30. Поперечная токовая дифференциальная защита линий.

На параллельных линиях, имеющих одинаковое сопротивление, применяются поперечные дифференциальные защиты: токовая поперечная дифференциальная защита (на параллельных линиях, имеющих один общий выключатель);

Принцип действия поперечных дифференциальных защит линий основан на сравнении величин и фаз токов, протекающих по обеим параллельным линиям.

В нормальном нагрузочном режиме и режимах внешнего к.з. токи в обеих линиях равны как по величине, так и по фазе (рисунок 6.5, а). В случае к.з. на одной из параллельных линий (рисунок 6.5, б) равенство токов нарушается. При этом на питающем конце линий токи совпадают по фазе, а на приёмном противоположны по фазе. Таким образом, нарушение равенства токов в параллельных линиях по величине или фазе является признаком повреждения на одной из них.

Токовая поперечная дифференциальная защита устанавливается на параллельных линиях, имеющих общий выключатель на обе линии.

При одностороннем питании линий защиты размещается только со стороны источника питания, а в сети с 2-х сторонним питанием – с обеих сторон параллельных линий. На одно­именных фазах каждой линии устанавливаются трансформаторы тока с одинаковым коэффици­ентом трансформации k_ТI = k_ТII = k_Т. Вто­ричные обмотки транс­форматоров тока соеди­няются разноименными зажимами по схеме с циркуляцией токов в соединительных про­водах; параллельно к ним включается обмотка токового реле 1

Очевидно, что ток в реле равен разности вторичных токов ТТ первой и второй параллельных линий, т.е. I_р = I₁ - I_II .

По своему принципу действия рассматриваемая защита не реагирует на внешние к.з., нагрузку и качания. Поэтому её выполняют без выдержки времени и не отстраивают от токов нагрузки.

Практически из-за погрешностей ТТ и неравенства первичных токов I_I и I_II в следствие некоторого различия в величине сопротивления линий, в реле протекает небольшой ток называемый током небаланса (I_нб = I’_нб + I”_нб), от максимального значения которого I_{нб.макс} необходимо отстроить ток срабатывания защиты: I_с.з. >I_{нб.макс}.

При к.з. на одной из параллельных линий (например, на линии Л1, как показано на рисунке 6.6. б) токораспределение изменится, ток I_Iв повреждённой линии станет больше тока I_II в неповреждённой и через реле будет проходить ток, равный разности вторичных токов. Если этот ток будет больше тока срабатывания реле, то защита подействует на отключение выключателя обеих линий.

Таким образом, токовая поперечная дифференциальная защита имеет ограниченную параллельными линиями зону действия, является защитой с абсолютной селективностью и выполняется мгновенной, что является её основным достоинством.

Для того чтобы токовая поперечная дифференциальная защита не подействовала неправильно при прохождении по линии тока нагрузки и тока внешнего к.з., её ток срабатывания определяется выражением: I_с.з. = k_н I_{нб.макс}. где k_н > 1 – коэффициент надёжности.

Токовая поперечная дифференциальная защита имеет так называемую мёртвую зону вблизи шин противоположной подстанции. При удалении точки к.з. от места установки защиты соотношение токов I_I и I_II по повреждённой и неповреждённой линиям изменяется.

Участок т линий (вблизи шин противоположной подстанции) при к.з., в пределах которого ток в защите недостаточен для ее срабатывания, называется мертвой зоной защиты.

Наличие мертвой зоны является существенным недостатком поперечной дифференциальной защиты. Для отключения к.з. в мертвой зоне требуется дополнительная защита, в качестве которой обычно применяется МТЗ.

Длина мёртвой зоны m определяется выражением: ,где I_с.з. – ток срабатывания защиты;

I_к.з – ток к.з.; l – длина линии.

Защиту принято считать эффективной, если мертвая зона ее не превосходит 10%.

При отключении одной из параллельных линий поперечная дифференциальная защита превращается в мгновенную максималь­ную защиту оставшейся в работе линии и действует неселективно. Поэтому при отключении одной линии поперечная дифферен­циальная защита должна выводиться из действия.