- •1 Содержание
- •8. Дифференциальная защита линий 3
- •9. Защита трансформаторов и автотрансформаторов 23
- •8. Дифференциальная защита линий
- •8.1. Назначение и виды дифференциальных защит
- •8.2. Продольная дифференциальная защита
- •8.2.1. Принцип действия защиты
- •8.2.2. Токи небаланса в дифференциальной защите
- •8.2.3. Принципы выполнения продольной дифференциальной защиты
- •8.2.4. Комплект продольной дифференциальной защиты типа дзл
- •8.2.5. Оценка продольной дифференциальной защиты
- •8.3. Поперечная дифференциальная защита параллельных линий
- •8.3.1. Общие сведенья
- •8.3.2. Токовая поперечная дифференциальная защита
- •8.3.2.1. Принцип действия защиты
- •8.3.2.2. Мертвая зона защиты
- •8.3.2.3. Схема токовой поперечной дифференциальной защиты
- •8.3.2.4. Оценка токовой поперечной дифференциальной защиты
- •8.3.3. Направленная поперечная дифференциальная защита
- •8.3.3.1. Принцип действия
- •8.3.3.2. Автоматическая блокировка защиты
- •8.3.3.3. Зона каскадного действия
- •8.3.3.4. Мертвая зона по напряжению
- •8.3.3.5. Схема направленной поперечной дифференциальной защиты
- •8.3.3.6. Выбор уставок направленной поперечной дифференциальной защиты
- •8.3.3.6.1. Ток срабатывания
- •8.3.3.6.2. Ток небаланса
- •8.3.3.6.3. Чувствительность защиты
- •8.3.3.7. Оценка направленных поперечных дифференциальных защит
- •8.3.4. Направленная поперечная дифференциальная защита нулевой последовательности
- •9. Защита трансформаторов и автотрансформаторов
- •9.1. Виды повреждений трансформаторов и типы используемых защит
- •9.1.1. Повреждения трансформаторов и защиты от них
- •9.1.2. Ненормальные режимы трансформаторов и защита от них
- •9.2. Дифференциальная защита трансформаторов
- •9.2.1. Назначение и принцип действия дифференциальной защиты
- •9.2.2. Особенности дифференциальной защиты трансформаторов
- •9.2.3. Меры по выравниванию вторичных токов
- •9.2.3.1. Компенсация сдвига токовI1 иI2 по фазе
- •9.2.3.2. Выравнивание величин токовI1 иI2
- •9.2.4. Токи небаланса в дифференциальной защите
- •9.2.4.1. Общие сведенья
- •9.2.4.2. Причины повышенного тока небаланса в дифференциальной защите трансформаторов и автотрансформаторов
- •9.2.4.3. Расчет тока небаланса
- •9.2.4.4. Меры для предупреждения действия защиты от токов небаланса
- •9.2.4.5. Токи намагничивания силовых трансформаторов и автотрансформаторов при включении их под напряжение
- •9.2.5. Схемы дифференциальных защит
- •9.2.5.1. Дифференциальная токовая отсечка
- •9.2.5.2. Дифференциальная защита с токовыми реле, включенными через бнт
- •9.2.5.2.1. Общие сведенья
- •9.2.5.2.2. Варианты схем включения обмоток реле рнт
- •9.2.5.2.3. Расчет уставок дифференциальной защиты на реле рнт-565
- •9.3. Токовая отсечка трансформаторов
- •9.4. Газовая защита
- •9.4.1. Принцип действия и устройство газового реле
- •9.4.2. Оценка газовой защиты
- •9.5. Защита от сверхтоков
- •9.5.1. Назначение защиты от сверхтоков
- •9.5.2. Максимальная токовая защита трансформаторов
- •9.5.2.1. Защита 2-х обмоточных понизительных трансформаторов
- •9.5.2.2. Защита трансформаторов с расщепленной обмоткой нижнего напряжения, или работающих на две секции шин
- •9.5.2.3. Защита трехобмоточных трансформаторов
- •9.5.2.3.1. Защита трехобмоточных трансформаторов при отсутствии питания со стороны обмотки среднего напряжения
- •9.5.2.3.2. Защита трехобмоточных трансформаторов, имеющих 2-х и 3-х стороннее питание
- •9.5.3. Токовая защита с пуском по напряжению
- •9.6. Защита трансформаторов от перегрузки
- •9.6.1. Подстанция с персоналом
- •9.6.2. Подстанция без персонала
- •9.6.3. Защита от перегрузки трехобмоточных трансформаторов
- •9.6.4. Защита от перегрузки автотрансформаторов
- •Список рекомендуемой литературы
8. Дифференциальная защита линий
8.1. Назначение и виды дифференциальных защит
На линиях отходящих от шин электростанций или узловых подстанций, часто по условиям устойчивости требуется обеспечить отключение КЗ в пределах всей защищаемой линии без выдержки времени. Это требование нельзя выполнить с помощью мгновенных токовых отсечек, защищающих только часть линии. Кроме того, отсечки неприменимы по условию селективности, на коротких ЛЭП, где токи КЗ в начале и в конце линии примерно одинаковы. В этих случаях используютсядифференциальные защиты (ДЗ), обеспечивающие мгновенное отключение КЗ в любой точке защищаемого участка и не действующие при КЗ за пределами зоны действия.
Дифференциальные защиты подразделяются на:
продольные– для защит как одинарных, так и параллельных линий;
поперечные– для защиты только параллельных линий.
8.2. Продольная дифференциальная защита
8.2.1. Принцип действия защиты
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 (см. рис. 8.2.1. а)). При КЗ в пределах защищаемой линии, токи направлены в разные стороны и не равны по величине (как правило) (см. рис. 8.2.1. б)).
Рис. 8.2.1.
Принцип сравнения токов показан на рис. 8.2.2.: по концам линии установлены трансформаторы тока содинаковымкоэффициентом трансформации. Их вторичные обмотки соединяются кабелем и подключаются кдифференциальному реле.
Рис. 8.2.2.
Различают две схемы построения дифференциальной защиты:
1. с циркулирующими токами;
2. с уравновешенными напряжениями.
На рис. 8.2.2. показана схема с циркулирующими токами. Для этой схемы ток протекающий по реле определяется:
(8.1.)
nТ1=nТ2=nТ
При отсутствии погрешностей I1=I2 иIP=0реле не работает. Не происходит срабатывания и при качаниях в системе.
По принципу действия дифференциальная защита не реагирует на внешние КЗ, качания и токи нагрузки.
В действительности же трансформаторы тока работают с погрешностью: I1–I2=Iнб чтобы не произошло ложного срабатывания защиты:IС.З.>Iнб.макс.
Работа схемы с циркулирующими токами при КЗ на защищаемой линии с односторонним и двусторонним питанием, показаны на рис. 8.2.3. а) и б). Ток протекающий через реле:
(8.2.)
где: IКЗ- полный ток КЗ.
Рис. 8.2.3.
Дифференциальная защита реагирует на полный токIКЗв месте повреждения, поэтому в сети с двусторонним питанием она обладает большей чувствительностью, чем токовые защиты.
Схема с уравновешенными напряжениями.
Работа дифференциальной защиты на основе схемы с уравновешенными напряжениями представлена на рис. 8.2.4.
Рис. 8.2.4.
В России а, ранее, в (СССР) применялись схемы дифференциальных защит с циркулирующими токами.
8.2.2. Токи небаланса в дифференциальной защите
(8.3.)
При внешнем КЗ:
Iнб=III.нам–II.нам(8.4.)
Для уменьшения тока небаланса необходимо выровнять токи намагничивания трансформаторов по величине и фазе. Ток намагничивания трансформаторов тока зависит от магнитной индукции или вторичной ЭДС (см. рис. 8.2.5.)
Выполнить характеристики намагничивания идентичными у разных трансформаторов тока практически не удается.
Ток небаланса особенно возрастает при насыщениимагнитопровода трансформатора. Даже при максимальном токе протекающем по первичной обмотке при КЗ, трансформаторы тока не должны насыщаться.
Пути уменьшения тока небаланса
1. Применяются трансформаторы тока насыщающиеся при возможно больших кратностях тока КЗ (трансформаторы тока класса Р(Д)).
2. Ограничение величины вторичной ЭДС:
(8.5.)
Для этого уменьшают нагрузку ZНи увеличивают коэффициент трансформацииnТ.
3. Для выравнивания токов намагничивания II.намиIII.намнеобходимо, чтобы нагрузка трансформатора тока была равнойZН1= ZН2.
Точных и простых для практики способов расчета тока небаланса ещё не разработано. При проектировании используют формулы, приведенные в «Руководящих указаниях по релейной защите».