1. Защита электрических сетей. Продольная дифференциальная защита линий.

Продольная токовая дифференциальная защита сравнивает значения токов по концам защищаемой линии (рис. 10.4). В начале линии уподстанции А и в конце линии у подстанции Б устанавливают трансформаторы тока ТА1 и ТА2 с одинаковыми коэффициентами трансформации.Вторичные обмотки трансформаторов соединяются двухпроводной линией, к которой подключено реле тока КА. Ток в реле Ip = I21 – I22. При срабатывании реле подаётся сигнал на отключение выключателей Q1 и Q2.

Рис. 10.4. Продольная дифференциальная защита линий

При КЗ в точке К1 (между трансформаторами тока) ток в реле КАравен сумме вторичных токов и реле КА срабатывает.

В нормальном режиме и при внешних КЗ (за пределами зоны трансформаторов тока) в точке К2 через реле КА протекает разность вторичныхтоков (ток через реле равен нулю). Таким образом, защита реагируетна внутренние КЗ и не реагирует на внешние КЗ и нормальные режимы,т. е. обладает абсолютной селективностью.Однако вследствие погрешностей трансформаторов тока через релеКА может протекать ток небаланса. Поэтому ток срабатывания при внутренних КЗ выбирают большим тока небаланса, а при внешних КЗ применяют быстронасыщающиеся промежуточные трансформаторы или дифференциальные реле с торможением (см. п. 10.1).

Недостаток продольных дифференциальных защит – значительнаяпротяжённость соединительных проводов, огранивающая область их применения (линии 110–220 кВ длиной 10–15 км).

2. Дифференциальная защита трансформаторов с использованием насыщающихся трансформаторов тока.

На рис. 10.2 представлена схема дифференциальной защиты трёхобмоточного трансформатора с торможением на реле ДЗТ-11, где тормознаяобмотка включена на сумму токов плеч защиты сторон среднего (СН)и низшего напряжения (НН) (возможно включение тормозной обмоткив плечо СН силового трансформатора, что менее эффективно).

Дифференциальные токовые реле с торможением применяются для повышения чувствительности ДЗ в тех случаях, когда чувствительность ДЗ безторможения оказывается недостаточной. Ток в тормозной обмотке определяет степень намагничивании и, следовательно, условия трансформации БНТ ипрохождение тока в дифференциальной (рабочей) обмотке. Благодаря соединению вторичной (выходной) и дифференциальной (рабочей) обмоток (обмотки намотаны согласно), в обмотку исполнительного реле трансформируется только ток, проходящий по дифференциальной (рабочей) обмотке.Дифференциальная обмотка в схемах ДЗ включается на разность токов ТТ (т. е. «дифференциально»), а тормозные – в плечи ДЗ с таким расчётом, чтобы в любом случае внешнего КЗ тормозная обмотка обтекаласьтоком сквозного КЗ. При этом ток в дифференциальной (рабочей) обмотке возрастает под влиянием тока в тормозной обмотке, чем повышается надёжность отстройки ДЗ от токов небаланса.При КЗ в зоне ток в реле Iк, протекающий по тормозным обмоткам, загрубляет реле (увеличивается его Iср.), так же как и в условиях внешнего КЗ, но,несмотря на это, чувствительность реле с торможением выше, чем без торможения, что видно из рис. 10.3 (характеристика 2 выше характеристики 1).Коэффициент торможения характеризует наклон тормозной характеристики – угол Y.Верхняя характеристика соответствует условию совпадения по фазетоков в выходной (вторичной) обмотке от тока в тормозной обмотке (уголсдвига 0°), нижняя характеристика соответствует сдвигу по фазе указанных токов (угол сдвига 90°). Из рисунка 10.3 видно, что эффект торможения меньше при угле сдвига 90° (характеристика расположена ниже).

Рис. 10.3. Характеристики ДЗ с торможением и без торможения:

1, 1' – характеристики реле с торможением (тормозные характеристики);2 – характеристика реле без торможения; 3 – ток небаланса; 4 – ток в реле при КЗв зоне защиты, Iр – ток в реле (во вторичной обмотке БНТ); I0 – начальный токсрабатывания реле; Iт – ток тормозной обмотки; Iк – ток КЗ, протекающийпо тормозным обмоткам; Iнб – ток небаланса, I – зона срабатывания;

II – зона торможения; Y – угол наклона тормозной характеристики.

ДЗ с БНТ без торможения (реле серии РНТ-565 и др.) строятся аналогично, но не имеют тех преимуществ, которыми обладают реле с торможением (реле серии ДЗТ-11 и др.). Однако реле без торможения, благодаряналичию короткозамкнутой обмотки, имеет лучшие, чем реле с торможением, параметры отстройки от неустановивщихся токов в переходном режиме, который сопровождается появлением в дифференциальной цепиапериодической составляющей тока. Степень отстройки («загрубления»

защиты) можно изменять регулированием сопротивления в цепи короткозамкнутой обмотки.