Поперечная дифференциальная защита

Устанавливается на генераторах, имеющих несколько параллельных ветвей, выведенных наружу и соединенных в звезду. Используется для защиты от межвитковых КЗ одной фазы обмотки статора. Действует без выдержки времени на отключение всех выключателей генератора, гашение поля и останов турбины.

Возможно трехсистемное и односистемное исполнение защиты. В односистемной схеме (рис.73) производится сравнение суммы токов трех фаз одной группы ветвей с суммой токов трех фаз другой параллельной группы ветвей. Реле тока KAZ (применяется реле серии РТ-40/Ф с фильтром высших гармоник ZF) подключается к трансформатору тока ТА, установленному в нулевом проводе, соединяющем нейтрали. В трехсистемной схеме производится сравнение токов параллельных ветвей каждой фазы.

В настоящее время используются только односистемные схемы, так как они отличаются простотой, экономичностью, надежностью и большей чувствительностью.

В нормальном режиме в параллельных ветвях каждой фазы наводятся одинаковые ЭДС. Сопротивления параллельных ветвей равны. Поэтому равны и токи параллельных ветвей и. Сумма токов параллельных ветвей трех фаз (ток в реле) равна току небаланса:

,

где и - суммы токов в первых и вторых параллельных ветвей.

Ток небаланса определяется наличием токов высших гармоник, кратных трем, и токов нулевой последовательности, вызванных несимметрией ЭДС фаз. Для отстройки от токов небаланса высших гармоник реле включают через фильтр ZF, что дает возможность уменьшить ток срабатывания защиты примерно в 10 раз.

Рис.73. Схема исполнения односистемной поперечной

дифференциальной защиты

В случае замыкания между витками одной фазы сопротивления параллельных ветвей становятся различными и равенство токов нарушается. В перемычке между нейтралями паpаллельных обмоток статоpа протекает ток, вызывающий срабатывание защиты.

По своему принципу работы защита не требует выдержки времени. Ток срабатывания выбирается из условия отстройки от тока небаланса:

.

На практике ток срабатывания выбирается:

,

где - номинальный ток генератора.

Пpи наладке ток сpабатывания уточняется по pезультатам измеpений, и величина его может быть существенно снижена.

Поперечной дифференциальной защиты отличается простотой, экономичностью, быстротой действия и высокой чувствительностью.

Недостатками поперечной дифференциальной защиты являются: возможность ложного срабатывания и наличие мертвой зоны, при малом количестве замкнувшихся витков, когда ток протекающий в перемычке между нейтралями невелик.

Поперечная дифференциальная защита в некоторых случаях может сработать и при многофазном КЗ, резервируя продольную дифференциальную защиту.