РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА


Электромагнитные реле, принцип действия, механические характеристики, конструктивное исполнение.
Действие таких реле основано на притя-жении стального подвижного якоря 2 к электромагниту 1, по обмотке которого проходит ток Iр. Реле косвенного дейст-вия имеет контактную систему, которая состоит из неподвижной 3 и подвижной 4 частей. Подвижная часть связана с як-орем реле. При отсутствии тока в обмо-тке 6 якорь удерживается в исходном положении противодействующей пруж-иной 5 с усилием FП. При прохождении по обмотке реле тока возникает магнит-ный поток Ф, замыкающийся ч/з магни-топровод электромагнита 1, воздушный зазор и якорь 2. При этом создает-ся вращающий момент МВР стремящаяся притянуть якорь реле к электрома-гниту: МВР = dЭМ/d (1), где ЭМ – энергия магнитного поля; - угол поворо-та якоря. Физический смысл (1) – заключается в том, что работа, совершаем-ая якорем при повороте на угол d = изменению энергии магнитного поля dЭМ. Формула работы для вращения: А = F. Энергия магнитного поля ка-тушки: ЭМ = 0,5iР2L.
Для постоянного тока: iР = cоnst = IР, тогда МВР =k IР2 , где k = 0,5 dL / d.
Для переменного тока: iР = var = IРmsint, тогда МВР =(1/2) IРm2 sin2t dL / d = (1/8) IР2 (1-cos2t) dL / d = к IР2- к IР2сos2t =MВР-- + M ВР .

При использовании тока на якорь действует вращающий момент имеющ-ий однополярный характер за счет постоянной слагающей МВР-. Кроме того, есть переменная слагающая МВР двойной частоты. Если устранить влияние этой составляющей, которое может вызвать вибрацию якоря, то можно использовать эл.магнитные реле на токе.
Механические характеристики эл.магнитного реле.
Для действия реле необходимо, чтобы на всем пути перемещения якоря от начального положения Н в конечное положение К выполнялось условие:
МВР МП + МТ (2), МП – момент, создаваемый противодействующей пружи-ной; МТ – момент трения. Отпускание якоря, т.е. возврат реле в начальное состояние, может произойти, если на всем пути от К до Н сохраняется условие: МВР МП - МТ.(3)
Минимальное зна-чение тока IР, при котором условие реле срабатывает, является током ср-абатывания реле
IС.Р. Ток возврата IВ.Р – максимальн-ое значение тока IР,
при котором реле переходит в нача-льное состояние.
Отношение тока возврата к току ср-абатывания характеризуется коэффициентом возврата kВ = IВ.Р / IС.Р 1 – для всех эле-ктромагнитных реле.
Зависимость токов от моментов
Т.к МВР =k IР2 kВ = (МВР.ВОЗВ.К / МВР.СР.К)1/2 = ((МП.К- МТР)/(МП.К +МТР+ МИЗБЫТ))1/2 = (1-(МИЗБЫТ +2 МТР)/(МП.К +МТР+ МИЗБЫТ))1/2. Т.е. коэф. возврата тем меньше, чем больше МИЗБЫТ и МТР и тем больше, чем больше МП.
В зависимости от конструкции магнитопровода эл.магнитные реле бывают:
1. с поворотным якорем (см. выше); 2. с втягивающимся якорем (cм. ниже); 3. с поперечным движением якоря – данная конструкция используется для измерительных реле тока и напряжения (kВ = 0,8-0,9). Конструкция реле типа 1 и 2 используется для построения логических реле (реле времени, про-межуточных), kВ = 0,1-0,3 – очень низкий.

Виды и источники оперативного тока. Схемы подключения к источникам переменного оперативного тока.
Оперативным током (ОТ) – называется ток, который используется для пита-ния оперативных цепей управления защиты, автоматики и сигнализации, а также приводов коммутационных аппаратов главных цепей (выключателей, отделителей, короткозамыкателей, разъединителей с дистанционным управ-лением) и осуществляется от специальных источников ОТ.
Совокупность источников питания, КЛ, шинок питания, переключающих устройств и других элементов оперативных цепей составляют систему ОТ данной электроустановки. Питание оперативных цепей и особенно тех ее эл-ементов, от которых зависит отключение поврежденных линий и оборудова-ния, должно отличаться особой надежностью. Поэтому главное требование, которому должен отвечать источник ОТ, состоит в том, чтобы во время КЗ и при ненормальных режимах в сети напряжение источника оперативного то-ка и его мощность имели достаточную величину как для действия вспомога-тельных реле защиты и автоматики, так и для надежного отключения и вкл-ючения соответствующих выключателей. Для питания оперативных цепей применяются источники постоянного и переменного тока.
Постоянный оперативный ток (Пост ОТ) система питания оперативн-ых цепей, при которой в качестве источника питания используется АБ с нап-ряжением 110-220 В, а на небольших п/с 24-48 В.
Для повышения надежности сеть Пост ОТ секционируется на несколько участков, имеющих самостоятельное питание от сборных шин батареи, каж-дая секция имеет свою защиту (предохранители или автоматы). Шинки каж-дой секции называются по характеру подключаемых потребителей. Самым ответственным участком являются цепи защиты, автоматики и катушек отк-лючения, питаемые от шинок управлния ШУ. Вторым очень важным участ-ком являются цепи катушек включения, питаемые от отдельных шинок ШВ вследствие больших токов (400-500 А), потребляемых катушками включен-ия масляных выключателей. И, наконец, третьим, менее ответственным уча-стком является сигнализация, питающаяся от шинок ШС. Остальные потре-бители постоянного тока (аварийное освещение, двигатели собственных ну-жд) питаются по отдельной сети. Для своевременного выявления неисправн-остей в оперативных цепях состояние отдельных элементов цепи контролир-уется с помощью специальных устройств.
АБ обеспечивают питание оперативных цепей в любой момент времени с необходимым уровнем напряжения и мощности независимо от состояния основной сети и поэтому являются самым надежным источником питания. В то же время АБ значительно дороже других источников оперативного тока, для них требуются зарядные агрегаты, специальное помещение и квалифиц-ированный уход. Кроме того, из-за централизации питания создается сложн-ая, протяженная и дорогостоящая сеть постоянного тока. Поэтому Пост ОТ применяется на крупных эл.объектах (эл. станциях, крупных узловых п/с). В связи с этим за последнее время получает применение и переменный ОТ.
Переменный оперативный ток (Пер ОТ) система питания оперативных цепей, при которой в качестве основных источников питания используются измерительные ТА и TV, ТСН. В качестве дополнительных источников пи-тания импульсного действия используются предварительно заряженные ко-нденсаторы.ТА являются надежным источником питания оперативных цепей для защит от КЗ. При КЗ ток и напряжение на зажимах ТА , поэтому в момент срабат-ывания защиты мощность ТА , что и обеспечивает надежное питание опер-ативных цепей. Однако ТА не обеспечивают необходимой мощности при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождающихся I на защи-щаемом присоединении (замыкания на землю в сети с изолированной нейтр-алью, витковые замыканий в трансформаторах и генераторах, повышение или понижение напряжения и понижение частоты).
ТV и ТСН непригодны для питания оперативных цепей защит от КЗ, так как при КЗ напряжение в сети резко и может при близких КЗ становиться =0.В то же время при повреждениях и ненормальных режимах, не сопровождаю-щихся U в сети, ТV и ТСН могут использоваться для питания таких защит, как, например, защиты от перегрузки, от замыканий на землю, U и т. д.
Заряженный конденсатор. Помимо непосредственного использования мо-щности ТА и ТV можно использовать энергию, накопленную в предварител-ьно заряженном конденсаторе. Разрядный ток конденсатора, имеющий необ-ходимые величину и продолжительность, может питать оперативную цепь в момент действия защиты независимо от характера повреждения или ненор-мального режима в сети. Предварительный заряд конденсатора обычно, осу-ществляется в нормальном режиме от U сети. При исчезновении U на п/с за-пасенная конденсатором энергия сохраняется. Поэтому заряженный конден-сатор может использоваться также для питания защит и автоматов, которые должны работать при исчезновении U на п/с.
Используют комплексные системы питания в которых участвуют несколько ТА и ТV мощности которых суммируются на стороне выпрямленного U. При использовании выпрямителей ОТ называется переменным выпрямлен-ным. Принципиальная схема комбинированного блока питания рис. 2.
0381000Ток от ТА и U от ТV подводятся к промежуточным трансформаторам ПНТ
и ПТН. Их вторичное напряжение выпрямляется выпрямителями В1 и В2, суммируется и подается на оперативные цепи защиты. Для ограничения ве-личины вторичного тока трансформатор ПНТ выполняется насыщающимся. Чтобы избежать появления опасных пиков напряжений, во вторичной цепи ПНТ установлен конденсатор С, сглаживающий кривую вторичного U.
Схемы: 1) Схема c дешунтированием электромагнитов отключения выклю-чателя, включенных во вторичную цепь ТА защищаемого присоединения:

2) Схемы с питанием от ТV или от ТСН. Схема на рис. 1-15 а применяется только для питания оперативных цепей защит. Для питания цепей управлен-ия и включения обычно используют выпрямленный ток рис.1-15 б.

где 2 – выпрямитель; А, В – подстанции.
3) Схема с питанием от заряженного конденсатора (на рис 1-16).
Индукционный принцип выполнения реле, конструкции реле РТ-80 и РБМ.
На индукционном принципе выполняются реле двух основных типов: с вращающимся AL диском и с вращающимся AL цилиндрическим ротором. Первый тип используется для изготовления максимального реле тока с зависимой от тока характеристикой выдержки времени (РТ-80), а второй широко применяется для изготовления реле направления мощности (РБМ) и реле сопротивления (КРС).
Индукционное реле состоит из неподвижн. магнитопровода с обмотками, подключенными к контролируемой цепи, и подвижн. части, выполняемой в виде металлических, хорошо проводящих ток диска или цилиндра, расположенных на оси, к которой присоединены подвижные контакты реле. При подаче в обмотки реле переменных токов в магнитопроводе возникают переменные магнитные потоки, которые индуктируют токи в подвижном диске или цилиндре. В результате взаимодействия этих индуктированных токов и магнитных потоков возникает вращающий момент на оси реле, под влиянием которого подвижная часть может вращаться или поворачиваться на определенный угол. Очевидно, что индукционные реле могут работать только на переменном токе.
Для получения вращающего момента на оси подвижной части индукционного реле необходимо создать не менее двух магнитных потоков, сдвинутых
относительно друг друга в пространстве и по фазе. Большинство индукционных реле выполняется с двумя магнитными потоками. В этих реле вращающий момент на оси подвижной части возникает в результате взаимодействия каждого магнитного потока с током, индуктированным в диске или цилиндре реле вторым магнитным потоком.
На рис.1 показан принцип устройства индукционного реле с вращающимся
3619561277500диском, реагирующего на одну электрическую величину, например на ток. Реле состоит из алюминиевого диска 1 с укрепленной на его оси контактной системой 2 и магнитопров. 4 с обмоткой 3. На часть сечения полюсов магнитопровода насажены массивные медные короткозамкнутые витки (экраны) 5. При прохождении по обмотке реле переменного тока возникает магнитный поток Ф, который замыкается по экранированной и неэкранированной частям полюсов. Вследствие этого в экранах индуктируется ЭДС и проходит ток, который создает вокруг себя магнитное поле. В результате сложения магнитного потока от этого индуктированного в экране тока с магнитным потоком магнитопровода Ф суммарный магнитный поток в экранированной части полюсов Ф1 отличается по фазе от магнитного потока в неэкранированной части полюсов Ф2 на угол . Таким образом, образуются условия, необходимые для работы индукционного реле, а именно: наличие двух пересекающих подвижный диск магнитных потоков, сдвинутых один относительно другого в пространстве и по фазе.
В результате взаимодействия магнитного потока Ф1 с током Iд2, индуктированным в диске магнитным потоком Ф2, и взаимодействия магнитного потока Ф2, с током Iд1, индуктированным в диске магнитным потоком Ф1, на диск, который является подвижной частью реле, действуют силы направленные в разные стороны:
832485762000
Суммарная сила FЭ, равная геометрической сумме сил F1 и F2 всегда направлена от неэкранированной части полюсов к экранированной. Под воздействием этой силы на оси диска образуется вращающий момент МВР, диск начинает вращаться и с помощью подвижных контактов 2 замыкает неподвижные контакты 6.
Общее выражение МВР индукционного реле имеет вид (1):

где k – коэффициент пропорциональности; Ф1 и Ф2 - магнитные потоки, воздействующие на подвижную часть реле; - угол сдвига фаз м/у магнитными потоками.
Из выражения (1) следует, что когда отсутствует сдвиг фаз м/у потоками Ф1 и Ф2, т. е. когда угол == 0, то sin = 0 и все выражение обращается в нуль, т. е. МВР = 0. Вращающий момент максимален при = 90°, когда sin = 1.
На рис. 2 показан принцип устройства индукционного реле с цилиндрическим ротором, у которого магнитные потоки Ф1, и Ф2 сдвинуты в пространстве на угол 90° за счет специальной конструкции магнитной системы реле, а фазовый сдвиг м/у ними достигается соответствующим включением обмоток. Магнитные потоки Ф1 и Ф2 индуктируют в стенках цилиндрического ротора ЭДС и токи, которые, взаимодействуя с этими магнитными потоками, создают на роторе вращающий момент так же, как на диске рассмотренного выше реле.
Реле направления мощности типа РБМ, как показано на рис.2, состоит из замкнутого стального магнитопровода 1 с четырьмя выступающими внутрь полюсами, на которых расположены обмотки реле. Токовая обмотка 2 расположена на двух противоположных полюсах 3 и 4 и создает проходящий ч/з них магнитный поток ФI. Обмотка напряжения 5 расположена на ярме и состоит из четырех секций, которые соединены м/у собой так, чтобы создаваемый ими магнитный поток ФU проходил ч/з полюсы 6 и 7. При таком выполнении обмоток магнитные потоки ФI и ФU оказываются сдвинутыми в пространстве относительно друг друга на угол 90°. М/у полюсами расположены внутренний стальной сердечник 5 и алюминиевый ротор 9, имеющий форму стакана, укрепленный на оси 10. Полированные концы оси 11 вращаются в верхнем подшипнике 12 и нижнем подпятнике 13. На оси 10 на изоляционной колодке укреплен подвижной контактный мостик 14, который при cрабатывании реле замыкает неподвижные контакты 15 и 16. Возврат реле в исходное положение происходит под воздействием спиральной противодействующей пружины 17.
Схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока для релейной защиты.
Схемы соединения ТА. Для подключения реле и измерительных приборов вторичные обмотки ТА соединяются в различные схемы. Наиболее распрос-траненные схемы приведены на рис.1.
На рис.1,а дана основная схема соединения в звезду, которая применяется для включения защиты от всех видов однофазных и междфазных КЗ; на рис.1 б - схема соединения в неполную звезду, используемая для включения защиты от междуфазных КЗ в сетях с изолированными нулевыми точками;

на рис. 1, в - схема соединения в треугольник, используемая для получения разности фазных токов (например, для включения дифференциальной защи-ты тр-ров); на рис.1 г - схема соединения на разность токов двух фаз (непол-ный треугольник). Эта схема используется для включения защиты от между-фазных КЗ, так же как схема на рис.1,б; на рис.1, д - схема соединения на су-мму токов всех трех фаз, используемая для включения защиты от однофазн-ых КЗ и замыканий на землю.
Практически из-за того, что ТА имеют неодинаковые погрешности, в ре-ле и при симметричных токах в фазах проходит небольшой ток, называемый током небаланса. Рассмотренная схема называется также схемой фильтра нулевой последовательности.
На рис. 1,е дана схема последовательного соединения двух ТА, установле-нных на одной фазе. При таком соединении нагрузка, подключенная к ним, распределяется поровну, т. е. на каждом из них уменьшается в 2 раза. Прои-сходит это потому, что ток в цепи, равный I2 = I1/К1 остается неизменным, а напряжение, приходящееся на каждый ТА, составляет I2ZН/2. Рассмотренная схема применяется при использовании маломощных ТА (например, встроен-ных в вводы выключателей и трансформаторов).
На рис.1, ж дана схема параллельного соединения двух ТА, установленн-ых на одной фазе. Коэффициент трансформации этой схемы в 2 раза меньше коэффициента трансформации одного ТА. Если коэффициент трансформац-ии каждого ТА равен КI = I1/I2, то коэффициент трансформации схемы равен КСХ = I1/2I2. Схема параллельного соединения используется для получения нестандартных коэффициентов трансформации. Например, для получения коэффициента трансформации 37,5/5 соединяют параллельно два стандартн-ых ТА с коэффициентом трансформации 75/5.
Построение векторных диаграмм и определение коэффициента схемы и нагрузки трансформаторов тока для различных режимов короткого замыкания и схем соединения обмоток, определение коэффициента схем и нагрузки трансформаторов.
Питание устройств РЗ током сети производится по рассмотренным ниже ти-повым схемам соединений ТА и обмоток реле. Поведение и работа реле в каждой из этих схем зависят от характера распределения токов в ее вторичн-ых цепях в нормальных и аварийных условиях.
Для нахождения токораспределения в сх сначала показываются положите-льные направления действующей величины первичных токов при рассматриваемом виде КЗ; затем наносятся стрелки вторичных токов в каждом ТА, по которому проходит первичный ток, после чего показывается путь, по которому замыкается вторичный ток каждого ТА. Если в каком-либо элементе схемы (проводе или обмотке реле) вторичные токи разных фаз складываются или вычитаются, то результирующий ток в этом элементе находится путем геометр. сложения или вычитания соответствующих векторов фазных токов с учетом их сдвигов по фазе.
Для каждой схемы соединений можно определить отношение тока в реле IР к току в фазе IФ (вторичный ток ТА). Это отношение называется коэф. сх.

Коэф схемы учитывается при расчете уставок и оценке чувствит-ти защиты. Для каждой схемы, также можно определить отношение сопрот. нагрузки ТА ZН к сопротивлению реле ZР. Это отношение называется коэффициентом нагрузки kНАГР = ZН / ZР.
Ниже рассмотрены основные типовые схемы, анализируется токораспределение в них и определяется их область применения.
а) Сх. соединения ТА и обмоток реле в полную звезду. ТА устанавливаются во всех фазах. Вторичные обмотки трансформаторов тока и обмотки реле соединяются в звезду и их нулевые точки связываются одним проводом, на-зываемым нулевым (рис.1). В нулевую точку объединяются одноименные
0508000зажимы обмоток ТА
При нормальном ре-жиме и трехфазном КЗ, как показано на рис.1, в реле I, II и III проходят токи
фаз



а в нулевом проводе — их геометрическая сумма (1):

кот. при симметричных режимах равна нулю (как при наличии, так и отсутствии заземления в точках Н и К, рис.2,а). При двухфазных КЗ ток КЗ проходит только в двух поврежденных фазах и соответственно в реле, подключенных к ТА поврежденных фаз (рис. 2,б), ток в неповрежденной фазе отсутствует. Согласно закону Кирхгофа сумма токов в узле равна нулю, = I*в + I*с = 0, отсюда I*с = - I*в. С учетом этого на векторной диаграмме токи I*с и I*в показаны сдвинутыми по фазе на 180° (рис.2,б). Ток в нулевом проводе схемы равен сумме токов двух поврежденных фаз (Ib и Ic), но так как последние равны и противоположны по фазе (рис. 2,б), то ток в нулевом проводе также отсутствует: IН.П = I*в + I*с = 0.

Рис. 2.Векторная диаграмма токов. (а - при трехфазном КЗ; б - при двухфазном КЗ; в - при однофазном КЗ; г- при двухфазном КЗ на землю; д - при двойном замыкании на землю в разных точках.
Поэтому реле IV, включенное в нулевой провод, не будет реагировать на нагрузку и междуфазные КЗ, в чем состоит важная особенность сх звезды.
При однофазных КЗ первичный ток КЗ проходит только по одной поврежденной фазе (рис.2, в). Соответствующий ему вторичный ток проходит также только через одно реле и замыкается по нулевому проводу.
При двухфазных КЗ на землю (рис.2,г) ток проходит в двух реле, включенных на поврежденные фазы (например, В и С). В нулевом проводе проходит геометрическая сумма этих токов, всегда отличная от нуля, что следует из их векторной диаграммы.
При двойном замыкании на землю в разных точках прохождение токов в сети показано на рис.2,д. На участке м/у местами замыкания на землю условия аналогичны однофазному КЗ, а м/у источником питания и ближайшим к нему местом повреждения они соответствуют двухфазному КЗ.
В рассмотренной схеме реле, установленные в фазах, реагируют на все виды КЗ, а реле в нулевом проводе — только на КЗ на землю. Схема соединения в звезду применяется в защитах, действующих при всех видах КЗ. Ток в реле равен току в фазе, поэтому коэффициент схемы во всех режимах kСХ = 1. А ZНАГР – в общем случае = UФ / IФ. Напряжение на вторичных зажимах ТА = сумме падений напряжений в контуре, примыкающем к этим зажимам. ZНАГР = (IР1+3I0)*ZР/Iа, где ZР = ZКАТУШЕК+rПРОВОДОВ+rКОНТАКТОВ+rПРИБОРОВ.
kНАГР = (Iа+3I0)/ Iа = 1 + 3I0/ Iа. При всех КЗ не связанных с землей и 3хф КЗ на землю 3I0=0 kНАГР = 1. При 1ф КЗ на землю 3I0 = Ia kНАГР = 2.
4705358763000б) Сх. соединения ТА в неполную звезду. В реле I и III проходят токи соответствующих фаз
а в обратном проводе ток равен их геометрической сумме:

-1905127000С учетом векторной диаграммы -(Ia+Ic) =Ib, т. е. IО.П равен току фазы, отсутствующей
во вторичной цепи (рис. 3, б)
При трехфазном к.з. и нормальном режиме токи проходят по обо-им реле I и III и в обр-атном проводе. kСХ=1.
ZНАГР=(IаZР+(Iа+Iс)ZР)/Ia = (2Iа+Iс)ZР)/Ia. kНАГР = (2Iа+Iс)/Ia kНАГР = 3 (cм. рис.4)

В случае двухфазного КЗ токи появляются в одном или двух реле (I или III) в зависимости от того, какие фазы повреждены.
Ток в обратном проводе при двухфазных КЗ м/у фазами А и С, с учетом что Ic = -Ia, равен нулю, а при замыканиях м/у фазами АВ и ВС он соответственно равен IО.П = -Iа и IО.П = -Ic. kСХ=1. kНАГР=2Iа+Iс/Ia kНАГР(АC) = 1; kНАГР(АВ) = 2 (cм.рис.5)

В случае однофазного КЗ фаз (А или С), в которых установлены ТА во вторичной обмотке ТА и обратном проводе проходит ток КЗ. При замыкании на землю фазы В, в которой ТА не установлен, токи в схеме защиты не появляются; следовательно, схема неполной звезды реагирует не на все случаи однофазного КЗ и поэтому применяется только для защит, действующих при междуфазных повреждениях. kCХ = 1.
в) Сх. соединения ТА в треугольник. Из токораспределения на рис.6 видно, что в каждом реле проходит ток, равный геометрической разности токов двух фаз:

06921500kСХ= II/Ia = I*a –I*в /I*a
ZНАГР=I*a –I*в+I*a–I*с ZР kНАГР=2I*а-( I*в + I*с)/ I*a.
При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ в реле проходит линейный ток, в 3 раз больший тока фазы и сдвинутый относительно него по фазе на 30°
(рис.7). kСХ = 3; kНАГР= 3.
При двухфазном КЗ фаз АС: Токи в фазах: IA=-IC; IВ = 0. kСХ = 1, kНАГР = 3. Фаз АВ: токи: IВ=-IA; IC = 0. kСХ = 2, kНАГР = 3. (см.рис. 8)
Для защиты от однофазных КЗ схема не используется.
47053511303000г) Сх. соединения ТА в неполный треугольник. Из токораспределения, на рис. 8 видно:
1375410190500где

kСХ = I*а- I*с/I*a. ZН =(I*а- I*с/I*a)Zр = kНАГР= I*а- I*с/I*a = kСХ.
При симметричной нагрузке и трехфазном КЗ (см. рис 9)
kСХ = kНАГР = 3
При двухфазном КЗ на фазах А и С (рис. 8 см. выше): IA=-IC; IВ = 0.= kСХ = kНАГР = 2. На фазах А и В: IВ=-IA; IC = 0. kСХ = kНАГР =1.
д) Сх. соединения ТА в фильтр токов нулевой последовательности. Коэф схемы не определяем.
-1905-63500
Это значит, что I*Р = 3 I*0.Ток в реле появляется только при однофазных и двухфазных КЗ на землю, так как только при этих повреждениях появляется I*0. Поэтому схема применяется для защит от замыканий на землю.
При нагрузках, трехфазных и двухфазных КЗ сумма первичных токов трех фаз равна нулю,соответственно ток I0 = 0 и реле Р не действует. При однофазном КЗ kНАГР =1.
Максимальная токовая защита линии. Принцип действия. Ток срабатывания. Схемы МТЗ. Оценка и область применения.
Одним из признаков возникновения КЗ является увеличение тока в линии. Этот признак используется для выполнения защит, называемых токовыми. Токовые защиты приходят в действие при увеличении тока в фазах линии сверх определенного значения (ICЗ). В качестве реле, реагирующих на возр-астание тока служат максимальные токовые реле. Токовые защиты подразд-еляются на МТЗ и ТО. Главное различие м/у этими защитами заключается в способе обеспечения селективности.
Селективность действия МТЗ достигается с помощью выдержки времени. Селективность действия ТО обеспечивается соответствующим выбором то-ка срабатывания.
МТЗ линий предназначена для: - защиты собственной линии от КЗ; - смежн-ых линий в случае отказа их защит или выключателей.
В сетях с односторонним питанием максимальная защита должна устанавл-иваться в начале каждой линии со стороны источника питания (рис., а).
Выдержка времени МТЗ должна быть выдержки времени всех резервир-уемых защит, а зона действия должна охватывать свою и смежную линию.

При КЗ в какой-либо точке сети, например в точке К1 (рис.1, а), ток КЗ прох-одит по всем участкам сети, расположенным м/у источником питания и мес-том повреждения, в результате чего приходят в действие все защиты (1, 2, 3, 4). Однако по условию селективности сработать на отключение должна тол-ько защита 4, установленная на поврежденной линии.
Для обеспечения указанной селективности МТЗ выполняются с выдержками времени, нарастающими от потребителей к источнику питания, как это пок-азано на рис.1, б. При соблюдении этого принципа в случае КЗ в точке К1 ра-ньше других сработает защита 4. Защиты 1, 2 и 3 вернутся в начальное поло-жение, не успев подействовать на отключение. Рассмотренный принцип по-дбора выдержек времени называется ступенчатым (tiМТЗ = tiМТЗ +t), t = 0.5-0.6 c – ступень селективности.
Выбор ICЗМТЗ. Из всех токовых защит ток срабатывания МТЗ самый мале-нький. Минимальное значение ICЗМТЗ обеспечивается только отстройкой от режимов нагрузки. Выбор производится по двум условиям: 1. Защита долж-на возвращаться в исходное состояние после откл. внешнего КЗ и протекан-ия максимального тока нагрузки с учетом самозапуска ЭД.
IВ.ЗМТЗIНАГР.МАКСkСАМ; kСАМ =1.5-2 – коэффициент самозапуска. Коэффициент возврата: kВ = IВ.ЗМТЗ/ IСЗМТЗ; IСЗМТЗ =(kОТС/kВ) IНАГР.МАКСkСАМ
kОТС – учитывает погрешность ТА, реле и погрешность расчета тока КЗ.
2. Защита не должна срабатывать при максимальном токе нагрузки, при срабатывании АПВ после отключения при КЗ.
IСЗМТЗ =kОТС IНАГР.МАКСkСАМАПВ; kСАМАПВ =2-2.5
Из двух полученных токов IСЗМТЗ выбираем больший. Приведем IСЗМТЗ к вторичной стороне: IСРМТЗ = IСЗМТЗ kСХ/nA; nA – коэф. трансформации, kСХ – коэф. схемы.
Проверка чувствительности. Осуществляется в основной зоне действия и зо-не резервирования. Рассм МТЗ1: kЧ.1.ОСНМТЗ = (IКЗ.МИНБ/ IСЗ.1МТЗ)1,5 (ПУЭ);
kЧ.1.РЕЗМТЗ = (IКЗ.МИНВ/ IСЗ.1МТЗ)1,2 (ПУЭ)
Схемы МТЗ на постоянном оперативном токе.
Для максимальной токовой защиты могут использоваться следующие схемы: неполная звезда — двухфазная двух- или трехрелейная схема (см. рис. 5, 6), главным образом, применяется для защиты электрических сетей напряжением до 35 кВ включительно, которые в нашей стране работают с изолированной или компенсированной нейтралью и малыми токами замыка-ния на землю; полная звезда — трехфазная двух-, трех- или четырехрелейн-ая схема (см. рис. 7), применяется для защиты электрических сетей напряже-нием 110 кВ и выше, работающих с глухозаземленной нейтралью и с больш-ими токами КЗ на землю.



Схемы МТЗ на переменном оперативном токе.
Двухступенчатая токовая защита на вторичных реле прямого действия. РТМ – для ТО.

МТЗ с зависимой характеристикой на реле РТ-85.

Двухступенчатая МТЗ с независимой характеристикой с дешунтированием ЭО.

Оценка и область применения.
Достоинствами МТЗ являются ее простота, надежность и небольшая стоим-ость по сравнению с другими видами защиты. По своему принципу МТЗ об-еспечивает селективность в радиальных сетях с односторонним питанием. Однако в некоторых случаях ее удается применять и в более сложных сетях, имеющих двустороннее питание.
К недостаткам МТЗ относятся:
а) большие выдержки времени, особенно вблизи источников питания, в то время как именно вблизи шин электростанции по условию устойчивости не-обходимо быстрое отключение КЗ; б) недостаточная чувствительность при КЗ в разветвленных сетях с большим числом параллельных цепей и значите-льными токами нагрузки.
МТЗ получила наиболее широкое распространение в радиальных сетях всех напряжений; в сетях 10 кВ и ниже она является основной защитой.

Направленная максимальная токовая защита линий. Принцип действия.
Одним из признаков возникновения КЗ является увеличение тока в линии. Этот признак используется для выполнения защит, называемых токовыми. Токовые защиты приходят в действие при увеличении тока в фазах линии сверх определенного значения (ICЗ). В качестве реле, реагирующих на возр-астание тока служат максимальные токовые реле. Токовые защиты подразд-еляются на МТЗ и ТО.
Направленная МТЗ отличается от ненаправленной наличием в схеме реле направления мощности (реле мощности). Реле мощности – такие реле, кото-рые замыкают свои контакты при положительном направлении мощности и размыкают при обратном. Положительное направление – от сборных шин к линии. В схеме направленных защит контакты реле мощности включаются последовательно с контактами токовых реле, т.е. защита срабатывает только при одновременном замыкании этих контактов.
Необходимость направленной защиты возникла для сетей радиальных с 2-х сторонним питанием и кольцевых с односторонним, где обычные защиты не обеспечивают требуемой селективности.Рассмотрим обычную радиальную сеть с 2-х сторонним питанием:

Рис.1. Встречно-ступенчатый принцип выбора выдержек времени НМТЗ.
Если А1-А6 – МТЗ. Случай 1: КЗ в т. К1 t2t3 (А2 – сработает раньше); Случай 2: КЗ в т. К2 t2t3 (А3 – сработает раньше); селективность не обеспечивается, т.к. два взаимоисключающих условия.
Если А1-А6 – НМТЗ (от шин к линии). Стрелками указано направление мо-щности, при котором органы направления мощности разрешают защитам срабатывать. С учетом этого защиты объединены в две группы: А2, А4, А6 и А5, АЗ, А1. В пределах каждой группы выдержки времени выбираются, как у максимальной токовой защиты, по ступенчатому принципу. Минимальную выдержку времени имеют защиты А2 и А5. Они отстраиваются по времени от защит других присоединений соответственно подстанций А и Г. В кажд-ой группе защит выдержка времени увеличивается по мере приближения к источникам питания на величину t (ступень селективности). На рис.1 пост-роены характеристики максимальных токовых направленных защит с незав-исимой выдержкой времени. Принято считать, что выдержки времени макс-имальных токовых направленных защит выбираются по встречно-ступенч-атому принципу.
Селективность не нарушается, если некоторые защиты выполнить без органа направления мощности. В действительности нет необходимости сн-абжать органом направления мощности защиту А3, так как в рассматривае-мом случае она отстроена от защиты А2 по времени. По такой же причине без органа направления мощности можно выполнить защиты А4, А1 и А6.
В общем случае при наличии на подстанции нескольких присоединений защита, имеющая наибольшую выдержку времени, может не иметь органа направления мощности, так как селективность ее действия при коротких замыканиях на других присоединениях обеспечивается выдержкой времени.
Для кольцевой схемы – тоже самое, при ее разворачивании.
При трехфазных КЗ вблизи шин подстанции, где установлена НМТЗ, напря-жение на шинах п/с понижается до нуля или значения, близкого к нулю. Вс-ледствие этого мощность на реле направления мощности оказывается недос-таточной для действия реле и защита отказывает. Участок линии, в пределах которого при трехфазных КЗ защита не действует из-за недостаточного зна-чения напряжения, называется «мертвой зоной». Наличие «мертвой зоны» является недостатком НМТЗ.
Ток срабатывания.
1. Защита должна возвращаться в исходное состояние после откл. внешн-его КЗ и протекания максимального тока нагрузки с учетом самозапуска ЭД.
IВ.ЗНМТЗIНАГР.МАКСkСАМ; kСАМ =1.5-2 – коэффициент самозапуска. Коэффициент возврата: kВ = IВ.ЗНМТЗ/ IСЗНМТЗ; IСЗНМТЗ =(kОТС/kВ) IНАГР.МАКСkСАМ
kОТС – учитывает погрешность ТА, реле и погрешность расчета тока КЗ.
2. Защита не должна срабатывать при максимальном токе нагрузки, при срабатывании АПВ после отключения при КЗ.
IСЗНМТЗ =kОТС IНАГР.МАКСkСАМАПВ; kСАМАПВ =2-2.5
3. Реле тока не должно срабатывать в неполнофазном режиме, т.е. при обры-ве 1-го провода. IСЗНМТЗ =kОТС IН.Ф.МАКС
4. Реле тока не должно срабатывать от тока неповрежденных фаз при несимметричных КЗ. В этом случае поведение реле мощности не определено, поскольку ток IН.Ф зависит от режима КЗ и от режима нагрузки и в общем случае может не совпадать по направлению с током КЗ. При этом возможно отключение неповрежденной линии как и в неполнофазном режиме. IСЗНМТЗ =kОТС IН.Ф.МАКС
Из всех полученных токов IСЗНМТЗ выбираем больший. Приведем IСЗНМТЗ к вторичной стороне: IСРНМТЗ = IСЗНМТЗ kСХ/nA; nA – коэф. трансформации, kСХ – коэф. схемы.
Схемы максимальных направленных защит.


Схемы весьма многообразны и отличаются в основном: типом пускового ор-гана, который может выполняться токовыми реле (рис. 7.4) или токовыми реле с блокировкой минимального напряжения (рис. 7.5); типом органа нап-равления мощности, который может выполняться с помощью трехфазных (рис. 7.4) или однофазных (рис. 7.5) реле направления мощности; способом подвода напряжения к реле направления мощности (постоянно или в момент возникновения повреждения); наличием или отсутствием выдержки време-ни; трехфазным (рис. 7.4) или двухфазным (рис. 7.6) исполнением; операти-вным током — постоянным (рис. 7.4 и 7.5) или переменным (рис. 7.6); схем-ой включения органа направления мощности.
361951270000Под схемой включения реле направления мощности понимается сочетан-ие фаз тока и напряжения, подводимых к реле (это сочетание не может быть произвольным). Реле направления мощности должно
правильно определять направление мощности при КЗ в сети, где установле-на зашита. При этом нет необходимости, чтобы реле направления мощности правильно измеряло значение мощности. Наоборот, чем большую мощность будет замерять реле в момент КЗ, тем надежнее оно будет действовать, тем -меньше будет «мертвая зона» защиты.
Схемы включения реле направления мощности предусматривают включе-ние их па разноименные фазы тока и напряжения в таких сочетаниях, котор-ые обеспечивают в условиях КЗ правильное определение направления мощ-ности и измерение реле возможно большего значения мощности. Наибольшее распространение получили две схемы; 30 - градусная (рис. 7.4) и 90 – градусная (рис. 7-5).
Токовые отсечки линий. Принцип действия. Ток срабатывания. Схемы.
Одним из признаков возникновения КЗ является увеличение тока в линии. Этот признак используется для выполнения защит, называемых токовыми. Токовые защиты приходят в действие при увеличении тока в фазах линии сверх определенного значения (ICЗ). В качестве реле, реагирующих на возр-астание тока служат максимальные токовые реле. Токовые защиты подразд-еляются на МТЗ и ТО.
Принцип действия.
Отсечка является разновидностью токовой защиты, позволяющей обеспечи-ть быстрое отключение КЗ. Токовые отсечки подразделяются на отсечки мгновенного действия и отсечки с выдержкой времени (около 0,3—0,6 с).
Селективность действия токовых отсечек достигается ограничением их зоны работы так, чтобы отсечка не действовала при КЗ на смежных участках сети, защита которых имеет выдержку времени, равную или больше, чем отсечка. Для этого ток срабатывания отсечки должен быть больше максимального тока КЗ, проходящего через защиту при повреждении в конце участка, за пр-еделами которого отсечка не должна работать (точка М участка АМ на рис. 5-1). Такой способ ограничения зоны действия основан на том, что ток КЗ IК зависит от величины сопротивления до места повреждения (рис. 5-1). Дейст-вительно, ток КЗ в какой-либо точке рассматриваемого участка линий (1):

где ЕС - эквивалентная ЭДС генераторов системы; ХС и ХЛ.К - сопротивление системы и участка линии до точки КЗ (активная составляющая сопротивлен-ия, для упрощения, не учитывается); ХУ — удельное сопротивление линии, Ом/км; lК - длина защищаемой линии от ее начала до точки КЗ.
Из (1) следует, что при удалении точки КЗ от источника питания (или от ме-ста расположения защиты) сопротивление XЛ.К растет (так как XЛ.К lК), а
-190563500ток КЗ соответственно уменьша-ется, как показано на рис. 5-1.
Отсечка не должна действова-ть при КЗ за точкой М (рис.5-1), для обеспечения этого условия необходимо выбрать
Iс.з>Iк(М) (2)
Ic.з = kОТС Iк(М).макс
kОТС – учитывает погрешность ТА, реле, расчета тока КЗ.
Тогда при КЗ за точкой М отс-ечка не будет действовать, а при повреждении в пределах участка АМ — будет работать на той ча-сти линии АN, где Iк > Iс. з.
Таким образом, зона действия защиты с током срабатывания, выбранным по условию (2), охватывает толь-ко часть линии(АN) и не выходит за пределы участка АМ. Токовые отсечки применяются как в радиальной сети с односторонним питанием, так и в се-ти, имеющей двустороннее питание.
Схемы ТО. ТО используются совместно с МТЗ.
Схемы ТО на постоянном оперативном токе.
Для токовой отсечки могут использоваться следующие схемы: неполная звезда — двухфазная двух- или трехрелейная схема (см. рис. 5, 6), главным образом, применяется для защиты электрических сетей напряжением до 35 кВ включительно, которые в нашей стране работают с изолированной или компенсированной нейтралью и малыми токами замыкания на землю; полная звезда — трехфазная двух-, трех- или четырехрелейная схема (см. рис. 7), применяется для защиты электрических сетей напряжением 110 кВ и выше, работающих с глухозаземленной нейтралью и с большими токами КЗ на землю.



Схемы ТО на переменном оперативном токе.
Двухступенчатая токовая защита на вторичных реле прямого действия. РТМ – для ТО.

МТЗ с зависимой характеристикой на реле РТ-85.

Двухступенчатая МТЗ с независимой характеристикой с дешунтированием ЭО.

Оценка. Токовые отсечки мгновенного действия являются самой простой за-щитой. Быстрота их действия в сочетании с простотой схемы и обслуживан-ия составляет весьма важное преимущество этих защит.
Недостатками мгновенной отсечки являются: неполный охват зоной дей-ствия защищаемой линии и непостоянство зоны действия под влиянием соп-ротивлений в месте повреждения и изменений режима системы, однако пос-леднее не оказывает существенного влияния в мощных энергосистемах.
Сочетание отсечек и максимальной защиты позволяет получить трехсту-пенчатую защиту, которая во многих случаях успешно заменяет более сложныеПродольная дифференциальная защита линий. Принцип действия. Оценка и область применения. Ток небаланса и его составляющие.
Принцип действия прод. диф. защит основан на сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемой линии.
По концам защищаемой линии (рис. 5-1) устанавливаются трансф. тока ТТ с одинаковыми коэф. трансформаций КТ. Их вторичные обмотки соединяются пофазно) проводами и подключаются к обмотке измер. реле РТ.0381000В норм. режиме работы линии или при внешнем КЗ (К1) в обоих трансф. тока проходит одинаковый первичный ток I1П (рис. 5-1, а), а в реле - разность вторичных токов IР =I1В - I11В = (1/КТ)(I) = IНБ.В (т.к IВ =IП - I - из Т-образной схемы замещения), с учетом принятых положительных направлений и полярности обмоток трансформаторов тока. ICРIНБ.В.МАКС – условие несрабатывания защиты при внешних КЗ.При КЗ в защищаемой зоне (К2 на рис. 5-1, б) / IР =I1В + I11В = (1/КТ)(IК), IКI , IРIСР – защита срабатывает.
Если питание одностороннее (т. е. I11В = 0), то IР = I1В. Такая схема дифзащиты наз. схемой с циркулирующими токами.
Ток небаланса.
Правильный учет тока небаланса в схеме диф защиты имеет существенное значение, поскольку от его величины зависит ток срабатывания защиты т.к. ICР = kОТСIНБ.МАКС. В схеме защиты с циркулирующими тока-ми (рис. 5-1) ток IНБ.В = I1В - I11В Выразив вторичные токи через первичные с учетом погрешности трансформаторов тока получим:

где I1НАМ и I11НАМ — токи намагничивания, отнесенные ко вторичным обмоткам ТТ. Так как при внешнем КЗ I1 = I11, то

где ка – коэффициент, учитывающий влияние на быстродействующие защиты переходных процессов при КЗ, которые сопровожд-ся прохождением апериод. составляющих в токе КЗ; ко – коэф однотипности ТА; - погрешность ТА. Ток небаланса будет = 0 при полной идентичности характеристик намагничивания ТТ. Выполнить эти требования с абсолютной точностью на практике не удается, поэтому ток небаланса всегда имеется.
Особенности выполнения продольной диф. защиты линий.
3619559563000В простейшем виде дифзащита линии на рис.5.1. Но такая схема может прим-ся на очень коротких линиях до 500м. При большей длине резко увеличивается нагрузка на ТА, за счет сопротивления соед. проводов, возрастает стоимость защиты, которая определяется стоимостью соединительных проводов. ТА выходят за пределы допустимой погрешности и защита неработоспособна. Поэтому применяются специальные односистемные схемы защиты.
Особенности.1) Откл. линии производ-ся 2-мя реле тока КА1 и КА2, по одному на выключатель каждой п/с, за счет этого минимизируется длина проводов в цепях управления выключателями. 2) Для снижения нагрузки на ТА, уменьшают токи в проводах, связывающих 2-е п/с с помощью промежуточных ТLAT1 и ТLAT2 и изолирующих ТLA1 и ТLA2 тр-ов. 3) В кач-ве связывающих проводов исп. свободные жилы телеф. кабеля прокладываемого вдоль трассы линии, при этом, за счет взаимоиндукции в этих жилах при КЗ, связанных с землей, наводится ЭДС влияния. 4) КЗ или повреждение соед. проводов может привести к отказу или ложному сраб. защиты, поэтому защита дополняется устройством контроля исправности проводов – с блокировкой выходных цепей при повреждении (сигнализация). 5) Защита выполняется односистемной (2 соед. провода, вместо 4-х), благодаря комбинир-м фильтрам симметр. составляющих AZ1 и AZ2. 6) За счет 2-х реле тока, появляется дополнительная погрешность, пропорциональная сопротивлению проводов. IНБ.ПРОВ = (ZПРIКЗ.ВНЕШ.МАКС)/(ZПР + 2ZР).
Оценка и область применения.
Принцип действия защиты прост и надежен. Защита не реагирует на качания и перегрузки, и действует без выдержки времени при КЗ в любой точке линии т.е имеет абсолютную селективность. К недостаткам защиты следует отнести высокую стоимость соединит. кабеля и работ по его прокладке, низкую надежность соединит. проводов, требуется установка резервной защиты для охвата сборных шин и участков вне зоны.
При наличии автомат. контроля повреждения кабеля обнаруж-ся, как правило, своевременно, и случаи ложной работы защиты по этой причине редки. Защиту следует применять на коротких линиях в тех случаях, когда требуется мгновен. откл. повреждений в пределах всей линии. Защита получила распространение на линиях 35 - 220 кВ длиной до 10-15 км.
Принцип действия продольной дифференциальной защиты трансформатора, её схема.
023685500Принцип действия продольных дифференциальных защит основан на сравн-ении величины и фазы токов в начале и конце защищаемого объекта.
Для выполнения ДЗ тр-ра устан-авливаются ТТ со стороны всех его обмоток, как показано на рис.8.2 для двухобмоточного тр-ра. Вторичные обмотки ТТ сое-диняются в дифференциальную
схему и параллельно к мим под-ключается токовое реле КА.
Аналогично выполняется ДЗ ав-тотр-ра. При рассмотрении при-нципа действия ДЗ условно при-нимается, что защищаемый тр-тор имеет коэф. трансформации, равный единице, одинаковое со-единение обмоток и одинаковые ТТ с обеих сторон.
При прохождении ч/з тр-р сквозного тока нагрузки или КЗ ток в реле равен:

При принятых выше условиях и пренебрегая током намагничивания тр-тора, который в нормальном режиме имеет малое значение, можно считать, что первичные токи равны и, следовательно, вторичные токи тоже. С учетом этого
Таким образом, если схема ДЗ выполнена правильно и ТТ имеют точно сов-падающие характеристики, то при прохождении ч/з тр-тор тока нагрузки или внешнего КЗ ток в реле отсутствует и ДЗ на такие режимы не реагирует.
Практически вследствие несовпадения характеристик ТТ вторичные токи не равны, и поэтому в реле проходит ток небаланса, т, е.

Для того чтобы ДЗ не подействовала от тока небаланса, ее ток срабатывания должен быть больше этого тока, т. е,

где Котс - коэффициент отстройки;
Iнб.расч – представляет собой сумму вида, кА:

где I`нб.расч – составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью ТА, кА;
I``нб.расч - составляющая тока небаланса, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора, кА;
I```нб.расч - составляющая тока небаланса, обусловленная неточностью установки на реле расчетных чисел витков для не основной стороны, кА.
где Iк.макс – периодическая составляющая тока, проходящего ч/з тр-тор при расчетном внешнем КЗ, приведенного к основной стороне, кА; Ка – коэф, учитывающий влияние на быстродействующие защиты переходных процес-сов при КЗ, которые сопровождаются прохождением апериодических соста-вляющих в токе КЗ; Кодн – коэффициент однотипности ТА; - погрешность ТА; UРПН – половина регулировочного диапазона устройства РПН, о.е; расч – расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора то-ка (НТТ) реле не основной стороны; ф – фактическое (целое) число витков обмотки НТТ не основной стороны.
Для отстройки от тока небаланса применяется торможение.
115824022415500При КЗ в трансформаторе или любом другом месте м/у ТТ направление токов изменится на противоположное, как показано на рис, 8.2, б. При этом ток в реле согласно станет равным

Таким образом, при КЗ в зоне ДЗ в реле проходит полный ток КЗ, деленный на коэффициент трансформации трансформаторов тока. Под влиянием этого тока защита срабатывает и производит отключение поврежденного тр-тора.
Особенности, влияющие на выполнение дифференциальном защиты трансформаторов (автотрансформаторов).
- разные токи сравниваемые как по величине так и по углу (токи в вторичных ветвях ТТ выравниваются с помощью подбора их КТ и КСХ – схемы соединения).
- наличие броска намагничивающего тока. Намагничивающий ток в нормал-ьном режиме составляет примерно 1—5 % номинального тока тр-ра и поэт-ому вызывает лишь некоторое увеличение тока небаланса. Иные явления пр-оисходят при включении тр-ра под напряжение (ХХ) или при восстановлен-ии напряжения после отключения КЗ. В этих случаях в обмотке тр-ра со сто-роны источника питания возникает бросок намагничивающего тока, которы-й в первый момент времени в 5—8 раз превышает номинальный ток тр-ра, но быстро, в течение 1 с, затухает до значения порядка 20 % номинального тока. Для предотвращения ложного срабатывания ДЗ от броска намагничив-ающего тока ток срабатывания защиты должен быть больше максимального значения намагничивающего тока, т. е.

Если мы отстраиваемся от величины броска намагничивающего тока – то это наз. дифференциальной отсечкой.
Схемы ДЗ. Дифференциальная отсечка (рис.8.6).

Дифференциальная защита с реле РНТ-565. У1, У2 – уравнительные обмот-ки; Р – рабочая.
0184594500-3619543434000Дифференциальная защита с торможением. Реле КАW – реле с тормозным действием типа ДЗТ. Тормозная обмотка Т, включенная в плечо ДЗ, по кото-рой проходит ток сквозного КЗ, подмагничивает сердечник БТН, что приводит к увеличению тока
Принцип действия и схемы поперечной дифференциальной защиты линии: простой и направленной.
Токовая поперечная дифференциальная защита применяется для // линий, присоединенных к шинам подстанции ч/з один общий выключатель и имею-щих равные сопротивления. Упрощенная принципиальная схема токовой поперечной дифференциальной защиты показана на рис.1.
Принцип действия попереч-ной ДЗ основан на том, что в режимах нагрузки и при вне-шних КЗ (рис1.а) токи в // ветвях, если их параметры идентичны = по величине и одинаково направлены, поэ-тому их разность = 0. При КЗ на одной из линий (рис.1,б т.К) баланс наруша-ется и их разность становит-ся отличной от нуля. Таким образом при пофазном вкл-ючении реле на разность вт-оричных токов // ветвей – можно выполнить селектив-но действующую защиту.
Проведя анализ токораспределения в схеме поперечной ДЗ, можно установи-ть, что ток в реле = разности вторичных токов ТА первой и второй линий:
I*Р =I*1-I*2 = (I*I-I*II-I*1+I*2)/kТ (1)
1.) В нормальных условиях, а также при КЗ на шинах приемной п/с или за ее пределами (рис.1, а) I*I I*II; I*Р = (I*2 - I*1)/kТ = I*НБ.ВНЕШН.
ICР I*НБ.ВНЕШН.МАКС. Отстраиваются от тока небаланса.Ток небаланса в сх. поперечной ДЗ вызывается некоторым неравенством первичных токов и по-грешностями ТТ. 2.) При КЗ в т. К., токораспределение изменится, токи I*I и I*II не будут равны друг другу и ч/з реле будет проходить ток, равный разно-сти вторичных токов IР = I*1-I*2 ICР.- защита срабатывает. 3.) При КЗ на границе зоны срабатывания защиты в т. КК. Защита имеет “мертвую зону” в конце линии, где IР = I*1-I*2 ICР. Эта зона имеет длину m = (ICЗl)/IКЗ, l – длина защищаемой линии; IКЗ - вычисляют методом последовательных при-ближений.
Таким образом, рассматриваемая токовая поперечная ДЗ имеет ограниче-нную зону действия и поэтому может выполняться без выдержки времени, что является ее основным достоинством.
На линиях с односторонним питанием токовая поперечная ДЗ устанавлив-ается только со стороны источника питания, а на линиях с двусторонним пи-танием—с обеих сторон линии. Полная схема защиты параллельных линий, присоединенных к шинам через общий выключатель, приведена на рис.7.12.

При возникновении КЗ на одной из линий токовая поперечная ДЗ отключает общий выключатель обеих линий. Для восстановления питания потребителя поврежденная линия выводится в ремонт отключением ее разъединителя, а неповрежденная включается обратно в работу. В режиме работы только одн-ой линии токовая поперечная ДЗдолжна быть отключена, что производится
разрывом цепи оперативного тока на вспомогательных контактах SQS1 и SQS2 разъединителей, как показано на рис. 7.12, или вручную. Недостатком токовой поперечной дифференциальной защиты является наличие «мертвой зоны», что требует установки дополнительной защиты для отключения пов-реждений, возникающих в «мертвой зоне», а также на шинах противополож-ной п/с. В качестве такой защиты применяется обычно МТЗ.
Направленная поперечная ДЗ. Для // линий, присоединяемых к шинам ч/з са-мостоятельные выключатели, нужна защита, которая могла бы выбирать и отключать только одну поврежденную линию. Таким свойством обладает направленная поперечная ДЗ. Упрощенная принципиальная схема направленной поперечной ДЗ приведена на рис, 7.13.

Защита состоит из пускового органа КА, обычно осуществляемого токовы-ми реле, включаемыми так же, как в токовой поперечной ДЗ, и органа напр-авления мощности КW, включенного на разность токов защищаемых линий и на напряжение шин п/с. В качестве органа направления мощности исполь-зуются реле мощности двухстороннего действия, которое имеет две пары контактов и нейтральное положение. Как известно, значение и знак вращаю-щего момента у реле направления мощности зависят от значения тока, напр-яжения и угла м/у ними. Напряжение, подводимое к реле, меняется только по значению в зависимости от удаленности места КЗ от шин п/с, где устано-влена защита. В то же время ток, подводимый к реле, изменяется не только по значению, изменяется также и направление прохождения тока ч/з реле направления мощности (направление зависит от т. КЗ) (см.рис.7.13, г и д).
1). Нагрузка или внешнее КЗ. I*I I*II; I*Р = (I*2 - I*1)/kТ = I*НБ.ВНЕШН.
ICР I*НБ.ВНЕШН.МАКС.- защита не сработает. 2.) При повреждении линии I ток в линии I будет больше тока в линии II, и поэтому их разность, т.е. ток в ре-ле, будет иметь такое же направление, как и ток в линии I.= реле КW замк-нет контакт КW.1 и защита отключит поврежденную линию. 3)При повреж-дении на линии II ток КЗ в линии II будет больше тока в линии I и, следоват-ельно, их разность, т. е. ток в реле, изменит направление на противополож-ное. При этом знак вращающего момента реле направления мощности также изменится на противоположный и реле, замкнув контакт КW.2, обеспечит действие защиты на отключение поврежденной линии II.
Направленная поперечная ДЗ так же, как и токовая поперечная ДЗ, имеет «мертвую зону» при повреждениях вблизи шин противоположной п/с. При возникновении КЗ в этой зоне направленная поперечная дифференциальная защита не отказывает в действии, как токовая, а действует каскадно.
Так, при повреждении в точке К на линии II вблизи шин п/с Б (рис7.14) токи II и III будут бли-зки по величине и токораспред-елецие будет таким, как показа-но на рис. 7.14,а. При этом знач-ения токов, проходящих в реле, будут равны:

В результате защита на п/с А действовать не будет, а на п/с Б подействует и отключит выклю-чатель поврежденной линии II. После отключения выключателя линии II со стороны п/с Б токор-аспределение изменится и стан-ет таким, как показано на рис. 7.14,б. Прохождение тока КЗ по линии I прекращается, вследст-вие чего ток в реле защиты подстанции А становится равным полному току КЗ, проходящему по линии II. Защита при этом сработает и отключит выключатель линии II, чем будет полностью ликвидировано КЗ на этой линии. Участки линий вблизи шин п/с, при повреждении на которых направленная поперечная ДЗ действует каскадно, называются зоной каскадного действия. Наличие зоны такой зо-ны является недостатком зашиты, так как приводит к увеличению полного времени отключения КЗ в 2 раза. Направленная поперечная ДЗ, так же как НМТЗ, имеет «мертвую зону» органа направления мощности при близких трехфазных КЗ, что также является ее недостатком. К недостаткам защиты следует также отнести то, что при сложном виде повреждения — обрыве фа-зы с односторонним КЗ она отключит обе параллельные линии: поврежденн-ую (на п/с, в направлении которой существует КЗ) и неповрежденную (на п/с, в направлении которой существует обрыв поврежденной фазы).
Схемы. В сетях с изолированной или компенсированной нейтралью применяется двухфазная двухрелейная схема, когда группа ТА соединяются в неполную звезду.(сх. как выше). В сетях с глухозаземленной нейтралью применяется универсальная трехфазная трехрелейная схема (тоже самое, только + ТА и + 1-но реле).
Трёхступенчатая токовая защита линий.
Для того чтобы обеспечить надежную защиту электрических сетей при повреждениях, часто недостаточно использовать защиту одного вида. Так, токовые отсечки обеспечивают быстрое выявление повреждений, но имеют зоны нечувствительности в конце контролируемого объекта. МТЗ имеют достаточно протяженные зоны действия, но их приходится выполнять с большими выдержками времени срабатывания, особенно на головных участках сетей, где требуется высокое быстродействие. Для того чтобы максимально использовать достоинства защит разных типов, их объединяют в один комплекс.
Наибольшее распространение получили трехступенчатые токовые защиты. В качестве первой ступени используются токовые отсечки мгновенного действия (селективные токовые отсечки). В качестве второй — токовые отсечки с выдержкой времени срабатывания (неселективные токовые отсечки). В качестве третьей ступени — МТЗ.

Трехступенчатые токовые защиты могут быть неполными. Например, на головной линии W1 (13), как правило, устанавливаются все ступени защиты. На смежных с головным участком сети линиях (W2) чаще используют только две ступени: первую и третью. На удаленных от источника питания объектах сети (линия W3) обычно достаточно только третьей ступени защиты — МТЗ.
Расчеты целесообразно вести начиная с наиболее удаленной от источника питания линии (W3). Первичный ток срабатывания третьей ступени защиты 3 определяется так:

где IС ЗАП W3 и IРАБ МАХ W3 — соответственно значение тока самозапуска в послеаварийном режиме и максимальное значение рабочего тока в линии W3 в нормальном режиме;
k З — коэффициент запаса (для защит, имеющих выдержку времени);
k в — коэффициент возврата;
k С ЗАП W3 — коэффициент самозапуска для линии W3.
Выдержка времени срабатывания третьей ступени защиты 3:

где tC3 Н4 — максимальное время срабатывания защит нагрузок, с которыми третья ступень защиты 3 может иметь общую зону действия;
Δt — ступень селективности.
Параметры срабатывания МТЗ второй и первой линий определяются аналогично:

Первичный ток срабатывания первой ступени (отсечки мгновенного действия) второй линии:

Аналогично определяется ток срабатывания первой ступени защиты 1:

Вторая ступень защиты 1 должна быть отстроена от тока срабатывания первой ступени защиты, установленной на следующей (второй) линии:

где k3 1–2 и k3 2–1 — коэффициенты запаса по току второй ступени защиты первой линии и первой ступени второй линии соответственно; в общем случае значения этих коэффициентов различны, так как первая ступень защиты не имеет выдержки времени, а вторая — с целью обеспечения селективности действия — имеет.
По времени вторая ступень защиты 1 также должна быть отстроена от времени действия быстродействующих защит отходящих присоединений (вторая линия), с которыми имеет общую зону действия:

где tC3 2–1 — время действия первой ступени защиты 2.
Токи срабатывания реле (вторичные токи) отдельных ступеней защит вычисляются так:

где IC3 — первичный ток срабатывания соответствующей ступени защиты;
k СХ — коэффициент схемы;
k т — коэффициент трансформации ТТ защиты.
Базовая схема токовой трехступенчатой защиты, устанавливаемой на отходящей линии электропередачи 10 кВ, показана на 14.

Чувствительность первых ступеней защит оценивается по величине зоны действия. Зона действия, как правило, определяется графически.
Чувствительность вторых ступеней может оцениваться по величине зоны действия или по значению коэффициента чувствительности. Если зона действия второй ступени полностью охватывает контролируемую линию, то третья ступень защиты этой линии выполняет только резервные функции. Если же зона действия второй ступени меньше длины контролируемой линии, то третья ступень защиты линии является основной.
Чувствительность третьих ступеней защит оценивается по коэффициенту чувствительности, как у отдельных МТЗ.
Дистанционная защита линий (принцип действия, выбор параметров срабатывания).
В сетях сложной конфигурации с несколькими источниками питания простые и направленные МТЗ (НТЗ) не могут обеспечить селективного отключения КЗ. Так, например, при КЗ на W2 (рисунке 8.1) НТЗ 3 должна подействовать быстрее РЗ 1, а при КЗ на W1, наоборот, НТЗ 1 должна подействовать быстрее РЗ 3. Эти противоречивые требования не могут быть выполнены с помощью НТЗ. Кроме того, МТЗ и НТЗ часто не удовлетворяют требованиям быстродействия и чувствительности. Селективное отключение КЗ в сложных кольцевых сетях может быть обеспечено с помощью дистанционной РЗ (ДЗ).

 
 
 

∆- дистанционная защита, О- максимальная токовая направленная защита
Рисунок 8.1 - Кольцевая сеть с двумя источниками питания:
 
Выдержка времени ДЗ t3 зависит от расстояния (дистанции) t3 = f(lр.к) (рисунок 8.2) между местом установки РЗ (точка Р) и точкой КЗ (К), т. е. lр.к и нарастает с увеличением этого расстояния. Ближайшая к месту повреждения ДЗ имеет меньшую выдержку времени, чем более удаленные ДЗ. Например, при КЗ в точке К1 (рисунок 8.2) Д32, расположенная ближе к месту повреждения, работает с меньшей выдержкой времени, чем более удаленная Д31. Если же КЗ возникает в точке К2, то время действия Д32 увеличивается, и КЗ селективно отключается ближайшей к месту повреждения ДЗ 3 .
 

 
Рисунок 8.2 - Зависимость выдержки времени дистанционной защиты
 
Основным элементом ДЗ является дистанционный измерительный орган (ДО), определяющий удаленность КЗ от места установки РЗ. В качестве ДОиспользуются реле сопротивления (PC), реагирующие на полное, реактивное или активное сопротивление поврежденного участка ЛЭП (Z, X, R).Сопротивление фазы ЛЭП от места установки реле Р до места КЗ (точки К) пропорционально длине этого участка Iр.к, так как Zp.к = Zy l p.к; Х р.к = Ху l р.к; Rр.к = Ry l p.к , где Zp.к, Хр.к, Rр.к - полное, реактивное и активное сопротивления участка ЛЭП длиной lр.к; Zy, Ху, Ry - удельные сопротивления на 1 км ЛЭП.
 Таким образом, поведение дистанционного органа, реагирующего на сопротивление линии, зависит от расстояния до места повреждения.В зависимости от вида сопротивления, на которое реагирует ДО (Z, X или R), ДЗ подразделяются на РЗ полного, реактивного и активного сопротивлений. Реле сопротивления, применяемые в ДЗ для определения сопротивления Zp.к до точки КЗ, контролируют напряжение и ток в месте установки ДЗ (рисунок 8.3). К зажимам PC подводятся вторичные значения Uр и Iр от ТН и ТТ. Реле выполняется так, чтобы его поведение в общем случае зависело от отношения Uр к Iр. Это отношение является некоторым сопротивлением Zp. При КЗ Zp = Zp.к, и при определенных значениях Zp.к PC срабатывает; оно реагирует на уменьшение Zp, поскольку при КЗ Uр уменьшается, а Iр возрастает.
Рисунок 8.3- подключение цепей тока и напряжения релесопротивления Наибольшее значение Zp, при котором PC срабатывает, называется сопротивлением срабатывания реле Zc.p:Zp = Up/Ip Zc.p. (8.1)Для обеспечения селективности в сетях сложной конфигурации на ЛЭП с двусторонним питанием ДЗ необходимо выполнять направленными, действующими при направлении мощности КЗ от шин в ЛЭП. Направленность действия ДЗ обеспечивается при помощи дополнительных РНМ или применением направленных PC, способных реагировать и на направление мощности КЗ. Зависимость времени действия ДЗ от расстояния или сопротивления до места КЗ t3 = f(lр.к) или t3= f(Zp.к) называется характеристикой выдержки времени ДЗ. По характеру этой зависимости ДЗ делятся на три группы: с плавнонарастающими (наклонными) характеристиками времени действия, ступенчатыми и комбинированными характеристиками (рис). Ступенчатые ДЗ действуют быстрее, чем ДЗ с наклонной и комбинированной характеристиками и, как правило, получаются проще в конструктивном исполнении. Наиболее распространенные ДЗ со ступенчатой характеристикой выполняются обычно с тремя ступенями времени: tI, tII, tIII, соответствующими трем зонам действия ДЗ (рисунок 8.4,б) 
а) наклонная; б) ступенчатая; в) комбинированнаяРисунок 8.4 – Характеристики дистанционной защиты Ток небаланса и его составляющие для продольной дифференциальной защиты трансформатора.
Выразив в (10.2) вторичные токи через первичные, с учетом погрешности ТТ получим Iнб в реле:                                                                 (10.5) где IIнам и IIIнам – токи намагничивания, отнесенные ко вторичным обмоткам ТТ (ТАI и ТАII). Так как при внешнем КЗ, сквозных токах нагрузки и качаний первичные токи в начале и конце ЛЭП одинаковы, II = III, (из 10.5) получим
 
                                                                                                 (10.5а) Это выражение показывает, что значение тока небаланса определяется различием значений токов намагничивания ТТ. Следовательно, для уменьшения тока небаланса необходимо выравнивать токи намагничивания IIнам и IIIнам по значению и фазе. Ток намагничивания ТТ (см. §3.2) зависит от магнитной индукции Вm,а также от вторичной ЭДС ЕвТТ (рис.10.2, а). Из сопоставления характеристик 1 и 2 на рис.10.2, а следует, что ток небаланса будет равен нулю при совпадении характеристик намагничивания 1 и 2 TAIи ТАII(рис.10.2, а) и равенстве вторичных ЭДС Евв режиме сквозных токов. Ток небаланса возрастает с увеличением магнитной индукции В,которая, в свою очередь, повышается при увеличении первичного тока КЗ Iк и вторичной нагрузки Zн. Ток Iнб особенно возрастает при работе в области насыщения ТТ, так как небольшое расхождение в их характеристиках намагничивания вызывает большое различие в токах намагничивания даже при одинаковых значениях вторичных ЭДС Ев(Вm) [см. рис.10.2, а при Вm(Ев) вточке С]. Поэтому стремятся к тому, чтобы при максимальном токе внешнего КЗ магнитопроводы ТТ не насыщались и работали в линейной части характеристики. Когда различие их Iнам невелико, погрешность ТТ е не превышает допустимых значений (10%).
 

Для выполнения этого условия применяются ТТ, насыщающиеся при возможно больших значениях Ев. Этому требованию наилучшим образом удовлетворяют ТТ класса Р,специально изготовляемые для дифференциальных РЗ (рис.10.2, б). Принимаются также меры для ограничения значения Ев, от которого зависит значение магнитной индукции Вm,а следовательно, Iнам. Чтобы избежать насыщения и увеличения Iнб, необходимо иметь Ев < Енас (рис.10.2, а), поскольку                                                                          (10.6) где Zв и Zн – сопротивления вторичной обмотки ТТ и подключенной к ней нагрузки. Как было показано в (8.3), при заданном значении тока Iк и Енас необходимо уменьшать нагрузку Zн ТТ и увеличивать коэффициент трансформации КI. Кроме того, при однотипных ТТ для выравнивания токовIIнам и IIIнамнеобходимо выравнивать нагрузку обмоток ТТ, т.е. обеспечивать условие ZIн = ZIIн, при котором ЕIв = ЕIIв. В схеме с циркуляцией токов нагрузку каждого ТТ составляет сопротивление соединительных проводов от зажимов ТТ до ИО тока. Входное сопротивление ИО не учитывается, так как при внешних КЗ и других сквозных токах ток в нем отсутствует. Допустимые значения ZIн и ZIIн, при которых ТТ работают в линейной части характеристики намагничивания, выбираются по кривым предельной кратности, обеспечивающим погрешность ТТ не более 10%. Такой режим работы ТТ и уровни небаланса могут быть обеспечены при соблюдении указанных выше условий в установившемся режиме КЗ. В переходном режиме Iнам ТТ может во много раз превосходить значения установившегося режима, что влечет за собой резкое увеличение Iнб. Токи намагничивания и небаланса в переходном режиме КЗ. При внезапном КЗ возникает переходный процесс, во время которого в токе КЗ Iк (рис.10.3) кроме вынужденной периодической составляющей Iк.п = Imsin(ωt – 90°) появляется свободная апериодическая составляющая . Время затухания ее зависит от постоянной времени первичной цепи, по которой проходит первичный ток, T1 = L/R,но не превышает долей секунды. В начальный момент iк.а.= –iк.п.


Каждая составляющая тока КЗ Iк, проходящего по первичной обмотке ТТ, делится на две части: одна часть (iк.а и iк.п) трансформируется во вторичную обмотку ТТ, а вторая – большая идет на намагничивание магнитопровода, образуя ток iнам, как показано  стрелками на схеме замещения ТТ (рис.10.4). Из рис.10.3 ясно, что скорость изменения (di/dt)апериодической составляющей iк.а значительно меньше скорости изменения переменной составляющей iк.п. Поэтому ток Iк.а плохо трансформируется во вторичную цепь и большая его часть Iа.нам идет на намагничивание магнитопровода, что ухудшает трансформацию iк.п и увеличивает его часть, поступающую в ветвь намагничивания. Из сказанного следует, что основной причиной, ухудшающей работу ТТ в переходном режиме, является появление апериодической составляющей в токе КЗ, приводящее к насыщению магнитопровода и резкому увеличению тока намагничивания.Дополнительное ухудшение работы ТТ вносит внезапное появление в замкнутом контуре цепи намагничивания и вторичной обмотки токов Iп.нам и Iа.нам (кривые 2 и 3), обусловленных составляющими тока КЗ Iк.п и Iк.а. Так как во вторичной цепи ТТ, содержащей индуктивности Lнам, Lв, Lн (Хнам, Хв,Хн), ток изменяться скачком не может, то в начальный момент t= 0 в ветви намагничивания и во вторичной обмотке возникают свободные апериодические токи Iсв.п (кривая 4)и Iсв.в (кривая 5), компенсирующие в первый момент времени вынужденные составляющие Iп.нам и Iа.нам соответственно. 

Свободные токи замыкаются в контуре, образованном ветвями намагничивания и вторичной обмотки ТТ и затухают с постоянной времени Т2 = (Lнам + Lв + Lн)/(Rв + Rн). Кривая 6представляет результирующий апериодический ток Iа.нам.рез = Iа.нам + Iсв.п – Iсв.а. Суммируя мгновенные значения кривых 6 и 2,получаем результирующее значение полного тока Iнам ТТ (кривая 1). Асимметричный характер изменений Iнам в неустановившемся режиме определяется наличием апериодической составляющей в Iк. Затухание результирующей апериодической составляющей Iа.нам.рез происходит медленнее, чем затухание вызвавшего его апериодического тока КЗ Iк.а и Iа.нам, так как постоянная времени цепей ТТ Т2 << T1.В результате переходный процесс во вторичной цепи проходит дольше, чем в первичной, где появляется и проходит ток КЗ Iк. Резкое увеличение токов Iнам трансформаторов тока и их разности приводит к резкому увеличению значения тока небаланса в неустановившемся режиме. Кривая тока небаланса имеет две характерные особенности (рис.10.5, а, б). Во-первых, Iнб достигает наибольшего значения не в момент максимума первичного тока Iк,а несколько позже и затухает медленнее тока Iк. Во-вторых, кривая Iнб имеет явно выраженный асимметричный характер, означающий, что ток небаланса содержит апериодическую составляющую Iа.нб. Эта составляющая, являющаяся следствием тока Iа.нам, в основном определяет продолжительность затухания небаланса, его максимальное значение и отставание последнего во времени от максимума Iк. В этом можно убедиться, разложив кривую Iнб на ее составляющие, как это показано на рис.10.5, б. Таким образом, возникновение КЗ сопровождается переходным процессом как в первичной, так и во вторичной цепи ТТ, появляющиеся при этом апериодические свободные токи ухудшают работу ТТ, вызывая повышенное намагничивание их магнитопровода. В результате этого в дифференциальной РЗ во время переходного периода возникают повышенные токи небаланса.Для приближенной оценки влияния апериодической составляющей тока КЗ в неустановившемся режиме при выборе ТТ вводится коэффициент kа, с учетом которого  Для быстродействующих РЗ (с t= 0,1 с) принимают kа = 2, для РЗ с t= 0,1–0,3 с kа = 1,5 и при t= 1 с kа = 1. Существенное влияние на увеличение тока небаланса оказывает также остаточное намагничивание магнитопровода ТТ. Трансформатор тока остается в намагниченном состоянии, если проходящий через него ток прерывается (отключается) в момент времени, когда он и создаваемый им магнитный поток не равны нулю. В этом случае в сердечнике ТТ остается магнитный поток Фост, который был в нем в момент отключения тока. Если при последующем КЗ остаточный поток Фост, совпадает по знаку с магнитным потоком ФКЗ, обусловленным током КЗ (особенно его апериодической составляющей), то образуется результирующий поток, равный их сумме Фост + Фк. Этот поток может достигать весьма большого значения и вызывать насыщение магнитопровода, в результате чего резко возрастаетIа.нам и, как следствие, увеличивается Iнб.
Способы повышения чувствительности дифференциальной защиты трансформатора (насыщающие трансформаторы и торможение).
Способы повышения чувствительности дифференциальной защиты.
1.     Отстройка от переходных токов небаланса по времени.Преимущество. Простота.
Недостаток. Не дает использовать главное преимущество дифференциальной защиты -  ее быстродействие.
2.     Включение добавочных сопротивлений в цепь тока измерительных реле тока.
Применяется редко. Например, в дифференциальных защитах генераторов малой мощности.
3.     Исключение апериодической составляющей из переходного тока небаланса.
Этот способ реализован в реле РНТ с насыщающимся трансформатором тока (НТТ). При синусоидальном токе насыщающийся трансформатор не оказывает существенного влияния на работу реле. Если же в токе имеется апериодическая составляющая, то магнитопровод НТТ сильно насыщается, сопротивление намагничивания резко падает, ток намагничивания увеличивается, а вторичный ток уменьшается. Коэффициент трансформации НТТ автоматически увеличивается. Нормальная работа насыщающегося трансформатора восстанавливается после исчезновения апериодической составляющей.
Защита загрубляется на время существования переходного тока небаланса. При расчете тока небаланса можно не учитываь влияния апериодической составляющей.
=1,0-1,3.
4.     Использование в дифференциальной защите реле с торможением.
Токи небаланса могут быть большими не только в переходном, но и в установившемся режиме внешнего КЗ. В этом случае апериодическая составляющая отсутствует и реле РНТ непригодно.
Используется реле тока с магнитным торможением типа ДЗТ.
Реле позволяет автоматически с изменением тока внешнего КЗ I’к.вн. изменять ток срабатывания реле Iс.р.  Реле имеет тормозную обмотку. Реле включается так, что обеспечивается пропорциональность между тормозным током  и током внешнего КЗ  I’к.вн. Ток срабатывания реле определяется условием

 
Преимущества продольной дифференциальной защиты.
2.     Имеет абсолютную селективность.
1.1    Не требует согласования параметров с другими защитами.
1.2    Не имеет выдержки времени. Обеспечивает быстрое отключение поврежденного участка.
3.     Для участков небольшой длины проста и надежна.
Недостатки.
При увеличении зоны защиты, увеличивается длина соединительных проводов, снижается надежность из-за отказов вспомогательных проводов. Требуется специальное устройство, контролирующее их исправность. Появляется дополнительный ток небаланса. Часто приходится использовать реле с торможением. Возрастает стоимость защиты.
 

Приложенные файлы

  • docx 14046165
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий