Поперечная дифференциальная токовая направленная защита.

Принципиальное отличие данной защиты (рис. 2.24) от рассмотренной ранее дифференциальной токовой защиты состоит в наличии реле направления мощности, что дает возможность определить поврежденную линию и отключать только ее. Поэтому дифференциальная токовая направленная защита применяется на параллельных линиях с самостоятельными выключателями. Токовая обмотка реле направления мощности включается последовательно с обмоткой реле тока на разность токов одноименных фаз параллельных линий, а к обмотке напряжения подводится напряжение с шин, обычно соответствующее 90⁰ – градусной схеме включения реле. Защита имеет два органа пусковой (реле тока) и избирательный (реле направление мощности). В качестве избирательного органа направления используется реле направления мощности двухстороннего действия т. е. в зависимости от направления тока в токовой катушке – замыкает одни из двух своих контактов.

Принцип действия схемы. При КЗ на 1Л, например в точке К₁, срабатывают токовые реле КА и КА′, замыкая свои контакты, реле направления мощности KW и KW′, четко определяют поврежденную линию, оба реле имеют положительные вращающие моменты +М₂, +М′₂, под действием которых они замыкают контакты в цепи промежуточных реле 1KL и 1KL′, действующих с двух сторон на отключение 1Л линии. При повреждении 2Л в точке К₁ угол между токами и напряжениями подводимыми к реле изменяется на 180⁰, в результате оба реле мощности KW и KW′ имеют отрицательные моменты и замыкают контакты промежуточных реле 2KL и 2KL′, в итоге происходит отключение выключателей Q2 и Q2′.

Реле тока может не сработать из-за малой величины тока в его обмотке, при КЗ у шин противоположной подстанции. Так например, в точке К₁ которая будет расположена у шин подстанции Б, не сработает реле KA, однако как следует из векторной диаграммы (рис. 2.24б), достаточным для срабатывания оказывается ток в реле KA′, в итоге выключатель Q1′ будет отключен. После этого, весь ток КЗ в точке К₁ от подстанции А пойдет через линию 1Л, в результате величина тока для срабатывания реле KA становится достаточной и произойдет отключение выключателя Q1. Таким образом, будет иметь место поочередное (каскадное) отключение выключателей повреждений линии. Зона каскадного действия может быть рассчитана по следующему выражению:

.

Наличие зоны каскадного действия увеличивает время отключения поврежденной линии примерно в два раза. Величина этой зоны не должна превышать 25% длины защищаемой линии.

Реле направления мощности, как и в схеме токовой направленной защиты, имеет мертвую зону по напряжению, то есть не действует вследствие недостаточного напряжения, подводимого к нему, при металлических трех фазных КЗ у места установки защиты. Мертвая зона не должна быть больше 10% длины защищаемой линии. Мертвая зона комплекта защиты подстанции Б располагается в зоне каскадного действия комплекта защиты подстанции А (и наоборот), таким образом в случаи трех фазного металлического КЗ в мертвой зоне произойдет отказ обоих защит. Принимая во внимание, что мертвая зона l_м.з мала, и мала вероятность КЗ в этой зоне, а также наличие отсечки от междуфазных замыканий, то обычно никаких мер по устранению мертвой зоне не предусматривается.

Поперечная дифференциальная направленная защита, при отключении одной из линий теряет способность работать селективно. Поэтому одновременно с отключением одной из ЛЭП, защита автоматически выводится из действия. Для этого оперативный ток подводится к защите через последовательно включенные блок - контакты выключателей Q1 и Q2. При отключении одного из выключателей Q1 или Q2, соответствующий блок контакт размыкается и защита у шин подстанции А выводится из действия. Аналогичным образом работают блок - контакты у выключателей Q1′ и Q2′.