21. Продольная дифференциальная защита. Расчет тока небаланса в дифференциальной за­щите.

Продольные дифференциальные токовые защиты.

Схемы 1,2,3,4 – схемы с циркулирующими токами.

Схемы 5,6 – схемы с уравновешенными напряжениями.

Все схемы нарисованы в однофазном исполнении (реально они трехфазные).

Зона действия защит – от шины до шины. Защита обладает абсолютной селективностью и действует только в своей зоне, ее не нужно согласовывать с другими защитами, не надо отстраивать от др. защит и выдержка времени равна 0. МТНЗ обладает относительной селективностью. КЗ на шинах – вне зоны защиты.

4) идет сравнение I_p по величине и по фазе. При обрыве 1 плеча соединения проводов происходит ложное срабатывание. Контроль соединенных проводов обязателен. В случае выхода из строя группы ТТ идет ложное отключение линии.

Схемы с циркул. I обеспечивают благоприятный режим работы ТТ.

5) I_1I –> E_2I, в режиме согласного включения они вычитаются, I_p=0, ТТ эксплуатируется в режиме близком к хх.

6) ∑ Е, I_p>I_cp, схема срабатывает.

Ток небаланса.

Он является главным камнем преткновения в ДТЗ.

для ДЗ.

I_ср>I_нб – следовательно нужно уменьшать ток небаланса.

I^‌‌I_1I=I_22I+I_номI

I^‌‌I_1I=I_2II+I_номII

I₂^‌‌_I=I^I_2I-I_номI

I₂^‌‌_II=I^I_1II-I_номII

I_p=I_2I-I_2II I_номII- I_номI=I_нб

I^‌‌I_1I= I^I_1II

1 – хар-ка первой группы ТТ

2 – хар-ка второй группы ТТ

3 – идеальная хар-ка ТТ (линейная, небольшой погрешности).

Ток небаланса – геометрическая разность I_ном.

Чтобы уменьшить ток небаланса нужно выравнять ном. ток по фазе и величине (одинаковые ТТ).

1. применять ТТ насыщающиеся при возм. больших кратностях тока КЗ и Z_погр вторичной (ТТ класса Р) для уменьшения I_ном.

2. Применяют меры для ограничения Е₂: уменьшают Z_погр и увеличивают n_T, в результате понижается кратность первичного тока.

3. Выравнивать нагрузку во вторичных обмотках ТТ в плечах ДЗ Z_Iн=Z_IIн.

Ток небаланса в неустановившемся режиме (КЗ).

Кривые изменения тока КЗ в цепи синхронного генератора без АВР.

(1)

(2)

(3)

(4)

где k_одн – коэффициент однотонности (0,5; 1)

k_аn=1; 1,5; 2 (t_сз≤0,1)

k_одн=0,5 – ДЗ линии

k_одн=1 – ДЗ трансформаторов

k_аn=2 – для ДЗ.

Методы отстройки от тока небаланса.

1. По времени: снижается быстродействие, k_a=1.

2. Включается через БНТ.

3. Диф. реле с торможением.

Поскольку скорость изменения апериодической составляющей тока КЗ значительно меньше периодической, то (1), то апериодическая составляющая плохо трансформируется в ТТ и большая ее часть идет на намагничивание сердечника ТТ, в результате этого ТТ насыщается, благодаря насыщению ухудшается трансформация периодической составляющей и ее доля, идущая на намагничивание увеличивается. В результате чего номинальный ток увеличивается еще сильнее.

В конечном результате повышается ток небаланса. После затухания апер. I изменение тока небаланса прекращается и его величина достигает установившегося значения. Мах значение тока небаланса в схеме ДЗ имеет место в том случае, если повреждение возникло в момент, когда i_a имеет максимальное значение.

Для предотвращения неправильной работы ДЗ ток срабатывания выбирается с учетом тока небаланса переходного режима по (2) и (3).

При определении I_{нбmaxрасч} по (4) исходят из того, что ТТ в схеме ДЗ выбраны по условию 10% погрешности. Точных и удобных для расчета I_нб на практике не разработано.

K_аn=2 – если не принимается специальное неравенство, следовательно ток срабатывания очень большой ((3) и (4)) и уставка очень завышена, следовательно низкий k_ч.

K_ч=≥2 (ток КЗ min в т. К2).

Один из способов повышения k_ч является ее отстройка от тока небаланса переходного максимального по времени.

Суть метода в том, чтобы дождаться затухания переходного режима (затухания апериодической составляющей). Для этого надо замедлить действие ДЗ и придать ей выдержку времени, поэтому так не делают, т.к. теряется быстродействие.

Из известных методов повышения k_ч и отстройки от I_нб  применяют:

1. включение реле через промежуточный БНТ (НТТ);

2. применение диф. реле с торможением.

Надо считаться с явлением остаточного намагничивания: ТТ остается в намагниченном состоянии, когда он и создаваемый им магнитный поток Ф не равен нулю (К1). При КЗ в К1 срабатывает ДЗ шин.

Если при послед. внешнем КЗ в тех же точках остаточный Ф совпадает по знаку с новым возникшим Ф_кз и Ф_ост+Ф_кз=Ф_∑, то образуется большой суммарный поток. Он вызывает насыщение магнитопровода ТТ в плечах ДЗ, растет I_нб.