Что такое дифференциальная защита

Автоматическое тестирование трехфазных дифференциальных защит с помощью комплексов РЕТОМ-61/71

Силовой трансформатор – один из важнейших элементов в цепи передачи и распределения электроэнергии. Как и другие элементы данной цепи (генератор, ЛЭП, сборные шины), он нуждается в защите от аварийных режимов, влияющих на его работоспособность и функциональность. Для этих целей предусмотрена дифференциальная защита.

Дифференциальная защита отличается абсолютной селективностью и высокой скоростью срабатывания (без дополнительной выдержки времени). Она устанавливается в качестве основной для защиты трансформаторов и автотрансформаторов, но также может использоваться для защиты генераторов, генераторных блоков, двигателей, воздушных линий электропередач и сборных шин (ошиновок). Защита может быть как однофазной, так и трехфазной [1].

В данной статье рассмотрим проверку трехфазных дифференциальных защит трансформаторов (ДЗТ), выполненных на микропроцессорной базе, а также возможность проверки дифзащит других элементов энергосистемы.

В линейке испытательных приборов серии РЕТОМ для этих задач как нельзя лучше подходят испытательные комплексы РЕТОМ-61 (рис. 1) и РЕТОМ-71 (далее РЕТОМ-61/71), оснащенные двумя независимыми трёхфазными источниками тока. Проверка осуществляется с помощью программы «Проверка ДЗТ», входящей в комплект поставки данных комплексов и позволяющей автоматизировать процесс тестирования терминалов дифференциальных токовых защит трансформаторов различных производителей.

Рис. 1. Испытательный комплекс РЕТОМ-61

Рассмотрим подробнее принцип работы данной программы и особенности её настройки.

Программа позволяет снимать тормозную характеристику дифференциального органа, временную характеристику, проверять органы блокировки при бросках тока намагничивания (БТН) и блокировки при перевозбуждении. При проверке имитируются различные виды коротких замыканий: замыкания между обмотками, на землю и на выводах.

В программе предоставлена возможность задания формы тормозной характеристики по точкам, а также большое количество вариантов формул расчета тормозного тока, на основе которых происходит выдача токов с помощью РЕТОМ-61/71(подробнее см. ниже).

Проверка блокировки органа дифференциальной защиты по гармоникам позволяет задавать любую комбинацию до 20-й гармоники, что дает возможность проверить орган блокировки при намагничивании по 2-й гармонике, а также блокировку при перевозбуждении трансформатора по 5-й гармонике.

Прямое сравнение токов в обмотках силового трансформатора невозможно по причине разных коэффициентов трансформации измерительных ТТ и сдвига фаз. Для правильной работы необходимо выполнить амплитудное и фазное согласование. Оно выполняется в программе автоматически при выборе группы соединения обмоток силового трансформатора, мощности, напряжений на высокой и низкой стороне, а также коэффициентов трансформации измерительных ТТ и схемы их подключения.

В нагрузочном режиме через защиту будут протекать дифференциальный ток небаланса. При протекании сквозных токов повреждения произойдет насыщение ТТ, что приведет к резкому увеличению дифференциального тока.

Таким образом, область, лежащая ниже тормозной характеристики, соответствует режиму работы, когда отсутствуют внутренние повреждения, в этой области защита срабатывать не должна.

Область, лежащая выше тормозной характеристики, представляет собой повреждение в защищаемом объекте (зона срабатывания защиты) (рис. 2).

Время-токовая характеристика снимается при одном значении тормозного тока, что позволяет оценить зависимость быстродействия защиты от степени тяжести внутреннего повреждения объекта (рис. 3).

Главное окно программы содержит (рис. 4):

1. Меню и панель управления быстрого доступа.
2. Окно с отображением защищаемого трансформатора.
3. Таблицу условий проверки, где задаются типы КЗ, стороны повреждений и количество проверяемых точек.
4. Поле настройки входного контакта, по которому будет фиксироваться срабатывание защиты, и ограничений по тормозному и дифференциальному току.
5. Вкладки выбора теста (снятие тормозной и временной характеристик, проверка гармоник) с графиком результатов проверки.
6. Таблицу проверяемых точек и результаты проверки.

Рис. 2. Характеристика работы защиты

Рис. 3. Время-токовая характеристика защиты

Рис. 4. Главное окно программы «Проверка ДЗТ»

Рассмотрим настройку программы более подробно. Для этого в меню необходимо выбрать «Настройки», после чего откроется соответствующее окно, состоящее из трех вкладок, где задаются параметры объекта (трансформатора), параметры характеристики, параметры гармоник (рис. 5) [2].

Рис. 5. Окно настройки программы

Настройка параметров объекта

Во вкладке «Параметры объекта» задаются:

• векторная группа – группа соединения обмоток силового трансформатора, из которых можно выбрать любую возможную,
• число обмоток – число проверяемых обмоток силового трансформатора (можно проверить только по двум обмоткам),
• тормозная формула – формула, по которой рассчитывается тормозной ток в защите (рис. 6),
• коэффициент К – коэффициент в тормозной формуле,
• уставка по времени срабатывания – время срабатывания защиты, которое, как правило, минимальное,
• соединение – соединение обмоток силового трансформатора, соответствующее выбору группы соединения в поле Векторная группа,
• направление – направление соединения обмоток силового трансформатора, зависящее от выбора в поле Векторная группа,
• напряжение – напряжение на первичной и вторичной обмотках силового трансформатора,
• мощность – мощность силового трансформатора,
• первичный ток ТТ – номинальный первичный ток ТТ (не расчетное значение),
• вторичный ток ТТ – номинальный вторичный ток ТТ (не расчетное значение),
• соединение ТТ – соединение обмоток измерительных трансформаторов тока,
• направление ТТ – направление соединения обмоток измерительных трансформаторов тока,
• кам. согласования – коэффициент согласования токов ТТ с номинальным током защиты (программа рассчитывает его автоматически),
• номинальный ток – номинальный ток защиты (терминала),
• фильтр Io – учет наличия фильтра нулевой последовательности в защите,
• опорная обмотка – обмотка, относительно которой будет производиться расчет.

Рис. 6. Виды тормозных формул

Настройка параметров характеристики

После задания параметров защищаемого трансформатора необходимо параметрировать тормозную характеристику (рис. 7). Для этого в соответствующей вкладке выбирается форма характеристики (рис. и задаются её параметры (рис. 9), основываясь на уставках, приведенных в терминале и параметрах защиты в руководстве по эксплуатации к терминалу ДЗТ.

На рис. 10 отображена тормозная характеристика, на которой отмечены параметры, отвечающие за ее форму. Стоит отметить, что параметры Смещения и Iт пересечения не могут задаваться одновременно, т.к. они оба определяют точку начала торможения на участках. Как правило, Смещение задается у зарубежных производителей защит, а Iт пересечения – у отечественных.

Рис. 7. Окно настройки параметров тормозной характеристики

Рис. 8. Виды тормозных характеристик

Рис. 9. Параметры тормозной характеристики

Рис. 10. Тормозная характеристика и назначение её параметров

Настройка параметров гармоник

При настройке гармоник (рис.11) следует учитывать, что уставки (левая часть окна), должны задаваться в относительных единицах, а не в процентах, как это часто бывает на практике. В правой части окна на графике отображаются введенные гармоники (красным обозначается основной сигнал). Как и для тормозной характеристики, имеется возможность введения дополнительных отклонений полученного результата от уставок.

Рис. 11. Окно настройки проверки на гармоники

После настройки всех параметров надо вернуться в основное окно программы «Проверка ДЗТ», где необходимо задать тип КЗ, сторону повреждения и количество проверяемых точек тормозной характеристики.

Программа предварительно рассчитает значения тормозного и дифференциального токов для каждой точки характеристики и во время проверки будет сравнивать полученные результаты с расчетными данными. По полученной информации, с учетом допустимых отклонений, программа сделает первичное заключение о состоянии проверяемой защиты.

Проверка считается успешной, в случае соответствия точек срабатывания расчетным значениям с учетом допустимых отклонений (эта информация отображается в колонке «Статус»).

При необходимости можно выбрать тип проверки ДЗТ: общую проверку либо проверку параметров защиты (тормозной, временной характеристик, гармоник) по-отдельности (рис.12). Проверка параметров, в свою очередь, подразделяется на следующие виды: полная, быстрая и проверка по точкам.

При выборе полной или быстрой проверок программа автоматически рассчитывает значения проверяемых точек, исходя из их количества на тормозной характеристике (для быстрой проверки максимальное количество проверяемых точек – 6).

Проверка по точкам подразумевает, что пользователь самостоятельно выбирает проверяемые точки, и их количество может быть не ограничено.

Рис. 12. Выбор типа проверок

Рассмотрим пример настройки программы для проверки тормозной характеристики защиты силового трансформатора со следующими параметрами:

• соединение обмоток силового трансформатора Y/Δ-11;
• подключение измерительных ТТ – Y/Y;
• мощность силового трансформатора 50 МВА;
• напряжение ВН – 110 кВ, НН – 10 кВ;
• первичный ток ТТ — ВН: 400 А, HH: 3000 А;
• вторичный ток трансформатора 5 А.

Параметры защиты следующие:

• формула расчета тормозного тока — , коэффициент K = 2;
• время срабатывания защиты 50 мс;
• форма тормозной характеристики с двумя участками торможения;
• тормозная характеристика: Iд = 0,3; Кторм.2 = 0,4; Iт пересечения 2 = 0,5; Кторм.3 = 0,8; Iт пересечения 3 = 3.

Введенные параметры согласно вышеуказанным данным отображены на рис. 13 и 14.

Рис. 13. Пример настройки параметров объекта

Рис. 14. Пример настройки параметров характеристики

Рис. 15. Окно программы перед началом проверки

После настройки всех параметров переходим в основное окно программы (рис. 15) и запускаем полную проверку. Результаты успешного тестирования отображены на рис. 16.

Аналогичным образом можно осуществлять проверки дифференциальных защит различных элементов энергосистемы: линий, шин, двигателей, генераторов и т.д.

Однако при этом следует учитывать, что данные защиты должны быть выполнены на микропроцессорной базе, иметь тормозную характеристику и тормозную формулу из перечня, предложенного в программе.

При настройке параметров защищаемого объекта также необходимо принимать во внимание следующие особенности: группы соединения обмоток – Υ/Υ, напряжения, токи, а также параметры измерительных ТТ ВН и НН должны быть равны между собой (рис. 17).

Рис. 16. Основное окно программы с результатом проверки

Рис. 17. Пример настройки параметров объекта при проверке дифференциальной защиты шин, генератора и т.д.

Заключение

Совместное применение испытательного комплекса РЕТОМ-61 или РЕТОМ-71 и программы «Проверка ДЗТ» позволяет значительно ускорить процесс тестирования дифференциальных защит. Все расчеты полностью автоматизированы, от проверяющего требуется лишь задать параметры защиты, выбрать тип и сторону повреждения. По окончании испытаний пользователь получает готовый протокол.

Программа является универсальной, поскольку может использоваться как для проверки микропроцессорных ДЗТ различных производителей, так и для проверки дифференциальных защит других элементов энергосистемы.

Литература

1. Чернобровов Н.В. Релейная защита 5-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1974. — 680 с.
2. Руководство пользователя «Комплекс программно-технический измерительный РЕТОМ™- 61» RU.БРГА.61000-02 90

Медяков Е.А.
НПП «Динамика»
г. Чебоксары
Сентябрь 2019

Источник: http://dynamics.com.ru/pages/article-38

Дифференциальная защита: принцип работы и виды

> Электробезопасность > Дифференциальная защита: принцип работы и виды

Дифференциальная защита – подтип релейной защиты. Характеризуется быстротой действия и абсолютной селективностью. Область применения – безопасная работа двигателей, ЛЭП, сборных шин, трансформаторов и генераторов, автотрансформаторов, предохранение генераторов от многофазных коротких замыканий (КЗ).

Дифференциальная защита двигателя

Дифференциальные устройства защищают электроаппараты от межфазных замыканий. В системах с глухозаземленной нейтралью дифзащита предназначена для предотвращения коротких замыканий.

Выделяют два вида дифзащиты: продольную и поперечную.

Продольная дифзащита

Преимущества:

• абсолютная селективность;
• можно применять без ограничений с другими видами;
• безотказна для ЛЭП небольшой длины;
• без задержки во времени отключает аварийный участок сети.

Недостатки:

• при проектировании дифзащиты для длинных ЛЭП значительно снижается эффективность ее действия. Для корректировки работы необходимы устройства контроля отказа вспомогательных проводов;
• возникает ток небаланса;
• высокая стоимость в случае применения реле с торможением;
• сложность реализации – необходимо сооружение линии связи между участками проводников, к которым производится подключение трансформатора тока.

Области действия:

• защита автотрансформатора и трансформатора;
• защита на ПС одиночного трансформатора или автотрансформатора с установленной мощностью более 6300 кВА;
• дифзащита параллельно работающих трансформаторов мощностью более 1000 кВА, если токовая отсечка выполняет корректно свою функцию.

Дифференциальная защита трансформатора

Принцип действия

Принцип работы аппаратов дифзащиты построен на сравнении значения токовых нагрузок, протекающих через защитные устройства на участках линии. Для замеров силы тока целесообразно применение трансформатора. Цепи двух ТТ соединяют с реле так, чтобы на него не действовала разница значений тока между обмотками трансформаторов. В реальных условиях эксплуатации всегда присутствует электроток небаланса.

Возникновение тока небаланса

• Возникновение намагничивающихся токов в обмотках трансформатора.  В некоторых случаях, например, от действия переключения из режима ХХ на полную нагрузку, его значение может превышать номинальное. В связи с этим, ток уставки реле выбирают большим, чем максимальное значение намагничивающегося тока.
• ТТ не всегда абсолютно точно совпадают друг с другом по техническим характеристикам. Чтобы избежать негативных последствий, принцип испытаний трансформаторов на производстве заключается в подборе подходящих пар, которые поставляются в комплектах.
• Соединение обмоток. При разных соединениях (звезда-треугольник, например) также возникают токи небаланса. Уравнивание значений электротока невозможно решить путем подбора витков токового трансформатора. Сдвиг угла компенсируется соединением обмоток: треугольник для звезды и, наоборот.

Современная микропроцессорная продольная дифзащита снабжается устройством компенсации электротока небаланса.

Поперечная дифзащита

Принцип работы генераторов тока в автомобилях

Применяется для предохранения нескольких линий электропередачи от КЗ, подключенных под одну систему шин.

Принцип работы

Поперечная дифзащита включает токовое реле также, как и продольная – от разности токов защищаемых линий.

Токовое реле сравнивает значения нагрузок каждого трансформатора. В отличие от продольной, для поперечной защиты ТТ могут быть установлены на разных ЛЭП, отходящих от единого источника электропитания.

Пример – несколько фидеров, действующих от одного автоматического выключателя. Принцип действия защиты дифференциальной не позволяет ей срабатывать от действия внешних КЗ. Поперечная защита срабатывает, когда разница значений не будет равна нулю, т.е.

возникает аварийная ситуация на одной из линий.

Схема срабатывания защиты

Токовые цепи подключаются на разность значений двух ЛЭП. Если происходит короткое замыкание на одной из линий, токовая нагрузка одного трансформатора (подключенном к ЛЭП с КЗ) становится больше, чем другого. Реле реагирует на разность значений и срабатывает отключение аварийной ЛЭП. Устройство защиты рассчитано на выбор и отключение только той линии, которая повреждена.

Таким образом, если срабатывает поперечная дифференциальная защита, обслуживающий персонал самостоятельно определяет поврежденный участок линии, отключает его, выводит реле из действия и включает работоспособные участки ЛЭП.

Преимущества:

• 100% селективность;
• не влияет на работу других реле;
• не имеет временного промежутка отключения – срабатывает мгновенно.

Недостатки:

• необходим принудительный повторный запуск после срабатывания отключения;
• не может применяться как основная единственная защита;
• необходимо применение дополнительных мероприятий для мониторинга мертвых зон;
• не защищает концы линии и ошиновку на ПС – имеет несколько мертвых зон;
• самостоятельно не определяет место действия КЗ;
• не применяется для ЛЭП с автоматическими выключателями, где требуется отключение лишь поврежденных участков ЛЭП;
• необходимость полного выведения из действия одной линии.

Область применения

• Устанавливается на линиях 35-220 кВ.
• Поперечная дифференциальная защита используется на параллельных ЛЭП с двумя источниками напряжения как резервная, на линиях с односторонним питанием – как основная. При двухстороннем питании ТТ устанавливаются с обоих концов линии, при одностороннем – лишь на источнике питания. Имеет место на ЛЭП с одинаковым сопротивлением (провода и кабели одного сечения, одинаковая нагрузка).

Если мертвая зона на ЛЭП составляет не более 10%, то такую ЛЭП можно считать эффективно защищенной.

Дифзащита в сетях 0,23-0,4 кВ

Для повышения эффективности работы ЛЭП применяются устройства, принцип действия которых основан на магнитно-электрических реле.

Повышение эффективности дифзащиты

• Включение в цепь измерительных токовых реле дополнительных добавочных сопротивлений. Применяется для маломощных генераторов.
• Исключение апериодической величины токовых нагрузок небаланса.
• Отстройка отсечки от переходных токов небаланса. Единственным недостатком метода является снижение быстродействия дифференциальных устройств. Применяется в реле РНТ для повышения надежности работы насыщающегося трансформатора.
• Использование реле с торможением. Способ значительно удорожает систему защитных мероприятий.

Защита трансформаторов.

Блокинг генератор: принцип работы

ниже рассказывает об особенностях дифференциальной защиты трансформаторов.

Дифференциальная защита – важное мероприятие для стабилизации работы электрооборудования и ЛЭП. Современные технологии разработаны с учетом особенностей работы практически каждого электротехнического устройства. Эффективно запроектированная дифзащита позволяет повысить надежность линий и оборудования и снизить стоимость их эксплуатации.

Источник: https://elquanta.ru/electrobezopasnost/differencialnaya-zashhita-vidy.html

Дифференциальная защита трансформатора: Методические указания к лабораторной работе № 23 по релейной защите

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №23

Дифференциальная защита трансформатора

1. Цель работы

Изучение схем дифференциальнойзащиты понижающих трансформаторов и ознакомление с принципом действиядифференциальной защиты трансформатора, порядком расчета ее уставок.

2. Краткие теоретические сведения

Несмотря на то, что трансформаторы и автотрансформаторыконструктивно надежны, в эксплуатации имеют место их повреждения и нарушениянормальных режимов работы, поэтому для обеспечения бесперебойности электроснабжениясиловые трансформаторы должны иметь соответствующие защиты, обеспечивающиенормальный режим работы трансформаторов с высокой надежностью.

Основными видами защиты силовых трансформаторов являетсяпродольная дифференциальная и газовая защиты. Продольная дифференциальная защитадействует при КЗ между фазами, при КЗ на землю и замыкании витков одной фазы.

В соответствии с ПУЭ для защиты от повреждений навыходах трансформаторов, а также от внутренних повреждений дифференциальнаязащита должна устанавливаться на трансформаторах мощностью 6300 кВА ивыше.

Допускается предусматривать продольную дифференциальную защиту натрансформаторах мощностью 4000 кВА, припараллельной работе трансформаторов, в целях селективного отключенияповрежденного трансформатора, а также на трансформаторах собственных нужд и натрансформаторах мощностью 1000 кВА и более, еслитоковая отсечка не удовлетворяет требованиям чувствительности или максимальнаятоковая защита имеет выдержку времени более 0,5 с или отсутствуетгазовая защита.

Принцип действия продольной дифференциальной защиты основанна сравнении величины и фазы токов в начале и конце защищаемого объекта.

Для осуществления дифференциальной защиты трансформатора состороны выводов обмоток устанавливаются трансформаторы тока, вторичные обмоткикоторых соединяются так, чтобы при нормальном режиме работы и повреждениях внетрансформатора (точка К1, рис.23.1,а) в релепротекала разность вторичных токов:

,                                              (23.1)

где I1,I2 –       вторичные токитрансформаторов тока, установленных на стороне высшего и низшего напряжениясилового трансформатора.

Эта разность токов носит названиетока небаланса (Iнб). Для того, чтобызащита ложно не срабатывала при замыкании вне трансформатора, ток срабатыванияреле принимается больше тока небаланса, т.е. Iср>Iнб.

При КЗ в зоне защиты (точка К2, рис.23.1,б)по обмотке реле протекает трансформируемый трансформаторами тока ток КЗ. Приодностороннем питании:

Рис. 23.1. Принцип действия продольной дифференциальной защиты.

;      (23.2)

при двухстороннем питании:

; ,                               (23.3)

где IK1 – ток КЗ со стороны подстанции А;

IK2– ток КЗ со стороны подстанции Б;

nтт1 и nтт2 – коэффициенты трансформации трансформаторов тока установленныхсоответственно на стороне ВН и НН силового трансформатора.

Если ток в реле становится больше тока срабатывания, тозащита срабатывает и без выдержки времени отключает выключатели с обеих сторонтрансформатора. Ток небаланса Iнб, протекающий через релепри нормальном режиме или внешнем КЗ в общем случае, равен:

,                    (23.4)

где I1нб–         составляющая тока небаланса, обусловленнаяпогрешностями трансформаторов тока. Эта составляющая тока имеет наибольшуювеличину и является основной;

I2нб–         составляющая тока небаланса, появляющаяся приизменении коэффициента трансформации силового трансформатора. Эта составляющаятока небаланса отсутствует в дифференциальных защитах трансформаторов без РПН(регулирования под нагрузкой);

I3нб–         составляющая ток небаланса, возникающая принеточной компенсации неравенства токов в плечах защиты;

I4нб– составляющая тока небаланса, обусловленная наличиемтока намагничивания (тока холостого хода) трансформатора. Эта составляющая в нормальномустановившемся режиме работы составляет 15% номинального тока. Поэтомув режиме нагрузки и внешнего КЗ данную составляющую не учитывают из-за малой еевеличины.

Но в режимах, связанных с внезапным повышением напряжения натрансформаторе (включение на холостой ход, восстановление напряжения послеотключения внешнего КЗ), ток намагничивания резко возрастает и может вызватьложное срабатывание защиты. Поэтому в данных режимах защита трансформаторадолжна быть отстроена от бросков намагничивающего тока.

Одним из способовнастройки является включение реле через быстронасыщающийся трансформатор,который не пропускает в реле большую часть апериодической составляющей тока, ипри наличии в токе апериодической составляющей не трансформирует периодическую.

Источник: https://vunivere.ru/work35100

Особенности дифференциальной защиты силового оборудования

Дифференциальная токовая защита является одним из типов релейной защиты, которая характеризуется высокой эффективностью, а также имеет сравнительно неплохие показатели скорости срабатывания.

Применяется она как для силового оборудования (двигателей, трансформаторов, генераторов и секций шин), так и в последнее время чаще стала широко использоваться для защиты бытовых объектов от фазных замыканий.

Это стало возможно, за счёт специальных компактных устройств похожих по конструкции на обычный автоматический выключатель.

Однако некоторое силовое оборудование просто обязано, согласно правилам электроснабжения, быть оборудовано быстродействующей дифференциальной релейной защитой. Среди разновидностей ДФЗ различают два основных её типа:

Для того чтобы понять нужна ли дифференциально фазная защита для конкретного электрооборудования и как её выполнить, нужно понять принцип её работы, а также разобраться в нюансах по установке.

Принцип действия дифференциальной защиты

Действие данной защиты базируется на сравнивании токов, которые приходят в участок нуждающийся в защите, и выходят из него. Для такого сравнения величины силы тока применяются трансформаторы тока, так как только за счёт них есть возможность измерять большие его величины. Лучше всего это видно на примере простейшей схемы, приведённой ниже.

В схеме трансформаторы тока обозначены ТА1 и ТА2. Вторичные цепи их соединяются с реле тока КА. Таким образом, получается, что обмотка главного реле защиты получает разницу токовых значений от двух трансформаторов, и при нормальном рабочем процессе она будет равна нулевому значению, а значит реле КА останется не втянутым. Однако если в цепи, которая защищается, происходит межфазное короткое замыкание (к. з.

), то на обмотку реле поступит уже значение равное сумме нескольких токов, это и приведёт в движение подвижную часть электромеханического реле, которая, в свою очередь, замкнёт контакты и подаст сигнал на отключение оборудования от источника электрической энергии.

Однако это всё в теории, а в практике всегда через катушку реле будет протекать некий небольшой ток небаланса, который при расчёте катушки необходимо учесть.

Вот несколько причин возникновения этого отрицательного явления:

• ТТ (трансформаторы тока) могут иметь характеристики значительно отличающие их друг от друга. Чтобы снизить эти показатели применяются более точные трансформаторы, изготовленные попарно специально для этого вида защиты;
• За счёт тока намагничивания, возникающего в обмотке защищаемого трансформатора в момент его включения из режима холостого хода, в рабочий режим с наличием нагрузки. Для того чтоб избежать ложного срабатывания реле КА нужно подобрать ток срабатывания реле побольше чем, самое большое значение тока намагничивания, которые может произвести защищаемый объект, в данном случае трансформатор;
• За счёт различного соединения обмоток (звезда-треугольник и наоборот). Для этого нужно выбрать число витков трансформаторов тока, участвующих в дифзащите, таким образом, чтобы они компенсировали эти неблагоприятные величины.

Ток небаланса в дифференциальной защите, возникающий при эксплуатации — это отрицательное явление, с которым нужно бороться и которое нужно обязательно учесть при расчёте данного защитного электрооборудования.

Дифференциальная защита шин (ДЗШ)

Особенности монтажа электрического оборудования

Шины и шинные сборки являются ключевым надёжным токоведущим элементом электроустановки, соединяющим источник напряжения с распределительным устройством или же самим действующим агрегатом. Он отличается высокой нагрузочной способностью и возможностью визуального контроля за состоянием изоляторов. При этом многие знают что нужно выполнять схемы, защищающие электрооборудование, а шины при этом очень часто остаются не защищёнными.

Основные виды повреждений шин:

1. Неправильные или ошибочные манипуляции обслуживающего персонала с переключениями шинных разъединителей;
2. Фазное перекрытие или же короткое замыкание на землю из-за ухудшения изоляции посредством загрязнения изоляторов;
3. Пробой при атмосферных агрессивных явлениях (гроза, молния);
4. Неполадки изоляторов разъединителей с обеих сторон.

Для защиты шин используется в основном дифференциальная токовая защита. Принцип её действия аналогичен, и основан на сопоставлении токов в присоединениях защищаемых шин.

Когда шины находятся в нормальном рабочем состоянии в катушке реле дифференциальной защиты протекает только лишь ток небаланса, который не приводит в действие подвижный механизм реле.

Во время фазного замыкания о реле защиты получит ток, величина которого будет равна сумме всех токов, питающих присоединение, где произошел пробой.

Основные преимущества такой защиты это:

1. Высокая скорость срабатывания;
2. Отличная селективность;
3. Сравнительно несложная реализация.

Недостаток здесь один — это ложное срабатывание, возможное чаще всего, при обрыве монтажных (соединительных) проводов, который может возникнуть вследствие различных причин как электрических, так и механических. Для того чтобы максимально уменьшить вероятность ложного срабатывания необходимо ток срабатывания ДЗШ подбирать немного больше, чем рабочий ток самого мощного присоединения.

Зона действия данной защиты ограничивается непосредственно промежутком где установлены ТТ, её срабатывание направлено на отключение от напряжения всех питающих присоединений. Для ручного контроля за током небаланса, на панели управления, устанавливается миллиамперметр и обслуживающий персонал обязан проверять его, нажав на соответствующую кнопку.

Это действие персонал обязан производить один раз в смену, с записью в оперативный журнал.

Дифференциальная защита ошиновки выводится с работы в следующих случаях:

1. Появление звукового или светового сигнала о неисправности токовых цепей или увеличение тока небаланса;
2. Если произошло новое подключение, токовые цепи которого не присоединены к системе защиты, а также не были правильно сфазированы;
3. При плановой проверке данной защиты.

Продольная дифференциальная защита генератора

Что собой представляет контактор, его особенности и схемы подключения

Для защиты различных генераторов от многофазных к. з. продольная дифференциальная защита получила наиболее широкое использование. Она подключается так же как и предыдущая к ТТ, только вот устанавливаются они со стороны нулевой точки генератора, а также со стороны выводов. Зона её действия это:

• обмотки электрической машины;
• вывода статора;
• шины или кабеля, которые проложены до распределительного устройства.

Ток срабатывания такой защиты устанавливается по условию настройки тока небаланса, проходящего в реле дифференциальной защиты при внешних к. з.
Приведена схема защиты генератора повышенной чувствительности, с применением самых надёжных для этого случая реле РНТ.

Ток срабатывания такой схемы выставляется по двум условиям:

1. Настройка реально существующего тока небаланса;
2. Настройка тока, который будет проходить при обрыве монтажных проводов.

Поперечная дифференциальная защита генератора

Ремонт электрического оборудования

Данная защита выполняется чтобы защитить от виковых замыканий, которые могут возникнуть непосредственно в обмотке статора, и, конечно же, если есть параллельные ветви статорных обмоток. Это возможно, за счёт сравнения величин токов этих ветвей по каждой из фаз. Поперечная дифзащита выполняется таким образом, чтобы для каждой из фаз она была организована отделено, то есть будет реагировать на межвитковые замыкания только в одной из фаз.

Ток, при котором, катушка поперечной дифзащиты втянется, отстраивается по максимальному току небаланса, который может протекать в реле при различных внешних коротких замыканиях, и принимается равным:

Рекомендовано при наладке системы дифзащиты производить более точный подсчет уставки с учетом абсолютно всех реально протекающих токов небаланса, а не расчётных.

Как показывает навыки в процессе эксплуатации, на турбогенераторах они сравнительно невелики, и ток их срабатывания не требует дополнительных регулировок и подстроек.

На гидрогенераторах, наоборот, величины этих нежелательных токов велики, потому приходится существенно загрублять настройки реле этой поперечной защиты, что иногда понижает ее сверхэффективность.

В итоге хотелось бы отметить, что расчётом и настройкой этих защит должны заниматься только профессионалы, имеющие опыт работы в данной сфере, чаще всего это инженеры электротехнических проектно-конструкторских бюро.

Дифференциально фазная защита в быту тоже очень эффективна и выполнить её на основе компактных устройств, продающихся в специализированных магазинах, сможет даже начинающий электромонтёр, сложностей по подключению там возникнуть не должно.

Главное, соблюдать элементарные правила электробезопасности.

дифференциальная защита

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/osobennosti-differentsialnoj-zashhity-silovogo-oborudovaniya.html

Дифференциальная защита

В целях обеспечения безопасности электроустановок и оборудования выполняются различные действия, одним из которых является дифференциальная защита. Ее отличает быстрота действия и абсолютная селективность, то есть способность точно выявлять неисправные сети или установки и быстро отключать их от нормально функционирующих участков. Данные устройства защищают трансформаторы и генераторы, электродвигатели, сборные шины, линии электропередач.

Продольная дифференциальная защита

В состав релейной защиты входят различные устройства, обеспечивающие надежную и безопасную работу трансформаторов, оборудования, линий электропередачи. Одной из ее разновидностей является продольная дифференциальная защита, которая в обязательном порядке используется с трансформаторами мощностью 6300 кВа и выше. Ее основная функция заключается в предупреждении аварий и выхода из строя оборудования, причиной которых могут стать многофазные замыкания на выводах и внутри обмоток.

Продольный вид защиты устанавливается и на трансформаторах, работающих параллельно, при мощности каждого из них 4000 кВа и более. Трансформаторные устройства с небольшой мощностью, не превышающей 1000 кВа, также оборудуются защитой, если отсутствует газовая защита. При этом, максимальная токовая защита имеет большую выдержку по времени, а токовая отсечка обладает низкой степенью чувствительности.

Аварийное отключение трансформатора с помощью дифференциальной продольной защиты осуществляется практически мгновенно, сразу же после возникновения неисправности.

Поперечная дифференциальная защита

Поперечная защита, работает также по принципу сравнивания токовых значений. Однако в отличие от продольной системы, установка трансформаторов тока выполняется не на концах защищаемого участка, а на отдельных линиях, подключенных к одному источнику питания. Это могут быть, например, параллельные кабельные линии, отходящие от общего выключателя.

При внешнем коротком замыкании поперечная дифференциальная защита его не сможет определить, поскольку разница значений силы тока на этих линиях будет нулевой.

Если же короткое замыкание произойдет на одной из защищаемых линий, в этом случае разница токов будет иметь определенное значение, необходимое для срабатывания защиты.

С помощью данной системы в основном выполняется дифференциальная защита линии электропередачи, проложенной по воздуху. В случае аварии выбирается и отключается только поврежденная линия.

Релейная защита и автоматика систем электроснабжения

В конструкцию системы входит токовое реле, выполняющее пусковую функцию, и включающееся также, как и в продольной защите с участков направления мощности. Оно включается на разницу токов в защищаемых линиях и в соответствии с напряжением шин на подстанции.

Подача оперативного тока осуществляется на реле защиты путем последовательного соединения вспомогательных контактов, установленных на защищаемых линиях. За счет этого защита автоматически выводится из действия, когда отключается хотя-бы одна из линий.

Таким образом, исключается не селективное действие защиты в случае внешнего короткого замыкания.

Дифференциальная защита генератора

В электрической сети иногда могут возникнуть межфазные короткие замыкания на участке от оборудования до трансформатора тока. Для предупреждения подобных ситуаций применяется дифференциальная токовая защита устройств, в том числе и генераторов. В основном используются продольные системы, отличающиеся абсолютной селективностью. Они наиболее эффективны для генераторов, обладающих средней и высокой мощностью. В состав защиты входят дифференциальные реле в количестве трех единиц.

При наличии заземления нейтрали генератора обеспечивается дифференциальная защита от коротких замыканий на землю. Однофазные короткие замыкания предупреждаются с помощью чувствительной защитной системы, при которой выполняется сравнение токов нулевой последовательности. Данные токи протекают с обеих сторон обмоток статора.

Для того чтобы исключить неправильное действие защиты при внешнем коротком замыкании, выполняется блокировка дифференциальной защитной системы. В первую очередь это касается больших токов, при которых возникает насыщение трансформаторов тока. Блокировка производится, когда один из максимальных токов фаз превышает свое установленное заданное значение.

Защитные устройства срабатывают в тех случаях, когда появляется напряжение с нулевой последовательностью и определенной величиной. Дополнительно происходит контроль над величиной угла между токами нулевой последовательности сторон в обмотках статора. За счет этого значительно повышается селективность в случае внешнего однофазного короткого замыкания.

В некоторых случаях допускается применение поперечной дифференциальной защиты генератора. Таким образом, предупреждаются витковые замыкания в обмотке статора, когда имеются параллельные ветви статорных обмоток и существует возможность для сравнения токов в ветвях всех фаз. Дифференциальная защита генератора устанавливается отдельно для каждой фазы, поэтому реакция на межвитковые замыкания касается только своей фазы.

Источник: https://electric-220.ru/news/chto_takoe_differencialnaja_zashhita/2017-06-10-1291

8

            Налиниях отходящих от шин электростанций или узловых подстанций, часто поусловиям устойчивости требуется обеспечить отключение КЗ в пределах всейзащищаемой линии без выдержки времени. Это требование нельзя выполнить спомощью мгновенных токовых отсечек, защищающих только часть линии.

Кроме того,отсечки неприменимы по условию селективности, на коротких ЛЭП, где токи КЗ вначале и в конце линии примерно одинаковы.

В этих случаях используются дифференциальные защиты (ДЗ),обеспечивающие мгновенное отключение КЗ в любой точке защищаемого участка и недействующие при КЗ за пределами зоны действия.

            Дифференциальныезащиты подразделяются на:

                        продольные – для защит как одинарных,так и параллельных линий;

                        поперечные – для защиты толькопараллельных линий.

8.2.1.Принцип действия защиты

            Принципдействия продольных дифференциальных защит основан на сравнении величины и фазытоков в начале и конце защищаемой линии.

            При КЗвне защищаемой линии токи в начале и конце линии направлены в одну сторону иравны по величине (см. рис. 8.2.1. а)). При КЗ в пределах защищаемой линии,токи направлены в разные стороны и не равны по величине (как правило) (см. рис.8.2.1. б)).

Рис. 8.2.1.

            Принцип сравнения токов показан нарис. 8.2.2.: по концам линии установлены трансформаторы тока с одинаковымкоэффициентом трансформации. Их вторичные обмотки соединяются кабелем иподключаются к дифференциальному реле.

                                 Рис. 8.2.2.

Различают двесхемы построения дифференциальной защиты:

            1. с циркулирующими токами;

            2. с уравновешенными напряжениями.

На рис. 8.2.2.показана схема с циркулирующими токами. Для этой схемы ток протекающий по релеопределяется:

                                                                                                              (8.1.)

nТ1=nТ2=nТ

При отсутствиипогрешностей I1=I2 и IP=0реле не работает. Не происходит срабатывания и при качаниях в системе.

По принципудействия дифференциальная защита не реагирует на внешние КЗ, качания и токинагрузки.

Вдействительности же трансформаторы тока работают с погрешностью: I1–I2=Iнб чтобы не произошло ложного срабатываниязащиты: IС.З.>Iнб.макс.

Работа схемы сциркулирующими токами при КЗ на защищаемой линии с односторонним и двустороннимпитанием, показаны на рис. 8.2.3. а) и б). Ток протекающий через реле:

                                                                                     (8.2.)

где:      IКЗ — полный ток КЗ.

Рис. 8.2.3.

            Дифференциальнаязащита реагирует на полный ток IКЗ в местеповреждения, поэтому в сети с двусторонним питанием она обладает большейчувствительностью, чем токовые защиты.

Схема с уравновешенныминапряжениями.

            Работадифференциальной защиты на основе схемы с уравновешенными напряжениямипредставлена на рис. 8.2.4.

Рис. 8.2.4.

            ВРоссии а, ранее, в (СССР) применялись схемы дифференциальных защит сциркулирующими токами.

8.2.2. Токинебаланса в дифференциальной защите

                                                                  (8.3.)

            При внешнемКЗ:

            Iнб=III.нам–II.нам                                                                                                                (8.4.)

            Для уменьшения тока небалансанеобходимо выровнять токи намагничивания трансформаторов по величине и фазе.Ток намагничивания трансформаторов тока зависит от магнитной индукции иливторичной ЭДС (см. рис. 8.2.5.)

            Выполнитьхарактеристики намагничивания идентичными у разных трансформаторов токапрактически не удается.

            Токнебаланса особенно возрастает при насыщении магнитопровода трансформатора.Даже при максимальном токе протекающем по первичной обмотке при КЗ,трансформаторы тока не должны насыщаться.

            Путиуменьшения тока небаланса

            1.Применяются трансформаторы тока насыщающиеся при возможно больших кратностяхтока КЗ (трансформаторы тока класса Р(Д)).

            2.Ограничение величины вторичной ЭДС:

                                                                                                      (8.5.)

Для этого уменьшают нагрузку ZН иувеличивают коэффициент трансформации nТ.

3. Для выравнивания токовнамагничивания II.нам и III.намнеобходимо, чтобы нагрузка трансформатора тока была равной ZН1= ZН2.

Точных и простых для практикиспособов расчета тока небаланса ещё не разработано. При проектированиииспользуют формулы, приведенные в «Руководящих указаниях по релейной защите».

8.2.3.Принципы выполнения продольной дифференциальной защиты

            1. Использование промежуточныхтрансформаторов тока

            Трансформаторытока, соединяемые в дифференциальную схему, находятся на значительномрасстоянии. Сопротивление соединительных проводов между трансформаторами токаочень велико. К примеру, для линии длиной 10 км и сечения контрольного кабеля 1,5 мм2,его сопротивление составит 130 Ом.

Трансформаторы тока допускают нагрузку впределах 1-2 Ом. Подобное затруднение преодолевается применением промежуточных трансформаторовтока TLA.

Ониуменьшают ток в соединительных проводах в nL раз, снижая нагрузку соединительных проводов,приведенную к зажимам основных трансформаторов тока в nL2раз.

            2.Установка двух дифференциальных реле

            Дифференциальнаязащита должна действовать на отключение выключателей на обоих концах защищаемойлинии. Для этого устанавливают два дифференциальных реле. Однако подобныйспособ имеет недостаток из-за сопротивления соединительных проводов токи,поступающие в реле при сквозных КЗ не балансируются, даже при работетрансформаторов тока без погрешностей.  Для уменьшения тока небалансанеобходимо уменьшать сопротивление соединительных проводов.

            ПриКЗ в зоне в схеме с одним реле в него поступает сумма вторичных токовтрансформаторов тока: IP=I1+I2=IK. Всхеме с двумя реле:  (если сопротивлениепроводов равно нулю). То есть чувствительность защиты уменьшается.

            (Всхеме с уравновешенными напряжениями установка двух реле не меняет условийработы схемы.)

            3.Использование дифференциальных реле с торможением

            Дляотстройки от токов небаланса получили распространение так называемыедифференциальные реле с торможением.Ток срабатывания у таких реле возрастает с увеличением тока внешнего КЗ.Принципиальная схема конструкции такого реле изображена на рис. 8.2.8.

            IC.P.=kTIT+IP.0                                                                 (8.6.)

где:      IT— ток, протекающий через тормозную обмотку;

IP.0 -ток срабатывания реле при тормозном токе равном нулю;

            kT -коэффициент торможения.

            Схема включения реле с торможениемпоказана на рис. 8.2.9. При внешнем КЗ в тормозной обмотке протекает ток КЗ, ав рабочей обмотке – ток небаланса; реле надежно не срабатывает.

            ПриКЗ в зоне (см. рис. 8.2.10.)в случае одностороннего питания I2=0и токи в рабочей и тормозной обмотках совпадают и равны IК; при таких условиях релесработает.

            ЗависимостьIP = f ( IT)

Источник: http://www.aes.pp.ua/81.htm

Дифференциальная защита трехобмот. (двухобмот.) трансформатора — РС830-ДТ3 (РС830-ДТ2)

Устройство предназначено для реализации полного комплекса защиты и автоматики трёхобмоточного трансформаторы, а также может поставляться в модификации, предназначенной для защиты двухобмоточного трансформатора.

ФУНКЦИИ

• 2 ступени дифзащиты — дифференциальная отсечка (ДО) и чувствительная дифференциальная защита с торможением (ДТ);
• 1 ступень защиты (сигнализации) недопустимого небаланса токов в плечах дифзащиты;
• 6 ступеней максимально-токовая защита (МТЗ) с независимой выдержкой времени и возможностью назначения каждой ступени независимо на работу по токам стороны ВН, СН и НН силового трансформатора;
• 2 ступени защиты от замыканий на землю (ЗНЗ) по расчётному току нулевой последовательности 3I0 стороны ВН;
• 2 ступени однофазной МТЗ по токам отдельных аналоговых входов ln1, ln2.

Для любой ступени МТЗ, ДО и ДТ возможен режим с блокировкой от броска намагничивающего тока (БНТ). Для любой ступени ДО и ДТ возможен режим с блокировкой от перевозбуждения.

Устройство может применяться для защиты трех обмоточных трансформаторов, с группами соединений 0/0, 0/11 или 11/11, которая задается уставкой. При этом компенсация сдвига фаз между токами обмоток ВН, СН и НН во всех режимах осуществляется автоматически внутренним алгоритмом работы устройства.

ПРЕИМУЩЕСТВА

• широкие возможности программирования свойств внутренних функций и связей между ними;
• расширенный диапазон питающих напряжений;
• расширенный диапазон рабочих температур;
• невысокое энергопотребление;
• высокая степень защиты устройств по лицевой панели (IP54);
• модульная конструкция с легко заменяемыми унифицированными модулями для устройств разного назначения.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ

Тормозная характеристика второй ступени (ДТ) имееттрадиционный вид и состоит из трех участков: начального независимого, участка торможения и участкаограничения торможения. Тормозная характеристикапервой ступени (ДО), при условии Iд отс ≥ I огр, имеетвид прямой линии со значением I ср = Iд отс. В случае

Iд отс

Подробнее http://rzasystems.ru/product/rs830-dt3/

Источник: https://energybase.ru/equipment/differentsialnaya-zaschita-trehobmotochnogo-transformatora-rs830-dt3

7SD80 Siprotec Compact Siemens Дифференциальная защита линий

SIPROTEC Siemens / Siprotec Compact Siemens 

7SD80 Siprotec Compact Siemens Дифференциальная защита линий
7SD80 Siprotec Compact Siemens Дифференциальная защита линий

Дифференциальная защита линий 7SD80 Siprotec Compact Siemens из серии устройств SIPROTEC Compact спроектирована для селективной защиты линий в сетях с заземленной (глухозаземленной, заземленной через низкоомный или высокоомный резистор), изолированной или компенсированной нейтралью. Примененные в 7SD80 Siprotec Compact Siemens алгоритмы дифференциальной защиты отличаются большой устойчивостью при внешних повреждениях, невысокими требованиями к измерительным трансформаторам, простотой параметрирования и проверки.

В варианте 7SD80 Siprotec Compact Siemens с подключением трансформаторов напряжения интегрированная в устройство 7SD80 Siprotec Compact Siemens максимальная токовая защита с выдержкой времени может использоваться также как направленная двухступенчатая максимальная токовая защита с выдержкой времени.

Каждой из трех ее ступеней может независимо от других ступеней присваиваться функция основной или резервной защиты.

Это открывает возможность для простого ввода устройства 7SD80 Siprotec Compact Siemens посредством обратной блокировки в концепцию защиты сборных шин и обеспечивает выполнение функции направленной максимальной токовой защиты с выдержкой времени даже при потере канала связи между устройства 7SD80 Siprotec Compact Siemens.

Коммуникация с использованием интерфейсов данных защиты

Обмен данными дифференциальная защиты осуществляет по цифровой связи (двухпроводный интерфейс и / или оптоволоконный интерфейс).

Коммуникация с помощью интерфейса данных защиты может использоваться для передачи команд на противоположный конец линии и, одновременно, для обмена произвольно ранжируемыми дискретными сигналами (до 16 сигналов) между устройствами 7SD80 Siprotec Compact Siemens.

7SD80 Siprotec Compact Siemens Дифференциальная защита линий особенности

— Съемные клеммные блоки для цепей тока и напряжения — Регулируемые с помощью програмного обеспечения DIGSI уровни сигналов на дискретных входах (3 уровня) — Регулируемое (1 или 5 А) с помощью программного обеспечания DIGSI значение тока во вторичной цепи трансформатора тока — 9 программируемых функциональных клавиш — Шестистрочный дисплей — Батарейный отсек на передней панели — Разъем USB на передней панели — 2 дополнительных интерфейса связи

— Синхронизация времени с точностью до миллисекунды через Ethernet посредством протокола SNTP

7SD80 Siprotec Compact Siemens Дифференциальная защита линий доступные файлы для скачивания:

7SD80 Siprotec Compact Siemens Дифференциальная защита линий, опросный лист заказа:  7sd80-siprotec-compact-siemens-oprosniy-list-zakaza.pdf [357.18 Kb] (cкачиваний: 44)

Цена от 500EUR завистит от комплектации 7SD80 Siprotec Compact Siemens Дифференциальная защита линий нет в наличии, под заказ

Источник: http://www.elektroshchit.ru/siemens-relejnaja-zashhita-i-avtomatika/siprotec-compact-siemens/56-7sd80-siprotec-compact-siemens.html

Дифференциальная защита трансформатора принцип действия — Все об электричестве

> Электробезопасность > Дифференциальная защита: принцип работы и виды

Дифференциальная защита – подтип релейной защиты. Характеризуется быстротой действия и абсолютной селективностью. Область применения – безопасная работа двигателей, ЛЭП, сборных шин, трансформаторов и генераторов, автотрансформаторов, предохранение генераторов от многофазных коротких замыканий (КЗ).

Дифференциальная защита двигателя

Дифференциальные устройства защищают электроаппараты от межфазных замыканий. В системах с глухозаземленной нейтралью дифзащита предназначена для предотвращения коротких замыканий.

Выделяют два вида дифзащиты: продольную и поперечную.

Как работает дифференциальная защита? Схемы, принцип действия, реле

Дифференциальная защита — одна из самых быстродействующих. Для нее не требуется выдержки по времени, так как при возникновении прецедента для срабатывания уже точно известно, что короткое замыкание находится в контролируемой зоне. Дифференциальная защита имеет абсолютную селективность и действует на отключение без выдержки времени.

Дифференциальная защита используется

Из-за надежности и быстродействия она является одной из основных для вышеперечисленных устройств.

Интересное видео о работе дифференциальной защиты трансформатора смотрите в видео ниже:

Принцип работы дифференциальной защиты

Основа принципа действия любой дифзащиты – контроль токов в начале и конце защищаемого участка электрической цепи. Для этого используются трансформаторы тока.

При их расположении в пределах одного распределительного устройства они подключаются к устройству защиты напрямую с помощью кабелей.

Если границы защищаемого участка расположены на большом удалении друг от друга, что характерно для кабельных или воздушных линий, используется два полукомплекта защиты, соединенные между собой вспомогательной кабельной линией.

Если эти токи в начале и конце защищаемого участка равны между собой и направлены в одну сторону, срабатывания не происходит. Так получается при протекании номинальных токов нагрузки или при коротком замыкании вне защищаемой зоны (токов внешнего КЗ).

Но если повреждение произошло в зоне, контролируемой защитой, мощность электрической сети протекает в точку КЗ. При одностороннем питании (для трансформаторов или генераторов) от источника в сторону защищаемого электроаппарата протекает больший ток, чем отдается им потребителю. При двухстороннем (на кабельной или воздушной линии, соединяющей между собой сети с независимыми источниками питания) токи на обоих концах линии сориентированы на точку повреждения.

Создается повод для работы защиты, которая дает команду на отключение объекта одновременно со всех сторон.

В зависимости от особенностей защищаемого объекта для реализации устройств выбираются соответствующие дифференциальные реле. Рассмотрим их особенности.

Подробно о принципе действия диф. защиты смотрите в видео:

Дифференциальная защита на реле РНТ

Реле состоит из двух элементов, объединенных в один корпус. Это быстронасыщающийся трансформатор, имеющий три стержня с обмотками, и выходное токовое реле, являющееся исполнительным органом.

Реле подключено к выводам вторичной обмотки, расположенной на крайнем стержне трансформатора. Две, а иногда и три первичные обмотки, располагаются на среднем стержне и связаны с трансформаторами тока. Имеются еще и дополнительные короткозамкнутые обмотки, предназначенные для гашения апериодической составляющей.

Настройка реле осуществляется переключением количества витков первичных обмоток, чтобы добиться равенства магнитных потоков в магнитопроводе. Также изменением сопротивлений резисторов в выходной и компенсирующей цепях выставляются требуемое торможение при переходных процессах, а также ток срабатывания выходного реле.

РНТ используется в основном для работы в составе РЗА силовых трансформаторов. В первый момент включения в сеть в их сердечнике возникают мощные намагничивающие токи. Они быстро затухают, но при этом создается прецедент для работы защиты: ведь мощность на намагничивание потребляется от источника и остается в трансформаторе.

Устройство РНТ позволяет отстроиться от намагничивающих токов. При резком броске тока сердечник трансформатора быстро намагничивается и реле перестает реагировать на подобное возмущение.

Но при этом при мощных сквозных КЗ реле может ложно сработать из-за токов небаланса. Этого недостатка лишено реле ДЗТ.

Полезное учебное пособие о расчету дифференциальной защиты для трансформаторов можно посмотреть и скачать по ссылке. (размер — 5.5Мб). Автор М.А. Александров — Санкт-Петербург, ПЭИПК.

Дифференциальная защита на реле ДЗТ

Внешне реле ДЗТ почти не отличается от РНТ. Но состав обмоток и их назначение меняется. Магнитопровод также имеет три стержня. Первичные обмотки находятся, как и у РНТ, на среднем стержне. А вот вторичная обмотка размещена одновременно на двух крайних, там же находится еще одна, выполняющая функцию тормозной.

Если КЗ произошло в зоне защиты, тока в тормозной обмотке реле нет, происходит его срабатывание. Если повреждение находится вне защищаемого участка, через трансформаторы протекает большой сквозной ток. Часть его поступает в тормозную обмотку, компенсируя в магнитопроводе потоки от обмоток на среднем его стержне.

В итоге во вторичной обмотке результирующий ток равен нулю. Защита не срабатывает.

Реле с успехом используется для защиты на линиях электропередач, но для силовых трансформаторов его использовать нежелательно. Имея лучшую отстройку от сквозных токов короткого замыкания, оно хуже отстраивается от токов намагничивания.

Ещё одно интересное видео о принципе работы диф. защиты шин:

Микропроцессорные терминалы диф защиты

Все рассмотренные выше реле относятся к электромеханическим. Их производство начато давно. Несмотря на высокую надежность, они уже морально устарели. А знаниями и навыками, необходимыми для их наладки и проверки обладают далеко не все релейщики.

Перспектива развития дифференциальной защиты подразумевает замену электромеханической техники на микропроцессорные терминалы защит, выпускаемые ведущими электротехническими фирмами: АВВ, Schneider Electric, Siprotec и другими.

Источник: https://pue8.ru/relejnaya-zashchita/928-differentsialnaya-zashchita-dif-rele-printsip-raboty-primenenie.html

Дифференциальная защита шин Бреслер-0117.81X

Обзор

В устройстве «Бреслер-0117.81X» реализована дифференциальная защита шин напряжением 35‑220 кВ, а также централизованное УРОВ всех присоединений.

ДЗШ выполнена на основе пускового органа, срабатывание которого происходит при КЗ на любой из систем шин, и двух избирательных органов, предназначенных для определения поврежденной системы шин. Защита действует на отключение всех выключателей поврежденной системы шин и запускает логику УРОВ соответствующих выключателей.

Устройства предназначены для защиты шин как с фиксированным присоединением цепей, так и с изменяемой фиксацией присоединений. Защита «Бреслер-0117.810» предназначена для защиты шин с количеством присоединений – до 12, защита «Бреслер-0117.811» – до 16, защита «Бреслер-0117.812» – до 24.

Функциональный состав устройства

В устройстве реализованы следующие функции:

• дифференциальная токовая защита шин с торможением;
• чувствительный токовый орган;
• логика очувствления ДЗШ;
• контроль исправности токовых цепей ДЗШ;
• устройство резервирования при отказе выключателей;
• логика запрета АПВ;
• реле тока для опробования;
• логика ручного опробования;
• осциллографирование аналоговых и дискретных сигналов.

Особенности

ДЗШ на 16 и 24 присоединения выполнена с использованием трех терминалов, каждый из которых защищает отдельную фазу.

ДЗШ на 12 присоединений имеет однотерминальное исполнение. Опционально возможно добавление одного присоединения.

Цифровое выравнивание токов плеч.

Реализован чувствительный токовый орган, включенный на дифференциальный ток пускового органа, предназначенный для автоматического повышения чувствительности ДЗШ в цикле АПВ и при ручном опробовании.

Реализована логика запрета АПВ при неполнофазном отказе выключателя одного из питающих присоединений в результате отключения замыкания.

Возможность реализации логики централизованного УРОВ в составе ДЗШ или с использованием индивидуальных УРОВ присоединений. Логика централизованного резервирования при отказе выключателя включает в себя алгоритм работы УРОВ с контролем фазных токов, с действием на «свой» выключатель, с контролем РПВ. Реализована логика фиксации пуска УРОВ с сбросом от реле тока УРОВ.

Режим работы при опробовании задается независимо для каждого присоединения. Отключение выключателя может производиться от ДЗШ, от чувствительного токового органа или от реле тока, контролирующего фазный ток присоединения.

Типы исполнений комплектов

• шкаф дифференциальной защиты шин до 12 присоединений с автоматической перефиксацией 110-220 кВ «Бреслер-0117.810»;
• шкаф дифференциальной защиты шин до 16 присоединений с автоматической перефиксацией 110-220 кВ «Бреслер-0117.811»;
• шкаф дифференциальной защиты шин до 24 присоединений с автоматической перефиксацией 110-220 кВ «Бреслер-0117.812»;
• шкаф дифференциальной защиты ошиновок до 4 присоединений 110-220 кВ «Бреслер‑0117.800»;
• шкаф с двумя комплектами дифференциальной защиты ошиновок до 4 присоединений 110-220 кВ «Бреслер‑0117.800.800»;
• шкаф дифференциальной защиты ошиновок до 8 присоединений 110-220 кВ «Бреслер‑0117.801».

Аппаратный состав терминалов

Наименование терминалаБреслер
0107.810Бреслер
0107.811Бреслер
0107.812Бреслер
0107.800Бреслер
0107.801

Аналоговые входы	Каналы измерения 3 фазных напряжений 1 с.ш.	◼	◼	◼	◼	◼
Каналы измерения 3 фазных напряжений 2 с.ш.	◼	◼	◼	◼
Каналы измерения напряжений цепи разомкнутого треугольника	◼	◼	◼	◼	◼
Каналы измерения фазных токов	40	16	24	12	24
Резервные аналоговые входы	4
Дискретные входы	88	108	140	44	76
Наличие резервных свободно программируемых входов	◼	◼	◼	◼	◼
Дискретные выхода	82	73	106	42	58
Наличие резервных свободно программируемых выходов	◼	◼	◼	◼	◼
Возможность установки дополнительного блока дискретных или миллиамперных входов					1
Конструктив терминала	19”	¾ 19”	19”	½ 19”	¾ 19”

Функциональный состав шкафов

Наименование шкафаБреслер
0117.810Бреслер
0117.811Бреслер
0117.812Бреслер
0117.800Бреслер
0117.801Функции защит 35 – 220 кВВспомогательные функции

Дифференциальная защита шин	◼	◼	◼
Дифференциальная защита ошиновки	◼	◼
Пофазное исполнение защиты	◼	◼
Однотерминальное исполнение защиты	◼	◼	◼
Общее количество присоединений	12+	16	24	4	8
Избирательный орган 1 с.ш.	◼	◼	◼	◼	◼
Избирательный орган 2 с.ш.	◼	◼	◼	◼
Пусковой орган	◼	◼	◼
Фиксированное присоединение элементов	◼	◼	◼	◼	◼
Изменяемая фиксация присоединений	◼	◼	◼
Цифровое выравнивание токов плеч	◼	◼	◼	◼	◼
Чувствительный токовый орган	◼	◼	◼	◼	◼
Логика очувствления	◼	◼	◼	◼	◼
Контроль исправности токовых цепей	◼	◼	◼	◼	◼
Централизованное УРОВ	◼	◼	◼	◼	◼
Индивидуальное УРОВ	◼	◼	◼	◼	◼
Логика запрета АПВ	◼	◼	◼	◼	◼
— при неполнофазном отказе выключателя	◼	◼	◼	◼	◼
Логика опробования	◼	◼	◼	◼	◼
Реле тока для опробования	◼	◼	◼	◼	◼
Выявление неисправностей цепей напряжения	◼	◼	◼	◼	◼
4 группы уставок защиты	◼	◼	◼	◼	◼
Дистанционное управление терминалом	◼ *	◼ *	◼ *	◼ *	◼ *

* – по желанию заказчика

Источник: https://www.bresler.ru/ustrojstva-rza/38-zashchity-podstantsionnogo-oborudovaniya-klassa-napryazheniya-110-220-kv/differentsialnaya-zashchita-shin-i-oshinovok/181-differentsialnaya-zashchita-shin-bresler-0117-81x