7. Быстродействующие защиты линий высокого напряжения

Как отмечалось в пункте 2 по требованию быстродействия на линиях высокого и сверхвысокого напряжений приходится применять защиты с абсолютной селективностью. Эти защиты позволяют любое КЗ на защищаемой линии отключать без выдержки времени. Классическим примером защиты с абсолютной селективностью является продольная дифференциальная защита. На параллельных линиях может применяться поперечная дифференциальная защита. На длинных линиях принцип защит с абсолютной селективностью реализуется на базе косвенного сравнения величин токов с разных сторон линии с помощью высокочастотных сигналов. В настоящее время начинают применяться продольные дифференциальные защиты ВЛ с обменом информации по оптико-волоконным линиям связи. В данной главе дается краткое описание вариантов реализации перечисленных защит.

7.1. Особенности продольной дифференциальной защиты высоковольтных линий

Техническая реализация схемы продольной дифференциальной защиты с циркуляцией токов (рис.80) применительно к защите ВЛ вызывает целый ряд трудностей. К ним относятся:

– высокая стоимость контрольных кабелей, соединяющих ТТ с разных сторон

– недопустимо большая нагрузка на ТТ, которую создают эти контрольные кабели

– необходимость иметь измерительные органы защиты на каждой из сторон защиты ВЛ.

Рис. 80. Схема продольной дифференциальной защиты

Поэтому реальная схема продольной дифференциальной защиты линии (ДЗЛ), изображенная на рис.81, имеет целый ряд особенностей. С целью сокращения числа жил контрольных кабелей защита выполнена односистемной. Сравнение токов проводится после фильтра симметричных составляющих . С целью обеспечения чувствительности ко всем видам КЗ используется комбинированный фильтр токов прямой и обратной последовательности . Для уменьшения нагрузки на первичные ТТ, контрольный кабель включается через промежуточные трансформаторы тока (ПТА), уменьшающие ток в кабеле в раз. Благодаря этому нагрузка на первичные ТТ уменьшится и воспринимается как: .

Рис. 81. Принципиальная схема ДЗЛ

Для воздействия на отключение выключателей с разных сторон линии, защита выполнена с двумя измерительными органами . Это ведет к значительному увеличению тока небаланса в реле, т.к. при внешнем КЗ ток с выхода фильтра симметричных составляющих разветвляется между реле «своими» и на противоположной подстанции не поровну, а обратно пропорционально сопротивлениям контуров. В первый входит только , а во второй . В итоге появится дополнительная составляющая тока небаланса.

На рис.81 токи при внешнем КЗ (точка К2) в реле показаны жирными стрелками. При внутреннем КЗ (точка К1) токи от меняют направление (пунктирные стрелки).

Как способ борьбы с повышением тока небаланса в защите используется реле с торможением . Промышленность выпускала данную защиту ДЗЛ в виде панели ЭПЗ-1638-91. Однако используется она только на очень коротких линиях напряжением 110÷220 кВ, длинна которых не превышает 10 км.