Продольная дифференциальная защита линий. Принцип действия. Оценка и область применения. Ток небаланса и его составляющие

Принцип действия прод. диф. защит основан на сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемой линии.

По концам защищаемой линии (рис. 5-1) устанавливаются трансф. тока ТТ с одинаковыми коэф. трансформаций К_Т. Их вторичные обмотки соединяются пофазно) проводами и подключаются к обмотке измер. реле РТ.

В норм. режиме работы линии или при внешнем КЗ (К1) в обоих трансф. тока проходит одинаковый первичный ток I_1П (рис. 5-1, а), а в реле - разность вторичных токов I_Р =I_1В - I_11В = (1/К_Т)·(SI_m) = I_НБ.В (т.к I_В =I_П - I_m - из Т-образной схемы замещения), с учетом принятых положительных направлений и полярности обмоток трансформаторов тока. I_CР>I_{НБ.В.МАКС} – условие несрабатывания защиты при внешних КЗ.

При КЗ в защищаемой зоне (К2 на рис. 5-1, б) / I_Р =I_1В + I_11В = (1/К_Т)·(SI_К), SI_К>>SI_m, I_Р>I_СР – защита срабатывает.

Если питание одностороннее (т. е. I_11В = 0), то I_Р = I_1В. Такая схема дифзащиты наз. схемой с циркулирующими токами.

Ток небаланса.

Правильный учет тока небаланса в схеме диф защиты имеет существенное значение, поскольку от его величины зависит ток срабатывания защиты т.к. I_CР = k_ОТС·I_{НБ.МАКС}. В схеме защиты с циркулирующими тока-ми (рис. 5-1) ток I_НБ.В = I_1В - I_11В Выразив вторичные токи через первичные с учетом погрешности трансформаторов тока получим:

где I_1НАМ и I_11НАМ — токи намагничивания, отнесенные ко вторичным обмоткам ТТ. Так как при внешнем КЗ I₁ = I₁₁, то

где к_а – коэффициент, учитывающий влияние на быстродействующие защиты переходных процессов при КЗ, которые сопровожд-ся прохождением апериод. составляющих в токе КЗ; к_о – коэф однотипности ТА; e - погрешность ТА. Ток небаланса будет = 0 при полной идентичности характеристик намагничивания ТТ. Выполнить эти требования с абсолютной точностью на практике не удается, поэтому ток небаланса всегда имеется.

Особенности выполнения продольной диф. защиты линий.

В простейшем виде дифзащита линии на рис.5.1. Но такая схема может прим-ся на очень коротких линиях до 500м. При большей длине резко увеличивается нагрузка на ТА, за счет сопротивления соед. проводов, возрастает стоимость защиты, которая определяется стоимостью соединительных проводов. ТА выходят за пределы допустимой погрешности и защита неработоспособна. Поэтому применяются специальные односистемные схемы защиты.

Особенности. 1) Откл. линии производ-ся 2-мя реле тока КА1 и КА2, по одному на выключатель каждой п/с, за счет этого минимизируется длина проводов в цепях управления выключателями. 2) Для снижения нагрузки на ТА, уменьшают токи в проводах, связывающих 2-е п/с с помощью промежуточных ТLAT1 и ТLAT2 и изолирующих ТLA1 и ТLA2 тр-ов. 3) В кач-ве связывающих проводов исп. свободные жилы телеф. кабеля прокладываемого вдоль трассы линии, при этом, за счет взаимоиндукции в этих жилах при КЗ, связанных с землей, наводится ЭДС влияния. 4) КЗ или повреждение соед. проводов может привести к отказу или ложному сраб. защиты, поэтому защита дополняется устройством контроля исправности проводов – с блокировкой выходных цепей при повреждении (сигнализация). 5) Защита выполняется односистемной (2 соед. провода, вместо 4-х), благодаря комбинир-м фильтрам симметр. составляющих AZ1 и AZ2. 6) За счет 2-х реле тока, появляется дополнительная погрешность, пропорциональная сопротивлению проводов. I_{НБ.ПРОВ} = (Z_ПР·I_{КЗ.ВНЕШ.МАКС})/(Z_ПР + 2Z_Р).

Оценка и область применения.

Принцип действия защиты прост и надежен. Защита не реагирует на качания и перегрузки, и действует без выдержки времени при КЗ в любой точке линии т.е имеет абсолютную селективность. К недостаткам защиты следует отнести высокую стоимость соединит. кабеля и работ по его прокладке, низкую надежность соединит. проводов, требуется установка резервной защиты для охвата сборных шин и участков вне зоны.

При наличии автомат. контроля повреждения кабеля обнаруж-ся, как правило, своевременно, и случаи ложной работы защиты по этой причине редки. Защиту следует применять на коротких линиях в тех случаях, когда требуется мгновен. откл. повреждений в пределах всей линии. Защита получила распространение на линиях 35 - 220 кВ длиной до 10-15 км.

10. Принцип действия продольной дифференциальной защиты трансформатора, её схема.

Принцип действия продольных дифференциальных защит основан на сравн-ении величины и фазы токов в начале и конце защищаемого объекта.

Для выполнения ДЗ тр-ра устан-авливаются ТТ со стороны всех его обмоток, как показано на рис.8.2 для двухобмоточного тр-ра. Вторичные обмотки ТТ сое-диняются в дифференциальную

схему и параллельно к мим под-ключается токовое реле КА.

Аналогично выполняется ДЗ ав-тотр-ра. При рассмотрении при-нципа действия ДЗ условно при-нимается, что защищаемый тр-тор имеет коэф. трансформации, равный единице, одинаковое со-единение обмоток и одинаковые ТТ с обеих сторон.

При прохождении ч/з тр-р сквозного тока нагрузки или КЗ ток в реле равен:

При принятых выше условиях и пренебрегая током намагничивания тр-тора, который в нормальном режиме имеет малое значение, можно считать, что первичные токи равны и, следовательно, вторичные токи тоже. С учетом этого

Таким образом, если схема ДЗ выполнена правильно и ТТ имеют точно сов-падающие характеристики, то при прохождении ч/з тр-тор тока нагрузки или внешнего КЗ ток в реле отсутствует и ДЗ на такие режимы не реагирует.

Практически вследствие несовпадения характеристик ТТ вторичные токи не равны, и поэтому в реле проходит ток небаланса, т, е.

Для того чтобы ДЗ не подействовала от тока небаланса, ее ток срабатывания должен быть больше этого тока, т. е,

где К_отс - коэффициент отстройки;

I_{нб.расч} – представляет собой сумму вида, кА:

где I`_{нб.расч} – составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью ТА, кА;

I``_{нб.расч} - составляющая тока небаланса, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора, кА;

I```_{нб.расч} - составляющая тока небаланса, обусловленная неточностью установки на реле расчетных чисел витков для не основной стороны, кА.

где I_к.макс – периодическая составляющая тока, проходящего ч/з тр-тор при расчетном внешнем КЗ, приведенного к основной стороне, кА; К_а – коэф, учитывающий влияние на быстродействующие защиты переходных процес-сов при КЗ, которые сопровождаются прохождением апериодических соста-вляющих в токе КЗ; К_одн – коэффициент однотипности ТА; e - погрешность ТА; DU_РПН – половина регулировочного диапазона устройства РПН, о.е; w_расч – расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора то-ка (НТТ) реле не основной стороны; w_ф – фактическое (целое) число витков обмотки НТТ не основной стороны.

Для отстройки от тока небаланса применяется торможение.

При КЗ в трансформаторе или любом другом месте м/у ТТ направление токов изменится на противоположное, как показано на рис, 8.2, б. При этом ток в реле согласно станет равным

Таким образом, при КЗ в зоне ДЗ в реле проходит полный ток КЗ, деленный на коэффициент трансформации трансформаторов тока. Под влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение поврежденного тр-тора.

Date: 2015-06-08; view: 1411; Нарушение авторских прав