Дифференциальная защита шин

Рисунок 2

Дифференциальная токовая защита шин предназначена для быстрого отключения электрических цепей, включенных на сборные шины, при КЗ на сборных шинах или на любом другом оборудовании, входящем в зону действия защиты (выключатели, разъединители, ошиновка).

Зона ее действия ограничивается трансформаторами тока, к которым подключены реле защиты. В основу выполнения защиты положен принцип сравнения значений и фаз токов.

Для выполнения защиты дифференциальное реле РТ подключают к трансформаторам тока присоединений, как показано на рис. 2. При таком включении ток в реле всегда будет равен геометрической сумме вторичных токов присоединений.

Рисунок 3

При КЗ на шинах (рис. 3а, точка К1) вторичные токи присоединений будут иметь одно направление и через реле будет проходить сумма токов присоединений.

При внешнем КЗ (точка К2) и в нормальном режиме (рис. 3б) в реле будет иметь место разность токов (питающих и отходящих присоединений, имеющих разное направление токов в цепи).

Реле не сработает, если оно отстроено от тока небаланса, появляющегося вследствие погрешности трансформаторов тока. С учетом токов намагничивания вторичные токи ТТ равны:

Получим, что для рис. 3б ток в реле с учетом погрешности ТТ:

Исходя из этого получим:

Вследствие погрешности ТТ в реле появляется ток небаланса, равный геометрической разности токов намагничивания ТТ на поврежденном присоединении (линия 3) и ТТ всех остальных присоединений (линии 1, 2), по которым ток КЗ притекает к шинам.

Защита не будет действовать при условии, что ток срабатывания реле будет больше максимального тока небаланса:

При внешнем КЗ величина тока небаланса значительно выше, чем в нормальном режиме, поскольку токи нагрузки меньше токов КЗ.

Мероприятия по повышению надежности дзш

При внешнем КЗ наибольший ток КЗ проходит через ТТ поврежденного присоединения, поэтому его ток намагничивания (погрешность) будет максимальной. По ТТ остальных присоединений проходит лишь часть этого тока, благодаря чему их токи намагничивания значительно меньше.

Рисунок 4 Характеристика намагничивания ТТ ДЗШ

В связи с этим, при работе ТТ поврежденного присоединения в насыщенной части характеристики намагничивания, а ТТ остальных присоединений в прямолинейной части, разница токов намагничивания (см. рис. 4), будет иметь наибольшую величину.

! Поэтому для уменьшения токов небаланса необходимо обеспечить условия, при которых все ТТ работают при внешних КЗ в ненасыщенной части характеристики:

1) применять однотипные ТТ, у которых насыщение происходит при возможно больших токах I_к, наилучшими с этой точки зрения являются ТТ классов Р (Д) (характеристика б на рис. 4)

2) уменьшать кратность тока I_к к номинальному току ТТ, увеличивая их коэффициент трансформации

3) уменьшать нагрузку на ТТ, уменьшая и вторичный ток , первое достигается за счет увеличения сечения и сокращения длины соединительных проводов, второе – применением одноамперных ТТ или вспомогательных трансформаторов, понижающих ток в соединительных проводах.

Выбор ТТ и определение допустимой нагрузки на них производится по кривым предельной кратности токов при 10% погрешности.