7.5.5. Загальна оцінка поздовжнього диференційного захисту лінії

Поздовжній диференційний захист лінії має такі особливості:

– не потребує узгодження за струмом та часом із захистами суміжних елементів;

– не реагує на хитання в системі;

– діє без витримки часу і може застосовуватись для захисту ліній в мережі будь-якої конфігурації;

– застосовується переважно для захисту ліній невеликої довжини (до кількох сотень метрів);

– встановлюється два комплекти захисту на обох кінцях лінії;

– для виконання захисту необхідні довгі провідники, що понижує надійність функціювання захисту загалом;

– захист не реагує на пошкодження на суміжних елементах. Тому він не може виконувати функції дальнього резервування.

7.5.6. Поперечний диференційний захист ліній

Принцип дії поперечного диференційного захисту розглянемо на прикладі виконання захисту двох паралельних ланок лінії рис. 7.35.

Такі лінії застосовуються для мереж напругою до 20 кВ у випадку, коли пропускна здатність однієї ланки лінії є недостатньою. Вимірний орган захисту вмикається на різницю струмів однойменних фаз ланок лінії. За прийнятого додатнього напрямку струмів від шин у лінію, струм в реле буде визначатись як . Тому під час к.з. на протилежних шинах (точка К1) в ідеальному випадку струм в реле протікати не буде (насправді, в реле буде протікати струм небалансу, зумовлений різницею характеристик намагнічення трансформаторів струму).

Рис. 7.35. Поперечний диференційний захист ліній

Струм спрацювання захисту визначається з умови відлагодження від струму к.з. на шинах протилежної підстанції (точка К1) – для того, щоб захист не спрацьовував під час к.з. на приєднаннях, що відходять від цих шин

	(7.35)

де коефіцієнти та їхні значення аналогічні значенням з виразу (7.33).

У випадку віддаленості точки к.з. від шин А вторинний струм першого ТА зменшується, другого – зростає (рис. 5.35, б). У результаті струм в реле в міру віддаленості від шин підстанції А буде зменшуватись. Під час к.з. поблизу шин протилежної підстанції Б він буде меншим від струму спрацювання реле КА і захист працювати не буде. Ділянка, де захист не працює, називається “мертвою” зоною поперечного диференційного захисту - .

7.5.7. Загальна оцінка поперечного диференційного захисту лінії

Поперечний диференційний захист лінії має такі особливості:

 захист не захищає протилежної підстанції;

– наявна “мертва” зона захисту, тобто захист не охоплює цілої лінії;

– після вимкнення однієї ланки лінії захист повинен виводитись з роботи, тому що в цьому випадку по обмотці реле КА буде протікати струм навантаження і захист може хибно спрацювати;

– захист не може визначати, на якій ділянці лінії відбулось пошкодження, тому його не можна застосовувати для захисту паралельних ліній, кожна з яких має свій вимикач, коли після виникнення пошкодження потрібно вимикати лише пошкоджену лінію.

7.5.8. Поперечний спрямований диференційний захист ліній

Поперечний спрямований диференційний захист ліній застосовується для забезпечення селективної роботи захисту двох паралельний ліній, кожна з яких має вимикачі на обох кінцях (рис. 7.36). Комплекти поперечних диференційних захистів встановлюються на обох кінцях лінії.

Захист має два вимірних органи – максимальне струмове реле (на рис. 7.36 це реле KA1 та KA2) та реле спрямування потужності KW1 та KW2. Реле спрямування потужності KW1 налаштоване так, що під час спрямування потужності від шин A в лінію Л1 будуть замикатися контакти KW1.1, а під час спрямування потужності від шин А в лінію Л2 – контакти KW1.2. Аналогічним чином налаштоване реле спрямування потужності на шинах протилежної підстанції KW2. Струмове реле спрацьовує під час к.з. на будь-якій лінії, а орган спрямування потужності буде спрацьовувати лише в разі, коли потужність протікає від шин у лінію. Так, під час к.з. на лінії Л1 (точка К1) спрацьовують струмові вимірні органи двох комплектів захистів, а реле спрямування потужності KW1 та KW2 замикають контакти в колах живлення проміжними реле KL1 та KL3 (рис. 7.36, б, в), які діють на електромагніти вимкнення YAT1, YAT3 вимикачів Q1 та Q3. Під час к.з. на лінії Л2 (точка К2) спрацьовують струмові органи двох комплектів захистів, а реле спрямування потужності KW1 та KW2 замикають контакти в колах живлення проміжних реле KL2 та KL4, які діють на електромагніти вимкнення YAT2, YAT4 вимикачів Q2 та Q4.

Рис.7.36. Поперечний диференційний спрямований захист ліній

Під час к.з. поблизу протилежних шин, наприклад, в точці К3, струм від підстанції А є недостатній для спрацювання вимірного струмового органа KA1 (по обох лініях буде протікати практично однаковий струм, а реле КА1 ввімкнене на різницю цих струмів) і даний комплект захисту відразу спрацьовувати не буде. Але буде спрацьовувати комплект захисту, розміщений на підстанції Б і діяти на вимкнення вимикача Q4. Після цього весь струм к.з. буде протікати через місце встановлення другого комплекту захисту на підстанції А. Цей струм вже буде достатнім для спрацювання вимірного органа струмового реле КА1 і захист подіє на вимкнення вимикача Q2. Така почергова дія захистів називається каскадною дією, а зона, під час к.з. в якій це відбувається, називається зоною каскадної дії. Як правило, зона каскадної дії не перевищує .

Під час металічних трифазних к.з. поблизу шин за рахунок недостатнього значення напруги на шинах підстанції не спрацьовує реле спрямування потужності. Зона, в якій не спрацьовує реле спрямування потужності, називається “мертвою” зоною захисту. Як правило, “мертва” зона не перевищує .

Струм спрацювання поперечного диференційного спрямованого захисту паралельних ліній вибирається з двох умов:

– відлагодження від струму небалансу під час зовнішнього металічного к.з. на шинах протилежної підстанції в максимальному режимі

,

(7.36)

де – коефіцієнт відлагодження, дорівнює 1,2; – похибка ТА, =0,1; – коефіцієнт однотипності ТА, дорівнює 0,5; – коефіцієнт, який враховує вплив аперіодичної складової, = 2; – абсолютна різниця опорів двох паралельних ліній, приймається такою, що дорівнює 2 %; – струм трифазного к.з. на шинах протилежної підстанції в максимальному режимі;

– забезпечення неспрацювання захисту після вимкнення однієї з паралельних ліній в максимальному режимі роботи:

,

(7.37)

де – коефіцієнт відлагодження, дорівнює 1,2; – коефіцієнт повернення; – максимальний робочий струм ліній.

З двох умов вибирається більше значення.

Чутливість захисту перевіряється під час к.з. в двох точках:

– під час к.з. в точці рівної чутливості, тобто під час двофазного к.з. посередині однієї з ліній (рис. 7.36):

;

(7.38)

– під час каскадної дії захистів, тобто односторонньому живленні к.з. і одній вимкнутій зі сторони шин живлення лінії (точка К3 на рис. 7.36):

.

(7.39)

Якщо захист нечутливий, застосовується блокування мінімальної напруги. В цьому випадку струм спрацювання пускового струмового органа вибирається з умови відлагодження від струму небалансу під час зовнішнього к.з. згідно з виразом (7.36), умова (7.37) не враховується. Напруга спрацювання органа мінімальної напруги вибирається з умови повернення реле після вимкнення к.з.

,

(7.40)

де – коефіцієнт відлагодження, дорівнює 1,2; – коефіцієнт повернення, дорівнює 1,25.

Чутливість пускового органа напруги визначається під час каскадного вимкнення пошкодженої лінії і коефіцієнт чутливості повинен бути не менший, ніж 1,5.