ТэхналогііЭлектроніка

Дыферэнцыяльная абарона: прынцып дзеяння, прылада, схема. Дыферэнцыяльная абарона трансфарматара. Падоўжная дыферэнцыяльная абарона ліній

У артыкуле вы даведаецеся пра тое, што такое дыферэнцыяльная абарона, як яна працуе, якімі станоўчымі якасцямі валодае. Таксама будзе расказана пра тое, якія маюцца недахопы ў дифзащиты ліній электраперадач. Таксама вы азнаёміцеся з практычнымі схемамі абароны прылад і ліній электраперадач.

Дыферэнцыяльны тып абароны на дадзены момант лічыцца самым распаўсюджаным і хуткадзейным. Ён здольны засцерагчы сістэму ад межфазного замыканняў. А ў тых сістэмах, у якіх выкарыстоўваецца глухозаземленная нейтралы, ён можа без працы прадухіліць ўзнікненне аднафазных КЗ. Дыферэнцыяльны тып абароны прымяняецца для таго, каб засцерагчы лініі электраперадач, электрарухавікі падвышанай магутнасці, трансфарматары, генератары.

Усяго маецца два тыпу дифзащиты:

  1. З высілкамі, ўраўнаважваюць адзін аднаго.
  2. З цыркулявалым токам.

У гэтым артыкуле будуць разгледжаны абодва гэтых тыпу дифзащиты, каб даведацца як мага больш пра іх.

Дифзащита з выкарыстаннем цыркулююць токаў

Прынцып заключаецца ў тым, што параўноўваюцца токі. А калі быць дакладней, то адбываецца параўнанне параметраў у пачатку элемента, абарона якога ажыццяўляецца, а таксама ў канцы. Выкарыстоўваецца дадзеная схема пры ажыццяўленні падоўжнага тыпу і папярочнага. Першыя выкарыстоўваюцца для забеспячэння бяспекі адзіночнай лініі электраперадачы, электраматораў, трансфарматараў, генератараў. Падоўжная дыферэнцыяльная абарона ліній вельмі распаўсюджана ў сучаснай электраэнергетыцы. Другі тып дифзащиты ўжываецца пры выкарыстанні ліній электраперадач, якія функцыянуюць паралельна.

Падоўжная дыферэнцыяльная абарона ліній і прылад

Каб ажыццявіць абарону падоўжнага тыпу, неабходна з абодвух канцоў ўсталяваць аднолькавыя трансфарматары току. Іх другасныя абмоткі павінны быць злучаныя адзін з адным паслядоўна пры дапамозе дадатковых электрапровадаў, якімі неабходна падключаць токавыя рэле. Прычым гэтыя токавыя рэле неабходна злучаць з другасных абмоткамі паралельна. Пры нармальных умовах, а таксама пры наяўнасці вонкавага кароткага замыкання ў абедзвюх першасных абмотках трансфарматараў будзе працякаць аднолькавы ток, які апынецца роўным як па фазе, так і па велічыні. Па абмотцы электрамагнітнага току рэле будзе працякаць трохі меншая яго значэнне. Вылічыць яго можна па простай формуле:

I r = I 1 -I 2.

Выкажам здагадку, што токавыя залежнасці трансфарматараў будуць цалкам супадаць. Такім чынам, вышэйзгаданая рознасць значэнняў токаў блізка або роўная нулю. Іншымі словамі, I r = 0, а абарона ў гэты час не працуе. У дапаможнай электраправодцы, якая злучае другасныя абмоткі трансфарматараў, адбываецца цыркуляцыя току.

Схема падоўжнага тыпу дыферэнцыяльнай абароны

Такая схема дыферэнцыяльнай абароны дазваляе атрымаць па велічыні роўныя значэнні токаў, якія працякаюць па другаснай ланцугу трансфарматараў. Зыходзячы з гэтага, можна зрабіць выснову, што гэтую схему абароны назвалі так з-за прынцыпу дзеяння. Пры гэтым у зону абароны трапляе той участак, які знаходзіцца непасрэдна паміж токавым трансфарматарамі. У тым выпадку, калі маецца кароткае замыканне, у зоне абароны пры харчаванні з аднаго боку ад трансфарматара па абмотцы электрамагнітнага рэле працякае ток I 1. Накіроўваецца ён ва другасную ланцуг трансфарматара, які ўсталяваны на другім баку лініі. Неабходна звярнуць увагу на тое, што у другаснай абмотцы вельмі вялікі супраціў. Такім чынам, ток практычна не працякае праз яе. Па такім прынцыпе працуе дыферэнцыяльная абарона шын, генератараў, трансфарматараў. У тым выпадку, калі I 1 апынецца роўным або вялікім, чым I r, пачынае спрацоўваць абарона, вырабляючы размыканне кантактнай групы выключальнікаў.

Кароткае замыканне і абарона ланцугу

У выпадку кароткага замыкання ўнутры абароненай зоны, з абодвух бакоў праз электрамагнітнае рэле працякае ток, роўны суме токаў кожнай абмоткі. У гэтым выпадку таксама ўключаецца абарона, размыкая кантакты выключальнікаў. Усе вышэйпададзеныя прыклады мяркуюць, што ўсе тэхнічныя параметры трансфарматараў цалкам аднолькавыя. Такім чынам, I r = 0. Але гэта ідэальныя ўмовы, у рэальнасці з-за невялікіх адрозненняў пры выкананні магнітных сістэм першасных токаў, электрапрыборы істотна адрозніваюцца адзін ад аднаго, нават аднатыпныя. Калі маюцца адрозненні ў характарыстыках токавых трансфарматараў (калі рэалізуецца дыферэнцыяльна-фазная абарона канструкцыі), то велічыні токаў другасных ланцугоў будуць адрознівацца, нават калі першасныя абсалютна аднолькавыя. Зараз трэба разгледзець, як працуе схема дыферэнцыяльнай абароны пры знешнім кароткім замыканні на лініі электраперадач.

Знешняе кароткае замыканне

Пры наяўнасці вонкавага кароткага замыкання праз электрамагнітнае рэле дифзащиты будзе праходзіць ток небаланса. Яго значэнне напрамую залежыць ад таго, які ток праходзіць па першаснай ланцуга трансфарматара. У рэжыме нармальнай нагрузкі яго значэнне невяліка, але пры наяўнасці вонкавага КЗ ён пачынае павялічвацца. Яго значэнне залежыць таксама ад часу пасля пачатку КЗ. Прычым максімальнага значэння ён павінен дасягнуць у першыя некалькі перыядаў пасля пачатку замыкання. Менавіта ў гэты час па першасным ланцугах трансфарматараў працякае ўвесь I КЗ.

Варта таксама адзначыць, што спачатку I КЗ складаецца з двух тыпаў току - пастаяннага і пераменнага. Іх яшчэ называюць аперыядычны і перыядычнымі складнікамі. Прылада дыферэнцыяльнай абароны такое, што пры гэтым наяўнасць ў току аперыядычны складнікам заўсёды павінна выклікаць празмернае насычэнне магнітнай сістэмы трансфарматара. Такім чынам, рознасць патэнцыялаў небаланса рэзка павялічваецца. Калі ток кароткага замыкання пачынае змяншацца, зніжаецца і значэнне небаланса сістэмы. Па такім прынцыпе ажыццяўляецца дыферэнцыяльная абарона трансфарматара.

Адчувальнасць ахоўных канструкцый

Усе тыпы дифзащиты хуткадзейныя. І яны не працуюць пры наяўнасці знешніх КЗ, таму неабходна выбіраць электрамагнітныя рэле, улічваючы максімальна магчымы ток небаланса ў сістэме пры наяўнасці вонкавага кароткага замыкання. Варта звярнуць увагу на тое, што ў абароны такога тыпу атрымліваецца вельмі нізкая адчувальнасць. Каб яе павысіць, неабходна выканаць мноства умоў. Па-першае, трэба ўжываць трансфарматары току, у якіх не адбываецца насычэння магнитопроводов ў момант, калі па першаснай ланцугу працякае ток (незалежна ад яго значэння). Па-другое, пажадана выкарыстоўваць электрапрыборы быстронасыщающегося тыпу. Іх трэба падключаць да другасных абмотках элементаў, абарона якіх вырабляецца. Электрамагнітнае рэле падключаецца да быстронасыщающемуся трансфарматара (дыферэнцыяльная токаў абарона становіцца максімальна надзейнай) паралельна яго другаснай абмотцы. Менавіта так працуе дыферэнцыяльная абарона генератара або трансфарматара.

павелічэнне адчувальнасці

Дапусцім, адбылося знешняе КЗ. Пры гэтым па першасным ланцугах ахоўных трансфарматараў працякае некаторы ток, які складаецца з аперыядычны і перыядычнай складнікаў. Такія ж «кампаненты» прысутнічаюць ў току небаланса, які працякае па першаснай абмотцы быстронасыщающегося трансфарматара. Пры гэтым аперыядычны складнік току значна насычае стрыжань. Такім чынам, трансфармацыя току пры гэтым ў другасную ланцуг не адбываецца. Пры згасанні аперыядычны складнікам адбываецца значнае памяншэнне насычэння магнитопровода, і паступова ва другаснай ланцугу пачынае з'яўляцца некаторы значэнне току. Але максімальны ўзровень току небаланса апынецца нашмат меншым, чым у выпадку адсутнасці быстронасыщающегося трансфарматара. Такім чынам, павялічыць адчувальнасць можна шляхам ўстаноўкі значэння току абароны менш або роўным максімальнаму значэнню рознасці патэнцыялаў небаланса.

Станоўчыя якасці дыферэнцыяльнай абароны

Падчас першых перыядаў магнитопровод насычаецца вельмі моцна, трансфармацыя практычна не адбываецца. Але пасля таго як затухнет аперыядычны складнік, перыядычная частка пачынае трансфармавацца у другаснай ланцуга. Варта звярнуць увагу на тое, што ў яе вельмі вялікае значэнне. Такім чынам, электрамагнітнае рэле спрацоўвае і вырабляе адключэнне якая абараняецца ланцуга. Вельмі нізкі ўзровень трансфармацыі першыя прыкладна паўтара перыяду часу запавольвае дзеянне ланцугу абароны. Але гэта не гуляе вялікай ролі пры пабудове практычных схем абароны электроцепей.

Дыферэнцыяльная абарона трансфарматара не спрацоўвае ў выпадках, калі маюцца пашкоджанні электрычнай ланцугу па-за зонай абароны. Таму часовая вытрымка і селектыўнасць не патрабуецца. Час спрацоўвання абароны вагаецца ў інтэрвале ад 0,05 да 0,1 секунды. Гэта велізарная перавага такога тыпу дифзащиты. Але ёсць яшчэ адна перавага - вельмі высокая ступень адчувальнасці, асабліва пры выкарыстанні быстронасыщающегося трансфарматара. Сярод больш дробных пераваг варта адзначыць такія, як прастата і вельмі высокая надзейнасць.

адмоўныя ўласцівасці

Але як падоўжная, так і папярочная дыферэнцыяльная абарона мае і недахопы. Напрыклад, яна не здольная абараніць электрычны ланцуг пры ўздзеянні кароткіх замыканняў звонку. Таксама яна не здольная растуліць электрычны ланцуг пры ўздзеянні моцнай перагрузкі.

На жаль, абарона можа спрацаваць пры пашкоджанні дапаможнай электроцепи, да якой выраблена падлучэнне другаснай абмоткі. Але ўсе перавагі дифзащиты з цыркулявалым токам перабіваюць гэтыя дробныя недахопы. Але яны здольныя абараніць лініі электраперадач вельмі маленькай працягласці, не больш за кіламетр.

Яны вельмі часта выкарыстоўваюцца пры рэалізацыі абароны правадоў, з дапамогай якіх засілкоўвацца разнастайныя прылады, неабходныя для функцыянавання электрычных станцый, генератараў. У тым выпадку, калі даўжыня электраліній вельмі вялікая, напрыклад складае некалькі дзясяткаў кіламетраў, абарону па дадзенай схеме выканаць вельмі складана, бо неабходна выкарыстоўваць правады з вельмі вялікім перасекам для злучэння электрамагнітных рэле і другаснай абмоткі трансфарматараў.

У тым выпадку, калі выкарыстоўваць стандартныя драты, то нагрузка на трансфарматары току апынецца залішне вялікі, роўна як і ток небаланса. А вось што тычыцца адчувальнасці, то яна аказваецца вельмі нізкай.

Канструкцыі рэле абароны і вобласць прымянення схем

У электраліній вельмі вялікай працягласці выкарыстоўваецца схема, у якой знаходзіцца ахоўнае рэле, якія маюць асаблівую канструкцыю. З яго дапамогай можна забяспечыць нармальны ўзровень адчувальнасці, а злучальныя правады прымяніць стандартныя. Папярочная дифзащита спрацоўвае пры дапамозе параўнання току ў двух лініях па фазах і велічыням.

Дифзащита хуткадзейная ўжываецца ў лініях электраперадач, у якіх працякае напружанне ў дыяпазоне 3-35 тыс. Вольт. Пры гэтым забяспечваецца надзейная абарона ад межфазного КЗ. Дифзащита выконваецца як двухфазная па прычыне таго, што электрасетку з вышэйзгаданымі працоўнымі высілкамі ня заземленая нейтральны. Альбо ж нейтралы злучаная з зазямленне пасродкам дугогасящей шпулькі.

Дапаможныя драты ў канструкцыі ахоўных ланцугоў

Трансфарматары току знаходзяцца ў адноснай блізкасці адзін да аднаго. Такім чынам, дапаможныя драты маюць даволі малую даўжыню. Пры выкарыстанні правадоў маленькага дыяметра на трансфарматары будзе ўздзейнічаць адносна нізкая нагрузка. Што тычыцца току небаланса, то ён таксама невялікі. А вось ступень адчувальнасці аказваецца вельмі высокай. У выпадку адключэння якой-небудзь лініі дифзащита становіцца токавай, часовай вытрымкі і селектыўнасці няма. Каб выключыць ілжывыя спрацоўвання, блок-кантакты ліній раз'ядноўваюць ланцуг.

Папярочна накіраваная дифзащита ланцугоў

Папярочна накіраваная абарона шырока выкарыстоўваецца пры распрацоўцы сістэм ліній, якія функцыянуюць паралельна. З абодвух бакоў лініі ўсталёўваюцца выключальнікі. Сутнасць у тым, што такія па канструкцыі лініі вельмі складана абараніць пры дапамозе простых схемаў. Прычына - немагчыма дасягнуць нармальнага ўзроўню селектыўнасці. Каб палепшыць селектыўнасць, неабходна старанна падбіраць вытрымку часу. Але ў выпадку выкарыстання папярочна накіраванай дифзащиты вытрымка часу не патрэбна, селектыўнасць даволі высокая. У яе ёсць асноўныя органы:

  1. Кірунак магутнасці. Часцяком прымяняюцца рэле напрамкі магутнасці з двухбаковым дзеяннем. Часам выкарыстоўваюць пару рэле дыферэнцыяльнай абароны з аднабаковым дзеяннем, якія працуюць пры розных напрамках магутнасці.
  2. Пускавы - як правіла, у яго ролі выкарыстоўваюць хуткадзейныя рэле з максімальна магчымым токам.

Канструкцыя сістэмы такая, што на лініях вырабляецца ўстаноўка трансфарматараў току з другасных абмоткамі, злучанымі ў схему з цыркулявалым токам. А вось усё токавыя абмоткі ўключаюцца паслядоўна, пасля чаго іх злучаюць пры дапамозе дадатковых правадоў да трансфарматара току. Каб працавала дыферэнцыяльна-фазная абарона, да рэле падводзіцца напружанне пры дапамозе зборных шын установак. Менавіта на іх вырабляецца мантаж усяго камплекта. Калі паглядзець на схему ўключэння другасных ланцугоў трансфарматараў і ахоўнага рэле, то можна зрабіць выснову аб тым, чаму яе называюць "накіраванай васьмёркай». Уся сістэма выканана двума камплектамі. На кожным канцы лініі знаходзіцца адзін камплект, дзякуючы якому забяспечваецца дыферэнцыяльная токаў абарона лініі электраперадач.

Схема з аднафазным рэле

Напружанне да рэле абароны падводзіцца зваротным па фазе таму, што трэба для адключэння адной лініі з пашкоджаннем. У нармальнай працы (у тым ліку пры наяўнасці вонкавага кароткага замыкання) па абмотках рэле праходзіць толькі ток небаланса. Каб не адбылося ілжывых адключэнняў, трэба, каб пускавыя рэле мелі ток спрацоўвання больш, чым ток небаланса. Разгледзім працу абароны дзвюх ліній.

У момант пачатку кароткага замыкання ў зоне абароны другой лініі працякае некаторы ток. Варта звярнуць увагу на тое, што:

  1. Пускавое рэле спрацоўвае.
  2. З боку адной падстанцыі рэле напрамкаў магутнасці размыкает кантакты выключальніка.
  3. З боку другой падстанцыі таксама адбываецца адключэнне лініі пры дапамозе выключальнікаў.
  4. У рэле напрамкі магутнасці момант кручэння адмоўны, такім чынам, кантакты растуленыя.

У абмотках рэле абароны першай лініі змяняецца напрамак руху току (адносна першай лініі) падчас кароткага замыкання. Рэле напрамкаў магутнасці ўтрымлівае кантактную групу ў растуленым стане. Выключальнікі з боку абедзвюх падстанцый размыкаются.

Толькі такая дыферэнцыяльная абарона лініі можа нармальна функцыянаваць толькі пры паралельнай працы абедзвюх ліній. У тым выпадку, калі адключаецца адна з іх, парушаецца прынцып працы дифзащиты. Такім чынам, у далейшым абарона прыводзіць да неселективности адключэння другой лініі падчас знешніх кароткіх замыканняў. У гэтым выпадку яна становіцца звычайнай накіраванай токавай, прычым яна не мае часовай вытрымкі. Каб пазбегнуць гэтага, папярочна накіраваная абарона падчас адключэння адной лініі аўтаматычна выводзіцца пры дапамозе разрыву блок-кантактам ланцуга.

Дадатковыя тыпы абароны

Токі спрацоўвання пускавых рэле павінны быць больш, чым токі небаланса падчас вонкавага кароткага замыкання. Каб пазбегнуць ілжывых спрацоўванняў пры адключэнні адной з ліній і праходжанні па пакінутай максімальнага току нагрузкі, неабходна, каб ён быў больш рознасці патэнцыялаў небаланса. Пры наяўнасці на лініі дифзащиты папярочна накіраванага тыпу неабходна прадугледзець дадатковыя ступені.

Яны дазволяць праводзіць абарону адной лініі пры адключэнні паралельна якая працуе. Як правіла, яны выкарыстоўваюцца для абароны ад сверхтока перагрузкі падчас вонкавага кароткага замыкання (у гэтым выпадку не адбываецца рэагаванне дыферэнцыяльнай абароны). Да ўсяго іншага, допзащита з'яўляецца рэзервовай да дыферэнцыяльнай (у тым выпадку, калі апошняя адмовіла).

Часцяком прымяняюцца накіраваныя і ненаправленную токавыя абароны, адсечкі і т. Д. Папярочна накіраваная дыферэнцыяльная абарона простая па канструкцыі, вельмі надзейная і атрымала шырокае прымяненне ў электрасетках з напругай ад 35 тыс. Вольт. Вось так і функцыянуе дыферэнцыяльная абарона, прынцып дзеяння яе даволі просты, але ўсё роўна трэба ведаць хоць бы асновы электратэхнікі, каб разабрацца ва ўсіх тонкасцях.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.delachieve.com. Theme powered by WordPress.