8-9)

где = 1,3 ÷ 1,5. Ток Iнб.макс рассчитывается для нормального режима или для режима к. з. в зависимости от выдержки времени защиты. Если выдержка времени t0 защиты нулевой последовательности превышает время действия tм.ф защит от междуфазных к. з., установленных на следующем участке, то Iс.ззащиты нулевой последовательности отстраивается только от небалансов в нормальном режиме, поскольку междуфазные повреждения отключаются быстрее, чем может подействовать защита нулевой последовательности.

Ток небаланса в нормальном режиме Iнб(н) обычно определяется измерением. У трансформаторов тока с I2НОМ = 5 А его значение колеблется от 0,01 до 0,2 А. Поэтому ток срабатывания по второму условию можно выбрать очень маленьким: примерно 0,5 — 1 а вторичных (или 10—20% от IНОМ трансформаторов тока).

Если t0 < tм.ф, то защиту нужно отстраивать от небаланса Iнб(к) при трехфазных к. з. в начале следующего участка. От­стройка ведется от максимального Iнб(к) при установившемся режиме, поскольку защита действует с выдержкой времени 0,5 с и больше. По данным опыта эксплуатации при правильно выбран­ных трансформаторах тока и их равномерной загрузке ток сраба­тывания можно выбрать в зависимости от значения кратности тока к. з. 2—4 А (вторичного тока).

Установившийся ток небаланса при к. з., необходимый для определения Iс.з, должен находиться по выражению (8-8) и (8-8а).

Если трансформаторы тока работают в прямолинейной части характеристики, то тогда третьи гармоники в Iнам малы. В этом случае можно пренебречь составляющей Iнб3 рассчитывая ток небаланса по выражению (8-7):

где kодн в зависимости от идентичности характеристик и нагрузок трансформаторов тока выбирается от 0,5—1; fi — погрешность трансформаторов тока, при подборе их по кривым предельной кратности принимается равным 0,1;

— максимальное значение тока трехфазного к. з. при повреждении в начале следующего участка.

Следует иметь в виду, что формула (8-10) дает приближенные результаты, что учитывается при выборе значения в (8-9).

Чувствительность защиты характеризуется коэффициентом чувствительности

где I0мин — минимальный ток нулевой последовательности при однофазном или двухфазном к. з. на землю в конце второго участка. Надежность считается достаточной при ≥1,5.

Если в сети, где установлена защита, возможна работа какой-либо линии на двух фазах (например, во время действия ОАПВ), то ток срабатыва­ния защиты нужно дополнительно отстроить от токов нулевой последователь­ности 3/0, появляющихся в указанном режиме, или принять выдержки вре­мени защиты больше tОАПВ.

Токовая направленная защита

Максимальная токовая направленная защита: схемное исполнение, расчет и принцип действия. 90° схема включения реле направления мощности на междуфазные напряжения и токи фаз. Токовые направленные отсечки. Селективная работа направленных защит. Область применения токовой направленной защиты.

Методические указания

Токовой направленной называют защиту, реагирующую на значение тока и направление мощности к.з. в месте ее установки.

Рассматриваемая защита представляет собой токовую защиту, дополненную реле направления мощности. Она применяется в сложных сетях – сетях с двусторонним питанием, а также в кольцевых сетях с одним источником питания.

Комплекты защиты устанавливаются с обеих сторон защищаемой линии и приходят в действие, если мощность к.з. для каждого из комплектов направлена от шин в защищаемую линию, а ток превышает ток срабатывания. Выдержка времени максимальных токовых направленных защит выбираются по встречно-ступенчатому принципу. При выборе тока срабатывания защиты в общем случае учитываются те же основные условия, что и для МТЗ. 

Под схемой включения реле направления мощности понимается определенное сочетание фаз тока и напряжения, подводимых к его обмоткам. Наибольшее распространение получила 90° схема включения реле. Для выявления свойств схемы необходимо уметь анализировать работу реле направления мощности при различных видах к.з.

Выполнение направленной отсечки дает возможность при выборе ее тока срабатывания учитывать только ток внешнего к.з. в направлении действия ее реле мощности. В этом основное отличие направленной отсечки от ненаправленной.

Недостатком направленных токовых защит является наличие мертвой зоны, определяемой минимальным напряжением при трехфазном к.з. вблизи места установки защиты.

Защита от замыканий на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью

МТЗ нулевой последовательности (направленная и ненаправленная). Ступенчатая токовая защита нулевой последовательности. Схема включения реле направления мощности. Особенности расчета токовых отсечек нулевой последовательности. [1, 2, 3, 4]

Методические указания

С глухозаземленными нейтралями работают сети напряжением 110кВ и выше. Для защиты линий этих сетей от к.з. на землю оказывается более целесообразным использовать отдельный комплект реле. Реле тока защиты подключается к фильтру токов нулевой последовательности. Следовательно, защита реагирует только на к.з., сопровождающиеся токами нулевой последовательности. В остальном схема защиты аналогична рассматри­ваемым выше схемам МТЗ и ТО от междуфазных к.з.

В общем случае защита выполняется ступенчатой. Ток срабатывания МТЗ нулевой последовательности отстраивается от тока небаланса Iнб в нормальном режиме, если выдержки времени t0, рассматриваемой защиты, больше времени действия tмф защит от междуфазных к.з., установленных на следующем участке. Если t0 < tмф, то защиту нужно отстраивать от Iнб при трехфазном к. з. в начале следующего участка. Наличие Iнб в симметричных режимах обусловлено неравенством токов намагничивания ТТ. Время действия защиты выбирается по ступенчатому принципу Δt, Δt – ступень селективности. При этом обычно получается t0 < tмф.

Принцип действия и условия настройки отсечек нулевой последова­тельности практически такие же, как и отсечек, реагирующих на полные токи фаз.

В сетях с двумя и более заземленными нейтралями, расположенными в разных точках сети, применяются направленные защиты. К органу направления мощности подводятся 3U0 и 3I0. Ток срабатывания мгновенных отсечек, установленных на параллельных линиях, необходимо выбирать с учетом наличия взаимоиндукции.

Направленные защиты нулевой последовательности не имеют мертвой зоны по напряжению, так как 3U0 максимально в месте к.з. и равно нулю в заземленной нейтрали трансформаторов. Цифровые защиты и их исполнение.

Защита минимального напряжения обеспечивает безопасную работу важных узлов, наиболее ответственных механизмов в электрических сетях, на производствах, когда происходит кратковременное исчезновение напряжения в сети. Подает сигнал, отключает группу или секции присоединений схем, электроприборов, двигателей, трансформаторов при понижении напряжения ниже допустимого значения (уставки).

Назначение

ЗМН (защита минимального напряжения) используется совместно с защитами, которые осуществляют контроль сети. Эксплуатируется вкупе с устройством автоматического включения резерва (АВР). ЗМН выполняет отключение или подает соответствующий сигнал пользователю (системе) при возникновении аварий в сети потребителей, в следствии:

  • Короткого замыкания, когда происходят значительные потери электроэнергии. Возникают большие токи, напряжение резко падает.
  • Перегрузки сети. (Мощности источников электропитания не хватает или один из них вышел из строя).

Такое действие обеспечивает безопасность важных механизмов во время самозапуска, когда пусковые токи вызывают снижение напряжения. Автоматика отключает работу менее важных механизмов.

Схема ЗМН

Система ЗМН, как правило, выполняется при помощи электромагнитных или электронных реле напряжения. Это своеобразный реагирующий орган в цепи.

Релейные контакты соединяют последовательно, чтобы предотвратить сбой при перегорании предохранителей в электрических цепях. На контакты реле подается фаза через вспомогательный контакт от секционного трансформатора или электрической сети.

Дополнительно в состав змн входят реле:

  • Времени, обеспечивающее последовательность работы в электрической схеме.
  • Промежуточное, коммутирующее управляющие сигналы.
  • Указательное, которое сигнализирует о срабатывании защиты.
  • Минимального напряжения.

Также система защиты на производстве включает линейные контакторы или электромагнитные пускатели.

При понижении показателей до значения 50 процентов от номинального, замыкатель отключается, размыкает, шунтирующий кнопку пуск, контакт, предотвращает самозапуск двигателя, машины.

При такой системе запуск механизмов происходит после нажатия на кнопку, которая замкнет схему.

ЗМН могут работать автономно или совместно с токовыми защитами.

Принцип работы ЗМН

Защита от минимального напряжения (ЗМН) имеет идентичный принцип работы во всех сферах защиты по напряжению. Для понимания, функциональность ЗМН можно объяснить на примере электрических двигателей.

Механизмы останавливаются при возникновении КЗ (короткое замыкание). После его ликвидации происходит самозапуск двигателей, подключенных к секциям или шинам. У каждой группы свое входное питание от трансформатора, либо иного источника. Пусковые токи в несколько раз превышают номинальные значения, во время запуска происходит «просадка» напряжения на секциях.

Защита ЗМН отключает незначительных потребителей участка сети — это электродвигатели, не влияющие на процесс, их простой не вызовет сбой в производстве. Следовательно, уменьшается суммарный пусковой ток, напряжение в сети не имеет критичной просадки, его хватает на самозапуск главных двигателей или узлов.

Секционный (групповой) самозапуск электрических двигателей начинается после возобновления подачи питания.

Система АВР

При длительном отсутствии электрического питания срабатывает отключение и на главные электродвигатели. Это необходимо для запуска АВР (автоматика включения резерва), также этого требует технология производства.

При прекращении подачи электропитания на секционный ввод, срабатывает автоматика, включающая резерв, включается секционный выключатель, обеспечивающий подачу питания от резервного источника.

Минимальное время работы АВР зависит от задержки в системе, контролирующей ввод рабочего напряжения, времени срабатывания промежуточных реле, временных интервалов отключения и включения выключателей рабочего, резервного ввода.

Ступени срабатывания ЗМН

1 ступень

Система срабатывает при снижении напряжения до 70 % от номинального значения и с временной выдержкой полсекунды.

При включении первой ступени защиты отключаются менее важные для производства электродвигатели. Предотвращается  дальнейшее снижение одного из главных параметров, обеспечивающего возможность самозапуска главных механизмов.

2 ступень

Срабатывает после работы первой ступени. Уставка второй имеет 50 % от номинального значения разности потенциалов, время срабатывания девять секунд.

Самозапуск главных электродвигателей не происходит, отключаются оставшиеся механизмы, подключенные к цепи защиты, но поддерживается работа агрегатов, отключение которых приведет к аварийной ситуации. Вторая ступень обеспечивает режим безопасного торможения и остановки.

Защита от напряжения

Реле напряжения, на котором основана ЗМН, постоянно контролирует величину значения сети, отключает потребителей, если они выходят за рамки установленных пределов. Возобновляет работу механизмов при возобновлении требуемых параметров.

Защита минимального напряжения может быть выполнена и автоматическими выключателями с расцепителем малого напряжения, который включает автомат при 80 % от номинального значения, а отключает его, если оно становится ниже 50 %.

Расцепитель низкого напряжения подходит для дистанционного отключения автоматики.

Достоинства

  • Устройства змн (реле, автоматические выключатели) имеют небольшие габариты, подходят для установки на стальную, алюминиевую или гальваническую рейку (DIN-рейку).
  • Некоторые модели подходят для включения в розетку. Пользователь может обеспечить защиту группе бытовых электроприборов, не изменяя конфигурацию проводки.
  • Доступность. Низкая стоимость позволяет использовать реле или группу реле простому обывателю, а не только на производстве.
  • Автоматика практически мгновенно реагирует на понижение напряжения в сети, отключая и обеспечивая бесперебойную работу механизмам.

Недостатки

  • При защите с помощью одного реле возможна неправильная работа, если произошел обрыв в цепи. Такая релейная защита подходит только для неответственных механизмов.
  • Не устраняет колебания напряжения в сети.
  • После включения выключателя ввода, может произойти его несанкционированное отключение. Происходит такое от задержки срабатывания реле. Сигнал на отключение выключателя ввода приходит раньше, чем срабатывает реле напряжения, а временное и выходное (змн) реле возвращаются в исходное состояние.

Применение

Применяется для обеспечения защиты на электростанциях, обеспечивает работу важных механизмов при кратковременном исчезновении собственного питания.

Устанавливается на проблемных участках электросети и подстанциях, отключая в первую очередь потребителей третьей категории.

Обеспечивает сохранение напряжения на жизненно-важных объектах (больницы, железная дорога, связь, водопровод, канализация).

Видео по теме//www.youtube.com/embed/My5plFe1_HQ

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Максимальная защита - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Максимальная защита

Cтраница 1

Максимальная защита является простейшим видом релейной защиты и широко используется для защиты линий, генераторов, трансформаторов и двигателей от токов короткого замыкания. Реле максимальной защиты включаются на вторичные обмотки трансформаторов тока.  [1]

Максимальная защита устанавливается на трансформаторах в качестве защиты от перегрузок и внешних к. Кроме того, она выполняет функции резервной защиты трансформатора.  [2]

Максимальная защита обеспечивает отключение электродвигателя при токе, не превышающем 3 85 / ном - Уставки контактора ускорения, а также величина пусковых сопротивлений выбираются заводом-изготовителем в зависимости от условий, оговоренных в заказе.  [3]

Максимальные защиты, выдержки времени которых не зависят от величины тока в линии, называются независимыми. Эти защиты выполняются с помощью токовых реле мгновенного действия и реле времени.  [4]

Максимальные защиты, выдержки времени которых зависят от величины тока в линии, называются зависимыми. Эти защиты выполняются на индукционных токовых реле типа ИТ-81 ( ИТ-85) или на реле прямого действия.  [5]

Максимальная защита на стороне ПО-220 кв действует с выдержкой времени на отключение всех выключателей трансформатора.  [6]

Максимальные защиты, выдержки времени которых не зависят от величины тока в линии, называются независимыми. Эти защиты выполняются с помощью токовых реле мгновенного действия и реле времени.  [7]

Максимальные защиты, выдержки времени которых зависят от величины тока в линии, называются зависимыми. Эти защиты выполняются на индукционных токовых реле или на реле прямого действия.  [8]

Максимальная защита осуществляется многополюсными реле. Все электромагниты максимальных реле действуют через один общий контакт с помощью специального механизма.  [10]

Максимальная защита осуществляется обычно со стороны сети, но рекомендуется предусмотреть ее также со стороны нагрузки.  [11]

Максимальная защита обеспечивает отключение электродвигателя при токе, не превышающем 3 85 / Ном - Уставки контактора ускорения, а также величина пусковых сопротивлений выбираются заводом-изготовителем в зависимости от условий, оговоренных в заказе.  [12]

Максимальная защита осуществляется посредством реле РМ.  [13]

Максимальные защиты по характеру зависимости их выдержки времени от тока в линии подразделяются на з а-в и с и м ы е и независимые.  [15]

Страницы:      1    2    3

Изменение режима защиты данных

Oracle Data Guard предоставляет три режима для защиты данных в первичной базе данных. Хотя каждый из них обеспечивает высокую степень защиты данных, каждый из них по-разному влияет как на доступность, так и на производительность первичной базы данных. Понимание режимов защиты поможет вам разработать систему с высокой доступностью, которая отвечает потребностям вашей компании в доступности.

В этом документе представлен краткий обзор режимов защиты данных Data Guard, а также подробно описано, как изменить режим защиты с помощью Oracle Database 11gR2.

Повторить режимы транспортировки

Транспортные службы повтора выполняют автоматическую передачу данных повтора между основной и резервной базами данных. Транспортировка может выполняться в одном из двух режимов транспортировки повторного выполнения: синхронном и асинхронном.

В режиме синхронной передачи ( SYNC ) процесс записи журнала должен дождаться подтверждения, что данные повтора записываются в резервной базе данных, прежде чем подтверждать транзакцию в первичной базе данных.

Режим синхронной передачи - это режим передачи с нулевыми потерями, в котором защита данных предпочтительнее, чем доступность первичной базы данных.Любая задержка при записи данных повтора в резервный приведет к снижению производительности на основном сервере, а сбой при записи данных повтора в резервный может привести к отключению основной базы данных. Режим синхронной передачи требуется для режимов максимальной доступности и максимальной защиты.

В режиме асинхронной передачи ( ASYNC ) средство записи журнала не ожидает подтверждения о том, что данные повтора записываются в резервный. Задержки в передаче данных повторного выполнения, включая невозможность записи данных повторного выполнения в резервном режиме, не влияют на доступность первичной базы данных и практически не влияют на производительность первичной базы данных.Асинхронный режим передачи не является режимом передачи с нулевыми потерями. Для режима защиты максимальной производительности требуется асинхронный режим передачи.

Режимы защиты Data Guard

Три режима защиты, представленные в Data Guard, перечислены в порядке наименьшей защиты данных, наименьшего потенциала воздействия на первичный к наибольшему потенциалу защиты данных наивысшего потенциала воздействия на первичный: максимальная производительность, максимальная доступность и максимальная производительность

Как для режима максимальной доступности, так и для режима максимальной защиты требуются резервные журналы повтора.Все три режима требуют, чтобы в параметре LOG_ARCHIVE_DEST_n были указаны определенные параметры транспорта журнала.

Максимальная производительность - при максимальной производительности транзакции в первичной базе данных завершают фиксацию, как только все сгенерированные повторения записываются в онлайн-журнал первичной базы данных. Данные повтора записываются в резервную, но средство записи журнала не ожидает подтверждения записи, поэтому производительность и доступность первичной базы данных не ухудшаются.

В случае, если основной не может записать данные повтора в резервный, резервный помечается как сбойный и игнорируется до тех пор, пока он не сможет быть снова подключен. После повторного подключения любые пробелы в повторном выполнении будут отправлены для повторной синхронизации в режиме ожидания.

Maximum Performance предлагает самую низкую степень защиты, поскольку переключение при отказе может привести к потере данных. Максимальная производительность - это режим защиты по умолчанию.

Ниже приведен пример параметра LOG_ARCHIVE_DEST_n для конфигурации максимальной производительности:

LOG_ARCHIVE_DEST_2 = ’SERVICE = standby ASYNC NOAFFIRM NET_TIMEOUT = 30 REOPEN = 300 DB_UNIQUE_NAME = standby VALID_FOR = (ALL_LOGFILES, PRIMARY_ROLE)’

Максимальная доступность - максимальная доступность - это сочетание максимальной защиты и максимальной производительности.В этом режиме транзакции в первичной базе данных не завершают фиксацию до тех пор, пока данные повтора, необходимые для восстановления транзакции, не будут записаны в резервный журнал повторов. Если данные повтора не могут быть записаны в оперативный журнал повторов резервного сервера, то поведение соответствует максимальной производительности. Как только первичная база данных получает возможность писать в резервную, поведение возвращается к максимальной доступности.

Потеря данных происходит в режиме максимальной доступности, если резервный сервер не имел возможности повторно синхронизироваться до переключения при отказе.Существует небольшая задержка производительности первичной базы данных перед продолжением обработки в случае отказа резервного.

Требования для режима максимальной доступности:
Транспортный режим повтора: SYNC
Параметр записи на диск: AFFIRM
Журналы повтора в режиме ожидания: Да
Тип резервной базы данных: физический и логический

Ниже приведен пример параметра LOG_ARCHIVE_DEST_n для конфигурации максимальной доступности.

LOG_ARCHIVE_DEST_2 = ’SERVICE = ожидание SYNC AFFIRM NET_TIMEOUT = 30 REOPEN = 300 DB_UNIQUE_NAME = standby VALID_FOR = (ALL_LOGFILES, PRIMARY_ROLE)’

Maximum Protection - Максимальная защита гарантирует, что в случае отказа основной базы данных не произойдет потери данных. Защита достигается за счет производительности и, возможно, доступности первичной базы данных. В режиме максимальной защиты транзакции в первичной базе данных не завершают операцию фиксации до тех пор, пока данные для восстановления транзакции не будут записаны как в первичный оперативный журнал повторов, так и в резервный журнал повторов. Если данные повтора не могут быть записаны хотя бы в один резервный сервер, первичная база данных отключится. Из-за того, что первичная база данных может быть отключена, рекомендуется иметь более одного резервного в этой конфигурации.

Требования для режима максимальной защиты:
Режим передачи повторного выполнения: SYNC
Параметр записи на диск: AFFIRM
Журналы повторного выполнения в режиме ожидания: Да
Тип резервной базы данных: физический и логический (10g и выше)

Ниже приведен пример параметра LOG_ARCHIVE_DEST_n для конфигурации максимальной защиты.

LOG_ARCHIVE_DEST_2 = ’SERVICE = резервный SYNC AFFIRM NET_TIMEOUT = 30 REOPEN = 300 DB_UNIQUE_NAME = резервный VALID_FOR = (ALL_LOGFILES, PRIMARY_ROLE) '

Ниже приведены краткие описания параметров, используемых в примерах LOG_ARCHIVE_DEST_n , представленных для каждого режима защиты.

СЕРВИС - указывает допустимое имя службы для резервной базы данных.

SYNC | ASYNC - указывает, должны ли данные повтора быть получены в месте назначения до подтверждения транзакции. ASYNC по умолчанию.

AFFIRM | NOAFFIRM - определяет, подтверждает ли адресат повтора полученные данные повтора. NOAFFIRM - это значение по умолчанию для ASYNC, если не указано иное. AFFIRM - это значение по умолчанию для SYNC, если не указано иное.

NET_TIMEOUT - указывает время в секундах, в течение которого основной модуль записи журнала базы данных будет ожидать ответа от сетевой службы журналов (LNS), прежде чем разорвать соединение и пометить резервный (пункт назначения) как сбойный.Значение по умолчанию - 30 секунд.

REOPEN - Указывает время в секундах, в течение которого средство записи журнала должно ждать перед попыткой доступа к ранее неудачному резервному серверу (месту назначения). По умолчанию 300 секунд.

DB_UNIQUE_NAME
- Уникальное имя для резервной базы данных

VALID_FOR (файл журнала, роль) –Указывает, что конкретное место назначения журнала допустимо только тогда, когда база данных находится в определенной роли.

Перед изменением защиты необходимо выполнить несколько предварительных шагов, которые описаны ниже.

Определение текущего режима защиты

SQL> выберите режим защиты из v $ database;

PROTECTION_MODE
--------------------
МАКСИМАЛЬНАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

SQL>
 

Определите текущее значение LOG_ARCHIVE_DEST_n, которое используется для отправки повтора в резервный

SQL> показать параметр log_archive_dest_2

ИМЯ ТИП ЗНАЧЕНИЕ
------------------------------------ ----------- --- ---------------------------
log_archive_dest_2 string SERVICE = standby ASYNC NOAFFIRM
                                                  NET_TIMEOUT = 30 REOPEN = 300 DB_
                                                 UNIQUE_NAME = в режиме ожидания VALID_FOR =
                                                 (ВСЕ_LOGFILES, PRIMARY_ROLE)
 

Убедитесь, что для первичной и резервной базы данных установлено уникальное значение DB_UNIQUE_NAME.

Основной:

SQL> показать параметр db_unique_name

ИМЯ ТИП ЗНАЧЕНИЕ
------------------------------------ ----------- --- ---------------------------
db_unique_name строка proddb
SQL>
 

В режиме ожидания:

SQL> показать параметр db_unique_name

ИМЯ ТИП ЗНАЧЕНИЕ
------------------------------------ ----------- --- ---------------------------
db_unique_name строка ожидания
SQL>
 

Убедитесь, что параметр LOG_ARCHIVE_CONFIG содержит значение DG_CONFIG, в котором перечислены DB_UNIQUE_NAME первичной и каждой резервной баз данных, используемых в конфигурации Data Guard.

SQL> показать параметр log_archive_config

ИМЯ ТИП ЗНАЧЕНИЕ
------------------------------------ ----------- --- ---------------------------
log_archive_config строка dg_config = (proddb, standby)
SQL>
 

Затем установите параметр LOG_ARCHIVE_DEST_n, чтобы отразить требования переноса повторения для нового режима защиты. В этом примере мы собираемся изменить максимальную производительность на максимальную доступность. Примечание. При переходе в режим максимальной доступности или максимальной защиты журналы повторного выполнения должны присутствовать в резервном режиме.

SQL> изменить системный набор log_archive_dest_2 = 'SERVICE = standby SYNC AFFIRM NET_TIMEOUT = 30 REOPEN = 300 DB_UNIQUE_NAME = standby VALID_FOR = (ALL_LOGFILES, PRIMARY_ROLE)' scope = both;

Система изменена.

SQL>
 

Далее устанавливаем режим защиты.

SQL> изменить базу данных
  2 установить резервную базу данных для максимальной доступности;

База данных изменена.

SQL>
 

Мы можем проверить, что режим защиты был изменен запросом

SQL> выберите режим защиты из v $ database;

PROTECTION_MODE
--------------------
МАКСИМАЛЬНАЯ ДОСТУПНОСТЬ

SQL>
 

Если вы решите изменить режим защиты на Максимальную защиту, вам нужно будет изменить защиту, пока основной установлен, но не открыт.

SQL> изменить системный набор log_archive_dest_2 = 'SERVICE = standby SYNC AFFIRM NET_TIMEOUT = 30 REOPEN = 300 DB_UNIQUE_NAME = standby VALID_FOR = (ALL_LOGFILES, PRIMARY_ROLE)' scope = both;

Система изменена.

SQL> изменить базу данных
  2 установить резервную базу данных для максимальной защиты;
изменить базу данных
*
ОШИБКА в строке 1:
ORA-01126: база данных должна быть подключена в этом экземпляре и не открываться ни в каком
пример

SQL>
 

Напряжение питания < Абсолютные максимальные характеристики > | Основы электроники

Абсолютные максимальные рейтинги - это условия, которые никогда не должны превышаться, даже на мгновение.Например, подача напряжения выше максимального номинала и / или использование в окружающей среде за пределами диапазона температур может вызвать ухудшение характеристик ИС или даже повреждение.

В этом разделе поясняются параметры, перечисленные в абсолютных максимальных номиналах операционных усилителей и компараторов.

Напряжение питания / диапазон рабочего напряжения

Абсолютное максимальное номинальное напряжение питания - это максимальное напряжение, которое может подаваться между положительным (V CC ) и отрицательным (V EE ) контактами питания, не вызывая ухудшения характеристик или повреждения внутренней цепи.

Вот пример напряжения питания, которое можно подавать на операционные усилители / компараторы с максимальным номинальным напряжением 36 В:

Абсолютное максимальное номинальное напряжение питания указывает разность напряжений между выводами V CC и V EE со значениями VCC-VEE, необходимыми для того, чтобы гарантировать, что абсолютное максимальное номинальное напряжение питания не будет превышено. Следовательно, при подаче 24 В на вывод V CC и -12 В на вывод V EE не произойдет ни ухудшения характеристик, ни повреждения, поскольку разница напряжений составляет 36 В.

Следует отметить, что существует разница между абсолютным максимальным номинальным напряжением питания и рабочим напряжением питания.

Абсолютное максимальное номинальное напряжение питания указывает максимальное напряжение питания, которое может подаваться в диапазоне, в котором не произойдет повреждение или разрушение ИС, а не диапазон напряжений для поддержания технических характеристик и характеристик.

Для полного достижения характеристик, перечисленных в технических характеристиках, необходимо использовать напряжение в пределах рабочего диапазона.

Однако учтите, что в некоторых случаях абсолютное максимальное номинальное напряжение питания и максимальное рабочее напряжение совпадают.

Дифференциальное входное напряжение

Дифференциальное входное напряжение - это максимальное напряжение, которое может подаваться на выводы + Input (неинвертирующий вход) и -Input (инвертирующий вход) без повреждения или ухудшения характеристик IC.

Это напряжение можно использовать в качестве эталона как для инвертирующих, так и для неинвертирующих клемм и относится к разности напряжений между обоими клеммами. Полярность не важна.

Однако предполагается, что потенциал каждой входной клеммы равен или больше потенциала на выводе V EE .

Причина в том, что в ИС встроен элемент защиты от электростатического разряда, и если потенциал на входном выводе ниже, чем V EE , ток будет течь от клеммы через элемент защиты от электростатического разряда, что может привести к ухудшению характеристик и / или повреждение.

Защитный элемент может быть подключен между V EE (GND) и входным контактом, как показано в правой части схемы ниже, или между входными контактами и V CC и V EE (GND), Обеспечивая 2 пути.

В первом случае, поскольку нет пути для прохождения тока на стороне V CC , дифференциальное напряжение определяется на основе выдерживаемого напряжения транзистора (NPN, PNP), подключенного к входной клемме, независимо от значение V CC .

В последнем случае, поскольку элемент защиты существует также на стороне V CC , так как входной вывод требует потенциала меньше, чем V CC , дифференциальное напряжение определяется V CC -V EE или V DD -V EE .

В некоторых операционных усилителях используется дифференциальный входной каскад NPN, а для обеспечения защиты между базой и эмиттером между входными клеммами вставляется ограничивающий диод или используются изделия с дифференциальным входным напряжением в несколько вольт.

Синфазное входное напряжение

Абсолютное максимальное значение для синфазного входного напряжения указывает максимальное напряжение, которое может быть приложено без ухудшения характеристик ИС или повреждения [при условии, что одинаковый потенциал подается как на вход + (неинвертирующий вход), так и на -Вход ( инвертирующий вход) контакты].

Абсолютное максимальное номинальное входное синфазное напряжение, в отличие от обычного диапазона входного напряжения, указанного в электрических характеристиках, не гарантирует нормальную работу ИС.

Для обеспечения нормальной работы ИС необходимо соблюдать диапазон синфазного входного напряжения.

Как правило, абсолютное максимальное синфазное напряжение составляет V EE -0,3 В и V CC + 0,3 В, но для продуктов без элемента защиты на стороне V CC напряжения вплоть до абсолютного максимального номинального напряжения. напряжение питания (т.е.е. V EE + 36V) может подаваться независимо от напряжения питания.

Таким образом, синфазное входное напряжение определяется конфигурацией схемы защиты входных выводов, паразитными элементами, выдерживаемым напряжением входного транзистора и другими факторами.

В случае, когда прямое напряжение подается на элемент защиты от электростатического разряда (диод), V EE -0,3 В и V CC + 0,3 В указывают диапазон напряжения, при котором элемент защиты не срабатывает.

Входной ток

Для дифференциального и синфазного входных напряжений, ввод напряжения ниже V EE -0.3 В или больше, чем V CC + 0,3 В вызовет протекание тока через входную клемму, что может привести к ухудшению характеристик и / или повреждению.

Чтобы предотвратить это, к входному контакту можно подключить небольшой ограничивающий диод, чтобы ограничить прямое напряжение, или можно вставить резистор для ограничения тока, протекающего на входном контакте.

Первый метод контролирует напряжение на входе в ИС, а второй контролирует ток.

Установите резистор так, чтобы входной ток был менее 10 мА.V F будет иметь прямое напряжение прибл. 0,6 В.

Диапазон рабочих температур

Диапазон рабочих температур - это диапазон, обеспечивающий нормальную работу и поддерживающий ожидаемые функции IC.

Некоторые характеристики ИС зависят от температуры.

Следовательно, если не указано иное, значения, указанные для 25C, не могут быть гарантированы.

Есть параметр, гарантирующий стабильную работу во всем температурном диапазоне.

Учтены колебания характеристик ИС

в диапазоне рабочих температур.

Максимальная температура перехода / диапазон температур хранения

Максимальная температура перехода - это максимальная температура, при которой полупроводник может работать. Здесь «соединение» относится к PN-переходу.

Если температура кристалла превышает максимальную номинальную температуру перехода, в кристалле полупроводника будут образовываться пары электрон-дырка, что препятствует нормальной работе.

Следовательно, тепловые конструкции должны учитывать выделение тепла из-за потребляемой мощности и температуры окружающей среды.

Максимальная температура перехода определяется производственными процессами.

Диапазон температур хранения обозначает максимальную температуру во время хранения, когда ИС не работает и не потребляет энергию.

Обычно это эквивалентно максимальной температуре перехода.

Допустимый убыток (общий убыток)

Допустимые потери (общие потери) указывают на мощность, которую ИС может потреблять при температуре окружающей среды Ta = 25 ° C.Когда ИС потребляет мощность, выделяется тепло, и температура микросхемы становится выше температуры окружающей среды.

Допустимая температура микросхемы определяется максимальной температурой перехода, а допустимая потребляемая мощность ограничивается кривыми снижения характеристик.

Внутренняя ИС-микросхема определяет допустимые потери при 25 ° C на основе допустимой температуры (максимальная температура перехода) и термического сопротивления корпуса (характеристики рассеивания тепла).

На максимальную температуру перехода также влияют производственные процессы.

Тепло, выделяемое в результате энергопотребления ИС, рассеивается смолой формы корпуса, выводной рамкой и другими компонентами.

Параметр, указывающий характеристики рассеивания тепла, называется тепловым сопротивлением и обозначается как θj-a [℃ / Вт].

Это тепловое сопротивление позволяет оценить внутреннюю температуру ИС.

Пример теплового сопротивления корпуса показан ниже. θj-a определяется суммой теплового сопротивления θj-c между микросхемой и корпусом (корпусом) и корпусом и внешней (окружающей) средой θc-a.

При тепловом сопротивлении θj-a, температуре окружающей среды Ta, потребляемой мощности P температуру перехода можно рассчитать по следующему уравнению.

Tj = Ta + θj-a × P [Вт]

Ниже показаны кривые термического снижения характеристик.
Эти кривые показывают количество энергии, которое может потреблять ИС при различных температурах окружающей среды без превышения допустимой температуры кристалла.
В качестве примера рассмотрим температуру микросхемы MSOP8.
Поскольку диапазон температур хранения ИС составляет от 55 ° C до 150 ° C, максимально допустимая температура кристалла составляет 150 ° C.При тепловом сопротивлении для MSOP8 θj-a 212,8 ℃ / Вт и потребляемой мощности IC 0,58 мВт температура перехода составит

Tj = 25 [℃] + 212,8 [℃ / Вт] × 0,58 [Вт] ≒ 150 [℃]

При достижении максимально допустимой температуры микросхемы потребление энергии прекращается. Приведенное значение на 1 ° C кривых снижения характеристик определяется как величина, обратная термическому сопротивлению.

Здесь мы показываем тепловое сопротивление различных типов корпусов. SOP8: 5,5 мВт / ° C, SSOP-B8: 5.0 мВт / ° C, MSOP8: 4,7 мВт / ° C

В приведенных выше примерах:

  • Соединение-внешнее (окружающее) тепловое сопротивление: θj-a = θj-c + θc-a [℃ / Вт]
    Где θj-c - тепловое сопротивление между переходом и корпусом.
  • θc-a: Тепловое сопротивление между корпусом и внешней стороной
  • Ta: Температура окружающей среды
  • Tj: Температура перехода

Наклон кривой снижения характеристик обратен θj-a

Основные сведения об операционных усилителях / компараторах

Максимальный срок действия пароля (Windows 10) - Windows Security

  • 3 минуты на чтение

В этой статье

Относится к

Описывает передовой опыт, расположение, значения, управление политиками и соображения безопасности для параметра политики безопасности Максимальный срок действия пароля .

Номер ссылки

Параметр политики Максимальный срок действия пароля определяет период времени (в днях), в течение которого можно использовать пароль, прежде чем система потребует от пользователя его изменения. Вы можете установить срок действия паролей через некоторое количество дней от 1 до 999, или вы можете указать, что срок действия паролей никогда не истекает, установив количество дней равным 0. Если Максимальный срок действия пароля составляет от 1 до 999 дней, минимальный срок действия пароля должен быть меньше максимального возраста пароля.Если Максимальный срок действия пароля установлен на 0, Минимальный срок действия пароля может быть любым значением от 0 до 998 дней.

Примечание: Настройка Максимальный срок действия пароля до -1 эквивалентна 0, что означает, что срок его действия никогда не истекает. Установка любого другого отрицательного числа эквивалентна установке Не определено .

Возможные значения

  • Указанное пользователем количество дней от 0 до 999
  • Не определено

Лучшие практики

Установите Максимальный срок действия пароля на значение от 30 до 90 дней, в зависимости от вашей среды.Таким образом, у злоумышленника есть ограниченное время, в течение которого он может взломать пароль пользователя и получить доступ к вашим сетевым ресурсам.

Примечание

Базовый уровень безопасности, рекомендованный Microsoft, не содержит политики истечения срока действия пароля, поскольку он менее эффективен, чем современные средства защиты. Однако компании, которые не реализовали защиту паролей Azure AD, многофакторную проверку подлинности или другие современные средства защиты от атак с подбора паролей, должны оставить эту политику в силе.

Расположение

Конфигурация компьютера \ Параметры Windows \ Параметры безопасности \ Политики учетной записи \ Политика паролей

Значения по умолчанию

В следующей таблице перечислены фактические и действующие значения политики по умолчанию. Значения по умолчанию также перечислены на странице свойств политики.

Тип сервера или объект групповой политики (GPO) Значение по умолчанию
Политика домена по умолчанию 42 дня
Политика контроллера домена по умолчанию Не определено
Настройки по умолчанию для автономного сервера 42 дня
Действующие настройки контроллера домена по умолчанию 42 дня
Действующие настройки рядового сервера по умолчанию 42 дня
Действующие параметры GPO по умолчанию на клиентских компьютерах 42 дня

Управление политиками

В этом разделе описаны функции, инструменты и рекомендации, которые помогут вам управлять этой политикой.

Требование перезапуска

Нет. Изменения этой политики вступают в силу без перезагрузки компьютера, если они сохраняются локально или распространяются через групповую политику.

Соображения безопасности

В этом разделе описывается, как злоумышленник может использовать функцию или ее конфигурацию, как реализовать меры противодействия и возможные негативные последствия реализации.

Уязвимость

Чем дольше существует пароль, тем выше вероятность того, что он будет взломан в результате атаки методом перебора, злоумышленником, получившим общие сведения о пользователе, или пользователем, сообщившим пароль.Если задать для параметра политики Максимальный срок действия пароля значение 0, чтобы пользователям никогда не приходилось менять свои пароли, злоумышленник может использовать взломанный пароль до тех пор, пока действующий пользователь имеет авторизованный доступ.

Соображения

Обязательная смена пароля - давняя практика безопасности, но текущие исследования убедительно показывают, что истечение срока действия пароля имеет негативный эффект. См. Руководство по паролям Microsoft для получения дополнительной информации.

Задайте для параметра политики Максимальный срок действия пароля значение, соответствующее бизнес-требованиям вашей организации.Например, во многих организациях есть нормативные требования или требования по страхованию, требующие короткого срока службы паролей. Если такое требование существует, параметр политики Максимальный срок действия пароля может использоваться для удовлетворения бизнес-требований.

Возможное воздействие

Если параметр политики Максимальный срок действия пароля слишком низкий, пользователи должны очень часто менять свои пароли. Такая конфигурация может снизить безопасность в организации, поскольку пользователи могут хранить свои пароли в незащищенном месте или терять их.Если значение этого параметра политики слишком велико, уровень безопасности в организации снижается, поскольку это дает потенциальным злоумышленникам больше времени для обнаружения паролей пользователей или использования скомпрометированных учетных записей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *