2. Поперечная токовая дифференциальная защита линий.

Поперечная ненаправленная дифференциальная защита применяется для выполнения защит параллельных ЛЭП с одинаковыми параметрами с одним выключателем.

Упрощенная принципиальная схема токовой поперечной дифференциальной защиты показана на рисунке. На одно­именных фазах каждой линии устанавливаются трансформаторы тока с одинаковым коэффици­ентом трансформации k_ТI = k_ТII = k_Т. Вто­ричные обмотки транс­форматоров тока соеди­няются разноименными зажимами по схеме с циркуляцией токов в соединительных про­водах; параллельно к ним включается обмотка токового реле 1

Очевидно, что ток в реле равен разности вторичных токов ТТ первой и второй параллельных линий, т.е. I_р = I₁ - I_II .

В нормальном нагрузочном режиме, когда по линиям проходят равные по величине и фазе токи, а также в режиме внешнего КЗ первичные токи I_I = I_II и, поскольку коэффициенты трансформации ТТ защиты выбираются также одинаковыми как и в продольной дифференциальной защите, то вторичные токи также равны и ток в реле I_P = 0. Следовательно, по своему принципу действия рассматриваемая защита не реагирует на внешние КЗ, нагрузку и качания. Поэтому её выполняют без выдержки времени и не отстраивают от токов нагрузки.

Практически из-за погрешностей ТТ и неравенства первичных токов I_I и I_II в следствие некоторого различия в величине сопротивления линий, в реле протекает небольшой ток называемый током небаланса (I_нб = I’_нб + I”_нб), от максимального значения которого I_{нб.макс} необходимо отстроить ток срабатывания защиты: I_с.з. >I_{нб.макс}.

При КЗ на одной из параллельных линий (например, на линии Л1, как показано на рисунке 6.6. б) токораспределение изменится, ток I_I в повреждённой линии станет больше тока I_II в неповреждённой и через реле будет проходить ток, равный разности вторичных токов. Если этот ток будет больше тока срабатывания реле, то защита подействует на отключение выключателя обеих линий.

Для того чтобы токовая поперечная дифференциальная защита не подействовала неправильно при прохождении по линии тока нагрузки и тока внешнего КЗ, её ток срабатывания определяется выражением: I_с.з. = k_н I_{нб.макс}.

Токовая поперечная дифференциальная защита имеет так называемую мёртвую зону вблизи шин противоположной подстанции. При удалении точки КЗ от места установки защиты соотношение токов I_I и I_II по повреждённой и неповреждённой линиям изменяется. Эти токи направляются к точке К (см. рисунок 6.7) по двум параллельным ветвям и распределяются по ним обратно пропорционально их сопротивлениям. При перемещении точки К в сторону подстанции В ток I_I уменьшается, а ток I_II - растёт. Ток в реле защиты I_р = I₁ - I_II постепенно уменьшается и при КЗ на шинах подстанции В становится равным нулю (рисунок 6.7). В результате этого, при повреждениях на некотором участке вблизи подстанции В ток I_р оказывается меньше тока срабатывании защиты и она перестаёт работать.

Участок линий (вблизи шин противоположной подстанции) при КЗ, в пределах которого ток в защите недостаточен для ее срабатывания, называется мертвой зоной защиты.

Наличие мертвой зоны является существенным недостатком поперечной дифференциальной защиты.

Длина мёртвой зоны m определяется выражением: ,

Защиту принято считать эффективной, если мертвая зона ее не превосходит 10%.

При отключении одной из параллельных линий поперечная дифференциальная защита превращается в мгновенную максималь­ную защиту оставшейся в работе линии и действует неселективно. Поэтому при отключении одной линии поперечная дифферен­циальная защита должна выводиться из действия → необходимо применять дополнительную основную защиту линии.