Назначение устройств релейной защиты и предъявляемые к ним требования, страница 58

Одной из зарубежных фирм было предложено дифференциальное реле, для загрубления которого при внешнем КЗ непосредственно использовалась апериодическая составляющая, выделяемая с помощью специальных фильтров и используемая в качестве тормозного сигнала. Усовершенствованный вариант реле на рассмотренном принципе был разработан в институте «Энергосетьпроект». Широкого распространения он не получил в основном из – за возможных задержек при срабатывании при наличии в токе КЗ медленно затухающей апериодической составляющей. 

Ряд авторов, в основном зарубежных, для улучшения отстройки от внешних КЗ предлагали использовать несинусоидальный характер переходного тока небаланса, в котором особенно велика гармоническая составляющая с частотой 100 Гц. Предлагалось с помощью фильтра выделять вторую гармонику дифференциального тока и использовать как тормозной сигнал. Недостатком такого реле является возможность замедления действия при внутренних КЗ из – за появления второй гармоники в условиях насыщения ТТ и искажения формы вторичных токов. В России этот способ отстройки от тока небаланса не нашел применения.

Выше рассмотрены способы отстройки от переходных токов небаланса с преобладанием апериодической составляющей.В отдельных случаях дифференциальная защита должна иметь хорошую отстройку от периодических токов небаланса. Основным и наиболее универсальным способом отстройки от периодических (установившихся или переходных) токов небаланса является торможение сигналом, сформированным определенным образом из токов, протекающих в плечах дифференциальной защиты.

Пеимущество дифференциальной защиты с торможением (в дальнейшем - ДЗТ) иллюстрируется рис. 4.4, на котором показаны ток срабатывания реле без торможения типа РНТ и зависимости тока небаланса () и тока срабатывания реле ДЗТ в относительных единицах от кратности тока внешнего КЗ (), который в большинстве случаев и испоьзуется в качестве тормозного ():

;

                                     (4.4)

где .

Зависимость тока срабатывания ДЗТ от тормозного тока (тормозная характеристика) в общем случае имеет вид

,                                                            (4.5)

( – коэффициент торможения, характеризующий угол наклона тормозной характеристики, - начальный ток срабатывания реле ДЗТ – при .                                                             

П малых значениях выражение (4.4) может быть представлено в виде           

,                                                                     (4.6)

Нетрудно заметить,  что выражения (9.4) и (9.6) одного вида, а к_т = к_отс к_нб. Для обеспечения надежного срабатывания дифференциальной защиты  в наиболее тяжелом режиме  -  при одностороннем питании внутреннего КЗ величина коэффициента торможения, выбираемого по условию отстройки от внешнего КЗ, не должна превышать 1.

Из диаграммы видно, что при снижении тока КЗ ток срабатывания ДЗТ также снижается, что позволяет обеспечить более высокую чувствительность по сравнению с защитой без торможения.

Условия функционирования реле ДЗТ наиболее благоприятны при условии, если при внешних КЗ торможение есть, а при внутренних КЗ оно отсутствует.

Такое функционирование реле ДЗТ может быть обеспечено при определенном выборе алгоритма формирования ТС.

Продольная дифференциальная защита линии

Продольная дифференциальная защита в том виде, в каком она была рассмотрена в предыдущем разделе, пригодна лишь для весьма коротких линий (до 1 км.). При большей протяженности линии погрешность ТТ превышает допустимую (e = 10%), поэтому должны приниматься специальные меры для ее снижения. В известных вариантах дифференциальной защиты  линии (ДЗЛ) для этой цели применяется снижение тока, циркулирующего по вспомогательным проводам, с помощью промежуточных насыщающихся трансформаторов. Одновременно НТТ изолируют измерительные органы от вспомогательных проводов, разделяя их гальванически. Для повышения надежности и экономичности ДЗЛ целесообразно уменьшить число вспомогательных проводов, соединяющих ТТ, и соответственно число жил кабеля, проложенного вдоль трассы. Это может быть достигнуто с помощью, например, комбинированных фильтров , благодаря чему защита превращается в односистемную.