Поперечная дифференциальная токовая защита

Дифференциальные токовые защиты

Для защиты элементов электроустановок широко используется дифференциальный принцип, при котором действие защиты основано на результатах сравнения токов 2-х (и более) защищаемых элементов (линий) или по концам одного элемента (линии).

Продольная дифференциальная токовая защита

Продольная дифференциальная токовая защита основана на сравнении токов в начале и конце защищаемого элемента (линии).

Для этого по концам линии устанавливаются трансформаторы тока ТА₁ и ТА₂ с одинаковыми коэффициентами трансформации (рис.8.8).

Рис. 8.8. Продольная дифференциальная токовая защита

Вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются 2-х-проводной линией, к которой подключено реле тока КА.

Ток в обмотке реле равен разности вторичных токов трансформаторов

В нормальном режиме и при внешних КЗ, т.е при замыканиях за пределами зоны защиты, которая расположена между трансформаторами тока ТА₁ и ТА₂, например, в точке К₂ через реле протекает разность токов. Так как в этом режиме

,

то ток в реле равен нулю.

При КЗ в линии между трансформаторами тока, например в точке К₁ ток в реле равен сумме токов от ТА₁ и ТА₂, реле срабатывает и отключает выключатели Q₁ и Q₂.

Следовательно, защита реагирует на внутренние КЗ и не реагирует на внешние КЗ за пределами зоны защиты и токи нормального режима, т.е она обладает абсолютной селективностью.

Недостатком защиты является необходимость соединять ТТ проводами линий, что увеличивает стоимость защиты и снижает ее надежность.

Продольная дифференциальная защита применяется для линий 110-220 кВ длиной до 10-15 км.

Поперечная дифференциальная токовая защита

Поперечная дифференциальная токовая защита сравнивает токи одноименных фаз в 2-х параллельных линиях, присоединенных к общим шинам (рис.8.9).

Рис.8.9. Поперечная дифференциальная токовая защита

Трансформаторы тока ТА₁ и ТА₂ обеих линий имеют одинаковые коэффициенты трансформации.

Реле тока КА и токовые обмотки реле направления мощности КW₁ и КW₂ включаются на разность токов вторичных обмоток ТА₁ и ТА₂.

При нормальном режиме работы и внешних КЗ, например, в точке К₂ токи в обеих линиях равны, разность вторичных токов ТА₁ и ТА₂ равна нулю и защита не срабатывает.

При КЗ на защищаемой линии в точке К₁ равенство токов в линиях нарушается: ток через выключатель Q₁ будет больше тока через выключатель Q₂, соответственно вторичный ток трансформатора тока ТА₁ оказывается больше тока ТА₂ . Разность этих токов приведет к срабатыванию (возбуждению) реле направления мощности КW₁ и реле тока КА, если она окажется достаточной для их срабатывания. Реле направления мощности КW₂ при этом не будет действовать, так как его обмотка напряжения подключена к шинам трансформатора напряжения TV в противофазе по отношению к обмотке напряжения реле КW₁.

Зона срабатывания реле КW₁ между выключателем Q₃ и трансформатором тока ТА₁ является зоной заклинивания реле КW₂ и наоборот.

При срабатывании реле КА и КW₁ их контакты (рис 8.9,б) замыкают цепь обмотки промежуточного реле КL₁ (блокировочные контакты выключателей Q₁ и Q₂ замкнуты, так как выключатели включены). Реле КL₁ своими контактами замыкает цепь отключающей катушки YAT₁ выключателя Q₁, который отключает поврежденную линию. Указательное реле КН₁ при этом так же срабатывает и сигнализирует о срабатывании защиты.

Аналогично комплект защиты АК₂ подстанции В отключает выключатель Q₃ при протекании суммы токов и через АК₂.

После отключения выключателя Q₁ его блокировочный контакт размыкает цепь возможного питания обмотки промежуточного реле KL₂, так как реле КА и KW₂ могут замкнуть эту цепь и произвести ложное отключение. Причиной этого может явиться наличие тока в трансформаторе тока ТА₂.

При отключенном выключателе Q₁ в цепи токовых обмоток КW₁, КW₂ и КА остается один ток , который может привести к срабатыванию защиты и замыканию цепи катушки отключения YAT₂ выключателя Q₂ контактом промежуточного реле KL₂.

Таким образом, после отключения одной из параллельных линий поперечная дифференциальная защита автоматически выводится из работы блокировочными контактами Q₁ и Q₂ в цепи промежуточных реле KL₁ и KL₂. Поэтому каждая из линий на этот случай должна иметь еще и резервную защиту.

Другим недостатком поперечной направленной токовой дифференциальной защиты является наличие двух мертвых зон: в начале и конце линии.

Поперечная дифференциальная токовая защита используется в сетях 35-110 кВ: в трехфазном исполнении при больших токах замыкания на землю, в двухфазном – при малых.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: