Diferencinė apsauga: veikimo principas, prietaisas grandinės. Skirtumas transformatorius apsauga. Išilginė diferencinė apsauga linijų

Straipsnyje jūs sužinosite, kokia yra diferencialinė apsauga, kaip ji veikia, kokias teigiamas savybes ji turi. Taip pat bus pasakyta, kokie gynybos linijos apsaugos trūkumai. Taip pat susipažinsite su praktinėmis prietaisų ir elektros linijų apsaugos schemomis.

Diferencialinė apsaugos rūšis šiuo metu laikoma labiausiai paplitusi ir greita. Jis sugeba apsaugoti sistemą nuo fazės iki fazės gedimų. Ir tose sistemose, kuriose naudojamas nuobodu įžemintas neutralusis elementas, jis gali lengvai užkirsti kelią vienfazių gedimų atsiradimui. Diferencialinė apsaugos rūšis naudojama elektros linijoms, didelės galios varikliams, transformatoriams, generatoriams apsaugoti.

Iš esmės yra dviejų rūšių diferencinė apsauga:

1. Su įtampa pusiausvyros tarpusavyje.
2. Su cirkuliacine srove.

Šis straipsnis apims abu šiuos gynybos tipus, kad kuo daugiau sužinotų apie juos.

Difuzinė apsauga naudojant cirkuliacines sroves

Principas yra tas, kad srovės yra lyginamos. Tiksliau, lyginant parametrus pradedamas saugoti elementas, o taip pat ir pabaigoje. Ši schema naudojama išilginio tipo ir skersai. Pirmieji naudojami siekiant užtikrinti vienos elektros perdavimo linijos, elektros variklių, transformatorių, generatorių saugumą. Išilginės diferencialinės linijos apsauga yra labai įprasta modernioje elektros energetikoje. Antrasis diferencialo apsaugos tipas naudojamas lygiagrečiai veikiančioms elektros linijoms.

Išilginė linijų ir įtaisų diferencinė apsauga

Siekiant apsaugoti išilginį tipą, abiem galais reikia įrengti tuos pačius srovės transformatorius. Jų antrinės apvijos turėtų būti sujungtos viena su kita serijiniu būdu, naudojant papildomus elektros laidus, kuriems reikia prijungti dabartines relines. Ir šios dabartinės relės turi būti prijungtos prie antrinių apvijų lygiagrečiai. Normaliomis sąlygomis, taip pat esant išoriniam trumpam jungimui, ta pati srovė taps tiek pirminėmis transformatorių apvijomis, kurios pasirodys lygios tiek fazės, tiek dydžio atžvilgiu. Elektromagnetinės srovės apvija , relė tekės šiek tiek mažiau nei jo vertė. Galite ją apskaičiuoti naudodami paprastą formulę:

I _r = I ₁ -I ₂ .

Tarkime, kad dabartinės transformatorių priklausomybės visiškai sutampa. Todėl aukščiau paminėtas dabartinių verčių skirtumas yra artimas arba lygus nuliui. Kitaip tariant, aš _r = 0, o šiuo metu apsauga neveikia. Papildomoje laidų, jungiančių transformatorių antrines apvijas, cirkuliuojama srovė.

Išilginio diferencialinės apsaugos tipo diagrama

Tokia diferencialo apsaugos schema leidžia gauti lygias reikšmes srovių, tekančių per antrinę transformatorių grandinę. Atsižvelgiant į tai, galima daryti išvadą, kad ši apsaugos sistema buvo pavadinta dėl veiksmų principo. Tokiu atveju sritis, esanti tiesiogiai tarp srovės transformatorių, patenka į apsaugos zoną. Esant trumpam jungimui, srovė I ₁ tekėja per apsauginės zonos elektromagnetinės relės apviją, kai maitina viena transformatoriaus pusė. Jis siunčiamas į antrinę transformatoriaus grandinę, kuri yra sumontuota kitoje linijos pusėje. Būtina atkreipti dėmesį į tai, kad antrinėje apvijoje yra labai didelis pasipriešinimas. Dėl to dabartinė praktiškai neatitinka jo. Šiuo principu diferencijuojasi padangos, generatoriai, transformatoriai. Tuo atveju, jei I ₁ pasirodytų lygus arba didesnis už I _r , apsauga pradeda veikti, todėl atidaroma jungiklių kontaktinė grupė.

Trumpojo jungimo ir grandinės apsauga

Jei trumpasis jungimas saugomos zonos viduje, elektromagnetinės relės srovė iš abiejų pusių yra lygi kiekvienos apvijos srovių sumai. Šiuo atveju apsauga taip pat aktyvuojama, sulaužant jungiklių kontaktus. Visi pirmiau pateikti pavyzdžiai daro prielaidą, kad visi techniniai transformatorių parametrai yra visiškai identiški. Todėl aš _r = 0. Tačiau tai yra idealios sąlygos, iš tikrųjų dėl nedidelių pirminių srovių magnetinių sistemų veikimo skirtumų elektros prietaisai gerokai skiriasi viena nuo kitos, netgi tie patys. Jei yra dabartinių transformatorių charakteristikų skirtumų (kai realizuojama diferencinė fazinė konstrukcijos apsauga), antrinės grandinės srovės vertės skirsis, net jei pirminės srovės yra visiškai identiškos. Dabar turime apsvarstyti, kaip diferencialo apsaugos grandinė veikia su išoriniu trumpojo jungimo maitinimo linijoje.

Išorinis trumpasis jungimas

Jei yra išorinis trumpasis jungimas, disbalanso srovė tekės per diferencialinės apsaugos elektromagnetinę relę. Jo reikšmė tiesiogiai priklauso nuo to, ką srovė praeina per pagrindinį transformatoriaus kontūrą. Įprasto įkrovimo režimu jo vertė yra maža, tačiau, esant išoriniam trumpam jungimui, jis pradeda didėti. Jos vertė taip pat priklauso nuo laiko nuo klaidos pradžios. Ir maksimalią vertę ji turėtų pasiekti per pirmuosius kelis laikotarpius po uždarymo pradžios. Tuo metu pirmoji transformatorių grandinė pasklidė per pirmąją transformatorių grandinę.

Taip pat verta paminėti, kad pirmasis SC susideda iš dviejų tipų srovės - nuolatinės ir kintančios. Jie taip pat vadinami aperiodiniais ir periodiniais komponentais. Diferencialo apsaugos įtaisas yra toks, kad srovės aperiodinio komponento buvimas visada turi sukelti per didelį transformatoriaus magnetinės sistemos prisotinimą. Vadinasi, skirtumas tarp pusiausvyros potencialų smarkiai didėja. Kai trumpojo jungimo srovė pradeda mažėti, sistemos nesubalansuota vertė taip pat mažėja. Šiuo principu atliekama transformatoriaus diferencinė apsauga.

Apsauginių konstrukcijų jautrumas

Visų tipų diferencialinė apsauga yra didelės spartos. Ir jie neveikia esant išorinėms trumpojo jungimo sistemoms, todėl būtina pasirinkti elektromagnetines relines, atsižvelgiant į didžiausią įmanomą disbalanso srovę sistemoje esant išoriniam trumpam jungimui. Reikėtų pažymėti, kad tokio tipo apsauga sukuria labai mažą jautrumą. Norėdami jį padidinti, turite atitikti daugybę sąlygų. Pirma, reikia naudoti srovės transformatorius, kuris nejaučia magnetinių grandinių tuo metu, kai srovė patenka per pirminį grandinę (nepriklausomai nuo jos vertės). Antra, pageidautina naudoti greito užpildymo tipo elektrinius prietaisus. Jie turi būti prijungti prie apsauginių elementų antrinių apvijų. Elektromagnetinė relė sujungta su greitojo veikimo transformatoriumi (diferencinė srovė tampa maksimaliai patikima), lygiagreti jo antrinei apvijai. Taip veikia generatoriaus arba transformatoriaus diferencinė apsauga.

Padidėjęs jautrumas

Tarkime, įvyko išorinė klaida. Tuo pačiu metu kai kurie srovės, praeinančios per apsaugines transformatorių pirminius grandynus, susideda iš aperiodinių ir periodinių komponentų. Tas pats "komponentas" yra disbalanso srovėje, kuri srautai per greito pralaidumo transformatoriaus pirminę apviją. Šiuo atveju aperiodinė srovės komponentė labai įkvepia šerdį. Vadinasi, srovės transformacija neatsiranda antrinėje grandinėje. Kai aperiodinė dalis yra susilpninta, atsiranda reikšmingas magnetinės grandinės prisotinimo sumažėjimas, o antrinėje grandinėje palaipsniui pradeda atsirasti tam tikra srovės reikšmė. Tačiau maksimalus disbalanso srovės lygis bus daug mažesnis nei tuo atveju, jei nėra greitai pasisotinančio transformatoriaus. Todėl jautrumas gali būti padidintas nustatant apsaugos įtampos vertę, mažesnę arba lygią maksimaliam disbalanso potencialo skirtumui.

Teigiamos diferencialinės apsaugos savybės

Per pirmuosius laikotarpius magnetinė grandinė užpilama labai daug, transformacija praktiškai neįvyksta. Tačiau po aperiodinio komponento nusidėvėjimo periodinė dalis pradeda transformuotis į antrinę grandinę. Verta atkreipti dėmesį į tai, kad ji turi labai didelę vertę. Dėl to elektromagnetinė relė įjungiama ir išjungiama apsaugota grandinė. Labai žemas transformacijos lygis, pirmasis maždaug pusantros trukmės laikotarpis sulėtino apsaugos grandinę. Tačiau tai nevaidina svarbaus vaidmens kuriant praktines elektros grandinių apsaugos grandines.

Transformatoriaus diferencinė apsauga neveikia tais atvejais, kai apsaugos zonoje esančių elektros grandinių gedimai. Todėl laikinas laikymas ir selektyvumas nėra būtinas. Apsaugos reakcijos laikas svyruoja nuo 0,05 iki 0,1 sek. Tai yra didžiulis šio tipo diferencialinės apsaugos pranašumas. Tačiau yra dar vienas privalumas - labai didelis jautrumas, ypač naudojant greitą trumpalaikį transformatorių. Tarp mažesnių privalumų verta paminėti, pavyzdžiui, paprastumą ir labai didelį patikimumą.

Neigiamos savybės

Tačiau tiek išilginė, tiek skersinė diferencialinė apsauga turi trūkumų. Pavyzdžiui, jis negali apsaugoti elektros grandinės esant trumpalaikėms jungtims iš išorės. Be to, ji negali atidaryti elektrinės grandinės esant stipriai perkrovai.

Deja, apsauga gali būti įjungiama, jei pažeista pagalbinė grandinė, prie kurios prijungta antrinė apvija. Bet visi pasklidosios srovės apsaugos su cirkuliacine srovė privalumai nutraukia šiuos nedidelius trūkumus. Tačiau jie gali apsaugoti labai mažą, ne daugiau kaip kilometro, elektros linijas.

Jie labai dažnai naudojami vielos apsaugai įgyvendinti, per kurį tiekiami įvairūs elektrinių ir generatorių veikimui reikalingi įtaisai. Tuo atveju, jei elektros linijos ilgis yra labai didelis, pavyzdžiui, kelis dešimtys kilometrų, tai labai sunku apsaugoti šią grandinę, nes būtina naudoti laidus su labai dideliu skerspjūviu elektromagnetinių relių prijungimui ir transformatorių antrinėms apvijoms.

Jei naudosite standartinius laidus, dabartinių transformatorių apkrova bus per didelė, taip pat ir disbalanso srovė. Tačiau, jautrumo atžvilgiu, jis pasirodo esąs labai mažas.

Apsaugos relės konstrukcija ir schemų taikymo sritis

Labai ilgo ilgio elektrolinijose naudojama grandinė, kurioje yra apsauginė relė, turinti specialų dizainą. Su juo galite nustatyti normalią jautrumo lygį, o jungiamieji laidai taikomi standartiniai. Skersinė diferencialinė apsauga įjungiama lyginant srovę dviem eilutėmis pagal fazes ir dydžius.

Spinduliuojanti didelės spartos apsauga naudojama perdavimo linijose, kurių srautas svyruoja nuo 3-35 tūkstančių voltų. Tuo pačiu metu užtikrinama patikima apsauga nuo tarpfazių gedimų. Difuzinė apsauga atliekama kaip dviejų fazių, nes maitinimas su minėtais eksploataciniais įtaisais nėra pagrįstas neutraliaisiais laidais. Arba neutrali jungtis su žeme naudojant lanko slopinimo ritę.

Pagalbiniai laidai, skirti apsauginėms grandinėms statyti

Srovės transformatoriai yra santykinai vienas nuo kito. Todėl pagalbiniai laidai turi gana mažą ilgį. Naudojant mažo skersmens laidus, santykinai žema apkrova bus taikoma transformatoriams. Kalbant apie disbalanso srovę, ji taip pat yra maža. Tačiau jautrumo laipsnis yra labai didelis. Bet kokios linijos atjungimo atveju, diferencialinė apsauga tampa srovė, nėra laiko atidėjimo ir nėra selektyvumo. Siekiant išvengti klaidingų signalų, linijų blokiniai kontaktai atjungia grandinę.

Kryžminis diferencinis grandinių apsauga

Kryžminis apsauga plačiai naudojama lygiagrečių linijų sistemų kūrimui. Abiejose linijos pusėse yra jungikliai. Bottom line yra tai, kad tokią liniją dizainas yra labai sunku apsaugoti naudojant paprastas schemas. Priežastis yra ta, kad neįmanoma pasiekti normalaus selektyvumo lygio. Siekiant pagerinti selektyvumą, būtina kruopščiai pasirinkti laiką. Tačiau jei naudojamas skersai nukreiptas difraktorius, laiko uždelsimas nėra būtinas, selektyvumas yra gana didelis. Ji turi pagrindinius organus:

1. Galios kryptis. Dažnai naudojama galios krypties relė su dviejų krypčių veiksmais. Kartais naudojama viena veikimo diferencialo apsaugos relė, kuri veikia skirtingomis galios kryptimis.
2. Pradedant - kaip taisyklė, didžiausią galimą srovę naudojantys greitojo reagavimo įrenginiai naudojami jo vaidmenyje.

Sistemos konstrukcija yra tokia, kad ant linijų atliekamas srovės transformatorių su antrinėmis apvijomis, prijungtų prie cirkuliacinės srovės grandinės. Bet visos srovės apvijos yra sujungtos serijiniu būdu, po kurio jie prijungiami prie papildomų laidų į srovės transformatorius. Kad diferencinės fazės apsauga veiktų, relė įjungiama, naudodama vienetų surinktuvus. Būtent dėl jų surenkamas visas rinkinys. Jei pažvelgsime į transformatorių ir apsauginės relės antrinių grandinių įjungimo schemą, galime daryti išvadą, kodėl ji vadinama "nukreipta aštuoni". Visa sistema yra sudaryta iš dviejų grupių. Kiekviename linijos gale yra vienas komplektas, kuris suteikia elektros linijos diferencinę srovės apsaugą.

Vienos fazės relės grandinė

Apsaugos relės įtampa grąžinama faze, kad būtų galima išjungti vieną liniją su apgadinimu. Įprastai veikiant (įskaitant išorinį trumpąjį jungimą), per relės apvijas praeina tik disbalanso srovė. Norint išvengti klaidingų reisų, būtina, kad paleidimo relės turi didesnę srovę nei disbalanso srovė. Apsvarstykite dviejų linijų apsaugos darbus.

Trumpo jungimo pradžioje, antroji linija apsaugos zonoje tekena tam tikrą srovę. Verta atkreipti dėmesį į tai, kad:

1. Įjungta paleidimo relė.
2. Vienos pastotės pusėje galios krypties relė atidaro jungiklių kontaktus.
3. Ant kitos pastotės pusės linija taip pat išjungiama perjungikliu.
4. Galios krypties reljeje sukimo momentas yra neigiamas, todėl kontaktai yra atidaryti.

Apsaugos relės pirmosios eilės apvijose trumpojo jungimo metu pasikeičia srovės kryptis (nuo pirmosios linijos). Maitinimo krypties relė palaiko kontaktinę grupę atviroje būsenoje. Atidaryti abiejų posistemių jungikliai.

Tik toks skirtumas linija apsauga gali veikti netinkamai tik tada, jei tuo pačiu metu operacijos abiejų linijų. Tuo atveju, kai vienas iš jų yra išjungtas, jis pažeidžia veikimo difzaschity principą. Todėl, toliau apsauga veda prie ne-selektyvumą antros eilės atjungiant išorės trumpų grandinių. Šiuo atveju, ji tampa normali kryptis srovė, ir ji neturi laiko uždelsimą. Tai, kad būtų išvengta, skersine kryptimi apsaugos per elektros linijos yra automatiškai rodomi naudojant pertraukos blokkontakts grandinę.

Papildomos rūšių apsaugos

Dabartinis operacijoje, kuri prasideda jungiklis turi būti didesnis už dabartinį disbalansą per išorinio trumpojo jungimo. Kad būtų išvengta klaidingų teigiamų atjungdami vieną iš linijų ir einanti per didžiausios apkrovos srovės likusios, būtina, kad jis būtų didesnis nei nusistovi pusiausvyra potencialų skirtumą. Jei yra eilutė skersine kryptimi difzaschity tipo yra būtina numatyti papildomą laipsnį.

Jie leis atlikti apsaugos liniją, kai atjungtas dirba lygiagrečiai. Paprastai, jie yra naudojami apsaugai nuo viršsrovių perkrovos metu išorinio trumpojo jungimo (šiuo atveju nėra atsakas į diferencinę apsaugą). Visa kita, dopzaschita yra atsarginė į diferencialas (šiuo atveju, jeigu pastarasis atsisakė).

Dažnai naudojamas kryptinis ir Nekryptiniai apsauga nuo viršsrovių, cut-off, ir pan. E. skersine kryptimi diferencinės apsaugos paprastas dizainas, yra labai patikimi ir buvo plačiai naudojamas elektros įtampos nuo 35 tūkst. Voltai. Čia ir nutekėjimo apsauga funkcijos, jo veikimo principas yra gana paprastas, bet vis tiek reikia žinoti, bent elektros inžinerijos pagrindai suprasti visus gudrybės.