Differentiële bescherming van de lengtelijn

Longitudinaal differentieel zProtection is gebaseerd op het principe van het vergelijken van de waarden en fasen van de stromen aan het begin en einde van de lijn. Hiertoe zijn de secundaire wikkelingen van de stroomtransformatoren aan weerszijden van de leiding met draden met elkaar verbonden, zoals weergegeven in afb. 1. Deze draden laten continu secundaire stromen I1 en I2 circuleren. Om een ​​differentiaalbeveiliging uit te voeren, is een PT-differentieelrelais parallel aangesloten op de stroomtransformatoren. De stroom in de spoel van dit relais zal altijd gelijk zijn aan de geometrische som van de stromen afkomstig van de twee stroomtransformatoren

Als de transformatieverhoudingen van de stroomtransformatoren TT1 en TT2 hetzelfde zijn, dan zijn tijdens normaal bedrijf, evenals een externe kortsluiting (punt K1 in Fig. 1, a), de secundaire stromen gelijk in waarde I1 = I2, gericht tegenover het relais.

Rijst. 1. Het principe van implementatie van longitudinale differentiaalbeveiliging van de lijn en stroomdoorgang in het relais met een externe kortsluiting (a) en met een kortsluiting in het beveiligde gebied (b)

Relais stroom

en het relais schakelt niet in.

In geval van kortsluiting in het beveiligde gebied (punt K2 in Fig.1, b) de secundaire stromen in de relaiswikkeling komen in fase overeen. En daarom zal het worden samengevat

Als

het relais zal de onderbrekers oppikken en uitschakelen.

Op deze manier reageert de differentiële longitudinale beveiliging met constant circulerende stromen in de relaisspoel op de totale kortsluitstroom in het beveiligde gebied (het lijngedeelte tussen stroomtransformatoren TT1 en TT2) terwijl de beschadigde lijn onmiddellijk wordt uitgeschakeld

De praktische toepassing van differentiële beveiligingsschema's vereiste de introductie van een aantal structurele elementen vanwege de eigenaardigheden van de werking van deze beveiligingen op de lijnen van voedingssystemen.

Ten eerste, om de lange lijnen aan beide kanten uit te schakelen, bleek het nodig om twee relais aan te sluiten volgens het differentieelschema: een op onderstation 1, de andere op onderstation 2 (Fig. 2).

Rijst. 2. Schematisch diagram van de longitudinale differentiaalbeveiliging van de lijn: Ф — gelijkstroomfilters en negatieve sequentiestroomfilters; PTT — tussenstroomtransformator; IT — scheidingstransformator; RTD — differentieelrelais met stop; P — werkende en T — remspoel van het relais

De verbinding van twee relais leidde tot een ongelijke verdeling van secundaire stromen tussen de relais (de stromen werden omgekeerd evenredig verdeeld met de weerstanden van de circuits), het verschijnen van een onbalansstroom en een afname van de gevoeligheid van de beveiliging.

Merk ook op dat deze onbalansstroom in het relais optelt met een onbalansstroom die wordt veroorzaakt door een mismatch in de magnetiseringskarakteristieken en een verschil in de transformatieverhoudingen van de stroomtransformatoren.Om onbalansstromen in bescherming aan te passen, werden geen eenvoudige differentiaalrelais gebruikt, maar differentieelrelais met RTD-stop, die een grotere gevoeligheid hebben.

Ten tweede hebben de aansluitdraden met hun aanzienlijke lengte een weerstand die vele malen hoger is dan de toegestane belastingsweerstand voor stroomtransformatoren. Om de belasting te verminderen, werden tussenliggende PTT-stroomtransformatoren met een transformatieverhouding n gebruikt, met behulp waarvan de stroom die door de draden circuleert, met n keer werd verminderd en dus de belasting van de verbindingsdraden met n2 keer werd verminderd (de waarde van de belasting is evenredig met het kwadraat van de stroom).

Rijst. 3. Stroomdoorgang in de relaisspoelen bij breuk (a) en kortsluiting van de verbindingsdraden (b): K1 — kortsluitpunt; K2 — kortsluitingspunt in het beschermde gebied

Scheidingstransformatoren werden ook voorzien in het longitudinale differentiaalbeveiligingsschema om de verbindingsdraden te scheiden van de relaiscircuits en deze laatste te beschermen tegen hoge spanningen die in de verbindingsdraden worden geïnduceerd tijdens het passeren van de kortsluitstroomgeleider.

Differentiële bescherming in lengterichting van het DZL-type, wijd verspreid in elektrische netwerken, is gebaseerd op de hierboven uiteengezette principes en bevat de elementen aangegeven in Fig. 2. De aanwezigheid van verbindingsdraden in de secundaire circuits van DLP beperkt het toepassingsgebied tot lijnen van korte lengte (10-15 km).

Controle van de bruikbaarheid van de aansluitdraden.

Tijdens bedrijf is schade aan de aansluitdraden mogelijk: breuk, kortsluiting ertussen, kortsluiting van een van de draden naar aarde.

In het geval van een breuk in de verbindingsdraad (Fig. 3, a), wordt de stroom in de werk- en remspoelen van het relais hetzelfde en kan de beveiliging onjuist werken in het geval van een doorgaande kortsluiting en zelfs met een belastingsstroom (afhankelijk van de waarde van Isc ).

Een kortsluiting tussen de verbindingsdraden (Fig. 3, b) omzeilt de relaiswikkelingen en dan werkt de beveiliging mogelijk niet in het geval van kortsluiting in het beveiligde gebied.

Voor tijdige detectie van schade wordt de bruikbaarheid van de aansluitdraden bewaakt door een speciaal apparaat. De regeling is gebaseerd op het feit dat een gelijkgerichte gelijkstroom wordt gesuperponeerd op de werkende wisselstroom die in de verbindingsdraden circuleert wanneer deze in goede staat zijn, wat de werking van de beveiliging niet beïnvloedt.

Gelijkgerichte spanning wordt alleen geleverd aan de verbindingsdraden in een van de onderstations, waar de besturingseenheid een gelijkrichter heeft, die op zijn beurt stroom ontvangt van de spanningstransformator van het actieve bussysteem. De aansluiting van het besturingsapparaat op een of ander bussysteem wordt uitgevoerd via hulpcontacten van busscheiders of relaisversterkers van busscheiders van de beveiligde lijn.

Bij een breuk in de verbindingsdraden verdwijnt de gelijkstroom en meldt het besturingsapparaat een storing, waardoor de bedrijfsstroom van de beveiliging van beide onderstations wordt verwijderd.Wanneer de verbindingsdraden samen worden gesloten, geeft het een signaal en verwijdert het de bescherming tegen actie, maar alleen aan één kant - de kant van het onderstation waar geen gelijkrichter is. Bij een afname van de isolatieweerstand van een van de verbindingsdraden naar de aarde (onder 15-20 kOhm), geeft het besturingsapparaat ook het overeenkomstige signaal.

Als de aansluitdraden in goede staat zijn, is de bewakingsstroom die er doorheen gaat niet hoger dan 5-6 mA bij een spanning van 80 V. Deze waarden moeten periodiek worden gecontroleerd door het servicepersoneel in overeenstemming met de bedieningsinstructies van de bescherming.

Het bedienend personeel moet onthouden dat voordat enig werk aan de verbindingsdraden is toegestaan, het noodzakelijk is om de longitudinale differentiaalbeveiliging, het bewakingsapparaat voor de verbindingsdraad en het starten van het back-upapparaat uit te schakelen in het geval van een storing van de stroomonderbreker. bescherming schade bewakers aan beide zijden.

Controleer na het voltooien van het werk aan de verbindingsdraden hun bruikbaarheid. Hiervoor is het besturingsapparaat opgenomen in het onderstation, waar geen gelijkrichter is. In dit geval zou er een storingssignaal moeten verschijnen. Vervolgens wordt de besturingseenheid op een ander onderstation ingeschakeld (gecorrigeerde spanning wordt geleverd aan de aansluitdraden) en gecontroleerd op een storingsmelding. Het beveiligings- en uitschakelcircuit van de uitvalbeveiliging van de stroomonderbreker wordt geactiveerd wanneer de aansluitdraden in goede staat verkeren.