Поперечная дифференциальная токовая направленная защита (ДТНЗ)

Поперечная ДТЗ (2-10кВ).

Оценка продольной ДЗ.

Особенности защиты, связанные с включением двух реле.

Вторичные токи I_2I и I_2II распределяются между параллельно включенными обмотками реле 1 и 2, обратно пропорциональны сопротивлениям их цепей. При этом для I_2I сопротивление вспомогательных проводов оказывается включенным последовательно с сопротивлением реле КА2, а для I_2II последовательно с сопротивлением КА1. В связи с этим в обмотке реле тока проходит большая часть I_2I и меньшая I_2II, а в обмотке КА2 наоборот.

Т.о. даже при отсутствии нагрузки ТТ в обмотке реле при нормальной работе и внешних КЗ проходят токи небаланса, обусловленные неодинаковыми распределениями вторичных токов между обмотками реле.

С увеличением сопротивления вспомогательных проводов ток небаланса растет в пределе при R=¥: по КА1- проходит I_2I, а по КА2- I_2II, что недопустимо и потребует загрубления защиты.

При КЗ в зоне ток в каждом реле составляет только часть полного тока повреждения (по тем же причинам), т.к. вторая его часть пройдет по обмотке второго реле, в связи с этим коэффициент чувствительности уменьшается. Для его увеличения используют дифреле с торможением.

Достоинства:

1. не требует отстройки по времени и току от защит смежных участков.

2. не реагирует на качание системы

3. обеспечивает селективность и без замедления отключает поврежденный участок в сети любой конфигурации.

Недостатки:

1. влияние на работу ДЗ большой длины вспомогательных проводов:

- возможность их повреждения;

- перераспределение токов (появление большого тока небаланса);

- наличие спец. устройств, контролирующих исправность вспомог-ных проводов.

2. ДЗ не реагирует на внешние КЗ и поэтому ее нельзя использовать в качестве резервной при повреждении на смежных участках.

3. используется на линии длиной 15-20 км (110кВ).

I_p= I_2I-I_2II≈I_нб (K1)

I_p= I_2I-I_2II=I_p (K2)

I_p>I_cp

I_cp>I_{нбmaxрасч}

I_cp=k_отсI_{нбmaxрасч}, где к_а=1 к_ак_одн=1

В мертвой зоне (штриховка на рисунке) защита работать не будет (I_p<I_cp), согласно ПУЭ она должна быть меньше 10%. Длина мертвой зоны определяется:

При КЗ в точке К2 отключается Q1 затем в бестоковую паузу отключается QR1, затем АПВ, и включается Q1. В работе остается W2 (после QR1 защита блокируется).

Для защиты используются ТТ с одинаковыми коэф. трансформации, установленные со стороны общих шин в одноименных фазах. Реле тока КА включается на разность токов двух одноименных фаз сдвоенной линии по схеме с циркулирующими токами.

При удаленной точке КЗ (К2) от места установки защиты ток в неповрежденной линии возрастает, а в поврежденной убывает, вследствие чего уменьшается их разница (I_p), причем так, что при повреждении вблизи шин противоположной п/ст его величина (I_p) становится меньше тока срабатывания, при этом защита отказывает в действии. Длина участка L_мз, при повреждении в котором защита не работает из–за малого I_p – мертвая зона.

Недостатки:

1. Защита не защищает сборки сдвоенных линий и шины п/ст

2. В случае отключения одной из линий защита должна выводиться из действия, т.к. I_СЗ (срабатывания) не отстраивается от тока оставшейся в работе линии.

3. Наличие мертвой зоны

4. Неспособность определить, на какой из линий произошло повреждение и отключает обе линии (можно исправить установкой АПВ на головном выключателе и отделителей на линии).

Эта защита применяется совместно с МТЗ и другими защитами из-за наличия этих недостатков.

Комплект Q1 – Q3: ставиться такой же и на Q2 – Q4

I_cp > I_{нбмахрасч}

I_cp =К_отс ∙ I_{нбмахрасч}

При К1: I_p > I_cp

L_к – зона каскадного действия (≤25% L)

U_остКЗ⁽³⁾ = U_p < U_cpmin – мертвая зона вблизи установки комплекта защиты

L_мз ≤ 10% L по напряжению (для реле направления мощности)

к контактам реле КА1

Это для схемы с опережением. Дополнительные контакты служат для разгрузки контактов реле.

ПДТЗ может определять поврежденную линию только после включения в ее схему органа направления мощности и она становиться ПДТНЗ. Она ставиться с 2-х сторон 2-х параллельных линий, присоединенных к шинам через выключатели. Реле направления мощности включается по 90° схеме. Т.о. защита имеет два органа: пусковой и избирательный. В качестве реле направления мощности используется реле двухстороннего действия РБМ-271.

При КЗ в К4 комплект слева действует, отключая первую линию (с большей мощностью КЗ) нижним контактом реле направления мощности, хотя тоже "+" знак, но меньшая мощность КЗ. После первого срабатывания первый комплект блокируется, т.к. оперативный + подается через блокировочные контакты Q1.1, Q3.1, а они размыкаются. Комплект справа: реле направления мощности замыкает верхние контакты и отключает Q2. У Q4 отрицательная мощность КЗ и блокируется правый комплект. Аналогично – повреждения на W2.

Если КЗ в К1 (в зоне каскадного действия). Разности токов не хватит для срабатывания левого комплекта. Срабатывает правый комплект: отключается Q2, а затем левый: отключается Q1. Время работы РЗ увеличивается в 2 раза (это плохо). Т.к. зона каскадного действия ПДТНЗ совпадает с МЗ для ПДТЗ, то расчет ее длины происходит по аналогичной формуле.

Если вблизи места установки комплекта происходит 3-ф КЗ, то остаточное напряжение КЗ U_остКЗ=U_p < U_cpmin для реле направления мощности это мертвая зона, а значит, защита не будет работать.

Зона каскадного действия для левого комплекта совпадает с мертвой зоной для правого комплекта и наоборот. Следовательно, при КЗ в точке, общей для мертвой зоны и зоны каскадного действия не сработает не левый, не правый комплект и РЗ откажет в действии. Это недостаток защиты.

Защита после 1-го срабатывания блокируется. Это нужно сделать с опережением по размыканию главных контактов выключателя, т.е. защита должна быть блокирована, когда контакты выключателя разомкнуться. Если опережения не будет, то произойдет неправильное отключение 1-й линии выключателем Q1.

R1 и R2 ограничивают токи когда нет блокировки.

КQC – реле положения (вкл., откл.)

8.3.1. Расчет уставок ПДТНЗ

1.

К_однК_а≠1 – для реле направленной мощности.

2. - отстройка КА

3. - в сети с большими токами замыкания на землю

I_сз>I_нбмах

Схема 110 кВ и больше с заземленной нейтралью.

К1: у правого комплекта защиты в зоне каскадного действия: отключается Q3 затем чтобы W1 не вышло нужно выполнение третье условие.

Дата добавления: 2014-12-08