Diferenciálna ochrana pozdĺžneho vedenia

Pozdĺžna diferenciálna ochrana zProtection je založená na princípe porovnávania hodnôt a fáz prúdov na začiatku a na konci vedenia. Na tento účel sú sekundárne vinutia prúdových transformátorov na oboch stranách vedenia prepojené vodičmi, ako je znázornené na obr. 1. Tieto vodiče nepretržite cirkulujú sekundárne prúdy I1 a I2. Na vykonanie diferenciálnej ochrany je paralelne s prúdovými transformátormi zapojené diferenciálne relé PT. Prúd v cievke tohto relé sa bude vždy rovnať geometrickému súčtu prúdov prichádzajúcich z dvoch prúdových transformátorov

Ak sú transformačné pomery prúdových transformátorov TT1 a TT2 rovnaké, potom pri normálnej prevádzke, ako aj pri vonkajšom skrate (bod K1 na obr. 1, a), sú sekundárne prúdy rovnaké v hodnote I1 = I2, smerované opačne k relé .

Ryža. 1. Princíp realizácie pozdĺžnej diferenciálnej ochrany vedenia a prechodu prúdu v relé s vonkajším skratom (a) a so skratom v chránenom priestore (b)

Prúd relé

a relé sa nezapne.

V prípade skratu v chránenom priestore (bod K2 na obr.1, b) sekundárne prúdy vo vinutí relé sa budú zhodovať vo fáze. A preto to bude zhrnuté

Ak

relé zdvihne a vypne ističe.

Týmto spôsobom diferenciálna pozdĺžna ochrana s neustále cirkulujúcimi prúdmi v cievke relé reaguje na celkový skratový prúd v chránenom priestore (úsek vedenia medzi prúdovými transformátormi TT1 a TT2) a zároveň poskytuje okamžité vypnutie poškodeného vedenia.

Praktické uplatnenie schém diferenciálnej ochrany si vyžiadalo zavedenie množstva konštrukčných prvkov v dôsledku zvláštností fungovania týchto ochrán na vedeniach energetických systémov.

Po prvé, aby sa vypli dlhé vedenia na oboch stranách, ukázalo sa, že je potrebné pripojiť dve relé podľa diferenciálnej schémy: jedno v rozvodni 1, druhé v rozvodni 2 (obr. 2).

Ryža. 2. Schematický diagram pozdĺžnej diferenciálnej ochrany vedenia: Ф — jednosmerné a záporné prúdové filtre; PTT — stredový prúdový transformátor; IT — izolačný transformátor; RTD — diferenciálne relé so zastavením; P — pracovná a T — brzdová cievka relé

Spojenie dvoch relé viedlo k nerovnomernému rozloženiu sekundárnych prúdov medzi relé (prúdy boli distribuované nepriamo úmerne k odporom obvodov), vzniku nevyváženého prúdu a zníženiu citlivosti ochrany.

Všimnite si tiež, že tento nevyvážený prúd sa sčítava v relé s nevyváženým prúdom spôsobeným nesúladom magnetizačných charakteristík a určitým rozdielom v transformačných pomeroch prúdových transformátorov.Na prispôsobenie sa nevyváženým prúdom v ochrane sa nepoužili jednoduché diferenciálne relé, ale diferenciálne relé so zastavením RTD, ktoré majú väčšiu citlivosť.

Po druhé, spojovacie vodiče s ich značnou dĺžkou majú odpor, ktorý je mnohonásobne vyšší ako odpor zaťaženia povolený pre prúdové transformátory. Na zníženie záťaže boli použité medziľahlé PTT prúdové transformátory s transformačným pomerom n, pomocou ktorých sa n-krát znížil prúd cirkulujúci vodičmi a tým sa záťaž od spojovacích vodičov znížila n2-krát (hodnota zaťaženie je úmerné druhej mocnine prúdu).

Ryža. 3. Priechod prúdu v cievkach relé v prípade prerušenia (a) a skratu spojovacích vodičov (b): K1 – bod skratu; K2 — skratový bod v chránenom priestore

V schéme pozdĺžnej diferenciálnej ochrany boli tiež poskytnuté izolačné transformátory na oddelenie spojovacích vodičov od reléových obvodov a ich ochranu pred vysokým napätím indukovaným v spojovacích vodičoch počas prechodu vodiča skratového prúdu.

Pozdĺžna diferenciálna ochrana typu DZL, široko distribuovaná v elektrických sieťach, je postavená na princípoch uvedených vyššie a obsahuje prvky uvedené na obr. 2. Prítomnosť spojovacích vodičov v sekundárnych obvodoch DLP obmedzuje oblasť jeho použitia na linky krátkej dĺžky (10-15 km).

Kontrola prevádzkyschopnosti spojovacích vodičov.

Počas prevádzky je možné poškodenie spojovacích vodičov: prestávky, skrat medzi nimi, skrat jedného z vodičov k zemi.

V prípade prerušenia pripojovacieho vodiča (obr. 3, a) sa prúd v pracovnej a brzdovej cievke relé zhoduje a ochrana môže v prípade priechodného skratu fungovať nesprávne a dokonca aj pri zaťažovacím prúdom (v závislosti od hodnoty Isc).

Skrat medzi spojovacími vodičmi (obr. 3, b) obchádza vinutia relé a potom ochrana nemusí fungovať v prípade skratu v chránenom priestore.

Pre včasné zistenie poškodenia je prevádzkyschopnosť spojovacích vodičov monitorovaná špeciálnym zariadením. Riadenie je založené na skutočnosti, že na prevádzkový striedavý prúd cirkulujúci v pripojovacích vodičoch, keď sú v dobrom stave, sa superponuje usmernený jednosmerný prúd, čo neovplyvňuje činnosť ochrany.

Usmernené napätie je privádzané na prípojné vodiče iba v jednej z rozvodní, kde má riadiaca jednotka usmerňovač, ktorý zase prijíma energiu z napäťového transformátora aktívneho zbernicového systému. Pripojenie riadiaceho zariadenia k jednému alebo druhému zbernicovému systému sa vykonáva pomocou pomocných kontaktov odpojovačov zbernice alebo reléových opakovačov odpojovačov zbernice chráneného vedenia.

V prípade prerušenia spojovacích vodičov jednosmerný prúd zmizne a riadiace zariadenie signalizuje poruchu, pričom odoberie prevádzkový prúd z ochrany oboch rozvodní.Keď sú spojovacie vodiče uzavreté dohromady, dáva signál a odstraňuje ochranu z činnosti, ale iba na jednej strane - na strane rozvodne, kde nie je usmerňovač. V prípade poklesu izolačného odporu jedného zo spojovacích vodičov k zemi (pod 15-20 kOhm) vydá riadiaci prístroj aj zodpovedajúci signál.

Ak sú pripojovacie vodiče v dobrom stave, monitorovací prúd, ktorý nimi prechádza, nepresahuje 5-6 mA pri napätí 80 V. Tieto hodnoty by mal pravidelne kontrolovať servisný personál v súlade s návodom na obsluhu ochranu.

Obslužný personál musí pamätať na to, že pred povolením akýchkoľvek prác na pripojovacích vodičoch je potrebné vypnúť pozdĺžnu diferenciálnu ochranu, monitorovacie zariadenie pripojovacích vodičov a spustenie záložného zariadenia v prípade poruchy ističa. ochranné kryty proti poškodeniu na oboch stranách.

Po ukončení prác na spojovacích vodičoch skontrolujte ich prevádzkyschopnosť. Na tento účel je riadiace zariadenie zahrnuté v rozvodni, kde nie je usmerňovač. V tomto prípade by sa mal objaviť poruchový signál. Potom sa na inej rozvodni zapne riadiaca jednotka (na spojovacie vodiče sa privedie opravené napätie) a skontroluje sa poruchový signál. Ochranný a vypínací obvod zariadenia na ochranu pri poruche ističa sa aktivuje, keď sú spojovacie vodiče v dobrom stave.