Поперечная дифференциальная защита параллельных линий

Основной недостаток ступенчатых токовых защит на параллельных линиях заключается в том, что КЗ отключаются с выдержкой времени, поскольку в защите используется принцип обеспечения селективности выбором выдержек времени, Однако небольшое замедление отключения КЗ для линий до 35 кВ, как правило, допустимо. Исключение составляют линии, питающиеся от подстанций с синхронными двигателями или генераторами. По условию устойчивости этих машин КЗ в линии, при которых уровень провала напряжения на шинах подстанции достигает более 0,6 U_н, должны отключаться без выдержки времени. На одиночных линиях функцию ускорения выполняют селективные или неселективные ТО (кроме коротких линий, где применяется продольная дифференциальная защита). На параллельных линиях применяют поперечную дифференциальную защиту.

Принцип действия направленной поперечной дифференциальной защиты поясняется на рис. 11.4. ТТ одноименных фаз двух линий включены на разность токов. Ток, протекающий в реле при этом I_р=I ₁ - I ₂.

К2

I2

I р

I р

Рис 11.4. Схема подключения реле тока КА и мощности КW в поперечной дифференциальной защите линий.

 

В цепь разности токов защиты включается пусковой орган (реле тока КА) и измерительный орган (реле мощности КW). При внешних КЗ в точке К ₁ или в режиме нагрузки токи I ₁ и I ₂ в параллельных линиях равны и направлены в одну сторону. Без учета погрешности ТТ I_р = I ₁- I ₂ = 0 и защита не работает.

При КЗ на одной из линий в точке К ₂ (в зоне действия защиты) токи I ₁ и I ₂ не равны друг другу. В защите 1 - 2 они разные по величине, а в защите 3-4 не равны по направлению. Если при этом разность токов I_р превысит порог срабатывания пускового органа, то защита сработает и измерительный орган при положительном направлении этой разности определит поврежденную линию и отключит выключатель 1 на подстанции А и 3 на подстанции Б. Реле мощности КW в данной схеме применяется двухстороннего действия (например, реле РБМ-278).

Порог срабатывания (уставка) пускового органа выбирается по двум условиям:

1. Отстройка от тока небаланса ТТ:

I_сз = К_отс ε К_од К_а I _к.макс / 2,

Отстройка от максимального тока нагрузки в режиме, когда на противоположном конце линии отключен один выключатель:

I_сз = К_отс I _раб._.макс /К_в

где: К_отс - коэффициент отстройки равный 1.2;

ε -погрешность ТТ, равная ε= 0,1;

К_од - коэффициент однотипности ТТ, К_од=0,5;

К_а- коэффициент апериодической составляющей, К_а=2;

I _к.макс – максимальный ток внешнего КЗ,(по каждой цепи проходит половина тока КЗ;

К_в - коэффициент возврата пускового органа.

Принимается наибольшее значение тока и проверяется чувствительность защиты: К ч = I р / I_{с з} ≥ 2; К ч = Iк / I_{с з} ≥ 1,5,

где I р - разность токов по двум линиям, при КЗ на одной из них в середине участка АБ; I к - полный ток КЗ в точке повреждения после отключения поврежденной линии с одной стороны.
К недостатку поперечной дифференциальной защиты относится каскадность действия защиты при КЗ вблизи подстанций А и Б а также необходимость иметь резервную ступенчатую токовую защиту на случай отключения одной из линий. В данном случае зона каскадного действия определяется участком линии, на котором при КЗ разность токов I р меньше уставки защиты I_{с з.}:

L_кд = 100 I _сз / I_к, %,

где I к- ток КЗ на шинах противоположной подстанции.

Обычно зона каскадного действия не превышает 10% длины линии.

Поперечная дифференциальная защита обладает абсолютной селективностью и применяется в сетях 110-220 кВ как дополнительная к основной защите нулевой последовательности. В сетях 6…35 кВ эта защита используется как основная там, где требуется ускоренное отключение КЗ.

Контрольные вопросы

1. Почему возникла необходимость применения дуговой защиты?

2. Каковы последствия дугового КЗ в РУ?

3. Каковы причины возникновения дуги в РУ?

4. Каковы основные способы распознавания дуговых КЗ?

5. Поясните принцип действия дуговой защиты с помощью дугоуловителей или клапанов разгрузки.

6. Поясните принцип действия дуговой защиты на фототиристорах.

7. Поясните принцип действия дуговой защиты на основе волоконно-оптических датчиков.

8. Каковы технические характеристики устройства БССДЗ-0.1?

9. Каковы технические характеристики устройства ОВОД?

10. Каковы технические характеристики устройства ДУГА-МТ и ДУГА-Ф?

11. Каковы технические характеристики устройства АВВ REA?

12. Как осуществляется монтаж устройств дуговой защиты?

13. Перечислите особенности включения оптических датчиков.

14. Назначение блокировки на отключение по току и напряжению

15. В чем заключаются достоинства и недостатки дуговой защиты?

16. Что такое логическая селективность?

17. Как выполняется защита параллельных линий?

18. Что такое каскадное срабатывание защиты?

19. Когда применяется поперечная дифференциальная защита линий?

20. Когда применяется продольная дифференциальная защита линий?