Общие принципы выполнения продольной дифференциальной защиты линий

В основе всех разнообразных схем и конструкций дифферен­циальных защит лежат некоторые общие принципы, обусловлен­ные особенностями условий работы этих защит на линиях. Рас­смотрим основные из них.

1. В дифференциальных защитах линий трансформаторы тока, соединяемые в дифференциальную схему, находятся на значи­тельном расстоянии. Соединительные провода между ними имеют большое сопротивление и во много раз превышают допустимые пределы нагрузки самых мощных современных трансформаторов, тока. Так, например, при длине линии 10 км сопротивление одного соединительного медного провода сечением 1,5 мм² составляет:

в то время как трансформаторы тока допускают нагрузку 1—2 Ом. Это затруднение преодолевается при помощи промежуточных трансформаторов тока ПТ (рис. 10-8, а), которые уменьшают ток в соединительных проводах в п_П раз и снижают благодаря этому нагрузку соединительных проводов, приведенную к зажимам ос­новных трансформаторов тока, в раз.

Покажем это с помощью рис. 10-8, б и в. Мощность, отдаваемая трансформатором тока в нагрузку.

Указанный способ снижения нагрузки соединительных про­водов используется во всех дифференциальных защитах линий.

2. Дифференциальная защита должна воздействовать на от­ключение выключателей на обоих концах защищаемой линии. Для осуществления этого устанавливаются два дифференциальных реле 1 и 2 — по одному на каждом конце линии (рис. 10-9). Каж­дое из этих реле действует на свой выключатель.

Введение в схему второго, параллельно включенного реле вносит следующие изменения в условия работы защиты по схеме с циркуляцией токов:

а) Ток, поступающий от трансформаторов тока Т1 и ТII, распределяется между ближним и дальним реле обратно про­порционально сопротивлениям их цепей (рис. 10-9). В контуре дальнего реле участвуют соединительные провода, и поэтому ток, направляющийся в дальнее реле, меньше, чем ток, поступающий в реле, расположенное вблизи данных трансформаторов тока.

3. Токи небаланса в дифференциальных защитах линии при сквозных к. з. могут достигать значительных величин не только в переходных режимах, но и в установившихся. Повышенное зна­чение токов небаланса может обусловливаться большими кратностями токов внешнего к. з., вынужденной разнотипностью транс­форматоров тока по концам линии, их значительной загрузкой, сопротивлением соединительных проводов и появлением I´ _нб.

Для отстройки от токов небаланса получили распространение дифференциальные реле с торможение м. Ток срабаты­вания у таких реле возрастает с увеличением тока внешнего к. з.

По вертикальной оси координат откладывается рабочий ток I_Р, а по горизонтальной — тормозной ток I_т = I_К (см. рис. 10-12). Считая что k_т имеет постоянное значение, зависимость I_{р.с р} = f (I_Т), согласно уравнению (10-8), изображается в виде прямой 1. Ее наклон (и, следовательно, величина k_Т) выбираются из усло­вия недействия реле от тока небаланса (кривая 3) при внешнем к. з., т.е. из условия I _с.р > I _нб при I _к.макc. Этому условию удовлетворяет точка М на рис. 10-11, а. Соответствующий ей ток в рабочей обмотке

Отсюда следует вывод, что при одинаковых условиях отстройки от I _нб при внешнем к. з. (уравнение 10-9) реле с тормозной харак­теристикой обладает большей чувствительностью по сравнению с простым дифференциальным реле. Таким образом, реле с тормо­жением надежно отстроено от I _нб и имеет большую чувствитель­ность при к. з. в зоне по сравнению с реле без торможения.

4. Во всех рассмотренных схемах подразумевалась установка реле на трех фазах в тех случаях, когда защита должна реагиро­вать на все виды к. з. Для выполнения таких схем необходимо шесть дифференциальных реле и не менее четырех соединительных проводов.

Для уменьшения числа реле и соединитель­ных проводов реле включаются через фильтры симметричных составляющих или суммирующие трансформаторы, как показано на принципиальной схеме рис. 10-14.

Помимо уже рассмотренных элементов, в этой схеме преду­смотрены разделительные (изолирующие) трансформаторы ИТ, с помощью которых цепь соединительного кабеля АВ отделяется от цепей реле. Такое разделение исклю­чает появление в цепях реле высоких напряжений, наводимых в жилах кабеля при протекании токов к. з. по защищаемой линии или возникающих в них по любым другим причинам.

В нормальном режиме и при внешних к. з. по соеди­нительным жилам, цепям промежуточного и изолирующего трансформаторов и тормозным обмоткам реле циркулирует ток, пропорциональный первич­ному току линии, а в рабочих обмотках проходит ток небаланса

При к. з. на линии токи в рабочих обмотках суммируются, и хотя в тормозных обмотках реле протекает ток к. з., защита срабатывает, так как действие рабочей обмотки превосходит противодействие тормозной обмотки реле. В соединительных проводах А и В проходит небольшой ток, равный разности токов I _I— I _II.

Дата добавления: 2014-12-23