Принцип действия продольной и поперечной дифференциальных защит линий. Выбор параметров срабатывания. Расчет тока небаланса и коэффициента чувствительности.

Ответ:Продольная дифференциальная защита линий (ДЗЛ) 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 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 15 км) или высокочастотные каналы связи. Iр= I1 - I2 =0 защита не работает.

При КЗ в зоне действия (между ТТ) ток I2 меняет свое направление (или будет равен нулю при одностороннем питании). Результирующий ток в реле равен сумме токов: Iр= I1 + I2 и, если его величина превысит порог срабатывания реле, то защита сработает и отключит линию с обеих сторон.

Рис. 13.2. Принцип действия продольной дифференциальной защиты линий. Пунктирной линией показано направление токов при внешнем КЗ (точка К1), сплошной – при КЗ в зоне действия дифференциальной защиты.

Для исключения ложной работы ДЗЛ ток срабатывания реле должен выбираться с учетом токов небаланса: Iср= Кзап Iнб макс расч, где Кзап=1.3, учитывает неидентичность характеристик намагничивания ТТ.

При определении Iнб макс расч исходят из того, что ТТ в схеме выбраны так, что полная погрешность ε не превышает 10% при заданной вторичной нагрузке и предельной кратности К10. Определение Iнб макс расч производят по выражению:

Iнб макс расч= ε Капер К одн IКЗ внеш макс/100 КI, где: Капер = 2 учитывает наличие апериодической составляющей в токе КЗ; К одн = 0.5-1.0 – коэффициент однотипности ТТ

КI - коэффициент трансформации ТТ.

Чувствительность защиты определяется минимальным током в измерительном органе при КЗ в защищаемой зоне: Кч = I(2) мин /Iсз ≥ 2, где I(2) мин – минимальный ток КЗ при повреждении в защищаемой ДЗЛ зоне. В случае, если измерительных органов два (по одному на каждой подстанции), то значение тока I(2) мин делят на два. Чувствительность защиты, как правило, оказывается недостаточной. Поэтому в реальных защитах применяют измерительные органы, представляющие собой реле с быстронасыщающимися трансформаторами и тормозными обмотками. Поперечную дифференциальную защиту применяют на параллельных линиях Iр=I1 - I2. В цепь разности токов защиты включается пусковой орган (реле тока КА) и измерительный орган (реле мощности КW). При внешних КЗ в точке К1 или в режиме нагрузки токи I1 и I2 в параллельных линиях равны и направлены в одну сторону. Без учета погрешности ТТ: Iр = I1 - I2 = 0 и защита не работает.

При КЗ на одной из линий в точке К2 (в зоне действия защиты) токи I1 и I2 не равны друг другу. В защите 1 - 2 они разные по величине, а в защите 3-4 не равны по направлению. Если при этом разность токов Iр превысит порог срабатывания пускового органа, то защита сработает и измерительный орган при положительном направлении этой разности определит поврежденную линию и отключит выключатель 1 на подстанции А и 3 на подстанции Б. Реле мощности КW в данной схеме применяется двухстороннего действия (например, реле РБМ-278).

G21

G1

Рис.13.3. Схема подключения реле тока КА и мощности КW в поперечной дифференциальной защите линий.

Порог срабатывания (уставка) пускового органа выбирается по двум условиям:

Отстройка от тока небаланса ТТ: Iсз = Котс ε Капер К одн I к.макс /2.

Отстройка от максимального тока нагрузки в режиме, когда на противоположном конце линии отключен один выключатель: Iсз = Котс I раб..макс /КВ.

К недостатку поперечной дифференциальной защиты относится каскадность действия защиты при КЗ вблизи подстанций А и Б а также необходимость иметь резервную ступенчатую токовую защиту на случай отключения одной из линий. В данном случае зона каскадного действия определяется участком линии, на котором при КЗ разность токов Iр меньше уставки защиты Iсз.: Lкд = 100Iсз / Iк, %,

Обычно зона каскадного действия не превышает 10% длины линии.

Поперечная дифференциальная защита обладает абсолютной селективностью и применяется в сетях 110-220 кВ как дополнительная к основной защите нулевой последовательности. В сетях 6…35 кВ эта защита используется как основная там, где требуется ускоренное отключение КЗ.

17.Защиты от замыканий на землю в сети с изолированной нейтралью.

Неселективная сигнализация о замыкании на землю: Неселективная сигнализация о замыкании на землю является простейшей защитой о появлении замыкания на землю без указания поврежденного участка.

Рис 10.2. Неселективная сигнализация о замыкании на землю

При появлении замыкания на землю реле напряжения выдают сигнал, а затем дежурный поочередным отключением присоединений определяет поврежденный элемент. Указанный способ связан с кратковременным нарушением питания потребителей и требует много времени.

В связи с этим неселективную защиту необходимо дополнять селективной защитой от замыканий на землю. Для защиты от замыканий на землю используют специальные трансформаторы тока нулевой последовательности типа ТЗЛ, ТЗР, Размещение защит в сети

Рис. 10.4. Размещение токовых ненаправленных защит в сети