Принцип действия дифференциально-фазной высокочастотной защиты ЛЭП.

Ответ: Дифференциально-фазная ВЧЗ (ДФЗ) основана на сравнении фаз тока по концам защищаемой ЛЭП. Считая положительными токи, направленные от шин в ЛЭП, находим, что при внешнем КЗ в К1 (рис. 13.3, а) токи I_m и I_n по концам защищаемой ЛЭП имеют различные знаки и, следовательно, их можно считать сдвинутыми по фазе на 180°. В случае же КЗ на защищаемой ЛЭП (рис. 13.3,6) токи на ее концах имеют одинаковые знаки и их можно принять совпадающими по фазе, если пренебречь сдвигом векторов ЭДС Е_m и E_n по концам электропередачи и различием углов полных сопротивлений Z_m и Z_n [28].

Таким образом, сравнивая фазы токов по концам ЛЭП, можно установить местоположение КЗ. В обычных схемах дифференциальных РЗ сравнение фаз токов осуществляется путем непосредственного сравнения токов, проходящих в начале и конце ЛЭП. В ВЧЗ (ДФЗ) сравнение фаз осуществляется косвенным путем посредством ВЧ-сигналов. Упрощенная схема, иллюстрирующая работу ДФЗ, и диаграмма, поясняющая принцип ее действия, приведены на рис. 13.4 и 13.5.

Рис 13.3. Принцип действия дифференциально-фазной ВЧЗ

Защита состоит из приемопередатчика (см. рис. 13.4), включающего в себя генератор ГВЧ, приемник ПВЧ, реле отключения РО, питающегося током приемника, и двух пусковых реле П01 и П02, одно из которых пускает ГВЧ, а второе контролирует цепь отключения ДФЗ.

Особенность ДФЗ заключается в том, что ВЧ-генератор управляется (манипулируется) непосредственно токами промышленной частоты при помощи специального трансформатора Т. Генератор включен так, что при положительной полуволне промышленного тока он работает, посылая в ЛЭП сигнал ВЧ, а при отрицательной запирается, и сигнал ВЧ прекращается. В то же время приемник выполнен таким образом, что при наличии сигналов ВЧ, поступающих в его входной контур, выходной ток, питающий реле РО, равен нулю, а при отсутствии ВЧ-сигнала появляется выходной ток, поступающий в РО. Таким образом, генератор ВЧ работает только в течение положительных полупериодов тока промышленной частоты, а приемник - при отсутствии ВЧ-сигналов.

Рис. 13.4. Упрощенная принципиальная схема дифференциально-фазной ВЧЗ

При внешнем КЗ (рис. 13.5, а) с учетом того, что фазы первичных токов по концам ЛЭП противоположны, генератор, на конце m - работает в течение первого полупериода промышленного тока, а на конце n - в течение следующего полупериода. Ток ВЧ протекает по ЛЭП непрерывно и питает приемники на обеих сторонах ЛЭП. В результате этого выходной ток в цепи приемника и реле РО отсутствует, и реле (ДФЗ) не работает.

Рис. 13.5. Диаграммы токов в дифференциальио-фазной ВЧЗ

При КЗ в зоне (рис. 13.5, б) передатчики на обоих концах ЛЭП работают одновременно, поскольку фазы токов по концам ЛЭП совпадают. Высокочастотные сигналы, поступающие при этом в приемники, будут иметь прерывистый характер с интервалами времени, равными полупериоду промышленного тока. В этом случае приемник работает в промежутки времени, когда ток ВЧ отсутствует, и заперт (не работает) во время его прохождения. В выходной цепи приемника появляется прерывистый ток, который сглаживается специальным устройством и подается в реле РО. Последнее срабатывает и отключает ЛЭП. Таким образом, сдвиг фаз между токами, проходящими по обоим концам ЛЭП, определяется по характеру ВЧ-сигналов (сплошные или прерывистые), на которые с помощью приемника реагирует реле РО.

По принципу своего действия ДФЗ не реагирует на нагрузку и качания, так как в этих режимах токи на обоих концах ЛЭП имеют разные знаки.