Защита линий. ВЧ – защита

Воздушные и кабельные линии электропередачи, имея большую протяженность, подвержены повреждениям в большей степени, чем другое электрическое оборудование. Особенно это относится к воздушным линиям, которые подвержены повреждениям от грозовых ударов, гололеда, сильного ветра, загрязнения изоляторов и т. п. Кабельные линии, проложенные в земле, могут повреждаться из-за ухудшенных условий охлаждения, коррозии оболочек кабеля, осадки почвы, а также при земляных работах.
Указанные выше, а также другие причины повреждений могут вызывать короткие замыкания фаз между собой и на землю. Поэтому для быстрого отключения поврежденных линий они должны быть оборудованы релейной защитой, действующей на отключение.
При этом в электрических сетях, работающих с заземленными нулевыми точками трансформаторов, должна действовать на отключение как защита от междуфазных, так и от однофазных к. з., а в сети, работающей с изолированными нулевыми точками трансформаторов, только защита от междуфазных к. з.

максимальная токовая защита используется главным образом для защиты радиальных линий с односторонним питанием. В кольцевой сети, в сети с двусторонним питанием и особенно в сложных сетях с несколькими источниками питания максимальная токовая защита в большинстве случаев не может обеспечить селективного действия. В таких сетях используют направленную МТЗ.

Для осуществления продольной дифференциальной защиты с обеих сторон защищаемой линии устанавливаются трансформаторы тока ТТ с одинаковыми коэффициентами трансформации n_т. Первичные обмотки трансформаторов тока включаются в линию.
В условиях прохождения по защищаемой линии сквозного тока этот ток I₁ являющийся первичным для трансформаторов тока, имеет различное направление относительно шин подстанций. Так, на подстанции А он направлен от шин в линию, а на подстанции Б, наоборот, от линии к шинам. Поэтому на подстанции А первичный ток входит в начало первичной обмотки трансформатора тока Л₁ (Н), а на подстанции Б — в конец первичной обмотки Л₂ (К). Соответственно вторичный ток I₁ трансформатора тока ТТ-1 (подстанция A) выходит из начала вторичной обмотки u₁(н), а вторичный ток I₂ трансформатора тока ТТ-2 (подстанция Б) выходит из конца вторичной обмотки u₂(к).

Токовая поперечная дифференциальная защита применяется для защиты параллельных линий, присоединенных к шинам подстанции через один общий выключатель и имеющих равные сопротивления.
Вторичные обмотки трансформаторов тока, установленных на каждой линии соединяются между собой соединительными проводами на разность токов. Для этого начало вторичной обмотки u₁ трансформатора тока линии I соединяется с концом вторичной обмотки u₂ трансформатора тока линии II, а конец вторичной обмотки u₂ трансформатора тока линии I с началом вторичной обмотки u₁ трансформатора тока линии II. Параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока включается токовое реле мгновенного действия типа ЭТ-521 или РТ-40.

В сетях с двумя и более источниками питания максимальная направленная защи та не обеспечивает селективности действия.

Высокочастотные (ВЧ) РЗ являются быстродействующими и предназначаются для ЛЭП 110, 220 кВ и линий СВН. Они применяются для быстрого отключения линии при КЗ в любой ее точке с целью обеспечения устойчивости параллельной работы электрических станций и энергосистем в целом, а также в связи с ростом требований со стороны потребителей для сохранения устойчивости технологического процесса.

Высокочастотные РЗ (ВЧЗ) состоят из двух комплектов, расположенных по концам защищаемой ЛЭП. Особенность ВЧЗ заключается в том, что для их селективного действия необходима связь между комплектами защиты, осуществляемая посредством токов ВЧ, которые передаются по проводам защищаемой ЛЭП. По принципу своего действия ВЧЗ не реагируют на КЗ вне защищаемой ЛЭП и поэтому, так же как дифференциальные РЗ, не имеют выдержки времени. Применяются три вида ВЧЗ: направленные РЗ с ВЧ-блокировкой, основанные на сравнении направления знаков мощности по концам защищаемой ЛЭП; дифференциально-фазные ВЧЗ, основанные на сравнении фаз токов КЗ по концам ЛЭП; комбинированные направленные и дифференциально-фазные ВЧЗ, сочетающие оба упомянутые выше принципа. В связи с указанными особенностями перечисленные РЗ состоят из двух частей - релейной и высокочастотной.