Назначение, принцип действия поперечной дифференциальной защиты линий. Выбор параметра срабатывания. Оценка и область применения поперечной дифференциальной защиты линий.

Ответ:Основной недостаток ступенчатых токовых защит на параллельных линиях заключается в том, что КЗ отключаются с выдержкой времени, поскольку в защите используется принцип обеспечения селективности выбором выдержек времени. Однако даже небольшое замедление отключения КЗ для линий до 35 кВ, как правило, допустимо. Исключение составляют линии, питающиеся от подстанций с синхронными двигателями или генераторами. По условию устойчивости этих машин КЗ в линии, при которых уровень провала напряжения на шинах подстанции достигает более , должны отключаться без выдержки времени. На одиночных линиях функцию ускорения выполняют ТО (кроме коротких линий, где применяется продольная дифференциальная защита). На параллельных линиях применяют поперечную дифференциальную защиту.

Принцип действия направленной поперечной дифференциальной защиты поясняется на рис. 5.27. Трансформаторы тока одноименных фаз двух линий включены на разность токов. Ток, протекающий в реле:

В цепь разности токов защиты включается пусковой орган (реле тока КА) и измерительный орган (реле мощности КW). При внешних КЗ в точке К₁ или в режиме нагрузки токи и в параллельных линиях равны и направлены в одну сторону. Без учета погрешности ТТ и защита не работает.

При КЗ на одной из линий в точке К2 (в зоне действия защиты) токи и не равны друг другу. В защите АК1 и АК2 они разные по величине, а в защите АК3 и АК5 не равны по направлению. Если при этом разность токов I_p превысит порог срабатывания пускового органа, то защита сработает и ИО при положительном направлении этой разности определит поврежденную линию и отключит выключатель Q1 на подстанции А и Q3 на подстанции Б. Реле мощности КW в данной схеме применяется двухстороннего действия (например, реле РБМ-278).

Рис. 5.27. Схема подключения реле тока КА и мощности КW
в поперечной дифференциальной защите линий

Порог срабатывания (уставка) пускового органа выбирается по двум условиям:

1. Отстройка от тока небаланса ТТ:

(5.32)

2. Отстройка от максимального тока нагрузки в режиме, когда на противоположном конце линии отключен один выключатель:

(5.33)

где К_отс = 1,2–коэффициент отстройки; – погрешность ТТ;
К_од – коэффициент однотипности ТТ, К_од = 0,5; К_а – коэффициент апериодической составляющей, К_а = 2; – максимальный ток внешнего КЗ (по каждой цепи проходит половина тока КЗ); К_в – коэффициент возврата пускового реле.

Принимается наибольшее значение тока и проверяется чувствительность защиты:

, (5.34)

где I_p – разность токов по двум линиям, при КЗ на одной из них в середине участка АБ; I_к – полный ток КЗ в точке повреждения после отключения поврежденной линии с одной стороны.

К недостатку поперечной дифференциальной защиты относится каскадность действия защиты при КЗ вблизи подстанций А и Б, а также необходимость иметь резервную ступенчатую токовую защиту на случай отключения одной из линий. В данном случае зона каскадного действия определяется участком линии, на котором при КЗ разность токов I_p меньше уставки защиты I_с.з:

,

где I_к – ток КЗ на шинах противоположной подстанции.

Обычно зона каскадного действия не превышает 10 % длины линии.

Поперечная дифференциальная защита обладает абсолютной селективностью и применяется в сетях 110–220 кВ как дополнительная к основной защите нулевой последовательности. В сетях 6–35 кВ эта защита используется как основная там, где требуется ускоренное отключение КЗ.