Принципы действия и назначение дифференциальных защит линий и трансформаторов

На линиях, отходящих от шин электростанций или узловых подстанций энергосистем, часто по условиям устойчивости тре­буется обеспечить отключение к. з. в пределах всей защищаемой линии без выдержки времени (t = 0). Это требование нельзя выполнить с помощью мгновенных токовых отсечек, так как зона их действия охватывает только часть защи­щаемой линии. Кроме того, отсечки неприменимы на коротких линиях, где токи к. з. в начале и конце линии не имеют сущест­венного различия. В этих случаях используются защиты, прин­цип действия которых обеспечивает отключение повреждений без выдержки времени в пределах всей защищаемой линии, в том числе и на линиях малой протяженности.

К защитам такого типа относятся дифференциаль­ные защиты. Они обеспечивают мгновенное отключение к. з. в любой точке защищаемого участка и обладают селектив­ностью при к. з. за пределами защищаемой линии (внешние к. з.).

Дифференциальные защиты подразделяются на продоль­ные и поперечные. Первые служат для защиты как одинарных, так и параллельных линий, вторые — только парал­лельных линий.

Принцип действия продольной дифференциальной защиты

Принцип действия продольных дифференциальных защит ос­нован па сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемой линии.

Как видно из рис. 1, при внешнем к. з. токи II и III на концах линии АВ направлены в одну сторону и равны по величине, а при к. з. на защищаемой линии они направлены в разные сто­роны и, как правило, не равны друг другу. Следовательно, сопо­ставляя величину и фазу токов II и III, можно определять, где возникло к. з. — на линии или за ее пределами. Такое сравнение токов по величине и фазе осуществляется в реагирующем органе (реле) дифференциальной защиты.

Для этой цели по концам линии устанавливаются трансфор­маторы тока TI и TII с одинаковым коэффициентом трансформации. Их вторичные обмотки соединяются при помощи соединительного кабеля и подключаются к дифференциальному реле таким образом, чтобы при внешних к. з. ток в реле был равен разности токов в начале и конце линии, т. е. II - III, апри к. з. на линии — их сумме II + III.

Имеются две принципиально различные схемы дифференци­альных защит с циркулирующими токами и уравновешенными напряжениями.

Оценка продольной дифференциальной защиты.

Принцип действия защиты прост и надежен. Защита не реаги­рует на качания и перегрузки и действует без выдержки времени при коротком замыкании в любой точке линии. К недостаткам защиты следует отнести высокую стоимость соединительного кабеля и работ по его прокладке, а также возможность ложной работы при повреждении соединительных проводов.

При наличии автоматического контроля повреждения кабеля обнаруживаются, как правило, своевременно, и случаи ложной работы защиты по этой причине редки. Защиту следует применять на коротких линиях в тех случаях, когда требуется мгновенное отключение повреждений в пределах всей линии.

Защита получила распространение на линиях 110 и 220.кВ длиной до 10—15 км.