Diferenciální ochrana podélného vedení

Podélná diferenciální ochrana zProtection je založena na principu porovnávání hodnot a fází proudů na začátku a na konci vedení. Za tímto účelem jsou sekundární vinutí proudových transformátorů na obou stranách vedení propojena vodiči, jak je znázorněno na obr. 1. Tyto vodiče nepřetržitě cirkulují sekundární proudy I1 a I2. Pro provedení diferenciální ochrany je paralelně s proudovými transformátory zapojeno diferenciální relé PT. Proud v cívce tohoto relé bude vždy roven geometrickému součtu proudů přicházejících ze dvou proudových transformátorů

Pokud jsou transformační poměry proudových transformátorů TT1 a TT2 stejné, pak při normálním provozu, stejně jako při vnějším zkratu (bod K1 na obr. 1, a), jsou sekundární proudy stejné v hodnotě I1 = I2, směrované opačně než relé.

Rýže. 1. Princip realizace podélné diferenciální ochrany vedení a průchodu proudu v relé s vnějším zkratem (a) a se zkratem v chráněném prostoru (b)

Reléový proud

a relé se nezapne.

V případě zkratu v chráněném prostoru (bod K2 na Obr.1, b) sekundární proudy ve vinutí relé se budou ve fázi shodovat. A proto bude shrnuto

Li

relé zvedne a vypne jističe.

Tímto způsobem diferenciální podélná ochrana s neustále cirkulujícími proudy v cívce relé reaguje na celkový zkratový proud v chráněném prostoru (úsek vedení mezi proudovými transformátory TT1 a TT2) a současně zajišťuje okamžité vypnutí poškozeného vedení.

Praktická aplikace schémat diferenciální ochrany si vyžádala zavedení řady konstrukčních prvků vzhledem ke zvláštnostem provozu těchto ochran na vedeních energetických soustav.

Nejprve se pro vypnutí dlouhých vedení na obou stranách ukázalo jako nutné zapojit dvě relé podle diferenciálního schématu: jedno na rozvodně 1, druhé na rozvodně 2 (obr. 2).

Rýže. 2. Schéma podélné diferenciální ochrany vedení: Ф — proudové filtry stejnosměrného a záporného sledu; PTT — meziproudový transformátor; IT — izolační transformátor; RTD — diferenciální relé se stopem; P — pracovní a T — brzdová cívka relé

Spojení dvou relé vedlo k nerovnoměrnému rozložení sekundárních proudů mezi relé (proudy byly distribuovány nepřímo úměrně k odporům obvodů), vzniku nesymetrického proudu a snížení citlivosti ochrany.

Všimněte si také, že tento nesymetrický proud se v relé sčítá s nesymetrickým proudem způsobeným nesouladem magnetizačních charakteristik a určitým rozdílem v transformačních poměrech proudových transformátorů.Pro vyrovnání z nesymetrických proudů v ochraně nebyla použita jednoduchá diferenciální relé, ale diferenciální relé s RTD stopem, která mají větší citlivost.

Za druhé, připojovací vodiče se svou značnou délkou mají odpor, který je mnohonásobně vyšší než zatěžovací odpor povolený pro proudové transformátory. Pro snížení zátěže byly použity mezilehlé PTT proudové transformátory s transformačním poměrem n, pomocí kterých se nkrát snížil proud cirkulující vodiči a tím se zátěž od propojovacích vodičů snížila n2krát (hodnota zatížení je úměrné druhé mocnině proudu).

Rýže. 3. Průchod proudu v cívkách relé v případě přerušení (a) a zkratu propojovacích vodičů (b): K1 – bod zkratu; K2 — zkratový bod v chráněném prostoru

Ve schématu podélné diferenciální ochrany byly také použity izolační transformátory, které oddělují spojovací vodiče od reléových obvodů a chrání je před vysokým napětím indukovaným ve spojovacích vodičích při průchodu vodiče zkratového proudu.

Podélná diferenciální ochrana typu DZL, široce rozšířená v elektrických sítích, je postavena na výše uvedených principech a obsahuje prvky uvedené na obr. 2. Přítomnost propojovacích vodičů v sekundárních obvodech DLP omezuje oblast jeho použití na linky krátké délky (10-15 km).

Kontrola provozuschopnosti propojovacích vodičů.

Během provozu je možné poškození propojovacích vodičů: přerušení, zkrat mezi nimi, zkrat jednoho z vodičů k zemi.

V případě přerušení připojovacího vodiče (obr. 3, a) se proud v pracovní a brzdné cívce relé stane stejný a ochrana může pracovat nesprávně v případě průchozího zkratu a dokonce i při zatěžovací proud (v závislosti na hodnotě Isc).

Zkrat mezi propojovacími vodiči (obr. 3, b) obchází vinutí relé a pak nemusí ochrana fungovat v případě zkratu v chráněném prostoru.

Pro včasnou detekci poškození je provozuschopnost propojovacích vodičů sledována speciálním zařízením. Řízení je založeno na tom, že na provozní střídavý proud cirkulující v připojovacích vodičích, když jsou v dobrém stavu, se superponuje usměrněný stejnosměrný proud, což neovlivňuje činnost ochrany.

Usměrněné napětí je na připojovací vodiče přiváděno pouze v jedné z rozvoden, kde je v řídící jednotce usměrňovač, který zase přijímá napájení z napěťového transformátoru aktivního sběrnicového systému. Připojení řídicího zařízení k jednomu nebo druhému sběrnicovému systému se provádí pomocí pomocných kontaktů odpojovačů sběrnic nebo reléových opakovačů sběrnicových odpojovačů chráněného vedení.

V případě přerušení propojovacích vodičů stejnosměrný proud zanikne a řídicí zařízení signalizuje poruchu, čímž odstraní provozní proud z ochrany obou rozvoden.Když jsou propojovací vodiče uzavřeny dohromady, dává signál a odstraňuje ochranu z činnosti, ale pouze na jedné straně - na straně rozvodny, kde není žádný usměrňovač. V případě poklesu izolačního odporu jednoho ze spojovacích vodičů vůči zemi (pod 15-20 kOhm) vydá řídicí zařízení také odpovídající signál.

Pokud jsou připojovací vodiče v dobrém stavu, nepřekračuje jimi procházející monitorovací proud 5-6 mA při napětí 80 V. Tyto hodnoty by měl pravidelně kontrolovat servisní personál v souladu s návodem k obsluze ochrana.

Obslužný personál musí pamatovat na to, že před povolením jakýchkoliv prací na připojovacích vodičích je nutné vypnout podélnou diferenciální ochranu, hlídací zařízení připojovacích vodičů a spuštění záložního zařízení při poruše jističe. ochranné kryty proti poškození na obou stranách.

Po ukončení práce na připojovacích vodičích zkontrolujte jejich provozuschopnost. Za tímto účelem je řídicí zařízení zařazeno do rozvodny, kde není žádný usměrňovač. V tomto případě by se měl objevit poruchový signál. Řídicí jednotka se pak zapne na jiné rozvodně (na připojovací vodiče se přivede opravené napětí) a zkontroluje se, zda nedošlo k poruchovému signálu. Ochranný a vypínací obvod ochranného zařízení při selhání vypínače se aktivuje, když jsou připojovací vodiče v dobrém stavu.