Максимальная токовая защита (МТЗ) по принципу действия не отличается от токовой осечки (ТО) рассмотренной ранее. МТЗ также обладает относительной селективностью и срабатывает при увеличении тока по ЛЭП выше уставки. И также может быть выполнена от междуфазных КЗ или от всех видов КЗ. Отличается от токовой отсечки наличием реле времени в своих цепях, следовательно работает с выдержкой времени. Как и все рассмотренные ранее резервные защиты применяется для защиты и другого оборудования помимо ЛЭП. Для защиты ЛЭП широко применяется в сетях 6-35 кВ, редко в сетях 110 кВ.
Ещё одно отличие МТЗ от токовой отсечки, зона действия. МТЗ должна защищать свою ЛЭП по всей длине, а также резервировать защиты смежных элементов (рисунок 2). Уставка по току выбирается, исходя из отстройки от максимально возможного тока нагрузки. Считается, что большую часть нагрузки составляют электродвигатели. Наиболее тяжёлым нагрузочным режим для электродвигателей является режим самозапуска. Самозапуск электродвигателей - такой электромеханический процесс, при котором частота вращения электродвигателей (полностью или частично) уменьшается вследствие отключения их от сети или глубокого понижения напряжения на их зажимах при внешних коротких замыканиях, а при восстановлении напряжения достигает номинального значения. При восстановлении напряжения и до момента выхода на номинальные обороты двигатели потребляют повышенный ток из сети. От данного режима и отстраивается МТЗ по току. По времени же уставка выбирается на ступень селективности выше чем максимальное время срабатывания резервных защит смежных объектов.
МТЗ, как и все защиты, должна обладать необходимой чувствительностью. Т.е. срабатывать при минимально возможном токе КЗ в конце зоны защиты. Оценивается 2 коэффициента чувствительности. При ближнем резервировании и при дальнем.
При недостаточной чувствительности МТЗ выполняется с пуском по напряжению.
Для повышения чувствительности МТЗ дополняется измерительным органом (блокировкой) напряжения (ОН), который разрешает ей действовать при КЗ и запрещает ей срабатывать (блокирует) в режиме максимальной нагрузки при самозапуске электродвигателей.
Во время КЗ, когда возрастает ток и уменьшается напряжение, срабатывают оба реле РТ и РН и с заданной выдержкой времени МТЗ действует на отключение. Если же в результате перегрузки защищаемого элемента токовое реле РТ срабатывает, реле напряжения РН не действует. Недействие РН при перегрузке обеспечивается выбором уставки срабатывания такой, чтобы оно не срабатывало при минимальном рабочем напряжении, благодаря этому ток срабатывания РТ отстраивается уже не от режима самозапуска электродвигателей, а от тока нагрузки нормального режима.
Пусковой орган по напряжению выполняется либо с тремя реле, включенными на междуфазные напряжения (рисунок 4). Такая схема обеспечивает надежное срабатывание при любом виде междуфазных КЗ, поскольку при этом значительно снижается хотя бы одно из междуфазных напряжений.
Либо в виде комбинированного устройства из двух реле напряжения РН, РН2. Реле максимального напряжения РН2, включенное через фильтр напряжений обратной последовательности (ФНОП), реагирует на появление составляющей обратной последовательности U2, и служит для пуска МТЗ при несимметричных КЗ (рисунок 5).
Реле минимального напряжения РН, включенное через размыкающий контакт РН2, предназначено для действия при трехфазных КЗ. Такая схема по сравнению с первым вариантом обеспечивает более высокую чувствительность как при несимметричных, так и при симметричных КЗ. При несимметричных КЗ появляется напряжение обратной последовательности, реле РН2 срабатывает, приводя в действие РН, последнее разрешает действовать МТЗ.
Уставка срабатывания реле РН2 отстраивается от напряжения небаланса фильтра ФНОП.
При трехфазном КЗ в первый момент его возникновения кратковременно (в течение 0,02-0,05 с) появляется несимметрия напряжений, сопровождающаяся появлением напряжения обратной последовательности. В результате этого в первый момент КЗ срабатывает реле РН2 и затем после размыкания контакта реле РН. После исчезновения несимметрии контакт снова замыкается и на реле РН подается напряжение, равное остаточному напряжению в месте установки МТЗ. Реле РН останется в сработанном состоянии, т.к. возвратное напряжение на 10-15% больше напряжения срабатывания, что и обеспечивает большую чувствительность при трехфазных КЗ.