Лекция 5. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ЛИНИЙ

План

5.1Продольная дифференциальная защита линий

5.2Включение дифференциальных реле через фильтры симметричных составляющих

5.3Поперечные дифференциальные защиты параллельных

линий

5.4Мертвая зона по напряжению

5.1 Продольная дифференциальная защита линий

Принцип действия продольных дифференциальных защит основан на сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемой линии.

При КЗ вне защищаемой линии токи в начале и конце линии направлены в одну сторону и равны по величине (рис. 5.1.1а). При КЗ в пределах защищаемой линии, токи направлены в разные стороны и не равны по величине (как правило) (рис.

5.1.1б).

Рисунок 5.1 – Схема продольной дифференциальной защиты

Принцип сравнения токов показан на рис. 5.2: по концам линии установлены трансформаторы тока с одинаковым коэффициентом трансформации. Их вторичные обмотки соединяются кабелем и подключаются к дифференциальному реле.

34

Рисунок 5.2 – Принцип сравнения токов

Различают две схемы построения дифференциальной защиты:

1.с циркулирующими токами;

2.с уравновешенными напряжениями.

На рис. 2.21 показана схема с циркулирующими токами. Для этой схемы ток протекающий по реле определяется:

IP =	II	−	III	(5.1)
	nТ1		nТ 2

nТ1 = nТ2 = nТ

При отсутствии погрешностей I1 = I2 и IP = 0 реле не работает. Не происходит срабатывания и при качаниях в системе.

По принципу действия дифференциальная защита не реагирует на внешние КЗ, качания и токи нагрузки.

а– с односторонним; б – и двусторонним питанием Рисунок 5.3 – Работа схемы с циркулирующими токами

при КЗ на защищаемой линии

35

В действительности же трансформаторы тока работают с погрешностью: I1 – I2 = Iнб чтобы не произошло ложного срабатывания защиты: IС.З. > Iнб.макс.

Ток протекающий через реле:

IP = I1 + I2 =	II	+	III	=	IКЗ	(5.2)
	n		n		n

Дифференциальная защита реагирует на полный ток IКЗ в месте повреждения, поэтому в сети с двусторонним питанием она обладает большей чувствительностью, чем токовые защиты.

5.2 Включение дифференциальных реле через фильтры симметричных составляющих

Для уменьшения числа реле и соединительных проводов, реле включаются через фильтры симметричных составляющих или суммирующие трансформаторы (рис. 5.3). На рисунке буквами KAZ обозначены фильтры токов, на их выходе протекает ток IФ1 пропорциональный токам прямой последовательности. Составляющая прямой последовательности присутствует в фазных токах при всех видах КЗ. В схеме предусмотрены разделительные трансформаторы TL3,4, с помощью которых цепь соединительного кабеля А – В отделяется от цепей реле. Такое разделение исключает появление в цепях реле высоких напряжений, наводимых в жилах кабеля при протекании токов КЗ по защищаемой линии. В нормальном режиме и при внешнем КЗ по соединительным жилам протекает ток, пропорциональный первичному току линии, а при КЗ на линии в соединительных проводах А – В проходит небольшой ток I1–I2.

36

Рисунок 5.4 – Включение дифференциальных реле через фильтры симметричных составляющих

5.3 Поперечные дифференциальные защиты параллельных линий

Поперечная дифференциальная защита применяется на параллельных линиях, имеющих одинаковое сопротивление. Основана на сравнении величин и фаз токов, протекающих по обеим линиям.

Распределение токов в нормальном режиме и при внешних КЗ показано на рис. 5.5.

Рисунок 5.5 – Распределение токов в нормальном режиме и при внешних КЗ

37