~

Q₁

K₁

ЗАЩИТА

I , U

Q₂

K₂

Линия 1 Линия 2

В качестве контролируемых параметров состояния линии используются ток I и напряжение U. В нормальном режиме работы напряжение близко к номинальному значению U_РАБ  U_НОМ , рабочий ток I_РАБ ≤ I_НОМ, сопротивление Z_Л = U_РАБ / I_РАБ ≥ Z_Н. При возникновении короткого замыкания значение тока увеличивается I_К > I_НОМ, значение напряжения уменьшается U_К < U_НОМ, сопротивление контролируемой линии уменьшается Z_ЛК = U_К / I_К < Z_Н.

Токовые защиты основаны на фиксации увеличения тока при возникновении короткого замыкания. Защиты напряжения учитывают уменьшение напряжения при коротком замыкании. Дистанционные защиты фиксируют изменение сопротивления. Если учесть, что Z_ЛК = Z₀ L_К , где Z₀ – сопротивление одного км линии, а L_К - расстояние в км до места короткого замыкания, дистанционный принцип позволяет определить место возникновения короткого замыкания. Защиты с относительной селективностью при нормальных условиях работы действуют на отключение выключателей поврежденной линии.

Защиты с абсолютной селективностью работают только при коротком замыкании на защищаемом участке. К таким защитам относятся дифференциальные и дифференциально-фазные защиты. Принцип действия дифференциальной защиты основан на сравнении токов на входе и выходе защищаемого объекта. Рассмотрим функционирование дифференциальной защиты на примере линии с односторонним питанием. В нормальном режиме и в режиме внешнего короткого замыкания в точке К₁, выполняется соотношение I₁ = I₂ = I. В защите эти токи сравниваются между собой, и при их равенстве защита не работает. При возникновении короткого замыкания в зоне действия защиты, например в точке К₂, вектор тока I₂ становится равным нулю, равенство токов нарушается, и защита сработает. При наличии двухстороннего питания значение тока I₂ ≠ 0, и в принципе модули токов могут оказаться равными, но векторы имеют разные знаки, и защита также будет работать.

Принцип дифференциально-фазной защиты основан на сравнении фаз токов на входе и выходе объекта.

8. Трансформаторы тока. Назначение и классификация. Принцип действия

Трансформаторы тока, предназначенные для питания схем релейной защиты, работают в режиме коротких замыканий или перегрузок оборудования, когда первичные токи значительно превышают номинальные. Такие условия работы связаны с увеличенным значением погрешностей. И хотя сердечники трансформаторов тока для устройств релейной защиты выполняют из высококачественной электротехнической стали, насыщающейся при больших кратностях тока, обязательным условием возможности использования трансформатора тока является его проверка на допустимую погрешность.

Для токовых защит используются схемы с ТТ, установленными во всех трёх фазах (трёхфазные) или в двух фазах (двухфазные). При этом вторичные обмотки ТТ могут соединяться в полную или неполную звезду, а также в полный или неполный треугольник.

Подключение пусковых реле тока к трансформаторам тока в схемах токовых защит может осуществляться по различным схемам:

• соединение ТТ и обмоток реле в полную звезду;

• соединение ТТ и обмоток реле в неполную звезду;

• соединение ТТ в треугольник, а обмоток реле в звезду;

• соединение двух ТТ и одного реле в схему на разность токов 2-х фаз;

• соединение ТТ в фильтр токов нулевой последовательности.

Поведение и работа реле в каждой из этих схем зависят от характера распределения токов в ее вто­ричных цепях в нормальных и аварийных условиях. При анализе различных схем сначала определяются положительные направления действующих величин первичных токов ТТ при различных видах к.з., а затем определяются пути замыкания вторичных токов каждого ТТ. Результирующий ток в проводах и обмотках реле тока определяется геометрическим сложением или вычитанием соответствующих векторов фазных токов.

Для каждой схемы определяется отношение тока в реле I_р к току в фазе I_ф, которое называется коэффициентом схемы:

;

Коэффициент схемы необходимо учитывать при расчёте уставок и оценке чувствительности токовой защиты.