Продольная дифференциальная защита ЛЭП.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Принцип действия продольных дифференциальных защит основан на сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемой линии.

Как видно из рис. 10-1, при внешнем к. з. токи I₁и I₂на концах линии АВ направлены в одну сторону и равны по величине, а при к. з. на защищаемой линии они направлены в разные стороны и, как правило, не равны друг другу. Следовательно, сопоставляя величину и фазу токов I₁и I₂, можно определять, где возникло к. з. — на линии или за ее пределами. Такое сравнение токов по величине и фазе осуществляется в реагирующем органе (реле) дифференциальной защиты.

Для этой цели по концам линии устанавливаются трансформаторы тока TI и TII(рис. 10-2) с одинаковым коэффициентом трансформации. Их вторичные обмотки соединяются при помощи соединительного кабеля и подключаются к дифференциальному реле таким образом, чтобы при внешних к. з. ток в реле был равен разности токов в начале и конце линии, т. е. I₁— I₂, а при к. з. на линии — их сумме I₁+I₂

33. Каковы допустимые погрешности ТТ и что влияет на их величину. При рассмотрении работы РЗ учитываются три вида погрешностей ТТ: токовая f_i, полная , угловая .

Токовая погрешность определяется величиной I (отрезок AD на рис. 3.3). Она равна арифметической разности I’₁ - I₂ и показывает, насколько действительный ток I₂ меньше расчетного тока I₂– I₁/ K_I.

Угловая погрешность характеризуется углом , показывающим, насколько действительный ток I₂ сдвинут по фазе относительно приведенного первичного тока I’₁ (т. е. идеального вторичного тока I₂ и реального первичного тока).

Полная погрешность определяется модулем (абсолютным значением) вектора I’_нам (отрезок АС на рис. 3.3). Эта погрешность равна геометрической разности действующих значений векторов I'₁, приведенной ко вторичной стороне, и I_2Д: |I’_нам | = = |I’₁ – I_2Д|.

Из рассмотрения треугольника ABC (рис. 3.3) следует, что полная погрешность ( = I_нам) определяет и характеризует как погрешность по току f_i = I, так и погрешность по углу . Угол очень мал, поэтому можно считать, что I равен отрезку АВ, а угол , измеряемый в радианах длиной дуги DC, приблизительно равен отрезку ВС.

Это означает, что > f_i. С увеличением а, зависящего от угла нагрузки _н (угла между током I₂ и напряжением U₂), I растет, а угол уменьшается. При + = 90° вектор I₂ совпадает по фазе с вектором I⁽¹⁾₂₁, и тогда погрешность по току I достигает максимального значения. При этом f_i будет равна , угловая же погрешность становится минимальной ( = 0).

Погрешность по току I(f_i) и полная погрешность = |I_нам| выражаются в относительных единицах или процентах как отношение действующих значений этих погрешностей к действующему значению приведенного первичного тока. Относительная токовая погрешность

f_i % = ( I / I’₁) 100 = (I₂ – I’₁) / I’₁*100. (3.5)

Относительная полная погрешность

(3.6)

Если вторичный ток несинусоидален, то ток намагничивания выражается как среднее квадратичное значение разности мгновенных значений реального и расчетного токов i₂:

Тогда (3, 7)

Здесь К_I - номинальный коэффициент трансформации ТТ.

Погрешность по углу выражается в градусах и минутах, она считается положительной, если I₂ опережает I’₁, как показано на рис. 3.3. Относительные погрешности , f_i, и увеличиваются с увеличением тока намагничивания I_нам.

23. Классы точности ТТ. Что они означают. Для промышленных установок изготавливаются ТТ классов точности 0, 5; 1; 3; 5; 10 и Р. Каждый класс точности характеризуется определенной погрешностью по току I и углу , установленной ГОСТ 7746-68. Эти погрешности приведены в табл. 3.1, они обеспечиваются только при перетоках в пределах от 0, 1 до 1, 2 номинального, т. e. и диапазоне токов нагрузки, контролируемых измерительными приборами.

Для РЗ изготавливаются ТТ класса 10Р с 10% при токе номинальной предельной кратности (К₁₀) и XT 5P повышенной точности с гарантированной погрешностью = 5% при тех же кратностях первичного тока.

Трансформаторы тока класса Р предназначены для РЗ, и поэтому их погрешности при номинальных токах не нормиру ются. Работа ТТ с погрешностью, соответствующей классу, обеспечивается при нагрузке вторичной обмотки, не выходящей за пределы номинальной.

Номинальной нагрузкой ТТ называется максималь ная нагрузка, при которой погрешность ТТ равна значению, установленному для данного класса (табл. 3.1). Номинальную нагрузку принято выражать в виде полной мощности S_ном, В • А, при номинальном вторичном токе 5 или 1 А и cos = 0, 8, или в виде сопротивления нагрузки Z_н.ном, Ом, при котором мощность ТТ равна номинальной S_н.ном. Номинальная мощность S_ном = U₂I_2ном, при этом напряжение U₂ = I_2номZ_ном. Тогда

S_н.ном = I²_2номZ_ном, а Z_н.ном = S_н.ном / I²_2ном. (3.10)

В зависимости от конструкции и класса точности ТТ значение номинальной нагрузки находится в пределах от 2, 5 до 100 В • А. При токе I₁ > 1, 2 I_{ном ТТ}погрешности ТТ выходят за пределы, установленные для данного класса. Следует отметить, что класс точности не может служить основанием для выбора ТТ, питающих РЗ, так как предусматриваемые им погрешности имеют место при номинальных токах, в диапазоне которых РЗ не работает. Для РЗ, исходя из указанных выше требований к погрешностям ТТ, заводы, изготавливающие ТТ, должны согласно ГОСТ 7746-68 давать в своих информационных материалах кривые предельной кратности К₁₀ для ТТ класса Р. Эти кривые представляют собой зависимость предельной максимальной кратности первичного тока K₁₀ = I₁_max / I_{1ном ТТ} от сопротивления нагрузки Z_н с соз = 0, 8, при которых полная погрешность = 10%. Характер подобной зависимости приведен на рис. 3.5, а. Пользуясь такой кривой, можно, задаваясь определенным значением Z_н, определять допустимую кратность первичного тока К₁₀, при которой (I_нам) не превосходит 10% найденного К₁₀, или, задаваясь значением К₁₀, определять допустимое значение Z_н, при котором 10%.

4. Принцип действия МТЗ трансформаторов. Защита от внешних КЗ служит для отключения трансформатора при КЗ на сборных шинах или на отходящих от них присоединениях (рис. 16.4), если РЗ или выключатели этих элементов отказали в работе. Одновременно РЗ от внешних КЗ используется и для защиты от повреждения в трансформаторе. Однако

по условиям селективности РЗ от внешних КЗ должна иметь выдержку времени и, следовательно, не может быть быстродействующей. По этой причине в качестве основной РЗ от повреждений в трансформаторах она используется лишь на маломощных трансформаторах. На трансформаторах, имеющих специальную РЗ от внутренних повреждений, РЗ от внешних КЗ служит резервом к этой защите на случай ее отказа. Наиболее простой РЗ от внешних КЗ является МТЗ. В тех случаях, когда ее чувствительность оказывается недостаточной, применяются более чувствительные МТЗ с пуском по напряжению, МТЗ ОП и НП, ДЗ.

Максимальные токовые защиты трансформаторов. Защита двухобмоточных понижающих трансформаторов [3]. Схема МТЗ трансформатора с односторонним питанием приведена на рис. 16.4. Чттобы включить в зону действия защиты сам трансформатор, РЗ устанавливается со стороны источника питания и должна действовать на отключение выключателя Q1. Токовые реле МТЗ включаются на ТТ, установленные у выключателя Q2.

На рис. 16.4, а приведена схема РЗ трансформатора, выполненная с двумя токовыми реле КА1 и КА2, которые, сработав, с выдержкой времени одновременно действуют на отключение выключателей Q1 и Q2. При этом в случае внешних КЗ на стороне низшего напряжения (НН) трансформатора отключение выключателя Q2 резервирует действие выключателя Q1. Часто РЗ выполняют с двумя выдержками времени: с первой t₁ на отключение выключателя Q1 со стороны НН, а со второй t₂ = t₁ + t на отключение Q2 со стороны ВН.

Структурная схема при таком выполнении МТЗ приведена на рис. 16.4, в. В случае неотключенного внешнего КЗ на стороне НН МТЗ с выдержкой времени t₁ отключит выключатель Q1, трансформатор при этом останется под напряжением со стороны ВН. В случае же повреждения в трансформаторе и отказе его основных быстродействующих РЗ МТЗ с выдержкой времени отключит выключатель Q2 [13].

Токовые реле КА1 и КА2 в схеме МТЗ трансформаторов с ВН 110-220 кВ подключены к ТТ, соединенным в треугольник (рис. 16.4, а). Такое выполнение токовых цепей МТЗ предотвращает возможное неселективное ее действие при КЗ на землю в сети 110-220 кВ (в случае когда нейтраль трансформатора заземлена). Защита может действовать при всех видах междуфазных

КЗ на сторонах как ВН, так и НН трансформатора со схемой соединения обмоток y/ . При этом, однако по сравнению с МТЗ, содержащей три токовых реле, подключенных к ТТ, соединенным в полную звезду, имеет место снижение чувствительности на 15% при двухфазном КЗ на стороне НН 6-10 кВ. Сказанное поясняет рис. 16.5. Поскольку коэффициент чувствительности МТЗ k_ч = I_р/I_с.р, где I_р - ток в реле при рассматриваемом виде КЗ; I_с.р - ток срабатывания реле, то можно записать следующее отношение:

k_чY/k_ч = I_р _Y I_с-р /I_c__p _Y I_p , (16.4)

где k_ч _Y и k_ч - коэффициенты чувствительности реле при соединении ТТ в схемы полной звезды и треугольника соответственно; I_р _Y , I_р и I_с.р y, I_c_._p - токи в реле и токи срабатыванния реле при соединении ТТ в схемы полной звезды и треугольника соответственно.

Подставляя в выражение (16.4) I_р = 3I_K/ K_I; I_p _Y = 2I_K/ K_I (наибольшее значение тока, протекающего в реле фазы В); I_с.р _Y = I_c_.з/ К_I; I_с.р = I_c_.з / K_I, получаем .

Для трансформаторов со схемой соединения обмоток y/y или / и не связанных с сетью с заземленной нейтралью МТЗ выполняется также двумя токовыми реле КА1 и КА2 (рис. 16.4, г), ТТ при этом соединяются в неполную звезду. Подобная схема МТЗ может применяться и на трансформаторах со схемой соединения обмоток Y/ . При этом для повышения чувствительности МТЗ к двухфазным КЗ за трансформатором, обмотки которого соединены по схеме Y/ (рис. 16.5), устанавливается дополнительное реле в обратном проводе токовых цепей К A3 (показано пунктиром на рис. 16.4, в-г). Аналогичная схема применяется и на трансформаторах со схемой соединения обмоток треугольник-звезда с заземленной нулевой точкой (обычно питающих сеть 0, 4 кВ).

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒