Дифференциальная защита

Назначение и принцип действия ДЗШ–110 (220) кВ.

Дифференциальная токовая защита шин 110 (220) кВ (далее ДЗШ) предназначена для отключения без выдержки времени всех видов повреждений, возникающих на системах шин 110 (220) кВ. Защита выполнена на дифференциальных реле, включенных на геометрическую сумму токов трансформаторов тока присоединений 110 (220) кВ.

Принцип действия дифференциальной токовой защиты основан на сравнении величины и фазы токов от ТТ всех присоединений, зафиксированных на данной системе шин. В нормальном режиме и при токах внешних КЗ, геометрическая сумма токов, протекающих через ТТ, близка к нулю (имеется ток небаланса

). При КЗ в защищаемой зоне направление и величина токов изменяются, и в дифференциальном реле возникает ток, достаточный для срабатывания защиты.

В зону действия защиты входят шины 110 (220) кВ и оборудование присоединений 110 (220) кВ, ограниченное ТТ. Для нормальной схемы ОРУ-110 (220) кВ (схема ОВ-110 (220) кВ разобрана разъединителями) ТТ ОВ-110 (220) кВ исключены из схемы ДЗШ, отключение ОВ-110 (220) кВ от ДЗШ выведено накладкой.

Защита состоит из общего пускового и двух избирательных органов. При повреждении в защищаемой зоне любой системы шин срабатывают пусковой орган ДЗШ, а срабатыванием избирательного органа определяется поврежденная СШ-110 (220) кВ, в результате чего защита действует на отключение всех присоединений поврежденной системы шин.

При нарушении фиксации присоединений токи в плечах ДЗШ не балансируются и в избирательных органах протекает повышенный ток небаланса, вследствие чего защита может неправильно выбрать систему шин или отказать в действии. Для обеспечения правильной работы ДЗШ кВ при нарушении фиксации присоединений 110 (220) кВ необходимо избирательные органы выводить из действия. Защита шин в этом случае осуществляется только пусковым органом, который при возникновении повреждения подает импульс на отключение присоединений обеих систем шин. Вывод избирателей при нарушении фиксации производится рубильником Р2 — «ДЗШ без фиксации по оперативным цепям» на панели ДЗШ, рубильником или блоком БИ в шкафу ДЗШ на ОРУ-110 (220) кВ.

Нормально ДЗШ должна быть включена действием на отключение выключателей всех присоединений, по которым на шины может быть подано напряжение. С присоединений, постоянно работающих в тупиковом режиме (за исключением линий с двигательной нагрузкой), действие ДЗШ должно быть снято.

Для обеспечения чувствительности в режиме автоматического опробования системы шин после отключения короткого замыкания на шинах, ДЗШ дополнена чувствительным комплектом дифференциальной защиты шин 110 (220) кВ.

После отключения от ДЗШ выключателей присоединений систем шин, происходит их автоматическое повторное включение, для чего используются имеющиеся на указанных присоединениях устройства АПВ.

АПВ шин осуществляется в порядке, определяемом временем АПВ присоединений.

В ДЗШ имеется чувствительный комплект, нормально выведенный из работы. Чувствительный комплект вводится кратковременно, автоматически при срабатывании ДЗШ для надёжного отключения от ДЗШ первого опробующего шины присоединения при неуспешном АПВ СШ-110 (220) кВ, с запретом АПВ остальных присоединений данной СШ.

В нормальном режиме в токовых цепях реле ДЗШ протекает ток небаланса, который должен контролироваться с помощью миллиамперметра, установленного на панели ДЗШ. Величина тока небаланса не должна превышать 30-50 мА (в зависимости от местных условий может быть снижена до 20 мА).

В ДЗШ имеется устройство автоматического контроля целостности токовых цепей. При неисправностях токовых цепей, вызванных обрывом провода или ошибочном исключении трансформатора тока присоединения из схемы ДЗШ, автоматически с выдержкой времени 10÷20 секунд снимается “плюс” оперативного тока со схемы ДЗШ и выпадает блинкер РУ– «Неисправность токовых цепей ДЗШ», РУ – «Отсутствие оперативного тока ДЗШ» и загорается лампа ЛС – «Блинкер не поднят» на панели ДЗШ, а также загорается сигнальное табло «Неисправность ДЗШ» на панели ЦС.

Для возврата схемы в рабочее состояние после устранения неисправности необходимо нажать кнопку К2 – «Возврат схемы» на панели ДЗШ.

В режиме опробования обходной СШ от ОВ или 1 (2) СШ от ШСВ на ДЗШ должна быть введены накладка «Замедление ДЗШ при включении ОВ» или накладка «Замедление ДЗШ при включении ШСВ» соответственно. Введением этих накладок достигается следующее: при включении ключом управления выключателя (команда «включить») происходит кратковременная (до 1 сек) Замедление действия ДЗШ на отключение выключателей всех присоединений, кроме включаемого ОВ или ШСВ, чем предотвращается обесточение СШ в случае включения на КЗ.

Защита бытовых сетей (УЗО)

Защита от перенапряжения в частном доме

Работа устройств с дифзащитой, устанавливаемых на вводах в административные и жилые здания, ничем существенно не отличается от уже рассмотренного ранее принципа действия для трансформаторов и двигателей. В них также имеется чувствительный элемент, реагирующий на дисбаланс втекающего и вытекающего тока и реагирующий при его появлении отключением потребителя от питающей линии.

Устройства этого класса, используемые в обозначенных выше целях, получили название УЗО (смотрите рисунок ниже).

Дифференциальная защита
Защита линии с УЗО

Причиной возникновения дисбаланса токов в бытовых условиях могут быть следующие факторы:

  • Прикосновение человека или животного к оголенным токовым носителям (проводам) или к оказавшемуся под опасным потенциалом корпусу оборудования;
  • Разрушение изоляции электропроводки с угрозой КЗ;
  • Повышенная влажность в обслуживаемом помещении (в ванной, например);
  • Повреждение кабелей бытовых электроприборов с образованием утечки на землю.

Обратите внимание! В тех случаях, когда система узо срабатывает без наличия нарушений в работе потребителя (без нагрузки токами утечки), следует считать, что этот прибор неисправен и подлежит ремонту. Особенностью функционирования систем УЗО является реагирование на микроскопические токи утечки (мкА), фиксируемые при появлении малейшей «подозрительной» пассивной или емкостной связи с землёй

При этом такая система срабатывает практически мгновенно, обеспечивая стопроцентную защиту человека от поражения электричеством

Особенностью функционирования систем УЗО является реагирование на микроскопические токи утечки (мкА), фиксируемые при появлении малейшей «подозрительной» пассивной или емкостной связи с землёй. При этом такая система срабатывает практически мгновенно, обеспечивая стопроцентную защиту человека от поражения электричеством.

В электротехнике принимается за правило, что обеспечить эффективную дифференциальную защиту с помощью УЗО удаётся лишь при использовании трехуровневой схемы. Это означает, что в защищаемую линию последовательно включается несколько устройств, рассчитанных на три уровня значений токов утечки: 100-300, 30 и 10 мА, соответственно.

Важно! Такая токовая защита, работающая по дифференциальному принципу, может быть эффективной даже на объектах, где в составе проводки шина заземления отсутствует. Ещё одной особенностью этого устройства является необходимость периодически (не реже раза в месяц) проверять его работоспособность, для чего на нём имеется специальная кнопка под названиями «Тест» или «Проверка»

В проверочную схему, помимо контрольной кнопки, входит ограничительный резистор, через который во время тестирования пропускается определённый ток, соответствующий аварийной ситуации

Ещё одной особенностью этого устройства является необходимость периодически (не реже раза в месяц) проверять его работоспособность, для чего на нём имеется специальная кнопка под названиями «Тест» или «Проверка». В проверочную схему, помимо контрольной кнопки, входит ограничительный резистор, через который во время тестирования пропускается определённый ток, соответствующий аварийной ситуации.

Отключение от технологических защит

Мощные двигатели 6(10) кВ являются сложными устройствами с рядом вспомогательных систем. Например, системой обеспечения давления масла в подшипниках двигателя. Или системой принудительного охлаждения. Кроме того в двигатель могут устанавливаться термодатчики со своим блоком контроля.

Такие системы образуют собственные технологические защиты двигателя, с которыми должен взаимодействовать терминал релейной защиты. 

Это взаимодействие осуществляется через дискретные входы терминала

ВАЖНО!

При отключении синхронного двигателя защита должна действовать не только на выключатель в ячейке 6(10) кВ, но и на автомат гашения поля, который обесточивает цепь возбуждения СД.

В следующий раз мы рассмотрим дуговую защиту ячеек КРУ и завершим цикл статей по типовым присоединениям 6(10) кВ.

На рисунке

Терминал защиты и автоматики двигателя 6(10) кВ типа БМРЗ-УЗД.

Разработчик НТЦ «Механотроника», www.mtrele.ru

Терминал содержит все перечисленные в статье защиты и автоматику

Принцип действия

Принцип действия, на основании которого работает дифференциальная защита, состоит в сравнении токовых сигналов, протекающих через систему в прямом и обратном направлении. Для регистрации этих величин в устройстве предусмотрены встроенные дифференциальные трансформаторы, формирующие соответствующие по величине магнитные поля. В их вторичные цепи включены реле, обеспечивающие выделение разницы токовых составляющих, протекающих в каждом из направлений, по величине создаваемого ими поля.

В нормальном режиме работы оборудования разница этих составляющих равна нулю, поскольку втекающий в нагрузку ток равен вытекающему. При появлении посторонних утечек, связанных с пробоем изоляции или замыканием токопроводящих частей на землю, баланс токов в дифференциальных трансформаторах сразу же нарушается.

В результате этого исполнительное реле срабатывает, а дифференциальная защита мгновенно отключает устройство-потребитель от питающей линии (смотрите фото ниже).

Дифференциальная защитаПринцип срабатывания защиты

В реальных условиях через обмотки исполнительного прибора (реле) всегда протекает небольшой ток, называемый небалансным, присутствие которого объясняется следующими причинами:

  • Трансформаторы тока всегда отличаются по своим обмоточным характеристикам. Для снижения влияния этого отличия такие изделия при производстве подбираются попарно;
  • Определённое влияние на дифференциальный процесс оказывают токи намагничивания, обычно присутствующие в обмотках двигателя или трансформатора. С целью учета данного фактора ток срабатывания реле устанавливается с некоторым запасом;
  • Неодинаковость схемных решений, применяемых при формировании контролируемого трансформатора (двигателя).

С учётом всего сказанного в современной дифференциальной аппаратуре используются специальные микропроцессорные системы, способные выявлять эту разницу автоматически и своевременно компенсировать её.

Дифференциальная защита шин

ДЗШ является быстродействующей защитой с абсолютной селективностью, которая охватывает все элементы РУ, присоединенные к секции шин, и действует без замедления при всех видах коротких замыканий (КЗ) на отключение выключателей этих элементов с пуском их УРОВ и запретом их АПВ при неуспешном АПВ шин. По своему принципу действия ДЗШ не срабатывает ложно при внешних КЗ и качаниях.

Современные ДЗШ предусматриваются с дополнительным торможением для отстройки от токов небаланса установившегося и переходного режимов при длительном внешнем КЗ с большой апериодической составляющей.

ДЗШ подключается к отдельным вторичным обмоткам трансформаторов тока (ТТ) таким образом, что бы ее зона действия максимально перекрывалась с зонами действия защит присоединений:

  • защиты присоединений подключаются к вторичным обмоткам ТТ, расположенными максимально близко к шинам;
  • ДЗШ подключается к вторичным обмоткам ТТ, расположенными максимально удаленно от шин в сторону присоединений.

В ДЗШ предусмотрен контроль исправности токовых цепей с действием на сигнализацию и автоматическую блокировку защиты при неисправности. Предусматривается возможность:

  • оперативной деблокировки защиты;
  • оперативного вывода блокировки защиты при неисправности токовых цепей.

В современных терминалах ДЗШ предусматривается программное выравнивание токов плеч и установка промежуточных ТТ не требуется.

ДЗШ имеет в своем составе:

  • пусковой токовый орган;
  • чувствительный токовый орган (ЧТО).

Пусковой орган имеет большую (относительно ЧТО) по величине уставку тока срабатывания и предназначен для отключения секции шин при КЗ на шинах.

ЧТО нормально из работы выведен и вводится в работу в следующих режимах:

  • при оперативное опробовании секции шин напряжением от одного из присоединений в случае неуспешного АПВ шин – вводится оперативно;
  • при автоопробовании секции шин напряжением действием АПВ шин – вводится автоматически;
  • в случае отказа выключателя одного из присоединений при действии ДЗШ — вводится автоматически на время, достаточное для нормального срабатывания УРОВ.

В этих режимах к месту КЗ на шинах протекает ток только одного присоединения, и его величина может быть недостаточна для срабатывания пускового органа, а в случае отказа выключателя одного из присоединений – для удерживания пускового органа в сработанном положении для действия УРОВ.

После работы ДЗШ может применятся АПВ шин.

Здесь хотелось бы видеть: Добавить раздел с выбором параметров

Поперечная дифзащита

Принцип работы генераторов тока в автомобилях

Применяется для предохранения нескольких линий электропередачи от КЗ, подключенных под одну систему шин.

Принцип работы

Поперечная дифзащита включает токовое реле также, как и продольная – от разности токов защищаемых линий.

Токовое реле сравнивает значения нагрузок каждого трансформатора. В отличие от продольной, для поперечной защиты ТТ могут быть установлены на разных ЛЭП, отходящих от единого источника электропитания. Пример – несколько фидеров, действующих от одного автоматического выключателя. Принцип действия защиты дифференциальной не позволяет ей срабатывать от действия внешних КЗ. Поперечная защита срабатывает, когда разница значений не будет равна нулю, т.е. возникает аварийная ситуация на одной из линий.

Схема срабатывания защиты

Токовые цепи подключаются на разность значений двух ЛЭП. Если происходит короткое замыкание на одной из линий, токовая нагрузка одного трансформатора (подключенном к ЛЭП с КЗ) становится больше, чем другого. Реле реагирует на разность значений и срабатывает отключение аварийной ЛЭП. Устройство защиты рассчитано на выбор и отключение только той линии, которая повреждена.

Таким образом, если срабатывает поперечная дифференциальная защита, обслуживающий персонал самостоятельно определяет поврежденный участок линии, отключает его, выводит реле из действия и включает работоспособные участки ЛЭП.

Преимущества:

  • 100% селективность;
  • не влияет на работу других реле;
  • не имеет временного промежутка отключения – срабатывает мгновенно.

Недостатки:

  • необходим принудительный повторный запуск после срабатывания отключения;
  • не может применяться как основная единственная защита;
  • необходимо применение дополнительных мероприятий для мониторинга мертвых зон;
  • не защищает концы линии и ошиновку на ПС – имеет несколько мертвых зон;
  • самостоятельно не определяет место действия КЗ;
  • не применяется для ЛЭП с автоматическими выключателями, где требуется отключение лишь поврежденных участков ЛЭП;
  • необходимость полного выведения из действия одной линии.

Область применения

  • Устанавливается на линиях 35-220 кВ.
  • Поперечная дифференциальная защита используется на параллельных ЛЭП с двумя источниками напряжения как резервная, на линиях с односторонним питанием – как основная. При двухстороннем питании ТТ устанавливаются с обоих концов линии, при одностороннем – лишь на источнике питания. Имеет место на ЛЭП с одинаковым сопротивлением (провода и кабели одного сечения, одинаковая нагрузка).

Если мертвая зона на ЛЭП составляет не более 10%, то такую ЛЭП можно считать эффективно защищенной.

Поперечная дифференциальная токовая защита

Дифференциальные токовые защиты

Для защиты элементов электроустановок широко используется дифференциальный принцип

, при котором действие защиты основано на результатах сравнения токов 2-х (и более) защищаемых элементов (линий) или по концам одного элемента (линии).

Продольная дифференциальная токовая защита

Продольная дифференциальная токовая защита

основанана сравнении токов в начале и конце защищаемого элемента (линии). Для этого по концам линии устанавливаются трансформаторы тока ТА1 и ТА2 с одинаковыми коэффициентами трансформации (рис.8.8).

Рис. 8.8. Продольная дифференциальная токовая защита

Вторичные обмотки трансформаторов тока соединяются 2-х-проводной линией, к которой подключено реле тока КА.

Ток в обмотке реле равен разности вторичных токов трансформаторов

В нормальном режиме и при внешних КЗ, т.е при замыканиях за пределами зоны защиты, которая расположена между трансформаторами тока ТА1 и ТА2, например, в точке К2 через реле протекает разность токов. Так как в этом режиме

,

то ток в реле равен нулю.

При КЗ в линии между трансформаторами тока, например в точке К1 ток в реле равен сумме токов от ТА1 и ТА2, реле срабатывает

иотключает выключатели Q1 и Q2.

Следовательно, защита реагирует на внутренние КЗ

ине реагирует на внешние КЗ за пределами зоны защиты итоки нормального режима, т.е она обладаетабсолютной селективностью .

Недостатком защиты является необходимость соединять ТТ проводами линий

, что увеличивает стоимость защиты иснижает ее надежность .

Продольная дифференциальная защита применяется для линий 110-220 кВ длиной до 10-15 км.

Поперечная дифференциальная токовая защита

Поперечная дифференциальная токовая защитасравнивает токи одноименных фаз в 2-х параллельных линиях, присоединенных к общим шинам

(рис.8.9).

Рис.8.9. Поперечная дифференциальная токовая защита

Трансформаторы тока ТА1 и ТА2 обеих линий имеют одинаковые коэффициенты трансформации.

Реле тока КА и токовые обмотки реле направления мощности КW1 и КW2 включаются на разность токов вторичных обмоток

ТА1 и ТА2.

При нормальном режиме работы и внешних КЗ, например, в точке К2 токи в обеих линиях равны, разность вторичных токов ТА1 и ТА2 равна нулю и защита не срабатывает.

При КЗ на защищаемой линии в точке К1 равенство токов в линиях нарушается: ток через выключатель Q1 будет больше тока через выключатель Q2, соответственно вторичный ток трансформатора тока ТА1 оказывается больше тока ТА2 . Разность этих токов приведет к срабатыванию (возбуждению) реле направления мощности КW1 и реле тока КА, если она окажется достаточной для их срабатывания. Реле направления мощности КW2 при этом не будет действовать, так как его обмотка напряжения подключена к шинам трансформатора напряжения TV в противофазе по отношению к обмотке напряжения реле КW1.

Зона срабатывания реле КW1 между выключателем Q3 и трансформатором тока ТА1 является зоной заклинивания

реле КW2 и наоборот .

При срабатывании реле КА и КW1 их контакты (рис 8.9,б) замыкают цепь обмотки промежуточного реле КL1 (блокировочные контакты выключателей Q1 и Q2 замкнуты, так как выключатели включены). Реле КL1 своими контактами замыкает цепь отключающей катушки YAT1 выключателя Q1, который отключает поврежденную линию. Указательное реле КН1 при этом так же срабатывает и сигнализирует о срабатывании защиты.

Аналогично комплект защиты АК2 подстанции В отключает выключатель Q3 при протекании суммы токов и через АК2.

После отключения выключателя Q1 его блокировочный контакт размыкает цепь возможного питания обмотки промежуточного реле KL2, так как реле КА и KW2 могут замкнуть эту цепь и произвести ложное отключение. Причиной этого может явиться наличие тока в трансформаторе тока ТА2.

При отключенном выключателе Q1 в цепи токовых обмоток КW1, КW2 и КА остается один ток , который может привести к срабатыванию защиты и замыканию цепи катушки отключения YAT2 выключателя Q2 контактом промежуточного реле KL2.

Таким образом, после отключения одной из параллельных линий поперечная дифференциальная защита автоматически выводится из работы

блокировочными контактами Q1 и Q2 в цепи промежуточных реле KL1 и KL2. Поэтомукаждая из линий на этот случайдолжна иметь еще и резервную защиту. Другим недостатком поперечной направленной токовой дифференциальной защиты является наличие двух мертвых зон

: в начале и конце линии.

Поперечная дифференциальная токовая защита используется в сетях 35-110 кВ: в трехфазном исполнении при больших токах замыкания на землю, в двухфазном – при малых.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Структурная схема защиты с реле

Структурная схема защиты содержит:

  • рабочую цепь РЦ и цепь торможения от второй гармонической составляющей ТЦ1, на вход которой подается ток дифференциальной цепи Iд;
  • цепь процентного торможения ТЦ2, на вход которой подается ток плеч защиты I1 и I2;
  • времяимпульсный реагирующий орган РО;
  • дифференциальную отсечку ДО, на вход которой с выхода РЦ подается выпрямленный ток;
  • усилитель, на вход которого подключаются выходы РО всех трех фаз (для реле ДЗТ-23 – три усилителя для каждой фазы);
  • выходные реле ВР; блок питания БП.

На вход РО с выхода рабочей цепи РЦ подается рабочий ток Iр, выпрямленный по схеме двухполупериодного выпрямления без сглаживания, а с выхода тормозных цепей ТЦ1 и ТЦ2 – токи смещения Iсм1 и Iсм2, выпрямленные по схеме двухполупериодного выпрямления со сглаживанием и направленные встречно току Iр.

Реагирующий орган РО состоит из релейного формирователя РФ, элемента выдержки времени на возврат ВВ и элемента выдержки на срабатывание ВС. В нормальном режиме и в режиме внешнего короткого замыкания рабочий ток Iр на входе РО будет меньше тока срабатывания РО (сумма токов рабочей цепи РЦ и токов смещения), поэтому сигнал на выходе РФ равен нулю.

 При исчезновении сигнала на входе РФ сигнал на выходе ВВ становится равным нулю только по истечении выдержки времени на возврат (tвозвр = 4,5 − 5 мс), единичный сигнал на выходе ВС появится при наличии единичного сигнала на входе ВС в течение времени, равного 21 − 23,3 мс (т.е. в течение этого времени на входе РФ паузы тока имеют длительность не более 4,5 − 5 мс). Сигнал с выхода ВС усиливается до величины, необходимой для надежного срабатывания выходного реле.

Дифференциальная защита

Рис. 3.4. Структурная схема защиты ДЗТ-20

Дифференциальная защита

При синусоидальном токе (рис. 3.6) в режиме короткого замыкания в защищаемой зоне длительность пауз на выходе РФ зависит от отношения амплитуды тока к заданному уровню срабатывания. Если это отношение таково, что длительность пауз на выходе РФ меньше уставки ВВ, то на выходе ВВ появляется сигнал, не имеющий пауз. Спустя время срабатывания элемента ВС, на его выходе появляется единичный сигнал, что приводит к срабатыванию реле на отключение.

Дифференциальная защита

Разновидности защит и их суть

Все защиты для трансформаторов должны обладать достаточным быстродействием, чтобы вовремя отключить опасный режим. Так как при возникновении сверхбольших электрических величин он запросто приведет к разрушению изоляции, отпуску металла, возгораниям и прочим неприятным последствиям.

Для предотвращения перегрузок выполняется установка того или иного вида защиты на трансформатор. Какая именно защита используется на понижающих подстанциях, в оборудовании распределительных устройств, определяется местными условиями и особенностями режима работы.

Продольная дифференциальная защита

Область применения дифференциальной токовой защиты охватывает как сам силовой трансформатор, так и окружающие его присоединения вплоть до измерителей токовой нагрузки. Нормальным режимом работы каждого трансформатора считается равномерное перераспределение нагрузки между всеми тремя фазами, когда электрический ток в каждой из них получается приблизительно одинаковым.

Продольные дифференциальные защиты осуществляют сравнение токовой нагрузки во всех фазах. Так как ток примерно одинаков, то их геометрическая сумма должна равняться нулю. В результате сравнения получается, что токовая составляющая отсутствует или слишком мала для реакции. Но, как только произойдет замыкание одной фазы или сразу между несколькими, токи в них перестанут компенсировать друг друга, и их сумма будет отличаться от нуля, сработает дифференциальная отсечка.

Рис. 3. Пример дифференциальной защиты

Релейная

Для предотвращения повреждения трансформаторов применяется достаточно большое количество релейных защит. Однако отдельного внимания заслуживает реле контроля уровня масла. Этот вид предусматривает контроль за состоянием изоляционной среды. Конструктивно реле представляет собой поплавок с контактами, который удерживается выше контактов цепи срабатывания.

Если аварийный режим приведет к утечке масла и последующему снижению менее нормы, после которой может произойти пробой, произойдет отключение. Может располагаться в основном баке или иметь резервную релейную защиту в расширителе, которая предварительно даст сигнал о начале процесса.

Тепловая

Основой для тепловой защиты в трансформаторах служит классическая термопара. Место ее расположения определяется типом устройства, его мощностью и габаритами, так как перегрев может привести к нарушению изоляционных свойств, привести к термическому расширению масла.

К наиболее эффективным местам размещения относятся:

  • в верхней части бака;
  • у высоковольтных вводов;
  • в обмотках.

Имеет две ступени – первая производит включение резервных вентиляторов или других средств охлаждения. Вторая, если первой не удалось сбросить перегрев ниже предельного значения, производит отключение трансформатора.

Токовая отсечка

Данный вид защиты применяется для отключения повреждения, которое могло возникнуть внутри трансформатора. Она размещается со стороны вводов защищаемого трансформатора, однако воздействие охватывает все обмотки, с которых может быть подано напряжение. Особенностью ее применения является схема питания, которая используется в соответствующей линии.

Так для трехфазных цепей с изолированной нейтралью токовая отсечка должна устанавливаться в двух фазах. А при использовании цепей с глухозаземленной нейтралью защита должна применяться в каждом фазном присоединении. При отключении трансформатора полностью отсутствует какая-либо выдержка времени.

Недостатком отсечки является срабатывание исключительно на токи большой величины. Поэтому некоторые межфазные КЗ, межвитковых или КЗ на землю в цепи с изолированной нейтралью могут остаться незамеченными. На практике это один из самых простых способов, отключающих трансформатор в аварийном режиме.

Газовая защита

Газовое реле, как вид защиты, нашло широкое применение в маслонаполненных трансформаторах, где роль диэлектрика, разделяющего токоведущие элементы и заземленную конструкцию корпуса, выполняет трансформаторное масло. В нормальном режиме работы понижающие трансформаторы не воздействуют на жидкий диэлектрик, и масло пребывает в постоянном физическом состоянии.

Но, в случае возникновения межвитковых замыканий, контакта проводников со сталью или других ситуаций внутри бака горение дуги или разогрев металла приводит к локальному закипанию масла. От этого места и начинается выделение газов, которые поднимаются в верхнюю точку емкости.

Виды и особенности работы

Дифференциальная защита является одним из видов релейной защиты, которая отличается абсолютной селективностью и очень высокой скоростью срабатывания. Существуют такие виды дифзащиты: поперечная и продольная. Выбор соответствующей дифзащиты зависит напрямую от ситуации, а для того чтобы уметь безошибочно ее применять, необходимо знать, в каких случаях она применяется, принцип действия, а также основные недостатки и ограничения.

Продольная защита

Продольную дифзащиту необходимо устанавливать в роли основной для защиты мощных трансформаторов и автотрансформаторов.

Основные требования:

  1. Одиночные трансформаторы и автотрансформаторы с мощностью от 6300 кВА.
  2. Параллельно работающие трансформаторы и автотрансформаторы с мощностью от 4000 кВа.
  3. Надежная и помехозащищенная линия связи между 2-мя трансформаторами.
  4. Трансформаторы и автотрансформаторы с мощность от 1000 кВА (токовая отсечка не может добиться необходимой чувствительности при коротком замыкании на выводах с высоким напряжением, при этом максимальная защита должна быть не более 0,5 секунд).

Схема 1 — Продольная дифзащита трансформатора:

Принцип действия дифзащиты сводится к сравнению значений токов фаз, протекающиех по защищенным участкам соответствующих линий. Применяются трансформаторы тока, которые служат для измерения силы тока на защищенном участке цепи. Вторичные обмотки этих трансформаторов соединены с токовыми реле, в результате на обмотку реле попадает разница токов.

При нормальной работе разность значения токов в цепи токового реле будет равна нулю. Однако при коротком замыкании в обмотку реле поступит не разница, а сумма токов. Контакты реле замыкаются, и выдается команда на полное отключение поврежденного участка цепи.

Однако это все прекрасно работает только в теории. В реальном случае через обмотку токового реле будет протекать ток, который не равен нулю. Этот ток называется током небаланса.

Основные причины появления тока небаланса на обмотке токового реле:

  1. Характеристики трансформаторов тока чаще имеют немного разные характеристики. На предприятии-изготовителе их выпускают попарно, предварительно проверяют и подгоняют их характеристики (изменение количества витков обмоток для соблюдения соответствия коэффициента трансформации трансформатора, который необходимо защитить).
  2. Возникновение намагничивающего тока, который появляется в обмотках защищенного трансформатора. В нормальном режиме значение этого тока достигает до 5% от номинального . При холостом ходе трансформатора этот ток на непродолжительное время может превышать значение номинального в несколько раз.
  3. Разные соединения первичной и вторичной обмоток трансформатора (звезда и треугольник). В этой интерпретации вектора токов в первичной и вторичной обмотках будут смещены на 30 градусов, что затруднит подбор количества витков. Это легко компенсировать с помощью соединения обмоток должным образом (на стороне звезды соединяют треугольником, а на стороне треугольника — звездой).

Необходимо учесть, что современные устройства, построенные на базе микропроцессоров, способны компенсировать самостоятельно и для этого нужно просто указать в настройках этого устройства.

Поперечная защита

Применяется только на высоковольтных линия. Поперечная дифференциальная защита выбирает и обесточивает одну поврежденную линию.

Она состоит из токового реле направления мощности, которое подключается, как и в продольной дифзащите, с соответствующего участка на разность токов.

Ток подается на реле через последовательно соединенные контакты для автоматического вывода защиты при отключении проблемной линии, во избежание ее действия при КЗ (коротком замыкании). Вращающий момент у реле направления мощности зависит напрямую от тока, напряжения, а также от угла между этими векторными величинами.

При коротком замыкании значение тока на одной из линий будет больше, чем на другой, и ток в реле будет иметь такое же направление, как и в первой линии. Следовательно, реле замкнет свой контакт (силы тока будет достаточно для притягивания сердечника), и дифзащита отключит линию с большим значением тока. То же самое произойдет и при повешении значения номинального тока во второй линии, но разомкнется уже другая контакторная группа.

Схема 2 — Поперечная дифзащита трансформатора

Принцип действия поперечной защиты примерно такой же, как и у продольной, но есть главное отличие: трансформаторы тока следует установить на концы отдельных линий, которые подключены к данному участку.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: