Принцип действия продольной дифференциальной защиты линий. Выбор параметров срабатывания. Расчет тока небаланса, коэффициента чувствительности Способы повышения коэффициента чувствительности.

Ответ: Продольная дифференциальная защита линий применяется в тех случаях, когда требуется высокое быстродействие и абсолютная селективность при КЗ в любой точке линии. Продольной дифференциальной защитой называют защиту, в измерительном органе (ИО) которой непосредственно сравниваются электрические данные, собранные со всех концов защищаемого элемента. Для протяженных элементов (ЛЭП) в зависимости от их длины применяют кабельные линии связи (до 10 км) или высокочастотные каналы связи.

На рис. 6.12 показан принцип действия продольной дифференциальной защиты линий. Трансформаторы тока, установленные по концам защищаемой линии, включаются между собой через линию связи и токовое дифференциальное реле КА,включенное на разность токов. При нагрузке или внешнем КЗ в точке К 1 токи и через реле равны по величине и направлены встречно. В данном случае без учета погрешностей ТТ результирующий ток в реле и защита не работает. При КЗ в зоне действия (между ТТ) ток меняет свое направление (или будет равен нулю при одностороннем питании). Результирующий ток в реле равен сумме токов. Если его величина превысит порог срабатывания реле, то защита сработает и отключит линию со всех сторон.

Ток срабатывания защиты выбирают по условию отстройки от тока небаланса.

Чувствительность защиты определяется минимальным током в измерительном органе при КЗ в защищаемой зоне:

В случае если измерительных органов два (по одному на каждой подстанции), то значение тока делят на два.

Чувствительность защиты, как правило, оказывается недостаточной. Поэтому в реальных защитах применяют ИО, представляющие собой реле с быстронасыщающимися трансформаторами и тормозными обмотками по аналогии дифференциальной защиты трансформатора.

На рис. 6.12 показана однолинейная схема линии связи с одной парой проводов. Для передачи сигналов трехфазной сети потребуется минимум четыре провода. Сопротивление проводов линии связи оказывается намного больше допустимого для ТТ по условию 10%-й погрешности. Поэтому продольная дифференциальная защита, например, типа ДЗЛ-2, намного сложней. Для получения одного информационного сигнала от трехфазных ТТ каждый полукомплект защиты состоит из комбинированного фильтра токов прямой и обратной последовательностей (). Такое исполнение защиты позволило использовать только одну пару проводов линии связи. Для уменьшения влияния сопротивления проводов линии связи она включается к ТТ через изолирующие трансформаторы с коэффициентом трансформации . При этом сопротивление проводов, приведенное к стороне ТТ, уменьшается в раз.

Рис. 6.12. Принцип действия продольной дифференциальной защиты линий. Пунктирной линией показано направление токов при внешнем КЗ (точка К 1),
сплошной – при КЗ в зоне действия дифференциальной защиты

При обрыве провода в линии связи защита ложно срабатывает от тока нагрузки или внешнего КЗ. Поэтому для контроля исправности линии по проводам пропускается постоянный ток и в случае его исчезновения при обрыве провода продольная дифференциальная защита автоматически блокируется.

Очевидно, что иметь только одну дифференциальную защиту по условию надежности недостаточно. Это объясняется и тем, что дифференциальная защита не может резервировать защиты смежных линий или шин подстанции. Поэтому с основной дифференциальной защитой обязательно предусматривается установка резервной защиты с относительной селективностью, например, МТЗ или ДЗ.

Защита типа ДЗЛ и аналогичные ей цифровые продольные дифференциальные защиты применяются на коротких линиях 110–220 кВ длиной до 20 км. В настоящее время используются оптоволоконные каналы связи.