Мертвая зона защиты

По мере удаления точки КЗ от места установки РЗ (рис.10.17) соотношение токов I _Iи I _IIпо поврежденной и неповрежденной ЛЭП изменяется. Эти токи направляются к точке К по двум параллельным ветвям и распределяются по ним обратно пропорционально их сопротивлениям Z _Iи Z_II:

I _I /I _II= Z_I/Z_II,

где Z _I = Z _л – Z _BK, a Z_II = Z _л + Z _BK.

При перемещении точки К в сторону подстанции В сопротивление Z _I возрастает, a Z _II снижается, соответственно этому I _I уменьшается, I _II увеличивается, а ток в реле РЗ I _р = I _I – I _II постепенно понижается и при КЗ на шинах В становится равным нулю (рис.10.17, б). В результате этого, при повреждениях на некотором участке вблизи подстанции В (рис.10.17, а, б) ток I _р оказывается меньше тока срабатывания РЗ I _с.з, и она перестает работать. Границей действия РЗ является точка КЗ, отстоящая от шин противоположной подстанции В на расстояние т, где I _р = I _с.з (рис.10.17, б). Таким образом, РЗ, реагирующая на разность токов параллельных ЛЭП I _I – I _II, не может охватить своей зоной действия защищаемые ЛЭП полностью. Участок ЛЭП вблизи шин противоположной подстанции, при КЗ в пределах которого ток в реле недостаточен для его срабатывания, называется мертвой зоной РЗ. Наличие мертвой зоны является недостатком поперечной дифференциальной РЗ. Для отключения КЗ в мертвой зоне требуется дополнительная РЗ.

Длина мертвой зоны m определяется на основе следующих соображений. Токи по WI и WII (рис.10.17) обратно пропорциональны сопротивлениям или длинам ветвей от шин, где установлена РЗ, до точки КЗ. При КЗ на границе мертвой зоны в точке M I _I/ I _II = (l + т)/(l – т), где l – длина ЛЭП.

Преобразуя это выражение, находим m (I _I + I _II) = l (I _I – I _II). Учитывая, что I _I + I _II = I _ки что при КЗ на границе мертвой зоны ток в реле равен I _I – I _II = I _с.э, получаем тI _к= l I _с.э, откуда длина мертвой зоны

(10.23)

Для упрощения расчета мертвой зоны ток I _к определяется при КЗ на шинах противоположной подстанции, а не на границе мертвой зоны. Защиту принято считать эффективной, если мертвая зона ее не превосходит 10%. При отключении одной из параллельных ЛЭП поперечная дифференциальная защита должна выводиться из действия.