Токова защита на диференциалната шина

Защитата на шините с диференциален ток е предназначена за бързо изключване на електрическите вериги, свързани към шините, в случай на късо съединение на шините или на всяко друго оборудване, включено в защитната зона.

Областта на неговото действие е ограничена от токовите трансформатори, към които са свързани защитните релета. Основата за прилагане на защитата е принципът за сравняване на стойностите и фазите на токовете на електрическите вериги по време на късо съединение и други режими на работа.

За осъществяване на защитата диференциалното реле RT е свързано към токовите трансформатори на връзките, както е показано на фиг. 1. При тази връзка токът в релето винаги ще бъде равен на геометричната сума на вторичните токове на връзките.

При късо съединение на шините (фиг. 1, а) вторичните токове на връзките ще имат една посока и сумата от тези токове ще премине през релето

Ако АзR

При външно късо съединение (фиг. 1, б), токът в бобината на релето

релето няма да работи, ако е настроено от тока на дисбаланс поради грешката на токовите трансформатори.

Ориз. 1. Токове в релето за защита на диференциалния ток на шината в случай на късо съединение в шините (а) и външно късо съединение (б)

Въз основа на общ принцип, защитата на диференциалните шини може да се различава помежду си според схемата, което е свързано с адаптирането им към една или друга основна схема на подстанция. Действат диференциални защити на шините за подстанции с една и две шинни системи, както и за подстанции с реагиращи линии и множество захранвания.

Защитата на диференциалния ток за подстанции с две шинни системи с фиксирано разпределение на връзките, която често се използва като едно от средствата за ограничаване на токовете на късо съединение в мрежи 110-220 kV, представлява най-голям интерес от гледна точка на тяхната поддръжка от оперативен персонал. Една от тези защити е обсъдена по -долу.

Отличителна черта на защитата (фиг. 2) е селективността при изключване на повредената шинна система, ако се наблюдава установеното разпределение на връзките по шините. Селективността на действие се осигурява от използването на веригата на две селективни токови устройства (комплекти релета) PT1 и PT2 и общ стартов елемент (набор от релета) RTZ.

Релетата на всеки селективен комплект са свързани към токовите трансформатори на отделенията, фиксирани зад дадената система от шини и действат при задействане на превключвателите само на тези отсеци. Релетата на общия стартов комплект са свързани към токовите трансформатори на отделенията на двете системи на шините и следователно работят в случай на късо съединение на някоя от системите на шините. Те не реагират на външни къси съединения, дори ако фиксирането на връзките е прекъснато.

Работата на диференциалната токова защита на автобусите.

В случай на късо съединение на една от шинните системи, токовите релета от общия стартов комплект на RTZ ще работят и ще подават работния ток, за да изключат превключвателя на шината (реле RPZ) и едновременно с токовите релета на комплекти за избор PT1 и PT2. Прекъсването на свързващите превключватели на повредената шинна система ще се случи в резултат на задействане на междинното реле на съответния селективен комплект.

В случай на нарушаване на установеното фиксиране на връзките, двата комплекта за избирателна защита могат да бъдат задействани от външно късо съединение, тъй като токовете в тях не са балансирани. Това обаче няма да доведе до прекъсване на връзките, тъй като постоянният ток се подава към релето на избирателните органи чрез общ стартов комплект, в релето на което токовете ще бъдат балансирани и няма да работи.

Ако в случай на счупено фиксиране на връзките възникне късо съединение на една от работещите шинни системи, тогава и трите комплекта защита ще работят и двете шинни системи ще се изключат. За да се запази избирателността на защитното действие в случай на промяна в фиксирането на връзките, е необходимо да се премине от един селективен набор към друг текущи и оперативни вериги на връзките, прехвърлени към друга операционна шинна система.

Защитната верига (фиг. 2) предвижда прекъсвач за фиксиране на връзката, който маневрира DC веригите на двата избирателни органа. С включването на този превключвател контактите на токовите релета PT1 и PT2 на избирателните комплекти се изключват от защитната верига, превключвателят се включва преди да започне работа с комутационни устройства, които нарушават установеното фиксиране на връзките. Той също трябва да бъде включен, когато една шинна система работи и всички връзки са включени.

Когато прекъсвачът е включен, защитата действа, за да изключи всички превключватели наведнъж. Ако прекъсвачът е включен, когато и двете шинни системи работят и разпределението на връзките е фиксирано, тогава в случай на късо съединение на една от шинните системи защитата ще действа неселективно, за да изключи прекъсвачите на двете шинни системи директно от общия набор.

За да се провери напрежението на една от шинните системи, използвайки ShSV, защитната верига предвижда автоматично блокиране, което забавя изключването на прекъсвачите за връзките на работната шинна система в случай, че ShSV е включен късо съединение. Блокирането се извършва с помощта на релето PV7, което има по -дълго време забавяне при връщане от времето за изключване на ShSV. По това време релето RP4 премахва минуса на работния ток от релетата RP1 и RP2 на селективните набори, поради което те няма да могат да изключат превключвателите за свързване. Импулсът за изключване на ShSV се подава без забавяне от релето RPZ, веднага щом релето на стартовия комплект се активира. Ако изключването на ШСВ по някаква причина се забави, след изтичане на времето за връщане на релето PV7, операционната шинна система ще се изключи.

Ориз. 2. Схематична диаграма на диференциалната токова защита на система с двойна шина: 1 — ключ за управление на свързващия шина превключвател B1 (ШСВ); 2 — същия байпасен превключвател B2 (ОВ). Контактите 1 и 2 са затворени само за времето на включване, на фигурата те са условно изобразени като бутони; 3 — бутон за маневриране на милиамперметъра; 4 — бутон за отключване на сигналното реле; PT1 — реле за ток на селективен комплект I, шинна система; PT2 — същата шинна система II; RTZ — токово реле от общия комплект; PT0 — текущо реле на сигналния набор; RP1 — RP6 — междинни релета; PР0 — същият набор от сигнали: PV7, PV8 — междинни релета с закъснение във времето; РВ0 — реле за време на сигнала; BI9 -BI14 — тестови блокове; С — прекъсвач на нарушение на фиксиране; H — накладки (изключващи устройства)

Подобно блокиране (реле PV8) е предвидено в случай на изпитване на напрежението на системата на байпасната шина с помощта на байпасния превключвател. По време на изпитването вторичните вериги на токовите трансформатори на байпасния превключвател трябва да бъдат отстранени от защитната верига (капаците на тестовите блокове BI9 и BI10 се отстраняват). В противен случай евентуално късо съединение в системата на байпасната шина ще бъде външно късо съединение и защитата няма да работи.

При работа не са изключени прекъсвания или маневриране на вторичните вериги на токовите трансформатори, към които са свързани защитните релета. В резултат на това балансът на токовете в релето е нарушен и те могат да работят дори по време на нормалната работа на подстанцията.

За да се предотврати неправилна работа на защитата, е предвидено устройство за наблюдение на състоянието на токовите вериги, направено с помощта на токово реле PT0 и милиамперметър mA, включени в нулевия проводник на токови трансформатори. При определена (опасна) стойност на тока на дисбаланс контролното устройство се задейства, деактивира защитата и уведомява персонала за неизправността.Постепенно развиващите се неизправности в токовите вериги се разкриват чрез периодични измервания на тока на дисбаланс с помощта на милиамперметър чрез натискане на бутона 3, заобикаляйки го.