Поперечная дифференциальная защита

Область применения

 

Дифференциальная защита устанавливается в качестве основной для защиты трансформаторов и автотрансформаторов. Одним из недостатков такой защиты является сложность её исполнения: в частности, требуется наличие надёжной, помехозащищённой линии связи между двумя участками, на которых установлены трансформаторы тока. В связи с этим дифференциальную защиту применяют для защиты одиночно работающих трансформаторов и автотрансформаторов мощностью 6300 кВА и выше, параллельно работающих трансформаторов и автотрансформаторов мощностью 4000 кВА и выше и на трансформаторах мощностью 1000 кВА и выше, если токовая отсечка не позволяет добиться необходимой чувствительности при коротком замыкании на выводах высокого напряжения, а максимальная токовая защита имеет выдержку времени более чем 0,5

с.

 

Принцип действия[править | править код]

Принцип действия поперечной дифференциальной защиты так же заключается в сравнении значений токов, но в отличие от продольной, трансформаторы тока устанавливаются не на разных концах защищаемого участка, а на разных линиях, отходящих от одного источника (например, на параллельных кабелях, отходящих от одного выключателя). Если произошло внешнее короткое замыкание, то данная защита его не почувствует, так как разность значений силы тока, измеряемых на этих линиях, будет практически равна нулю. В случае же короткого замыкания непосредственно на одном из защищаемых кабелей разница токов не будет равняться нулю, что даст основание для срабатывания защиты.

Область применения[править | править код]

Данная защита устанавливается на ВЛ. Защита выбирает и отключает только одну поврежденную линию.

Защита состоит из пускового органа (токовое реле), которое включается так же, как и в продольной дифференциальной защите с участка направления мощности, включенного на разность токов защищаемых линий и на напряжение шин подстанции.

Оперативный ток подается на реле защиты через последовательное соединение вспомогательных контактов защищаемых линий для того, чтобы защита автоматически выводилась из действия при отключении одной из линий, во избежание её не селективного действия при внешнем КЗ.

Значение и знак вращающего момента у реле направления мощности зависит от значения тока, напряжения и угла между ними.

При КЗ на линии 1 ток в линии 1 будет больше тока в линии 2, поэтому их разность, то есть ток в реле, будет иметь такое же направление, как и ток в линии 1. Реле направления мощности замкнет контакт KW1 и защита отключит поврежденную линию 1.

При повреждении на линии 2 ток в ней будет больше тока в линии 1, и ток в реле изменит направление на противоположное. Замкнется контакт KW2 и защита отключит поврежденную линию 2

 

Максима́льная то́ковая защи́та (МТЗ) — вид релейной защиты, действие которой связано с увеличением силы тока в защищаемой цепи при возникновении короткого замыкания на участке данной цепи. Данный вид защиты применяется практически повсеместно и является наиболее распространённым в электрических сетях.

Принцип действия[править | править код]

Принцип действия МТЗ аналогичен принципу действия токовой отсечки. В случае повышения силы тока в защищаемой сети защита начинает свою работу. Однако, если токовая отсечка действует мгновенно, то максимальная токовая защита даёт сигнал на отключение только по истечении определённого промежутка времени, называемого выдержкой времени. Выдержка времени зависит от того, где располагается защищаемый участок. Наименьшая выдержка времени устанавливается на наиболее удалённом от источника участке. МТЗ соседнего (более близкого к источнику энергии) участка действует с большей выдержкой времени, отличающейся на величину, называемую ступенью селективности. Ступень селективности определяется временем действия защиты. В случае короткого замыкания на участке срабатывает его защита. Если по каким-то причинам защита не сработала, то через определённое время (равное ступени селективности) после начала короткого замыкания сработает МТЗ более близкого к источнику участка и отключит как повреждённый,так и свой участок. По этой причине важно, чтобы ступень селективности была больше времени срабатывания защиты, иначе защита смежного участка отключит как повреждённый, так и рабочий участок до того, как собственная защита повреждённого участка успеет сработать. Однако важно так же сделать ступень селективности достаточно небольшой, чтобы защита успела сработать до того, как ток короткого замыкания нанесёт серьёзный ущерб электрической сети.

Уставку (или величину тока, при которой срабатывает защита) выбирают, исходя из наименьшего значения тока короткого замыкания в защищаемой сети (при разных повреждениях токи короткого замыкания отличаются). Однако при выборе уставки следует так же учитывать характер работы защищаемой сети. Например, при самозапуске электродвигателей после перерыва питания, значение силы тока в сети может быть выше номинального, и защита не должна его отключать.

Дистанционная защита[править]

Дистанционная защита - одна из видов релейной защиты с относительной селективностью и при необходимости состоящая из нескольких ступеней. Применяется для резервирования основных защит трансформаторов, автотрансформаторов, генераторов, генераторных блоков, воздушных линий электропередачи и сборных шин (ошиновок) от междуфазных коротких замыканий и выполняет ближнее и дальнее резервирование смежных (примыкающих) защищаемых энергообъектов.

Принцип действия дистанционной защиты основан на контроле сопротивления защищаемого объекта. При снижении этого сопротивления ниже заданной уставки происходит срабатывание реагирующих органов сопротивления и выдаётся сигнал на отключения защищаемого объекта от электрической сети. Контроль сопротивления защищаемого объекта защита осуществляет оценивая отношение напряжения (U) приложенного к защищаемому объекту к току (I) протекающему по этому объекту.

Исходя из принципа действия дистанционной защиты следует, что она может ложно срабатывать при качаниях (Качания - явления, возникающие в электрических системах при нарушениях синхронной работы генераторов электростанций. Качания сопровождаются периодическими понижениями напряжения и возрастаниями тока в сети) в электрических системах и при неисправности цепей напряжения. Для этого в защите применяют блокировку от качаний и контроль источника напряжения (КИН), которые блокируют защиту и не дают ей сработать.

 

 

ВЧ защиты обеспечивают отключение без выдержки времени повреждения на защищаемой линии. Принцип действия ВЧ защит независимо от реализации основан на сравнении информации со всех сторон защищаемой линии. Для передачи информации на противоположный конец линии используется ВЧ канал

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДФЗ[править]

Релейная часть каждого полукомплекта ДФЗ содержит:

· орган пуска и остановки ВЧ передатчика;

· орган отключения;

· орган управления ВЧ передатчиком (манипуляции);

· орган сравнения фаз токов;

Принцип действия ДФЗ основан на косвенном сравнении фаз токов обоих концов ЛЭП.

При КЗ каждый ВЧ передатчик, управляемый своим органом манипуляции, работает с интервалами около половины периода промышленной частоты, посылая в линию прерывистый ВЧ сигнал. Орган сравнения фаз, включаемый в работу при КЗ, срабатывает только при наличии прерывистого сигнала. Непрерывный ВЧ сигнал срабатывания органа сравнения фаз не вызывает.

При внешнем КЗ происходит пуск ВЧ передатчиков и подготавливаются цепи отключения. При этом выпадает блинкер “Пуск”. ВЧ сигналы передатчиков обоих полукомплектов защиты при внешнем КЗ находятся в противофазе и суммируются в непрерывный ВЧ сигнал. Органы сравнения фаз токов обоих полукомплектов при этом не работают и отключения линии не происходит.

При внутреннем КЗ происходит пуск ВЧ передатчиков и подготавливаются цепи отключения. При этом выпадает блинкер “Пуск”. В этом случае ВЧ сигналы полукомплектов защиты совпадают по фазе и суммируются в прерывистый ВЧ сигнал. Органы сравнения фаз токов обоих полукомплектов срабатывают, разрешая отключение.

Газовая защита[править]

Газовая защита — вид релейной защиты, предназначенный для защиты от повреждений электрических аппаратов, располагающихся в заполненном маслом резервуаре. Более детально газовая защита рассмотрена в разделе "Газовая защита"

Токовая защита - это защита, принцип действия которой основан на контроле тока. Токовая защита максимального типа срабатывает при превышении контролируемым током определенного уровня (тока срабатывания). Токовая защита минимального типа срабатывает при уменьшении тока до определенного уровня (тока срабатывания). В зависимости от того, каким образом обеспечивается селективность действия с последующей (от источника питания) защитой, различают максимальную токовую защиту (МТЗ) и токовую отсечку (ТО). В радиальных (разомкнутых) сетях на ВЛ класса напряжения 6-10 кВ и выше наиболее распространённым вариантом организации защит от трёхфазных и междуфазных коротких замыканий является применение двухступенчатой защиты, включающей МТЗ и ТО. Для реализации МТЗ в ряде случаев применяются реле с зависимой от времени защитной характеристикой, а для ТО - всегда с независимой. При этом защита может выполняться на двух отдельных реле, или на одном реле, совмещающем обе ступени (например, РТ-80 и РТ-90), а также на базе цифровых многоступенчатых реле (SPAC и др.).

Токовые отсечки (ТО) - это токовые защиты максимального типа, селективность действия которых обеспечивается за счет ограничения зоны действия (отсекания) за счет выбора тока срабатывания больше, чем максимальный возможный ток короткого замыкания при повреждении в конце зоны действия. ТО представляет собой защиту, которая может срабатывать без задержки по времени, и отключать поврежденные элементы ЭЭС. Коэффициент чувствительности ТО, исходя из п.3.2.26. ПУЭ, может быть рассчитан как отношение тока трёхфазного КЗ в месте установки защиты к фактическому току срабатывания отсечки, и должен составлять не менее 1,2. Иначе говоря, зона действия токовой отсечки должна покрывать около 20% от длины линии. Недостатком токовой отсечки является ограниченность зоны действия, поэтому она применяется только совместно с МТЗ в качестве второй ступени.