75. Дифференциальные защиты

Защита, позволяющая выполнять отключение без выдержки времени при КЗ в любой точке защищаемого элемента явл-ся дифзащиты. Дифф. защиты делятся на продольные и поперечные. В продольных дифзащитах токи сравниваются по концам защищаемого элемента (линии, трансф-ра и др.),в поперечных дифзащитах токи сравниваются в параллельных ветвях защищаемого элемента (паралл. линиях, паралл. ветвях обмотки статора генератора).

Продольная дифференциальная защита

ДЗТ(продольная) явл-ся быстродействующей защитой трансф-ров с обмоткой ВН 3кВ и выше от КЗ на выводах, внутренних повреждений. Продольная дифф. защита без выдержки времени предусматриваться на трансф-рах 4МВА и выше, 4МВА при их паралл-ой работе и на трансф-рах меньшей мощ-ти (не менее 1МВА), если ТО не удовлетворяет требованиям чувствительности.

Сравнение величин и направлений I производится в реле, которое подключается к вторичным обмоткам одинаковых трансф-ров I (ТА), установленных с обеих сторон защищаемого элемента и соединенных между собой проводами (рис. 15). Соединение выполняется так, чтобы при КЗ К1 в реле протекала разность токов и , , а при КЗ К2 . Рис. 15. Принцип действия продольной дифзащиты:

а – КЗ вне зоны защиты; б – КЗ в зоне защиты.

Основное распространение в продольных диффзащитах получила схема с циркулирующими токами. Существует также схема с уравновешенными ЭДС, но она не применяется, т.к. для её работы требуются специальные ТА, которые в норм. режиме работают в режиме ХХ.

Рассмотрим подключение реле и ТА в схеме с циркулирующими токами (рис. 15).

В норм. режиме и при КЗ К1 (рис. 15, а) в реле протекает ток при и условии, что ; (токовая погрешность ТА); , т.е. реле не работает.

При КЗ в зоне защиты (рис. 15,б) и реле работает, отключая защищаемый элемент с обеих сторон без выдержки времени. Продольная дифзащита - селективная, она действует при КЗ только на своем участке, поэтому её не нужно согласовывать по времени с защитами соседних элементов.

Поперечная дифференциальная защита

П ринцип действия основан на сравнении величин I в одноименных фазах двух параллельных линий. ТА установлены в одноименных фазах 2 ЛЭП, причём , (рис. 18). Реле включено на разность токов .

Рис. 18. Принцип действия поперечной дифзащиты.

В нормальном режиме и при внешних КЗ в точке К1 для идеальных ТА (рис. 18) . Данное равенство справедливо, если и токовая погрешность ТА .

При КЗ в одной из линий (К2) (рис. 18) ток , и защита подействует на отключение без выдержки времени. Поскольку в реальных условиях существует некоторая разница в и и , в нормальных режимах и при внешних КЗ протекает ток, который называют током небаланса : , (26)

где - обусловлен погрешностью ТА; - обусловлен неравенством сопротивлений линий.

1е условие определения : .

2е условие - , где - суммарный ток нагрузки параллельных линий. Это условие предотвращает срабатывание защиты при отключении ЛЭП с противоположного конца.

3е условие - условие недействия защиты при отключении одной из ЛЭП и внешнем КЗ.

U срабатывания реле миним. U в схемах с блокировкой по U выбирается как и у МТЗ.

Поперечные диффзащиты на ЛЭП не получили широкого распростране­ния из-за следующих недостатков: наличие «мертвой зоны» и зоны каскадного действия, от­носительно невысокое значение коэффициента чувствительности, поскольку I_сз рассчиты­вается по условию отстройки от I_{нагр.mах}. Кроме того, поперечная дифзащита может быть установлена только на параллельных линиях одинаковой длины, имеющих одинаковое со­противление.

Продольные дифзащиты применяются в качестве основных защит трансф-ов, генераторов, системы сборных шин. На ЛЭП их применение ограничено наличием соедини­тельных проводов, подключаемых к вторичным обмоткам ТА. При большой длине ЛЭП со­единительные провода имеют большую длину, что значительно увеличивает вторичную на­грузку ТА и их погрешности, поэтому продольные дифференциальные защиты можно устанавливать на ЛЭП, длина которых не превышает 10 км.