Дополнительная информация из Чернобровова.

Отстройка дифференциальных реле от тока небаланса

Контроль исправности токовых цепей

Описание схемы ДЗШ для ПС с 1 рабочей и 1 резервной СШ

Схема ДЗШ для ПС, работающих на двух системах шин с фиксированным распределением присоединений

Описание схемы ДЗШ для ПС с 2 системами шин и с 2 выключателями на присоединение

Токораспределение для схемы ДЗШ для ПС, работающих на двух системах шин с фиксированным распределением присоединений (направленная ДЗШ)

Рисунок 5 При внешнем КЗ

Для сетей 110 кВ и выше применяется направленная дифференциальная защита. Принцип действия ДЗШ поясняется на рис. 5 и 6. В целях упрощения на каждой системе шин принято по два питающих присоединения, при этом присоединения 1 и 2 зафиксированы за А1, а присоединения 3 и 4 — за А2. Схема токовых цепей рассматривается в однофазном исполнении. ШСВ находится в зоне действия комплектов защит I, II и III, при КЗ в нем сработают органы I, II и III (I, II – избирательные органы, III – пусковой орган).

Рисунок 6 При КЗ на шине А1 (внутреннем для комплектов защит I и III и внешнем для комплекта II)

Рисунок 7 Блок-схема ДЗШ на примере GE B90

На схеме показано формирование дифференциальных и тормозных токов: фильтрация (частота 50 Гц), выравнивание токов плеч, учет группы соединения (для защиты трансформаторов), учет тока нулевой последовательности (образуется при заземлении нейтрали).

Предусмотрен блок дифференциальной отсечки (ДО), отстроенной от броска тока намагничивания (загрубление дифференциальной защиты трансформатора).

В схеме предусматривается датчик насыщения ТТ. Он применяется при глубоком насыщении ТТ и блокирует действие защиты на отключение выключателей. Чаще всего необходимость применения такого датчика возникает при быстром насыщении ТТ (кривая AB на рис. 8).

На рисунке 8 показана точка глубокого насыщения ТТ (синий крестик), попавшая в зону работы ДЗШ.

B

A

Рисунок 8 Глубокое насыщение ТТ при внешнем КЗ

Насыщение ТТ обычно происходит по кривой, показанной стрелками «ВНЕШНЕЕ КЗ».

На рисунке 9 представлена тормозная характеристика ДЗШ.

III

II

I

Рисунок 9

Характерные участки:

I – отстройка от тока небаланса в номинальном режиме

II – отстройка от погрешностей ТТ при внешнем КЗ

III – отстройка от погрешности ТТ при неглубоком насыщении ТТ при внешнем КЗ (конец второй стрелки «ВНЕШНЕЕ КЗ» (показан синим цветом) на рисунке 8 не заходит в зону работы ДЗШ)

Кроме того, в блок-схеме (рис. 7) используется направленный элемент.

Принцип действия этого элемента показан на рисунке 10.

Рисунок 10

I_ф – ток присоединения, на котором произошло внешнее КЗ, I_диф – дифференциальный ток ДЗШ (комплексные величины)

При внешнем КЗ I_диф равен сумме погрешностей ТТ и погрешности устройства, поэтому он меньше номинального тока, примерно 0,3 – 0,6 I_ном (при отсутствии насыщения ТТ). Напротив, I_ф равен току КЗ и в разы больше номинального тока. Разность токов I_диф – I_ф представляет собой сумму токов остальных присоединений, питающих точку КЗ, взятую с обратным знаком. Получим, что в идеальном случае угол между током поврежденного присоединения и суммой токов питающих присоединений (при I_диф = 0):

Таким образом, угол между ними примерно 180°, и направленный элемент не работает (зона блокировки).

При внутреннем КЗ разность токов I_диф – I_ф представляет собой сумму токов всех присоединений, за исключением рассматриваемого. В этом случае I_диф равен току КЗ, а I_ф составляет некоторую часть от этого тока (если это питающее присоединение, или равен 0 в противном случае). Очевидно что вычитание тока I_ф из I_диф не приведет к выходу вектора I_диф – I_ф из зоны работы (I_диф имеет начальную фазу, близкую к нулю (принимаем, что токи, текущие от источников, почти совпадают по фазе)). Поэтому . Направленный элемент работает.