Вторая ступень токовой защиты — токовая отсечка с выдержкой времени.

Основной недостаток токовой отсечки без выдержки времени состоит в том, что она защищает только часть линии. Участок в конце линии за пределами зоны l^I остается незащищенным. На рис. 19.3 показана схема сети с двумя последовательно соединенными участками АБ и БВ, для защиты которых установлены токовые отсечки без выдержки времени A^I1 и А^I2 с токами срабатывания I^I_{с.з А1} и I^I_{с.з А2}, выбираемыми в соответствии с (18.2). Отсечки имеют защищаемые зоны соответственно l^I_A1 и l^I_А2, которые охватывают только часть линий. Участки l' и l" в конце линий за пределами l^I_A1 и l^I_А2 остаются незащищенными. В связи с этим возникает необходимость иметь вторую ступень токовой защиты. Вместе с первой ступенью она должна обеспечить защиту всей линии и шины приемной подстанции.

Рис. 9.3. Защищаемые зоны и время действия токовой защиты со ступенчатой характеристикой выдержки времени

Выбор параметров второй ступени рассмотрим на примере зашиты линии АВ (рис. 9.3). Так как вторая ступень A^II1яется относительно селективной, в ее действие необходимо ввести выдержку времени. Для исключения излишних срабатываний защиты при коротких замыканиях в зоне l^I_А2 токовой отсечки А^I2 линии БВ выдержка времени должна быть больше времени срабатывания t^I_A2 этой отсечки на некоторое время Δt, называемое ступенью селективности, т. е. должно выполняться условие t^II_A1 = t^I_A2+Δt. Ступень селективности учитывает время отключения t_o.в выключателя Q2, погрешности во время действия t_п1 защиты А^II1 и t_п2 защиты А^I2, учитывается также некоторое время запаса t_зап. С учетом всего этого Δt=t_о.в+t_п1+ t_п2+t_зап. В расчетах принимают Δt=0,3...0,6 с, поэтому выдержка времени t^II_A1, второй ступени обычно не превышает 0,5 с. При этом для сохранения селективности в случае повреждения за пределами зоны l^I_A2 (участок l") отсечки А^I2 линии БВ достаточно, чтобы ток срабатывания I^II_с.зA1 второй ступени был больше максимального тока к. з., проходящего по линии АБ при повреждении в конце защищаемой зоны l^I_A2 отсечки линии БВ. Этот ток, как следует из рис. 9.3, равен току срабатывания I^I_c.зA2 токовой отсечки А^I2 линии БВ. Поэтому селективность обеспечивается, если принять

I^II_с.зA1=k^II_отсI^I_{c.p A2} (9.3)

где k^II_отс=1,1...1,05.

При таком выборе тока срабатывания I^II_{c.з A1} и выдержки времени t^II_A1 в зону действия второй ступени защиты линии АБ входит участок l′ и шины приемной подстанции. Кроме того, она обеспечивает дальнее резервирование в случае отказа отсечки A^I2 при коротких замыканиях на линии БВ вблизи шин подстанции Б и ближнее резервирование в случае отказа А^I1 первой ступени защиты линии АБ. Если выдержка времени второй ступени оказывается приемлемой, то первая ступень может отсутствовать. В общем случае от шин подстанции Б отходят несколько линий и, кроме того, к шинам могут быть подключены понижающие трансформаторы. При этом вторая ступень защиты А^II1 на подстанции А должна быть отстроена по времени от отсечек всех отходящих линий и от быстродействующих защит трансформаторов, а ее ток срабатывания I^II_с.зA1 должен быть выбран по наибольшему из токов к. з., проходящих по линии АБ при повреждении в конце защищаемых зон отсечек отходящих линий и при коротком замыкании на шинах низшего напряжения трансформаторов. Чувствительность второй ступени проверяется по минимальному току повреждения при металлическом к.з. в конце защищаемой линии. При этом коэффициент чувствительности должен быть k_ч^II≥1,3...1,5. Токовая отсечка с выдержкой времени при соответствующем выборе ее параметров сохраняет селективность и на линиях с двусторонним питанием.