3. Токовая отсечка

Токовая отсечка является самой простой быстродействующей защитой от повреждений в трансформаторе, однако имеет существенный недостаток – реагирует только на большие токи к.з. и охватывает своей зоной действия лишь часть трансформатора со стороны источника питания. ток срабатывания токовой отсечки выбирают таким, чтобы она не работала при к.з. за трансформатором. Токовая отсечка должна отстраиваться от броска тока намагничивания при включении трансформатора под напряжение I_с.з > I_нам. Для выполнения этого условия ток срабатывания отсечки должен в 3-5 раз превышать номинальный ток трансформатора.

В зону действия отсечки входят: ошиновка, выводы и часть обмотки со стороны трансформатора, где она установлена.Токовая отсечка является основной защитой от внутренних к.з. в трансформаторе и должна действовать на отключение выключателей со всех сторон трансформатора, имеющих источники питания. Токовая отсечка в сочетании с МТЗ и газовой защитой обеспечивает полноценную защиту для трансформаторов малой мощности.

Контроль изоляции вводов: Защита основана на использовании конструктивных особенностей бумажно-масляных вводов. Бумажно-масляный ввод (рис. 17-7, а) состоит из концентрических слоев пропитанной маслом бумажной изоляции 1, охватывающей токоведущий стержень 2. Для равномерного распределения напряженности электрического поля внутри ввода через определенное количество слоев изолирующей бумаги закладываются листы алюминиевой фольги 3. При такой конструкции каждые два соседних листа фольги с изоляцией между ними образуют конденсатор с емкостью С, а ввод в целом представ­ляет систему последовательно включенных емкостей С между токоведущим стержнем 2 и фланцем 4. Такой ввод обладает результи­рующей емкостью С_в. Емкостный ток ввода, возникающий под действием приложенного к вводу фазного напряжения U_ф, равен:

При повреждении изоляции ввода часть емкостей С шунтирует­ся и емкостный ток 1_с возрастает. Таким образом, увеличение тока 1_с является признаком повреждения изоляции ввода.

При повреждении изоляции одного в в о д а баланс токов нарушается: с_(А) + _С(В) + с_(С)≠ 0, в реле появляется остаточный ток — ток повреждения: I_р = ΣI_C = I_пов. Реле приходит в действие, если I_пов > I_с.р.С помощью миллиам­перметра тА осуществляется периодический контроль за током в нулевом проводе (в реле). Увеличение тока I_р указывает на появление повреждения во вводе или на нарушение токовых цепей защиты, последнее может привести к ложной работе защиты.

5 .(46)Защиты линий электропередачи. Принцип действия дифференциально-фазной высокочастотной защиты.

Продольная диф. Защита линий: Служит для защиты как одинарных, так и параллельных линий. Принцип действия продольных дифференциальных защит основан на сравнении величины и фазы токов по концам защищаемой линии. При внешнем к.з. токи по концам защищаемой линии направлены в одну сторону и равны по величине, а при к.з. на линии они направлены в разные стороны и, как правило, не равны по величине. Следовательно, сравнивая величину и фазу (направление) токов по концам линии можно определять, где возникло повреждение – на линии или за её пределами.

Для осуществления продольной дифференциальной защиты по концам защищаемой линии устанавливаются ТТ с одинаковыми коэффициентами трансформации. Участок, ограниченный ТТ, называется зоной действия продольной дифференциальной защиты.

Поперечная токовая диф. защита линий:

Применяется для парал­лельных линий с одинаковым сопротивлением. Принцип действия поперечных диф. защит линий основан на сравнении величин и фаз токов, протекающих по обеим параллельным линиям. В нормальном нагрузочном режиме и режимах внешнего к.з. токи в обеих линиях равны как по величине, так и по фазе. В случае к.з. на одной из параллельных линий равенство токов нарушается. Таким образом, нарушение равенства токов в параллельных линиях по величине или фазе является признаком повреждения на одной из них. При одностороннем питании линий защиты размещается только со стороны источника питания, а в сети с 2-х сторонним питанием – с обеих сторон параллельных линий.

Поперечная направленная диф. защита линий:

Защита способна выбирать и отключать только одну повреждённую линию. Защита состоит из токового реле и реле направления мощности, включённого на разность токов защищаемых линий и на напряжение шин питающей подстанции.

Направленная защита с высокочастотной блокировкой (НВЧЗ):

Высокочастотные защиты применяются в тех случаях, когда по условиям устойчивости или по другим причинам требуется быстрое двустороннее отключение к.з. в любой точке защищаемой линии.

Направленная в.ч. защита реагирует на направление (или знак) мощности к.з. по концам защищаемой линии.

При к.з. на защищаемой линии мощности к.з. на обоих концах поврежденного участка АВ имеют одина­ковый знак и направление от шин в линию.

В случае же внешнего к.з. (точка К2) направление и знаки мощности по концам защищаемой линии оказываются различными. На ближайшем к месту повреждения конце линии мощность к.з. S_B отрицательна и направлена к шинам, а на удаленном положи­тельна и направлена от шин в линию. Из этого следует, что, сравнивая направления мощности по концам линии, можно определить, где возникло повреждение: на линии или за ее пределами. Такое сравнение осуществляется при помощи реле мощности М, которые устанавливаются на обоих концах линии и включаются так, чтобы при к.з. на защищаемой линии они раз­решали действие защит на отключение. При к.з. в точке К подействуют на отклю­чение только защиты 3 и 4, установленные на поврежденной линии ВС.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ФАЗНАЯ В.Ч. ЗАЩИТА (ДФЗ):

ДФЗ применяются в качестве основных защит линий в сетях 110 – 750 кВ.

ДФЗ основана на сравнении фаз тока по концам защищаемой линии.

При внешних к.з. в точке К1 токи I_М и I_N по концам защищаемой линии имеют различные знаки, их можно считать сдвинутыми по фазе на 180. В случае же к.з. на защищаемой линии токи на ее концах имеют одинаковые знаки и их можно принять совпадаю­щими по фазе.

Таким образом, сравнивая фазы токов по концам линии, можно установить местополо­жение к.з. Сравнение фаз осуществляется косвенным путем посредством токов высокой частоты. Токи высокой частоты передаются по каналу, образованному проводом линии высокого напряжения и землей.

Упрощенная схема, иллюстрирующая работу дифференци­ально-фазной защиты, и диаграмма, поясняющая принцип ее дей­ствия.

Защита выполнена таким образом, что генератор передаёт в.ч. сигнал только в течение положительных полупериодов тока промышленной частоты.

При внешнем к.з, когда фазы первичных токов по концам линии противоположны, генератор на конце линии m работает в течение первого полупериода промышленного тока, а на конце n – в течение следующего полупериода. Ток высокой частоты протекает по линии непрерывно и питает приемники на обеих сторонах линии. В результате этого выходной ток в цепи приемника и реле РО отсутствует, и защита не работает.

При к.з. в зоне высокочастотный ток, поступающий в приемники, будет иметь прерывистый характер. В этом слу­чае приемник работает в промежутки времени, когда ток высокой частоты отсутствует, и не работает во время его прохож­дения. В выходной цепи приемника появляется прерывистый ток, который сглаживается специальным устройством и подается в реле РО. Последнее срабатывает и отключает линию.