Дифференциальная защита линий. Принцип действия продольной дифференциальной защиты

Лекция 6. Продольная дифференциальная защита линий

Содержание лекции: рассмотрены схемы продольной защиты линий, принцип её действия

Цель лекции: изучается принцип действия продольной защиты линий, обладающей абсолютной селективностью, причины возникновения тока небаланса, особенности защиты.

Для отключения КЗ в пределах всей защищаемой ЛЭП без выдержки времени служат дифференциальные РЗ, которые подразделяются на продольные и поперечные.

Принцип действия продольных дифференциальных РЗ основан на сравнении значения и фазы токов в начале и конце защищаемой ЛЭП. Как видно из рисунка 6.1, а, при внешнем КЗ (в точке К) токи I_I и I_II на концах ЛЭП АВ направлены в одну сторону и равны по значению, а при КЗ на защищаемой ЛЭП (рисунок 6.1, б) они направлены в разные стороны и, как правило, не равны друг другу. Следовательно, сопоставляя значение и фазу токов I _I и I _II, можно определять, где возникло КЗ - на защищаемой ЛЭП или за ее пределами. Такое сравнение токов по значению и фазе осуществляется в реагирующем органе (реле тока). Для этой цели вторичные обмотки ТТ TAI и ТАII, установленных по концам защищаемой ЛЭП и имеющих одинаковые коэффициенты трансформации, при помощи соединительного кабеля подключаются к дифференциальному реле КА (реагирующему органу) таким образом, чтобы при внешнем КЗ ток в реле был равен разности токов I _Ib и I _IIв, а при КЗ на ЛЭП их сумме I _Ib + I _IIв. Применяется схема дифференциальной РЗ с циркулирующими токами, основанная на сравнении вторичных токов (рисунок 6.1). Реагирующий орган - токовое реле КА включается параллельно вторичным обмоткам ТТ. При таком включении в случае внешего КЗ токи I_Ib и I_IIв замыкаются через обмотку КА и проходят по ней в противоположном направлении (рисунок 6.1, а). Ток в реле равен разности токов:

I_р = I _Ib - I _IIв = I _I/K_I – I _II/K_I. (6.1)

При равенстве коэффициентов трансформации и отсутствии погрешностей в работе ТТ вторичные токи I _Ib - I _IIв, поступающие в обмотку реле, балансируются, ток I_р = 0, и реле не срабатывает.

Таким образом, по принципу действия дифференциальная РЗ не реагирует на внешние КЗ, токи нагрузки и качания, поэтому она выполняется без выдержки времени и не должна отстраиваться от токов нагрузки и качаний. В действительности же ТТ работают с погрешностью. Вследствие этого в указанных режимах в реле появляется ток небаланса:

I_p = I _нб = I _Ib - I _IIв. (6.2)

Для исключения неселективной работы при внешних КЗ I_с.з дифференциальной РЗ должен превышать максимальное значение тока небаланса:

I_с.з >I_{нб mаx}. (6.3)

При КЗ на защищаемой ЛЭП (рисунок 6.1, б) первичные токи I _I и I _II направлены от шин подстанций в ЛЭП (к месту КЗ). При этом вторичные токи I _Ib - I _IIв суммируются в обмотке реле:

I_p = I_Ib + I _IIв = I _I/K_I + I _II/K_I = I _K/K_I. (6.4)

где I _к - полный ток КЗ, равный сумме токов I _I и I _II, притека­ющих к месту повреждения (к точке К).

Под влиянием этого тока РЗ срабатывает. Выражение (6.4) показывает, что дифференциальная РЗ реагирует на полный ток КЗ в месте повреждения, и поэтому в сети с двусторонним питанием она обладает большей чувствительностью, чем то­ковые РЗ, реагирующие на ток, проходящий только по одному концу ЛЭП. Зона действия РЗ охватывает участок ЛЭП, рас­положенный между ТТ, к которым подключено токовое реле.

а) Вне защищаемой ЛЭП; б) – на защищаемой ЛЭП; в) – ток небаланса Рисунок 6.1 - Принцип действия дифференциальной РЗ; токораспределение при КЗ:

Дата добавления: 2014-01-07