Voprosy_i_otvety_k_gosam / 22 36диф. защиты

5.3. ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ ЗАЩИТ. ВЫБОР УСТАВОК.

Продолные защиты.

Очень часто по соображениям сохранения устойчивости, снижения возможных послед­ствий к.з. требуется отключать оборудование без выдержки временя при к.з. в любой точке данного электрооборудования.

МТЗ, токовые отсечки, дистанционные защиты отключение к.з. без выдержки времени не выполняет, что связано с их принципами действия и особенностями. Одним из видов защит, позволяющих выполнять отключение без выдержки времени при к.э. в любой точке защищае­мого элемента являются дифференциальные зашиты. Принцип их действия основан на сравне­нии величии и фаз токов в начале и конце защищаемого элемента (рис. 47).

Дифференциальные защиты делятся на продольные и поперечные. В продольных дифзащитах токи сравниваются по концам защищаемого элемента (линии, трансформатора и др.), а в поперечных дифзащитах токи сравниваются в параллельных ветвях защищаемого элемента (параллельных линиях, параллельных ветвях обмотки статора генератора и т.п.). Если с обеих сторон защищаемого элемента поставить трансформаторы тока, то в нор­мальном режиме и в режиме внешнего к.з, (точка К1) втекающий ток равен вытекающему току. Если эти токи просуммировать в реле (рис. 48, а), то ток в реле будет нулевым, тем самым контролируется выполнение I закона Кирхгофа. При внутреннем к.з. (между ТТ) ток к.з, уходит на землю и в реле протекает ненулевая сумма токов.

Сравнение величин и направлений токов производится а реле, которое под­ключается к вторичным обмоткам одина­ковых трансформаторов тока (ТТ), уста­новленных с обеих сторон защищаемого элемента. Соединение выполняется та­ким образом, чтобы при к.з, К1 в реле протекала разность токов равная 0 (рис. ).

Основное распространение в про­дольных дифференциальных защитах получила схема с циркулирующими то­ками. Существует также схема с уравно­вешенными ЭДС, но она не применяется, т.к. для ее работы требуются специаль­ные ТТ, которые в нормальном режиме работают в режиме холостого хода.

Для того, чтобы защита не работала при внешних к з I_cз > I_{неб мах} . При определении I_cз , учитывают следующие условия:

1) I_cз ⁼ k_н I_{неб мах} k_н=1.2-1.3 это первое условие, по которому рассчитывается I_cз дифзащит Ток I_{неб мах} определяется по максимальному току, протекающему через за­щиту при внешнем к з, когда трехфазное к з возникает в конце линии,

2) I_cз = k_н I_ном Это условие отстройки от броска тока намагничивания при включе­нии (трансформаторов) и отстройка от обрыва соединительных проводов защиты

В расчете из условий I) и 2) выбирают наибольшее значение и его принимают за окон­чательное значение I_cз

Поперечные защиты.

Принцип действия поперечных дифзащит основан на сравнении величин то­ков в одноименных фазах двух параллельных лилии или в двух параллельных ветвях статорной обмотки генератора.

ТТ установлены в одноименных фазах двух ЛЭП, при­чем Z_Л1=Z_Л2 n_t1= n_t2 Реле включено на разность то­ков I₁-I₂

В нормальном режиме и при внешних к.з. К1 для идеальных ТТ (рис. 54): Ip = (I₁/n_TT)- (I₂/n_TT) Данное равенство справедливо, если Z_Л1=Z_Л2 и токовая погрешность ТТ f_i=0.

При к.з на одной из линий (K2) (рис. 54) ток I₁ > I₂, I_p ≠ 0 и защита подействует на отключение Q₁ без выдержки времени. Поскольку в реальных условиях существует не которая разница в токах ТТ, в нормальных режимах протекает ток, который на­зывают током небаланса I_неб

Первое условие определяется I_сз: I_сз = k_Н I_неб

Второе условие I_сз = k_Н I_{нагр мах} где I_{нагр мах} - суммарный ток нагрузки параллельных линий Это условие предотвращает срабатывание зашиты при отключении ЛЭП с противоположного конца.

Третье условие I_сз = (k_Н/k_в) I_{нагр мах} является условием недействия защиты при отключении одной из ЛЭП и внешнем кз

Существенным недостатком поперечной дифзвщиты является мертвая зона, которая находится у шин противоположной подстанции Наличие мертвой зоны объясняется тем что при к з на шинах (точка К3) вблизи шин подстанции 2 токи по линиям мало отличаются друг от друга Ток реле I_p = I₁ – I₂ и возможны случаи когда I_p < I_сз а это приводит к недействию защиты в пределах защищаемых линии. Рассмотрим определение величины мертвой зоны дифзащиты (см. график).