Продольная дифференциальная защита реферат

Обновлено: 05.07.2024

Название работы: Продольная дифференциальная защита

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Расчет тока небаланса в дифференциальной защите. Ток небаланса. Iср Iнб следовательно нужно уменьшать ток небаланса. Ток небаланса геометрическая разность Iном.

Размер файла: 235 KB

Работу скачали: 5 чел.

8. Продольная дифференциальная защита. Расчет тока небаланса в дифференциальной защите.

Продольные дифференциальные токовые защиты.

Схемы 1,2,3,4 – схемы с циркулирующими токами.

Схемы 5,6 – схемы с уравновешенными напряжениями.

Все схемы нарисованы в однофазном исполнении (реально они трехфазные).

Зона действия защит – от шины до шины. Защита обладает абсолютной селективностью и действует только в своей зоне, ее не нужно согласовывать с другими защитами, не надо отстраивать от др. защит и выдержка времени равна 0. МТНЗ обладает относительной селективностью. КЗ на шинах – вне зоны защиты.

4) идет сравнение I p по величине и по фазе. При обрыве 1 плеча соединения проводов происходит ложное срабатывание. Контроль соединенных проводов обязателен. В случае выхода из строя группы ТТ идет ложное отключение линии.

Схемы с циркул. I обеспечивают благоприятный режим работы ТТ.

5) I 1 I –> E 2 I , в режиме согласного включения они вычитаются, I p =0, ТТ эксплуатируется в режиме близком к хх.

6) ∑ Е, I p > I cp , схема срабатывает.

Он является главным камнем преткновения в ДТЗ.

I ср > I нб – следовательно нужно уменьшать ток небаланса.

I ‌‌I 1I =I 22I +I ном I

I ‌‌I 1I =I 2II +I ном II

I 2 ‌‌ I =I I 2I -I ном I

I 2 ‌‌ II =I I 1II -I ном II

I p =I 2I -I 2II I ном II - I ном I =I нб

I ‌‌I 1 I = I I 1II

1 – хар-ка первой группы ТТ

2 – хар-ка второй группы ТТ

3 – идеальная хар-ка ТТ (линейная, небольшой погрешности).

Ток небаланса – геометрическая разность I ном .

Чтобы уменьшить ток небаланса нужно выравнять ном. ток по фазе и величине (одинаковые ТТ).

  1. применять ТТ насыщающиеся при возм. больших кратностях тока КЗ и Z погр вторичной (ТТ класса Р) для уменьшения I ном .
  2. Применяют меры для ограничения Е 2 : уменьшают Z погр и увеличивают n T , в результате понижается кратность первичного тока.
  3. Выравнивать нагрузку во вторичных обмотках ТТ в плечах ДЗ Z I н = Z II н .

Ток небаланса в неустановившемся режиме (КЗ).

Кривые изменения тока КЗ в цепи синхронного генератора без АВР.

где k одн – коэффициент однотонности (0,5; 1)

k а n =1; 1,5; 2 ( t сз ≤0,1)

k одн =0,5 – ДЗ линии

k одн =1 – ДЗ трансформаторов

k а n =2 – для ДЗ.

Методы отстройки от тока небаланса.

  1. По времени: снижается быстродействие, k a =1.
    1. Включается через БНТ.
    2. Диф. реле с торможением.

    Поскольку скорость изменения апериодической составляющей тока КЗ значительно меньше периодической, то (1), то апериодическая составляющая плохо трансформируется в ТТ и большая ее часть идет на намагничивание сердечника ТТ, в результате этого ТТ насыщается, благодаря насыщению ухудшается трансформация периодической составляющей и ее доля, идущая на намагничивание увеличивается. В результате чего номинальный ток увеличивается еще сильнее.

    В конечном результате повышается ток небаланса. После затухания апер. I изменение тока небаланса прекращается и его величина достигает установившегося значения. Мах значение тока небаланса в схеме ДЗ имеет место в том случае, если повреждение возникло в момент, когда i a имеет максимальное значение.

    Для предотвращения неправильной работы ДЗ ток срабатывания выбирается с учетом тока небаланса переходного режима по (2) и (3).

    При определении I нб max расч по (4) исходят из того, что ТТ в схеме ДЗ выбраны по условию 10% погрешности. Точных и удобных для расчета I нб на практике не разработано.

    K а n =2 – если не принимается специальное неравенство, следовательно ток срабатывания очень большой ((3) и (4)) и уставка очень завышена, следовательно низкий k ч.

    K ч =≥2 (ток КЗ min в т. К2).

    Один из способов повышения k ч является ее отстройка от тока небаланса переходного максимального по времени.

    Суть метода в том, чтобы дождаться затухания переходного режима (затухания апериодической составляющей). Для этого надо замедлить действие ДЗ и придать ей выдержку времени, поэтому так не делают, т.к. теряется быстродействие.

    Из известных методов повышения k ч и отстройки от I нб применяют:

    1. включение реле через промежуточный БНТ (НТТ);
    2. применение диф. реле с торможением.

    Надо считаться с явлением остаточного намагничивания : ТТ остается в намагниченном состоянии, когда он и создаваемый им магнитный поток Ф не равен нулю (К1). При КЗ в К1 срабатывает ДЗ шин.

    Если при послед. внешнем КЗ в тех же точках остаточный Ф совпадает по знаку с новым возникшим Ф кз и Ф ост +Ф кз =Ф ∑ , то образуется большой суммарный поток. Он вызывает насыщение магнитопровода ТТ в плечах ДЗ, растет I нб .

    Отстройка от броска намагничивающего тока при включении трансформатора в холостом режиме или при восстановлении напряжения после отключения короткого замыкания производится по выражению: Затем, после выбора тока срабатывания и определения расчетных чисел витков НТТ реле РНТ определяется суммарный ток небаланса по (7.4) и уточняется ранее выбранный ток срабатывания. Ка =1 — коэффициент… Читать ещё >

    • релейная защита и автоматизация систем электроснабжения

    Продольная дифференциальная защита с реле типа РНТ-565 ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

    Если чувствительность защиты с реле типа РНТ-565 недостаточна, применяется дифференциальная защита с торможением с реле типа ДЗТ-11.

    Порядок расчета дифзащиты с реле РНТ-565 следующий.

    1. Определяют первичные токи для всех обмоток защищаемого трансформатора, соответствующие его номинальной мощности:

    • 2. Выбирают типы трансформаторов тока, их коэффициенты трансформации и схемы соединений для всех сторон защищаемого трансформатора. Коэффициенты трансформации целесообразно выбирать такими, чтобы вторичные токи в плечах защиты не превышали 5 А.
    • 3. Определяют вторичные токи в плечах защиты:

    где К (3) сх — коэффициент схемы для симметричного режима.

    • 4. Выбирают основную сторону защищаемого трансформатора. За основную принимают сторону, которой соответствует наибольший из вторичных токов в плечах защиты.
    • 5. Рассчитывают первичный ток срабатывания защиты Iсз. Отстройка от расчетного тока небаланса Iнб.расч при переходном режиме внешнего КЗ производится по выражению:

    где Iнб.расч представляет из себя сумму вида:

    I ` нб.расч — составляющая тока небаланса, обусловленная погрешностью трансформатора тока;

    I `` нб.расч — составляющая тока небаланса, обусловленная регулированием напряжения защищаемого трансформатора;

    I ``` нб.расч — составляющая тока небаланса, обусловленная неточностью установки на реле расчетных чисел витков для неосновной стороны.

    где Iк.макс — периодическая составляющая тока, проходящего через трансформатор при расчетном внешнем КЗ, приведенного к основной стороне;

    Ка =1 — коэффициент, учитывающий влияние на быстродействующие защиты переходных процессов при КЗ, которые сопровождаются прохождением апериодических составляющих в токе КЗ;

    Кодн = 1 — коэффициент однотипности ТА;

    = 0.1 — погрешность ТА;

    U — половина регулировочного диапазона устройства РПН в о.е.;

    расч — расчетное число витков обмотки насыщающегося трансформатора тока (НТТ) реле неосновной стороны;

    ф — фактическое (целое) число витков обмотки НТТ неосновной стороны.

    Так как число витков расч заранее не определено, вначале Iнб.расч рассчитывается как сумма двух составляющих:

    Отстройка от броска намагничивающего тока при включении трансформатора в холостом режиме или при восстановлении напряжения после отключения короткого замыкания производится по выражению:

    где Iн — номинальный ток, соответствующий номинальному напряжению среднего ответвления устройства РПН и номинальной мощности трансформатора (ток должен быть приведен к высокой стороне); Котс = 1,3 — коэффициент отстройки от броска намагничивающего тока.

    Из двух значений, полученных по (7.3) и (7.9), принимается большее.

    Если для трансформатора мощностью 25 МВА и более окажется, что Iсз 1,5 Iн, то согласно ПУЭ защиту следует выполнять с реле ДЗТ-11.

    6. Предварительная проверка чувствительности выполняется по выражению:

    где I (m) к.мин — минимальное значение периодической составляющей тока КЗ рассматриваемого вида (m) в защищаемой зоне, приведенного к стороне основного питания; Iсз -ток срабатывания защиты, приведенный к стороне основного питания; К (m) сх — коэффициент схемы, определяемый видом повреждения (m), схемой соединений ТА на стороне основного питания и схемой соединений обмоток защищаемого трансформатора, При схеме соединений обмоток трансформатора /-11 расчетный вид повреждения — двухфазное КЗ и выражение (7.10) будет выглядеть след…

    где Fср — магнитодвижущая сила (МДС) срабатывания реле РНТ-565, принимается равной 100 А.

    Принимается ближайшее меньшее число витков осн, которое может быть установлено на НТТ реле.

    9. Определяют число витков обмоток неосновной стороны защищаемого трансформатора:

    где Iосн.2, I2 — токи в плечах дифзащиты для основной и неосновной сторон, рассчитанные по (7.2).

    Продольная дифференциальная защита линий

    Продольная дифференциальная защита линий

    Продольная дифференциальная з ащита основана на принципе сравнения значений и фаз токов в начале и конце линии. Для этого вторичные обмотки трансформаторов тока с обеих сторон линии соединяются между собой проводами, как показано на рис. 1. По этим проводам постоянно циркулируют вторичные токи I1 и I2. Для выполнения дифференциальной защиты параллельно трансформаторам тока включают дифференциальное реле РТ. Ток в обмотке этого реле всегда будет равен геометрической сумме токов, приходящих от обоих трансформаторов тока


    Если коэффициенты трансформации трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2 одинаковы, то при нормальной работе, а также внешнем КЗ (точка К1 на рис. 1,а) вторичные токи равны по значению I1 = I2 направлены в реле встречно.

    Принцип выполнения продольной дифференциальной защиты линии и прохождение тока в реле при внешнем КЗ (а) и при КЗ на защищаемой зоне

    Рис. 1. Принцип выполнения продольной дифференциальной защиты линии и прохождение тока в реле при внешнем КЗ (а) и при КЗ на защищаемой зоне (б)


    и реле не приходит в действие.

    При КЗ в защищаемой зоне (точка К2 на рис. 1,б) вторичные токи в обмотке реле совпадут по фазе. И, следовательно, будут суммироваться



    реле сработает и подействует на отключение выключателей линий.

    Таким образом, дифференциальная продольная защита с постоянно циркулирующими токами в обмотке реле реагирует на полный ток КЗ в защищаемой зоне (участок линии, заключенный между трансформаторами тока ТТ1 и ТТ2), обеспечивая при этом мгновенное отключение поврежденной линии

    Практическое исполнение схем дифференциальных защит потребовало внесения ряда конструктивных элементов, обусловленных особенностями работы этих защит на линиях энергосистем.

    Во-первых, для отключения протяженных линий с двух сторон оказалось необходимым подключение по дифференциальной схеме двух реле: одно на подстанции 1, другое на подстанции 2 (рис. 2).

    Принципиальная схема продольной дифференциальной защиты линии

    Рис. 2. Принципиальная схема продольной дифференциальной защиты линии: Ф — фильтры токов прямой и обратной последовательностей; ПТТ — промежуточный трансформатор тока; ИТ — изолирующий трансформатор; РДТ — дифференциальное реле с торможением; Р — рабочая и Т — тормозная обмотки реле

    Подключение двух реле привело к неравномерному распределению вторичных токов между реле (токи распределялись обратно пропорционально сопротивлениям цепей), появлению тока небаланса и понижению чувствительности защиты.

    Заметим также, что этот ток небаланса суммируется в реле с током небаланса, вызванным несовпадением характеристик намагничивания и некоторой разницей в коэффициентах трансформации трансформаторов тока. Для отстройки от токов небаланса в защите были применены не простые дифференциальные реле, а дифференциальные реле с торможением РДТ, обладающие большей чувствительностью.

    Во-вторых, соединительные провода при их значительной длине обладают сопротивлением, во много раз превышающим допустимое для трансформаторов тока сопротивление нагрузки. Для понижения нагрузки были применены промежуточные трансформаторы тока ПТТ с коэффициентом трансформации n, с помощью которых был уменьшен в n раз ток, циркулирующий по проводам, и тем самым снижена в n2 раз нагрузка от соединительных проводов (значение нагрузки пропорционально квадрату тока).

    Прохождение тока в обмотках реле при обрыве (а) и замыкании между собой соединительных проводов

    Рис. 3. Прохождение тока в обмотках реле при обрыве (а) и замыкании между собой соединительных проводов (б): К1 — точка сквозного КЗ; К2 — точка КЗ в защищаемой зоне

    В схеме продольной дифференциальной защиты были предусмотрены также изолирующие трансформаторы ИТ для отделения соединительных проводов от цепей реле и защиты последних от высокого напряжения, наводимого в соединительных проводах во время прохождения по линии тока КЗ.

    Распространенные в электрических сетях продольные дифференциальные защиты типа ДЗЛ построены на изложенных выше принципах и содержат элементы, указанные на рис. 2. Наличие соединительных проводов во вторичных цепях ДЗЛ ограничивает область ее применения линиями малой протяженности (10—15 км).

    Контроль исправности соединительных проводов.

    В эксплуатации возможны повреждения соединительных проводов: обрывы, КЗ между ними, замыкания одного из проводов на землю.

    При обрыве соединительного провода (рис. 3, а) ток в рабочей и тормозной обмотках реле становится одинаковым и защита может неправильно сработать при сквозном КЗ и даже при токе нагрузки (в зависимости от значения Iсз).

    Замыкание между соединительными проводами (рис. 3,б) шунтирует собой рабочие обмотки реле, и тогда защита может отказать в работе при КЗ в защищаемой зоне.

    Для своевременного выявления повреждений исправность соединительных проводов контролируется специальным устройством. Контроль основан на том, что на рабочий переменный ток, циркулирующий в соединительных проводах при их исправном состоянии, накладывается выпрямленный постоянный ток, не оказывающий влияния на работу защиты.

    Выпрямленное напряжение подводится к соединительным проводам только на одной из подстанций, где устройство контроля имеет выпрямитель, получающий в свою очередь питание от трансформатора напряжения рабочей системы шин. Подключение устройства контроля к той или другой системе шин осуществляется вспомогательными контактами шинных разъединителей или реле-повторителями шинных разъединителей защищаемой линии.

    При обрыве соединительных проводов постоянный ток исчезает и устройство контроля подает сигнал о повреждении, снимая оперативный ток с защиты на обеих подстанциях. При замыкании соединительных проводов между собой — подает сигнал и выводит защиту из действия, но только с одной стороны — со стороны подстанции, где выпрямитель отсутствует. В случае понижения сопротивления изоляции одного из соединительных проводов относительно земли (ниже 15—20 кОм) устройство контроля также подает соответствующий сигнал.

    Если соединительные провода исправны, ток контроля, проходящий по ним, не превышает 5—6 мА при напряжении 80 В. Эти значения должны периодически проверяться оперативным персоналом в соответствии с инструкцией по эксплуатации защиты.

    Оперативному персоналу следует помнить, что перед допуском к любого рода работам на соединительных проводах необходимо отключать с обеих сторон продольную дифференциальную защиту, устройство контроля соединительных проводов и пуск устройства резервирования при отказе выключателей УРОВ от защиты.

    После окончания работ на соединительных проводах следует проверить их исправность. Для этого включается устройство контроля на подстанции, где оно не имеет выпрямителя. При этом должен появиться сигнал неисправности. Затем устройство контроля включают на другой подстанции (на соединительные провода подают выпрямленное напряжение) и проверяют, нет ли сигнала о повреждении. Защиту и цепь пуска УРОВ от защиты вводят в работу при исправных соединительных проводах.

    Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

    Наиболее распространенными видами защит всех элементов электрической системы являются токовая отсечка и дифференциалные защиты.

    Дифференциальная защита подразделяется на продольную и поперечную. Продольная используется в основном для элементов с сосредоточенными нагрузгами (электродвигателей, трансформаторов и др.), а также для линий относительно небольшой длины. Поперечная дифференциальная защита применяется для защиты параллельных линий.

    Продольная дифференциальная защита основана на сравнении токов по величине и фазе в начале и в конце защищаемого элемента. Для питания защиты на обоих концах защищаемого элемента устанавливаются ТТ с одинаковыми коэффициентами трансформации. Первичные обмотки ТТ включаются в линию, а вторичные обмотки одноименных фаз и обмотка исполнительного реле соединяются в дифференциальную схему так, чтобы при КЗ вне зоны, ограниченной ТТ, ток в реле отсутствовал, а при КЗ в этой зоне был равен току в точке КЗ.


    Распределение токов в схеме продольной дифференциальной защиты и векторные диаграммы токов: а) при внешних КЗ и в нормальном режиме б) при КЗ в защищаемой зоне.

    Ток , являющийся первичным для ТТ, имеет различное направление относительно шин подстанций: на подстанции I он направлен от шин в линию, а на подстанции II-наоборот.

    При дифференциальной схеме соединения по соединительным проводам постоянно циркулирует ток, равный по величине вторичному току ТТ т.е. , поэтому приведенные схемы называют схемами с циркулирующими токами.

    На рис а) показано направление первичных и вторичных токов при внешнем КЗ в т.К1, когда в линии проходит сквозной ток ,а в соединительных проводах - циркулирующий ток. Для точек присоединения исполнительного реле согласно первому закону Кирхгофа:

    , где и - вторичные токи ТТ1 и ТТ2; - ток реле защиты.

    из этой формулы следует, что для внешнего КЗ при прохождении сквозного тока нагрузки или внешнего КЗ ток при одинаковых коэффициентах трансформации ТТ1 и ТТ2 ( = ) будет равен нулю, т.е. дифференциальная защита на такие режимы не реагирует. Это позволяет сделать вывод о том, что она не требует выдержки времени, т.е. является селективной по принципу действия.

    В следствии погрешностей трансформаторов тока их вторичные токи имеют некоторые различия по величине и фазе, в результате чего в реле появляется ток небаланса

    ; , где и - токи намагничивания трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2., тогда получим , выражение показывает, что для снижения тока небаланса необходимо выравнивать намагничивающие токи. Ток небаланса будет равен нулю, если совпадают характеристики намагничивания ТТ или вторичные ЭДС.

    Т.к. совпадения характеристик на практике достичь не удается, ток небаланса всегда присутствует, возрастая с увеличением индукции В.

    Внешняя нагрузка каждого ТТ определеятся, в основном, сопротивлением соединительных проводов от места установки ТТ до реле, сопротивление которого не учитывается, т.к. при внешних КЗ ток в нем отсутствует.

    Для отстройки дифференциальной защиты от ложных срабатываний при токах небаланса ток срабатывания защиты должен быть больше максимального значения тока небаланса при внешних КЗ, т.е. , где - коэффициент надежности отстройки защиты.

    На рис. б) показано направление первичного и вторичного токов при КЗ в пределах защищаемой зоны. Ток КЗ в этом случае проходит только через ТТ1, а по вторичной обмотке ТТ2 ток не проходит .

    Т.к. сопротивление вторичной обмотки ТТ, находящейся в режиме х.х., во много раз больше сопротивления обмотки исполнительного реле, то ток проходит через реле, т.е. . Под действием этого тока реле срабатывает, давая команду на отключение выключателя.

    Когда при сквозных КЗ через трансформаторы тока дифференциальной защиты проходят большие токи КЗ, токи небаланса и токи срабатывания получаются очень большими. При этом защита не обеспечивает необходимой чувствительности даже в нормальном режиме. Для устранения этого недостатка используется реле с тормозным действием типа ДЗТ.

    Тормозная обмотка реле, включаемая в плечо дифференциальной защиты, по которой проходит сквозной ток КЗ, подмагничивает сердечник БНТ,что увеличивает ток срабатывания реле.

    В целях обеспечения безопасности электроустановок и оборудования выполняются различные действия, одним из которых является дифференциальная защита. Ее отличает быстрота действия и абсолютная селективность, то есть способность точно выявлять неисправные сети или установки и быстро отключать их от нормально функционирующих участков. Данные устройства защищают трансформаторы и генераторы, электродвигатели, сборные шины, линии электропередач.

    Принцип действия

    Основной функцией дифференциальной защиты является предотвращение межфазных и коротких замыканий в электрической аппаратуре и системах с глухозаземленной нейтралью. Она считается разновидностью релейной защиты и работает путем сравнения токовых величин и направлений тока по сторонам объекта.

    Что такое дифференциальная защита

    В основе работы дифференциальной защиты лежит сравнение фазных токов, которые протекают через защищаемый участок сети или проходят через защищаемую аппаратуру. Сила тока измеряется на концах участков с помощью двух трансформаторов тока, соединенных вторичными цепями с токовым реле. В результате, на обмотку реле поступает разница токов каждого из трансформаторов. Таким образом, дифференциальная защита — это система срабатывания, основанная на разнице токов.

    В обычном режиме работы происходит вычитание одного значения тока из другого. Идеальным результатом считается нулевое значение тока в обмотке токового реле. Если же на защищаемом участке возникает короткое замыкание, на обмотку реле поступает не разница, а сумма токов. Под их воздействием контакты реле замыкаются, отдавая команду отключить поврежденный участок.

    В реальных условиях эксплуатации ток, протекающий через обмотку реле, всегда будет отличаться от нуля. Он известен как ток небаланса, а его наличие зависит от ряда факторов.

    • Во-первых, оба трансформатора не идентичны и различаются между собой техническими характеристиками. Для уменьшения влияния данного фактора, изготовление трансформаторов тока, участвующих в системе дифференциальной защиты, происходит попарно, с подгонкой между собой еще на стадии изготовления. В качестве дополнительной меры у измерительного трансформатора изменяется количество витков, подгоняемое под коэффициент трансформации защищаемого устройства.
    • Другой причиной появления тока небаланса может стать возникновение намагничивающего тока в обмотках защищаемого трансформатора. При нормальном рабочем режиме значение этого тока может составлять 5% от номинала. Ток намагничивания в некоторых случаях в несколько раз превышает номинальное значение, особенно во время переключения трансформатора с холостого хода на нагрузку и при других переходных процессах. С учетом этого фактора, ток срабатывания в реле устанавливается выше максимального значения тока намагничивания.
    • Ток небаланса иногда появляется из-за неодинакового соединения обмоток, установленных на первичной и вторичной сторонах защищаемого трансформаторного устройства. В таких случаях вектор тока вторичной цепи смещается по отношению к току первичной цепи на 30 градусов. Отрегулировать и компенсировать эту разницу путем подбора витков на трансформаторе, практически невозможно. Данная проблема решается соединением обмоток: на стороне треугольника – звездой, а на стороне звезды – треугольником.

    Современные устройства дифференциальной защиты на микропроцессорах способны самостоятельно учитывать эту разницу. Соединение вторичных обмоток измерительных трансформаторов осуществляется на обоих концах способом звезда, о чем указывается в настройках защитного устройства.

    Продольная дифференциальная защита

    В состав релейной защиты входят различные устройства, обеспечивающие надежную и безопасную работу трансформаторов, оборудования, линий электропередачи. Одной из ее разновидностей является продольная дифференциальная защита, которая в обязательном порядке используется с трансформаторами мощностью 6300 кВа и выше. Ее основная функция заключается в предупреждении аварий и выхода из строя оборудования, причиной которых могут стать многофазные замыкания на выводах и внутри обмоток.


    Продольный вид защиты устанавливается и на трансформаторах, работающих параллельно, при мощности каждого из них 4000 кВа и более. Трансформаторные устройства с небольшой мощностью, не превышающей 1000 кВа, также оборудуются защитой, если отсутствует газовая защита. При этом, максимальная токовая защита имеет большую выдержку по времени, а токовая отсечка обладает низкой степенью чувствительности.

    Аварийное отключение трансформатора с помощью дифференциальной продольной защиты осуществляется практически мгновенно, сразу же после возникновения неисправности.

    Поперечная дифференциальная защита

    Поперечная защита, работает также по принципу сравнивания токовых значений. Однако в отличие от продольной системы, установка трансформаторов тока выполняется не на концах защищаемого участка, а на отдельных линиях, подключенных к одному источнику питания. Это могут быть, например, параллельные кабельные линии, отходящие от общего выключателя.

    При внешнем коротком замыкании поперечная дифференциальная защита его не сможет определить, поскольку разница значений силы тока на этих линиях будет нулевой. Если же короткое замыкание произойдет на одной из защищаемых линий, в этом случае разница токов будет иметь определенное значение, необходимое для срабатывания защиты. С помощью данной системы в основном выполняется дифференциальная защита линии электропередачи, проложенной по воздуху. В случае аварии выбирается и отключается только поврежденная линия.


    В конструкцию системы входит токовое реле, выполняющее пусковую функцию, и включающееся также, как и в продольной защите с участков направления мощности. Оно включается на разницу токов в защищаемых линиях и в соответствии с напряжением шин на подстанции. Подача оперативного тока осуществляется на реле защиты путем последовательного соединения вспомогательных контактов, установленных на защищаемых линиях. За счет этого защита автоматически выводится из действия, когда отключается хотя-бы одна из линий. Таким образом, исключается не селективное действие защиты в случае внешнего короткого замыкания.

    Дифференциальная защита генератора

    В электрической сети иногда могут возникнуть межфазные короткие замыкания на участке от оборудования до трансформатора тока. Для предупреждения подобных ситуаций применяется дифференциальная токовая защита устройств, в том числе и генераторов. В основном используются продольные системы, отличающиеся абсолютной селективностью. Они наиболее эффективны для генераторов, обладающих средней и высокой мощностью. В состав защиты входят дифференциальные реле в количестве трех единиц.

    При наличии заземления нейтрали генератора обеспечивается дифференциальная защита от коротких замыканий на землю. Однофазные короткие замыкания предупреждаются с помощью чувствительной защитной системы, при которой выполняется сравнение токов нулевой последовательности. Данные токи протекают с обеих сторон обмоток статора.


    Для того чтобы исключить неправильное действие защиты при внешнем коротком замыкании, выполняется блокировка дифференциальной защитной системы. В первую очередь это касается больших токов, при которых возникает насыщение трансформаторов тока. Блокировка производится, когда один из максимальных токов фаз превышает свое установленное заданное значение. Защитные устройства срабатывают в тех случаях, когда появляется напряжение с нулевой последовательностью и определенной величиной. Дополнительно происходит контроль над величиной угла между токами нулевой последовательности сторон в обмотках статора. За счет этого значительно повышается селективность в случае внешнего однофазного короткого замыкания.

    В некоторых случаях допускается применение поперечной дифференциальной защиты генератора. Таким образом, предупреждаются витковые замыкания в обмотке статора, когда имеются параллельные ветви статорных обмоток и существует возможность для сравнения токов в ветвях всех фаз. Дифференциальная защита генератора устанавливается отдельно для каждой фазы, поэтому реакция на межвитковые замыкания касается только своей фазы.

    Читайте также: