30. Поперечная дифференциальная токовая направленная защита. Зона каскадного действия. Схема подачи оперативного тока. Расчет тока срабатывания. Комбинированный пуск по напряжению.

Поперечная дифференциальная токовая направленная защита

Если в схему поперечной дифференциальной защиты включить реле направления мощности, то она определяет по­врежденную линию.

Защита имеет два измерительных органа:

1. Тока. Он является пусковым. Используется реле тока максимального действия.

2. Направления мощности. Он называется избирательным.

Используется измерительный орган направления мощности двустороннего действия. При малых углах между током и напряжением реле замыкает одни контакты, а при больших – другие. Обмотка тока которого включается последовательно с обмоткой реле тока на разность токов фаз. Обмотка напряжения включается по 90-градусной схеме. Защита устанавливается с обеих сторон двух параллельных линий.

Векторные диаграммы

1. КЗ в точке К1 2. КЗ в точке К2

При КЗ в точке К1 реле направления мощности КW1 и КW2 имеют положительные вращающие моменты, под действием которых они замыкают контакты, действующие с двух сторон на отключение линии Л1.

При повреждении линии Л2 в точке K2 углы между токами и напряжениями, подводимыми к реле, изменяются на угол p. Реле мощности имеют отрицательные вращающие моменты, под действием которых они замыкают контакты, действующие с двух сторон на отключение линии Л2.

Зона каскадного действия

Дифференциальная защита имеет мертвую зону по току.

При КЗ в т К у шин противоположной подстанции Б реле КА1, KW1 не срабатывают из-за малых токов в реле

При замыкании в т. К срабатывает защита подстанции Б и отключает выключатель Q3. После его отключения ток КЗ протекает только по линии Л1. Реле КА1, KW1 срабатывают и защита отключает выключатель Q1.

Происходит поочередное, каскадное отключение выключателей.

Зона каскадного действия определяется по формуле

Каскадное действие увеличивает время срабатывания защиты.

Зона каскадного действия не должна превышать 25% длины линии.

Реле напряжения мощности имеет мертвую зону по напряжению. Она мала. Вероятность повреждений в ней мала. Специальных мер на ее устранение не предусматривается.

Схема подачи оперативного тока

Защита не может правильно работать при отключении одной линии. Разность токов в реле не будет равна 0. Поэтому одновременно с отключением поврежденной линии защита выводится из действия. Это делается с помощью вспомогательных контактов выключателей. Они включаются в цепи оперативного тока.

Схема подачи оперативного тока

При отключении выключателя Q1 или Q2, контакты Q1.1, Q 2.1 размыкаются и отключают всю схему защиты.

Расчет тока срабатывания

Ток срабатывания выбирается по трем условиям:

1. Реле не должны срабатывать при внешних коротких замыканиях.

При внешних КЗ по реле протекает ток небаланса.

2. Реле не должны срабатывать от тока нагрузки в нормальном режиме.

3. Реле, включенные на ток неповрежденной фазы, не должны срабатывать при каскадном отключении КЗ на землю в сетях с глухозаземленной нейтралью.

Выбирается наибольший ток срабатывания.

Коэффициент чувствительности определяется в двух режимах:

1. До отключения выключателей поврежденной линии.

3. После отключения линии с одной стороны при действии защиты в каскадном режиме.

где Iк – полный ток в точке повреждения после отключения поврежденной линии.

Комбинированный пуск по напряжению

Если зона каскадного действия больше нормы и коэффициенты чувствительности ниже требуемых, то применяют комбинированный пуск по напряжению.

Снижение напряжения, при котором реле напряжения KV срабатывает, происходит только при КЗ. Поэтому ток срабатывания рассчитывается только по первому условию ,

Уставка реле напряжения определяется по формуле

При этом реле напряжения не срабатывает при отключении одной из линий по любой причине. Исключается возможность неправильного срабатывания защиты.

В сетях с глухозаземленными нейтралями реле направления мощности, включенное на полные токи и напряжения фаз, иногда не обеспечивает требуемой чувствительности при однофазных КЗ на землю.

В этом случае ставится отдельный комплект защиты от однофазных КЗ. В нем используется измерительный орган нулевой последовательности. Обмотка напряжения реле направление мощности подключается к напряжению нулевой последовательности.