Продольная дифференциальная защита ЛЭП.

Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru Принцип действия продольных дифференциальных защит ос­нован на сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемой линии.

Как видно из рис. 10-1, при внешнем к. з. токи I1и I2на концах линии АВ направлены в одну сторону и равны по величине, а при к. з. на защищаемой линии они направлены в разные сто­роны и, как правило, не равны друг другу . Следовательно, сопо­ставляя величину и фазу токов I1и I2, можно определять, где возникло к. з. — на линии или за ее пределами. Такое сравнение токов по величине и фазе осуществляется в реагирующем органе (реле) дифференциальной защиты.

Для этой цели по концам линии устанавливаются трансфор­маторы тока TI и TII(рис. 10-2) с одинаковым коэффициентом трансформации. Их вторичные обмотки соединяются при помощи соединительного кабеля и подключаются к дифференциальному реле таким образом, чтобы при внешних к. з. ток в реле был равен разности токов в начале и конце линии, т. е. I1— I2, а при к. з. на линии — их сумме I1+I2

33. Каковы допустимые погрешности ТТ и что влияет на их величину.При рассмотрении работы РЗ учитываются три вида погреш­ностей ТТ: токовая fi, полная Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru , угловая Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru .

Токовая погрешность определяется величиной Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru I (отрезок AD на рис. 3.3). Она равна арифметической разности I’1 - I2 и показывает, насколько действительный ток I2 меньше расчет­ного тока I2 – I1 / KI.

Угловая погрешность характеризуется углом Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru , показыва­ющим, насколько действительный ток I2 сдвинут по фазе от­носительно приведенного первичного тока I1 (т. е. идеального вторичного тока I2 и реального первичного тока).

Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru Полная погрешность Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru определяется модулем (абсолютным значением) вектора I’нам (отрезок АС на рис. 3.3). Эта погреш­ность равна геометрической разности действующих значений векторов I'1, приведенной ко вторичной стороне, и I: |Iнам | = = |I1I|.

Из рассмотрения треугольника ABC (рис. 3.3) следует, что полная погрешность ( Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = Iнам) определяет и характеризует как погрешность по току fi = Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru I, так и погрешность по углу Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru . Угол Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru очень мал, поэтому можно считать, что Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru I равен отрезку АВ, а угол Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru , измеряемый в радианах длиной дуги DC, приблизи­тельно равен отрезку ВС.

Это означает, что Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru > fi. С увеличением а, зависящего от угла нагрузки Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru н (угла между током I2 и напряжением U2), Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru I рас­тет, а угол Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru уменьшается. При Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru + Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = 90° вектор I2 совпадает по фазе с вектором I(1)21, и тогда погрешность по току Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru I дости­гает максимального значения. При этом fi будет равна Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru , уг­ловая же погрешность становится минимальной ( Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = 0).

Погрешность по току Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru I(fi) и полная погрешность Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = |Iнам| выражаются в относительных единицах или процентах как отношение действующих значений этих погрешностей к дей­ствующему значению приведенного первичного тока. Относительная токовая погрешность

fi % = ( Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru I / I’1) 100 = (I2 – I’1) / I’1*100. (3.5)

Относительная полная погрешность

Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru (3.6)

Если вторичный ток несинусоидален, то ток намагничивания выражается как среднее квадратичное значение разности мгновенных значений реального и расчетного токов i2:

Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru Тогда Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru (3,7)

Здесь КI - номинальный коэффициент трансформации ТТ.

Погрешность по углу выражается в градусах и минутах, она считается положительной, если I2 опережает I1, как показано на рис. 3.3. Относительные погрешности Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru , fi, и Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru увеличивают­ся с увеличением тока намагничивания Iнам.

23. Классы точности ТТ. Что они означают.Для промышленных установок изготавли­ваются ТТ классов точности 0,5; 1; 3; 5; 10 и Р. Каждый класс точности характеризуется определенной погрешностью по току Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru I и углу Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru , установленной ГОСТ 7746-68. Эти погрешно­сти приведены в табл. 3.1, они обеспечиваются только при перетоках в пределах от 0,1 до 1,2 номинального, т. e. и диапазоне токов нагрузки, контролируемых измерительными приборами.

Для РЗ изготавливаются ТТ класса 10Р с Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru 10% при токе номинальной предельной кратности (К10) и ТT 5P повышенной точности с гарантированной погрешностью Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = 5% при тех же кратностях первичного тока.

Трансформаторы тока класса Р предназначены для РЗ, и поэтому их погрешности при номинальных токах не нормиру ются. Работа ТТ с погрешностью, соответствующей классу, обеспечивается при нагрузке вторичной обмотки, не выходя­щей за пределы номинальной.

Номинальной нагрузкой ТТ называется максималь ная нагрузка, при которой погрешность ТТ равна значению, установленному для данного класса (табл. 3.1). Номинальную нагрузку принято выражать в виде полной мощности Sном, В • А, при номинальном вторичном токе 5 или 1 А и cos Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = 0,8, или в виде сопротивления нагрузки Zн.ном, Ом, при котором мощ­ность ТТ равна номинальной Sн.ном. Номинальная мощность Sном = U2 I2ном, при этом напряжение U2 = I2номZном. Тогда

Sн.ном = I22номZном, а Zн.ном = Sн.ном / I22ном . (3.10)

В зависимости от конструкции и класса точности ТТ значе­ние номинальной нагрузки находится в пределах от 2,5 до 100 В • А. При токе I1 > 1,2 Iном ТТ погрешности ТТ выходят за пределы, установленные для данного класса. Следует отме­тить, что класс точности не может служить основанием для выбора ТТ, питающих РЗ, так как предусматриваемые им по­грешности имеют место при номинальных токах, в диапазоне которых РЗ не работает. Для РЗ, исходя из указанных выше требований к погрешностям ТТ, заводы, изготавливающие ТТ, должны согласно ГОСТ 7746-68 давать в своих информацион­ных материалах кривые предельной кратности К10 для ТТ класса Р. Эти кривые представляют собой зависи­мость предельной максимальной кратности первичного тока K10 = I1max / I1ном ТТ от сопротивления нагрузки Zн с соз Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = 0,8, при которых полная погрешность Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = 10%. Характер подобной зависимости приведен на рис. 3.5, а. Пользуясь такой кривой, можно, задаваясь определенным значением Zн, определять допустимую кратность первичного тока К10, при которой Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru (Iнам) не превосходит 10% найденного К10, или, задаваясь значением К10, определять допустимое значение Zн, при ко­тором Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru 10%.

Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru 4. Принцип действия МТЗ трансформаторов.Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформа­тора при КЗ на сборных шинах или на отходящих от них присо­единениях (рис. 16.4), если РЗ или выключатели этих элементов отказали в работе. Одновременно РЗ от внешних КЗ использу­ется и для защиты от повреждения в трансформаторе. Однако

по условиям селективности РЗ от внешних КЗ должна иметь выдержку времени и, следовательно, не может быть быстродействующей. По этой причине в качестве основной РЗ от по­вреждений в трансформаторах она используется лишь на мало­мощных трансформаторах. На трансформаторах, имеющих специальную РЗ от внутренних повреждений, РЗ от внешних КЗ служит резервом к этой защите на случай ее отказа. Наибо­лее простой РЗ от внешних КЗ является МТЗ. В тех случаях, когда ее чувствительность оказывается недостаточной, при­меняются более чувствительные МТЗ с пуском по напряже­нию, МТЗ ОП и НП, ДЗ.

Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru Максимальные токовые защиты трансформаторов. Защита двухобмоточных понижающих трансформаторов [3]. Схема МТЗ трансформатора с односторонним питанием приведена на рис. 16.4. Чттобы включить в зону действия защиты сам транс­форматор, РЗ устанавливается со стороны источника питания и должна действовать на отключение выключателя Q1. То­ковые реле МТЗ включаются на ТТ, установленные у выключа­теля Q2.

На рис. 16.4, а приведена схема РЗ трансформатора, выполнен­ная с двумя токовыми реле КА1 и КА2, которые, сработав, с выдержкой времени одновременно действуют на отключение выключателей Q1 и Q2. При этом в случае внешних КЗ на сто­роне низшего напряжения (НН) трансформатора отключение выключателя Q2 резервирует действие выключателя Q1. Часто РЗ выполняют с двумя выдержками времени: с первой t1 на отключение выключателя Q1 со стороны НН, а со второй t2 = t1 + Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru t на отключение Q2 со стороны ВН.

Структурная схема при таком выполнении МТЗ приведена на рис. 16.4, в. В случае неотключенного внешнего КЗ на сто­роне НН МТЗ с выдержкой времени t1 отключит выключа­тель Q1, трансформатор при этом останется под напряжением со стороны ВН. В случае же повреждения в трансформаторе и отказе его основных быстродействующих РЗ МТЗ с выдержкой времени отключит выключатель Q2 [13].

Токовые реле КА1 и КА2 в схеме МТЗ трансформаторов с ВН 110-220 кВ подключены к ТТ, соединенным в треугольник (рис. 16.4, а). Такое выполнение токовых цепей МТЗ предотвра­щает возможное неселективное ее действие при КЗ на землю в сети 110-220 кВ (в случае когда нейтраль трансформатора заземлена). Защита может действовать при всех видах междуфазных

КЗ на сторонах как ВН, так и НН трансформатора со схемой соединения обмоток y/ Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru . При этом, однако по срав­нению с МТЗ, содержащей три токовых реле, подключенных к ТТ, соединенным в полную звезду, имеет место снижение чувствительности на 15% при двухфазном КЗ на стороне НН 6-10 кВ. Сказанное поясняет рис. 16.5. Поскольку коэффици­ент чувствительности МТЗ kч = Iр/Iс.р, где Iр - ток в реле при рассматриваемом виде КЗ; Iс.р - ток срабатывания реле, то можно записать следующее отношение:

kчY/kч Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = Iр Y Iс-р Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru /Ic_p Y Ip Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru , (16.4)

где kч Y и kч Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru - коэффициенты чувствительности реле при соединении ТТ в схемы полной звезды и треугольника соответ­ственно; Iр Y , Iр Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru и Iс.р y, Ic.p Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru - токи в реле и токи срабатыванния реле при соединении ТТ в схемы полной звезды и тре­угольника соответственно.

Подставляя в выражение (16.4) Iр Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = 3IK/ Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru KI; Ip Y = 2IK/ Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru KI (наибольшее значение тока, протекающего в реле фазы В); Iс.р Y = Ic/ КI; Iс.р Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru = Ic Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru / KI, получаем Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru .

Для трансформаторов со схемой соединения обмоток y/y или Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru / Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru и не связанных с сетью с заземленной нейтралью МТЗ выполняется также двумя токовыми реле КА1 и КА2 (рис. 16.4, г), ТТ при этом соединяются в неполную звезду. Подобная схема МТЗ может применяться и на трансформаторах со схемой соединения обмоток Y/ Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru . При этом для повышения чувствительности МТЗ к двухфазным КЗ за трансформатором, обмотки которого соединены по схеме Y/ Продольная дифференциальная защита ЛЭП. - student2.ru (рис. 16.5), устанав­ливается дополнительное реле в обратном проводе токовых це­пей К A3 (показано пунктиром на рис. 16.4, в-г). Аналогичная схема применяется и на трансформаторах со схемой соедине­ния обмоток треугольник-звезда с заземленной нулевой точ­кой (обычно питающих сеть 0,4 кВ).

Наши рекомендации