22. Продольная и поперечная дифференциальная защита линий. Область применения. Зона защиты. Преимущества и недостатки.
Дифференциальные токовые защиты
Существует два вида дифференциальных защит линий:
Продольная.
Поперечная.
Это защиты с абсолютной селективностью
Продольная – для защиты элементов с сосредоточенными параметрами: трансформаторов, линий небольшой длины.
Поперечная – для защиты двух и более параллельных линий, обмотки статора генераторов от витковых замыканий, когда имеются параллельные ветви.
Продольная дифференциальная защита
Основана на сравнении токов в начале и в конце защищаемого элемента.
Для защиты устанавливаются одинаковые трансформаторы тока (ТТ) с двух сторон линии.
Одноименные фазы вторичной обмотки ТТ соединяются между собой.
Схема защиты получается путем параллельного соединения вторичных обмоток трансформаторов тока ТА1, ТА2 и реле тока КА.
Т
ок
реле равен геометрической сумме токов
Iр=I2I+I2II
В нормальном режиме работы, при качаниях, а также при внешних коротких замыканиях (точка К2) первичные токи I1I и I1II равны и сдвинуты по фазе на угол р. Если не учитывать погрешности трансформаторов тока, то I2I = - I2II, поэтому ток в реле Iр = 0 и защита не срабатывает.
Векторные диаграммы.КЗ в т К1, нормальный режим работы, КЗ в т. К2
качания
При КЗ в т. К1 первичные токи I1I и I1II совпадают по фазе. Токи в реле складываются
Iр=I2I+I2II= I2к
По реле протекает ток. Если Iр>= Iс.р, то защита срабатывает.
Продольная дифференциальная защита действует при повреждении в зоне и не реагирует на внешние короткие замыкания, токи качаний и токи нормальной работы. Эта защита обладает абсолютной селективностью. Она выполняется без выдержки времени.
Поперечная дифференциальная токовая защита. Ток небаланса.
П
оперечная
дифференциальная токовая защита.
Принцип действия основан на сравнении токов одноименных фаз.
Трансформаторы тока устанавливают в начале защищаемой линии у источника. Берут трансформаторы тока с одинаковыми коэффициентами трансформации.
Реле тока включается на разность токов двух фаз.
При нормальной работе и внешних КЗ (т. К1) по обмотке реле проходит только ток небаланса.
Ток срабатывания реле.
,
-
коэффициент отстройки,
=1,3.
Максимальный расчетный ток небаланса.
,
Например,
при КЗ в точке К2 равенство токов
нарушается.
Если
>
,
то защита срабатывает и отключает
выключатель.
Рассмотрим
КЗ, близкое к шинам п./ст. (точка К3). В
этом случае токи
отличаются незначительно и защита может
не действовать. Появляется мертвая
зона. Ее величина по правилам не должна
быть более 0,1 линии.
Величина мертвой зоны определяется по формуле
Достоинства защиты.
1. Имеет абсолютную селективность.
Не требует согласования параметров с другими защитами.
Не имеет выдержки времени. Обеспечивает быстрое отключение поврежденного участка.
Недостатки.
Имеет мертвую зону. Не защищает конец линии и шины подстанции. Не может использоваться в качестве основной защиты.
В случае отключения одной из линий должна выводиться из действия.
Не может определить на какой линии произошло КЗ. Не может быть использована на линиях с автоматичекими выключателями, когда требуется отключать только поврежденную линию.
В общем случае при срабатывании защиты нужно определить поврежденную линию, отключить ее вручную, вывести защиту из действия, а затем включить оставшуюся линию.