19.2. Дифференциальная защита шин

Дифференциальная защита шин (рис. 19-2) основывается на том же принципе, что и рассмотренные ранее дифференциальные защиты генераторов, трансформаторов и ли­ний, т. е. на сравнении величины и фазы токов, приходящих к защищаемому элементу и уходящих от него.

Для питания защиты на всех присоединениях устанавливаются трансформаторы тока с одинаковым коэффициентом трансформа­ции п_Т (независимо от мощности при­соединения).

Д ифференциальное реле 1 подклю­чается к трансформаторам тока всех присоединений, так чтобы при первич­ных токах, направленных к шинам, в нем проходил ток, равный сумме токов всех присоединений, т. е. I_р == ΣI_прис. Тогда при внешних к. з. ΣI_прис = О и реле не действует, а при к. з. в зоне (на шинах) ΣI_прис равна сумме токов к. з., притекающих к месту повреждения, и защита работает.

Обычно первичные обмотки всех трансформаторов тока подключаются к шинам одноименными зажимами (рис.19-2); при этом для выполнения ука­занного включения реле 1 все вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются параллельно одноименной полярностью (начало — с началом, конец — с концом) и параллельно к ним подключается обмотка реле 1.

При внешнем к. з. (точка К на рис. 19-2) ток к. з. I₄, идущий от шин к месту к. з. по поврежденной линии Л4, равен сумме токов, притекающих к шинам от источников питания:

Из токораспределения, показанного на рис. 19-2, видно, что вторичные токи /_1В, /_2В и /_зв, соответствующие первичным токам, притекающим к шинам, направлены в обмотке реле противопо- ложно току /_4В (первичный ток которого утекает от шин). Ток в реле

Выражая вторичные токи через первичные и учитывая равенство (19-1), получаем, что ток

Следовательно, при внешних к. з. ток в реле отсутствует.

Выражение (19-5) показывает, что при к. з. на шинах диффе­ренциальная защита шин реагирует на полный ток I_к в месте к. з. и благодаря этому имеет наивыгоднейшие условия в отношении чувствительности. Защита будет действовать, если

В нормальном режиме по части присоединений токи направлены к шинам, а по другой части — от шин. Сумма токов, приходящих к шинам, всегда равна сумме токов, уходящих от них: ΣI_прих= ΣI_уход.

В обмотке реле приходящие и уходящие токи направлены встречно, поэтому ток в реле

Но из-за погрешности трансформаторов тока в реле появляется ток небаланса. Поскольку токи нагрузки меньше токов к. з, величина тока небаланса в нормальном режиме значительно меньше, чем при внешнем к. з.