Шинна защита | Схема за диференциална защита на шинна система

В ранни дни за защита на шинна се използваха само конвенционални реле за прекомерен ток. Но е желателно, да няма нарушения в системата на шината при дефект в който и да е фидер или трансформатор, свързани с нея. В този контекст, времето за настройка на релетата за защита на шината се удължава. Така, когато дефектът се появи на самата шина, отнема много време да се изолира шината от източника, което може да доведе до значителни повреди в системата на шината.
Наскоро, втората зона на релетата за защита на входящите фидери с операционно време от 0.3 до 0.5 секунди се прилагат за защита на шината.
Но тази схема има и основен недостатък. Тази схема на защитата не може да различи дефектната част на шината.
Днес, електрическата система работи с огромни количества мощност. Следователно, всяко прекъсване в цялата шинна система причинява големи загуби за компаниите. Ето защо става необходимо да се изолира само дефектната част на шината при дефект.

Друг недостатък на схемата за защита на втората зона е, че понякога времето за изчистване не е достатъчно кратко, за да осигури стабилността на системата.
За преодоляване на посочените трудности, се прилага схема за диференциална защита на шината с операционно време по-малко от 0.1 сек., която се използва в много SHT шинни системи.

Диференциална защита на шината

Диференциална защита на тока

Схемата за защита на шината, включва закон на Кирхоф за тока, който гласи, че общият ток, влизащ в електрически узел, е точно равен на общият ток, излизащ от узела.
Следователно, общият ток, влизащ в секция на шината, е равен на общият ток, излизащ от секцията на шината.

Принципът на диференциалната защита на шината е много прост. Тук, вторичните обикновения на CT се свързват паралелно. Това означава, че S1 терминалите на всички CT се свързват заедно и формират шинна жица. По същия начин S2 терминалите на всички CT се свързват заедно, за да формират друга шинна жица.
Реле за изключване се свързва между тези две шинни жици.

Тук, в горната фигура приемаме, че при нормални условия фидерите A, B, C, D, E и F пренасят ток IA, IB, IC, ID, IE и IF.
Сега, според закона на Кирхоф за тока,

Основно всички CT, използвани за диференциална защита на шината, са с едно и също отношение на тока. Следователно, сумата на всички вторични токове трябва да е равна на нула.

Сега, кажете, че токът през релето, свързано паралелно с всички вторични CT, е iR, и iA, iB, iC, iD, iE и iF са вторични токове.
Сега, нека приложим KCL във възел X. Според KCL във възел X,

Следователно, при нормални условия няма ток, който протича през релето за защита на шината. Това реле обикновено се нарича Реле 87. Сега, кажете, че дефект се появява в който и да е от фидерите, извън защитената зона. В този случай, дефектният ток ще мине през първичната обикновена на CT на този фидер. Този дефектен ток е допринесен от всички останали фидери, свързани с шината. Следователно, допринесеният част от дефектния ток протича през съответната вторична обикновена на съответния фидер. Така, при това дефектно състояние, ако приложим KCL във възел K, все още ще получим, iR = 0.

Това означава, че при външен дефект няма ток, който протича през реле 87. Сега, разглеждайте ситуация, когато дефект се появява на самата шина.
В това състояние, дефектният ток също е допринесен от всички фидери, свързани с шината. Следователно, при това състояние, сумата от всички допринесени дефектни токове е равна на общия дефектен ток.
Сега, в дефектния път няма CT. (при външен дефект, както дефектният ток, така и допринесеният ток до дефекта от различни фидери минават през CT в техния път на протичане).

Сумата на всички вторични токове вече не е нула. Тя е равна на вторичния еквивалент на дефектния ток.
Сега, ако приложим KCL във възлите, ще получим ненулева стойност на iR.
Така, при това състояние ток започва да протича през реле 87 и то активира изключването на автоматичните контактори, свързани с тази секция на шината.
Тъй като всички входящи и изходящи фидери, свързани с тази секция на шината, са изключени, шината става "мъртва".
Тази диференциална схема за защита на шината също се нарича диференциална защита на тока на шината.

Диференциална защита на секционизирана шина

При обяснението на работния принцип на диференциалната защита на тока на шината, показахме проста несекционизирана шина. Но в умерено високи напряжение системи, електрическата шина се секционизира в повече от една секция, за да се увеличи стабилността на системата. Това се прави, защото, дефект в една секция на шината не трябва да нарушава другата секция на системата. Следователно, при дефект на шината, цялата шина ще бъде прекъсната.
Нека начертаем и обсъдим защитата на шината с две секции.

Тук, секция А на шината или зона А е ограничена от CT1, CT2 и CT3, където CT1 и CT2 са фидерни CT, а CT3 е шинен CT.
Подобно на това, секция B на шината или зона B е ограничена от CT4, CT5 и CT6, където CT4 е шинен CT, а CT5 и CT6 са фидерни CT.
Следователно, зоната А и B са перспективни, за да се гарантира, че няма зона, оставена извън тази схема за защита на шината.