8.3.2. Токовая поперечная дифференциальная защита

8.3.2.1. Принцип действия защиты

Токовая поперечная дифференциальная защита предназначена для параллельных линий с общим выключателем. При одностороннем питании защита устанавливается со стороны источника питания, при 2х-стороннем, с обоих сторон.

Принципиальная схема защиты для одной фазы представлена на рис. 8.3.3. Коэффициенты трансформации трансформаторов тока n_T1=n_T2=n_T. Вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются разноименными зажимами по схеме с циркуляцией токов в соединительных проводах и параллельно к ним включается обмотка токового реле.

В нормальном режиме и при внешнем КЗ (рис. 8.3.3. а)): ,I_I=I_II, поэтому при отсутствии погрешностей у трансформаторов токаI_P=0. Защита не реагирует на внешние КЗ, нагрузку и качания. Её выполняют без выдержек времени и не отстраивают от токов нагрузки.

С учетом погрешностей трансформаторов тока, в нормальном режиме через реле протекает ток небаланса, его можно условно разделить на две составляющие:

I_нб=I_нб+ I_нб (8.7.)

где: I_нб– вызвана погрешностью трансформаторов тока;

– вызвана различием первичных токов из-за неточности равенства сопротивления линий.

Ток срабатывания защиты должен быть больше тока небаланса:

I_C.P. > I_нб (8.8.)

Рис. 8.3.3.

При КЗ на одной из параллельных линий (рис. 8.3.3. б)) ток протекающий по поврежденной линии больше тока протекающего по неповрежденной: I_I > I_IIесли при этомI_P > I_C.P. – защита отключает линии.

8.3.2.2. Мертвая зона защиты

При удалении точки КЗКот места установки защиты соотношение токовI_IиI_IIпо поврежденной и здоровой линиям изменяется (см. рис. 8.3.4.).

Соотношение токов можно вычислить как:

(8.9.)

При повреждениях на некотором участке mвблизи подстанцииBтокI_P оказывается меньше тока срабатыванияI_С.З.и защита перестаёт работать. Участок линий при КЗ в пределах которого ток в защите недостаточен для её срабатывания, называетсямертвой зоной защиты. Защита, реагирующая на разность токов параллельных линий не может охватывать своей зоной действия защищаемые линии полностью.

Наличие мертвой зоны – существенный недостаток поперечной дифференциальной защиты. Для отключения КЗ в мертвой зоне требуется дополнительная защита.

Рис. 8.3.4.

Длина мертвой зоны

Из формулы (8.9.), при КЗ на границе мертвой зоны следует:

(8.10.)

где: I_К– ток при КЗ на шинах противоположной подстанции. (Для упрощения расчетов в курсовой работе.)

Защита признаётся эффективной, если длина мертвой зоны не превышает 10% от длины линии.

При отключении одной из параллельных линий, поперечная дифференциальная защита превращается в мгновенную максимальную защиту оставшейся в работе линии и действует неэффективно. Поэтому при отключении одной линии поперечная дифференциальная защита должна выводиться из действия.

8.3.2.3. Схема токовой поперечной дифференциальной защиты

Схема защиты изображена на рис. 8.3.5.

Рис. 8.3.5.

В сетях с изолированной нейтралью защита выполняется 2-х фазной, в сетях с глухо-заземленной нейтралью – 3-х фазной.

8.3.2.4. Оценка токовой поперечной дифференциальной защиты

Достоинства:

1. проста и надежна;

2. обладает высоким быстродействием;

3. не реагирует на токи и качания.

Недостатки:

1. наличие мертвой зоны;

2. необходимость отключения защиты при работе одной из параллельных линий;

3. необходимость дополнительной защиты.