5.3. Дифференциально-фазная вч защита
Дифференциально-фазная ВЧ защита основана на сравнении фаз тока по концам защищаемой линии.
Рис. 5.5. Принцип действия дифференциально-фазной ВЧ защиты
Считая положительными токи, направленные от шин в линию, находим, что при внешних КЗ в т. К1 (рис. 5.5, а) токи Im и In по концам защищаемой линии имеют различные знаки и, следовательно, их можно считать сдвинутыми по фазе на 1800. В случае КЗ на защищаемой линии (рис. 5.5, б) токи на ее концах имеют одинаковые знаки и их можно принять совпадающими по фазе, если пренебречь сдвигом векторов ЭДС Еm и Еn по концам ЛЭП.
В обычных схемах дифференциальных защит сравнение фаз токов осуществляется в дифференциальных реле (типа ДЗТ) путем непосредственного сравнения токов, проходящих в начале и конце линии. В дифференциально-фазной ВЧ защите сравнение фаз осуществляется косвенным путем посредством токов высокой частоты.
Защита (рис. 5.6) состоит из приемопередатчика, включающего в себя ВЧ генератора ГВЧ, приемник ПВЧ, реле отключения РО, питающегося током приемника и двух пусковых реле П1 и П2, одно из которых пускает ГВЧ, а второе контролирует цепь отключения защиты. Токи высокой частоты передаются по каналу, образованному проводом линии высокого напряжения и землей.
Рис. 5.6. Упрощенная принципиальная схема дифференциально-фазной ВЧ защиты
Особенностью защиты является то, что ГВЧ управляется непосредственно токами промышленной частоты при помощи специального трансформатора ТМ. Генератор включен так, что при положительной полуволне промышленного тока он работает, посылая в линию ток высокой частоты, а при отрицательной – запирается и ток высокой частоты прекращается. В то же время приемник выполнен таким образом, что при наличии токов высокой частоты, поступающих в его входной контур, выходной ток, питающий реле РО, равен нулю, а при отсутствии ВЧ сигнала появляется выходной ток, который поступает в реле РО. Таким образом, ГВЧ работает только в течение положительных полупериодов тока промышленной частоты, а приемник – при отсутствии ВЧ сигналов.
При внешнем КЗ (рис. 5.7, а), когда фазы первичных токов по концам линии противоположны, генератор на конце линии m работает в течение первого полупериода промышленного тока, а на конце n – в течение следующего полупериода. Ток высокой частоты протекает по линии непрерывно и питает приемники на обеих сторонах линии. В результате этого выходной ток в цепи приемника и реле РО отстуствует, и защита не сработает.
При КЗ в зоне (рис. 5.7, б) генераторы на обоих концах линии работают одновременно, поскольку фазы токов линии совпадают. ток высокой частоты, поступающий при этом в приемники, будет иметь прерывистый характер с интервалами времени, равными полупериоду промышленного тока. В этом случае приемник работает в промежутки времен, когда ВЧ ток отсутствует, и не работает во время его прохождения. В выходной цепи приемника появляется прерывистый ток, который сглаживается и подается в реле РО. Последнее срабатывает и отключает линию. Защита срабатывает, если при повреждении на ЛЭП, при котором сработали пусковые органы, расхождение фаз токов составляет не более 115-1350. При отсутствии ВЧ сигнала с противоположного конца защита также действует на отключение.
Рис. 5.7. Диаграмма токов в дифференциально-фазной ВЧ защите
По принципу своего действия дифференциально-фазная защита не реагирует на нагрузку и качания, т.к. в этих режимах токи на обоих концах ЛЭП имеют разные знаки.