10. Продольная дифференциальная защита линий, принцип действия и область применения.
Основной недостаток этих защит заключается в том, что КЗ отключаются с выдержкой времени, поскольку в защите используется принцип обеспечения селективности выбором выдержек времени, Однако небольшое замедление отключения КЗ для линий до 35 кВ, как правило, допустимо. Исключение составляют линии, питающиеся от подстанций с синхронными двигателями или генераторами. По условию устойчивости этих машин КЗ в линии, при которых уровень провала напряжения на шинах подстанции достигает более 0,6 Uн, должны отключаться без выдержки времени. На одиночных линиях функцию ускорения выполняют селективные или неселективные ТО (кроме коротких линий, где применяется продольная дифференциальная защита). На параллельных линиях применяют поперечную дифференциальную защиту.
В цепь разности токов защиты включается пусковой орган (реле тока КА) и измерительный орган (реле мощности КW). При внешних КЗ в точке К1 или в режиме нагрузки токи I1 и I2 в параллельных линиях равны и направлены в одну сторону. Без учета погрешности ТТ Iр = I1 - I2 = 0 и защита не работает.
При КЗ на одной из линий в точке К2 ( в зоне действия защиты) токи I1 и I2 не равны друг другу. В защите 1 - 2 они разные по величине, а в защите 3-4 не равны по направлению. Если при этом разность токов Iр превысит порог срабатывания пускового органа, то защита сработает и измерительный орган при положительном направлении этой разности определит поврежденную линию и отключит выключатель 1 на подстанции А и 3 на подстанции Б. Реле мощности КW в данной схеме применяется двухстороннего действия (например, реле РБМ-278).
К недостатку поперечной дифференциальной защиты относится каскадность действия защиты при КЗ вблизи подстанций А и Б а также необходимость иметь резервную ступенчатую токовую защиту на случай отключения одной из линий. (п.7.7.2). В данном случае зона каскадного действия определяется участком линии, на котором при КЗ разность токов Iр меньше уставки защиты Iсз.: Lкд = 100Iсз / Iк, %,
где Iк- ток КЗ на шинах противоположной подстанции.
Обычно зона каскадного действия не превышает 10% длины линии.
Поперечная дифференциальная защита обладает абсолютной селективностью и применяется в сетях 110-220 кВ как дополнительная к основной защите нулевой последовательности. В сетях 6…35 кВ эта защита используется как основная там, где требуется ускоренное отключение КЗ.
11. Токовая отсечка лэп. Назначение, область применение, выбор параметров срабатывания.
1. Отсечка без выдержки времени (селективная). По условию селективности ток срабатывания отсечки выбирается больше максимального значения тока при к.з. в конце защищаемого участка: Iс.о. > kн Iк.макс. (1)
Ток Iк.макс. определяется при максимальном режиме питающей системы (когда сопротивление системы минимально возможное), следует принимать и минимально возможное сопротивление защищаемого трансформатора при крайнем положении его регулятора напряжения.Кроме условия (1), должна быть обеспечена отстройка токовой отсечки от бросков тока намагничивания силовых трансформаторов.
2. Неселективная токовая отсечка без выдержки времени. На нереактированых линиях 6, 10 кВ с односторонним питанием, отходящих от шин электростанций с синхронными генераторами, а также от шин подстанций, питающих крупные синхронные двигатели, токовые отсечки должны выполняться согласно ПУЭ без выдержки времени. Зона их действия должна выбираться из условия быстрого отключения всех к.з., вызывающих снижение напряжения на всех шинах ниже 0,5-0,6 номинального.
Неселективные отсечки могут применяться также для обеспечения термической стойкости защищаемой линии, главным образом, при малых сечениях проводов. Обязательным условием применения неселективных отсечек является обеспечение успешного действия АПВ после срабатывания отсечки. Для этого необходимо:
а) выполнить согласование чувствительности и времени срабатывания неселективной отсечки линии с предохранителями, автоматами или быстродействующими защитами всех элементов, питающихся по этой линии (трансформаторов, линий, двигателей и т.п.) и расположенных в зоне действия неселективной отсечки; это необходимо для того, чтобы при к.з. на любом из этих элементов плавкие вставки предохранителей сгорели раньше, или защита сработала раньше, или хотя бы одновременно со срабатыванием неселективной отсечки питающей линии; б) обеспечить отстройку неселективной отсечки от броска тока намагничивания всех трансформаторов, питающихся по защищаемой линии, рассчитав токи по выражениям ; в) обеспечить отстройку неселективной отсечки от к.з. на шинах низшего (среднего) напряжения любого из трансформаторов, подключенных к зоне действия отсечки, а если это невозможно, то выполнить согласование с защищаемыми устройствами всех элементов, питающихся от шин низшего (среднего) напряжения этих трансформаторов. 3. Отсечка с выдержкой времени на линиях. Отсечка выполняется с небольшой выдержкой времени на ступень селективности больше, чем время срабатывания быстродействующих защит предыдущих элементов, т.е. с tс.о = 0,4...0,8с. Это небольшое замедление может существенно уменьшить ток срабатывания отсечки по следующим причинам: а) отстройка по условию (1) производится от меньших токов более удаленных точек к.з., например при к.з. в конце зоны отсечки предыдущей линии (Л2) или за трансформатором приемной подстанции, на которой установлена быстродействующая защита б) значение kн из формулы (1) могут приниматься значительно меньшимм, так как за время tс.о.> 0,4с апериодическая составляющая тока к.з. в распределительных сетях практически полностью затухает; поэтому принимают kн = 1,1...1,2 независимо от типа реле; в) не требуется отстройки от бросков намагничивающего тока трансформаторов по условиям (2), (2а).