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 присоединений, как показано на рис.54. При таком включении ток в реле всегда будет равен геометрической сумме вторичных токов присоединений.

 

Рис. 54. Токи в реле дифференциальной токовой защиты шин при КЗ на шинах (а) и внешнем КЗ (б)

 

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

т.е. сумма приходящих токов от генераторов станции равна сумме отходящих токов по линиям к потребителю.

 

При внешнем КЗ (рис. 54б) ток в обмотке реле:

реле работать не будет, если оно отстроено от тока небаланса, появляющегося вследствие погрешности трансформаторов тока.

 

При КЗ на шинах (рис. 54а) вторичные токи присоединений будут иметь одно направление и через реле будет проходить сумма этих токов, реле сработает и отключит все присоединения от шин.

Дифференциальной защиты шин подстанции с рабочей и резервной системами шин

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 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.

 

Принцип действия защиты

Дистанционная защита (ДЗ) – название, говорящее о том, что она реагирует на расстояние до точки короткого замыкания. А если говорить точнее: логика ее работы зависит от места расположения точки замыкания, которое и определяет защита.

Делает она это с помощью реле сопротивления.

Его задача: косвенным образом измерить сопротивление от места расположения защиты до точки короткого замыкания. А для этого, по закону Ома, ей требуются не только ток, но и напряжение, получаемое от установленного на шинах подстанции трансформатора напряжения, см. рис.56.

 

Рис.55. Схема дистанционной защиты.

Реле сопротивления срабатывает при условии:  

Здесь Zуст – уставка сопротивления срабатывания реле. Измеряемая величина является фиктивной, так как в некоторых режимах работы (например, при качаниях) ее физический смысл, как сопротивления, теряется.