Дифференциальная токовая защита шин

 

Дифференциальная токовая защита шин предназначена для быстрого отключения электрических цепей от сборных шин, при КЗ на сборных шинах.

Зона ее действия ограничивается трансформаторами тока, к которым подключены реле защиты. В основу выполнения защиты положен принцип сравнения значений и фаз токов электрических цепей при КЗ и других режимах работы.

Для выполнения защиты дифференциальное реле РТ подключают к трансформаторам тока одноимённых фаз присоединений.

В нормальном режиме ток в обмотке реле I_P = I ₁ + I ₂ +(- I ₃)=0,

т.е. согласно первому закону Кирхгоффа сумма токов в узле равна нолю, поэтому ток в реле равен нолю.

 

При КЗ на шинах первичные токи подтекают к точке КЗ, т.е. имеют одно направление, поэтому ток в точке КЗ равен сумме токов КЗ I _КЗ = I _{1 K} + I _{2 K} + I _{3 K} =3 I_K. Ток в реле РТ от трансформаторов тока также равен сумме вторичных токов I_P=I₁+I₂+I₃ и реле срабатывает и отключает все линии.

При внешнем КЗ, например, на линии 3 токи в линиях 1 и 2 не изменят своё направление, а в линии 3 изменит, тогда ток в обмотке реле: I_P = I ₁ + I ₂ +(- I ₃)=0 реле не сработает и ничего не отключит.

 

   Вывод: в нормальном режиме и при КЗ на любой линии дифференциальная защита шин не срабатывает, а срабатывает только при КЗ на шинах.

 

Дифференциальной защиты шин подстанции с рабочей и резервной системами шин

II

I

-

+

Рис. 55. Принципиальная схема дифференциальной защиты шин подстанции с рабочей и резервной системами шин.

 

Наибольший интерес с точки зрения обслуживания их оперативным персоналом представляют дифференциальные токовые защиты шин для подстанций с двумя системами шин с фиксированным распределением присоединений, которое часто используется как одно из средств ограничения токов КЗ в сетях 110—220 кВ. На рис.55 рассматривается одна из таких защит.

Защита должна отстраиваться от токов небаланса в нормальном режиме. Для улучшения отстройки от повышенных токов небаланса в дифференциальной защите шин, также как и в других дифференциальных защитах применяются реле с БНТ (быстронасыщающимися трансформаторами тока). Защита выполняется с помощью реле РНТ-567 со встроенным БНТ.

 

Дистанционная защита (ДЗ).

Общие сведения о ДЗ.

Дистанционная защита (ДЗ) в электрических сетях класса напряжения 110 кВ выполняет функцию резервной защиты высоковольтных линий, она резервирует дифференциально-фазную защиту линии, которая применяется в качестве основной защиты в электрических сетях 110 кВ. ДЗ выполняет защиту ВЛ от междуфазных коротких замыканий.

Принцип работы дистанционной защиты основан на вычислении расстояния, дистанции до места повреждения. Для вычисления расстояния до места повреждения высоковольтной линии электропередач. Устройства, выполняющие функции дистанционной защиты, используют значения тока нагрузки и напряжения защищаемой линии. То есть для работы данной защиты используются цепи трансформаторов тока (ТТ) и трансформаторов напряжения (ТН) 110-500 кВ.

 

Данная защита является сложной. Используется в сетях сложной конфигурации с двумя и более источниками питания.

Дистанционная защита выполняется трехступенчатой с относительной селективностью. Параметрами каждой ступени являются длина защищаемой зоны и время срабатывания.

Зависимость выдержки времени от сопротивления, от зоны защиты называется характеристикой времени срабатывания защиты.

В России в основном используется ступенчатая характеристика.