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 Ip 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) I1I –> E2I, в режиме согласного включения они вычитаются, Ip=0, ТТ эксплуатируется в режиме близком к хх.
6) ∑ Е, Ip>Icp, схема срабатывает.
Ток небаланса.
Он является главным камнем преткновения в ДТЗ.
для ДЗ.
Iср>Iнб – следовательно нужно уменьшать ток небаланса.
II1I=I22I+IномI
II1I=I2II+IномII
I2I=II2I-IномI
I2II=II1II-IномII
Ip=I2I-I2II IномII- IномI=Iнб
II1I= II1II
1 – хар-ка первой группы ТТ
2 – хар-ка второй группы ТТ
3 – идеальная хар-ка ТТ (линейная, небольшой погрешности).
Ток небаланса – геометрическая разность Iном.
Чтобы уменьшить ток небаланса нужно выравнять ном. ток по фазе и величине (одинаковые ТТ).
применять ТТ насыщающиеся при возм. больших кратностях тока КЗ и Zпогр вторичной (ТТ класса Р) для уменьшения Iном.
Применяют меры для ограничения Е2: уменьшают Zпогр и увеличивают nT, в результате понижается кратность первичного тока.
Выравнивать нагрузку во вторичных обмотках ТТ в плечах ДЗ ZIн=ZIIн.
Ток небаланса в неустановившемся режиме (КЗ).
Кривые изменения тока КЗ в цепи синхронного генератора без АВР.
(1)
(2)
(3)
(4)
где kодн – коэффициент однотонности (0,5; 1)
kаn=1; 1,5; 2 (tсз≤0,1)
kодн=0,5 – ДЗ линии
kодн=1 – ДЗ трансформаторов
kаn=2 – для ДЗ.
Расчет тока небаланса в дифференциальной защите.
Ток небаланса в неустановившемся режиме (КЗ).
Кривые изменения тока КЗ в цепи синхронного генератора без АВР.
(1)
(2)
(3)
(4)
где kодн – коэффициент однотонности (0,5; 1)
kаn=1; 1,5; 2 (tсз≤0,1)
kодн=0,5 – ДЗ линии
kодн=1 – ДЗ трансформаторов
kаn=2 – для ДЗ.
Методы отстройки от тока небаланса.
По времени: снижается быстродействие, ka=1.
Включается через БНТ.
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 ia имеет максимальное значение.
Для предотвращения неправильной работы ДЗ ток срабатывания выбирается с учетом тока небаланса переходного режима по (2) и (3).
При определении Iнбmaxрасч по (4) исходят из того, что ТТ в схеме ДЗ выбраны по условию 10% погрешности. Точных и удобных для расчета Iнб на практике не разработано.
Kаn=2 – если не принимается специальное неравенство, следовательно ток срабатывания очень большой ((3) и (4)) и уставка очень завышена, следовательно низкий kч.
Kч=≥2 (ток КЗ min в т. К2).
Один из способов повышения kч 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 kч и отстройки от Iнб применяют:
включение реле через промежуточный БНТ (НТТ);
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 Фкз и Фост+Фкз=Ф∑, то образуется большой суммарный поток. Он вызывает насыщение магнитопровода ТТ в плечах ДЗ, растет Iнб.
Дифференциальное реле с торможением. Принцип действия. Устройство дифференциального реле с торможением на принципе сравнения абсолютных значений двух электрических величин.
Дифференциальное реле с торможением: принцип действия, устройство дифференциального реле с магнитным торможением на принципе сравнения абсолютных значений двух электрических величин.
Использование в схемах ДЗ реле с торможением.
1 – уставка тока срабатывания.
2 – ток небаланса
3 – уставка тока срабатывания с торможением.
2.
3.
1.
3 – уставка тока срабатывания (меняется автоматически) с торможением.
1 – уставка тока срабатывания реле обычного.
2 – ток небаланса реле в зависимости от тока внешнего КЗ.
Внешний ток КЗ в зависимости от режима работы системы ЭС. Переходные сопротивления в месте КЗ, характера КЗ может получать значения меньше, чем внешний максимальный ток КЗ. При внешнем не отключенным током КЗ в точке К1 апериодическая составляющая тока затухнет, а периодическая сост-я тока КЗ останется. Применить БНТ в этом случае окажется невозможным, сквозной ток не отключения внешнего КЗ (периодическая слагаемая) будет также сильно подмагничивать ТТ в плечах ДЗ, вызывать появление больших токов небаланса и вызвать ложное срабатывание и отключение линии, которая не повреждена. Тут и пригодится диф. реле с тормозной катушкой, отстраиваемой с помощью тока торможения, которая согласно трехфазному току КЗ внешнему. Чем больше внешний ток КЗ, тем больше ток намагничивания и сильнее загрубляется реле. Чем меньше внешний ток КЗ – соответственно наоборот, т.е. уставка автоматически меняется, и kч всегда высокий.