Chiziqlar yoki podklyucheniyni himoya

Так как длина электрической линии передачи обычно достаточно большая и она проходит через открытую атмосферу, вероятность возникновения неисправности в электрической линии передачи намного выше, чем в электрических трансформаторах и альтернаторах. Поэтому линия передачи требует гораздо больше защитных схем, чем трансформатор и альтернатор.
Защита линии должна иметь некоторые особые характеристики, такие как-

1. При неисправности должен быть отключен только автоматический выключатель, находящийся ближе всего к месту неисправности.

2. Если автоматический выключатель, находящийся ближе всего к месту неисправности, не сработает, то следующий за ним автоматический выключатель сработает в качестве резервного.

3. Время срабатывания реле, связанного с защитой линии, должно быть минимальным, чтобы предотвратить ненужное срабатывание автоматических выключателей, связанных с другими здоровыми частями энергетической системы.

Указанные выше требования делают защиту линии передачи значительно отличной от защиты трансформаторов и другого оборудования энергетических систем. Основные три метода защиты линии передачи – это –

1. Защита по времени при перегрузке по току.

2. Дифференциальная защита.

3. Защита по расстоянию.

Защита по времени при перегрузке по току

Это также может называться просто защитой от перегрузки по току электрической линии передачи. Давайте обсудим различные схемы защиты по времени при перегрузке по току.

Защита радиального фидера

В радиальных фидерах электроэнергия течет только в одном направлении, от источника к нагрузке. Такие фидеры можно легко защитить, используя либо реле с определенным временем срабатывания, либо реле с обратным временем срабатывания.

Защита линии реле с определенным временем срабатывания

Эта схема защиты очень проста. Здесь вся линия разделяется на разные участки, и каждый участок оснащается реле с определенным временем срабатывания. Реле, находящееся ближе всего к концу линии, имеет минимальное время срабатывания, в то время как время срабатывания других реле последовательно увеличивается по мере приближения к источнику.
Например, предположим, что есть источник в точке A, на рисунке ниже

В точке D установлен автоматический выключатель CB-3 с определенным временем срабатывания реле 0,5 секунды. Последовательно, в точке C установлен другой автоматический выключатель CB-2 с определенным временем срабатывания реле 1 секунда. Следующий автоматический выключатель CB-1 установлен в точке B, которая находится ближе всего к точке A. В точке B реле установлено на время срабатывания 1,5 секунды.
Теперь, предположим, что произошла неисправность в точке F. Из-за этой неисправности ток неисправности будет течь через все трансформаторы тока или ТТ, подключенные к линии. Но так как время срабатывания реле в точке D минимальное, автоматический выключатель CB-3, связанный с этим реле, сработает первым, чтобы изолировать зону неисправности от остальной части линии. В случае, если по какой-либо причине CB-3 не сработает, тогда следующее реле с более высоким временем срабатывания сработает, чтобы инициировать срабатывание связанного с ним автоматического выключателя. В этом случае сработает CB-2. Если CB-2 также не сработает, тогда следующий автоматический выключатель, то есть CB-1, сработает, чтобы изолировать большую часть линии.

Преимущества защиты линии с определенным временем срабатывания

Основное преимущество этой схемы – простота. Второе важное преимущество заключается в том, что при неисправности будет работать только ближайший автоматический выключатель к источнику от точки неисправности, чтобы изолировать конкретную позицию линии.

Недостатки защиты линии с определенным временем срабатывания

Если количество участков в линии довольно большое, время срабатывания реле, находящегося ближе всего к источнику, будет очень длинным. Поэтому при любой неисправности, близкой к источнику, потребуется много времени для ее изоляции. Это может привести к серьезному разрушительному воздействию на систему.

Защита линии от перегрузки по току с помощью обратного реле

Недостаток, о котором мы говорили в защите линии от перегрузки по току с определенным временем срабатывания, можно легко преодолеть, используя обратные реле. В обратном реле время срабатывания обратно пропорционально току неисправности.

На рисунке выше общее время срабатывания реле в точке D минимальное, и это время последовательно увеличивается для реле, связанных с точками, расположенными ближе к точке A.
При возникновении неисправности в точке F очевидно сработает CB-3 в точке D. Если CB-3 не сработает, сработает CB-2, так как общее время срабатывания реле в точке C выше.
Хотя время срабатывания реле, находящегося ближе всего к источнику, максимальное, оно все равно сработает в короткий период, если произойдет серьезная неисправность близко к источнику, так как время срабатывания реле обратно пропорционально току неисправности.

Защита параллельных фидеров от перегрузки по току

Для обеспечения стабильности системы требуется питание нагрузки от источника двумя или более фидерами, соединенными параллельно. Если происходит неисправность в любом из фидеров, только этот неисправный фидер должен быть изолирован от системы, чтобы обеспечить непрерывность питания от источника к нагрузке. Это требование делает защиту параллельных фидеров немного более сложной, чем простую ненаправленную защиту от перегрузки по току линии, как в случае радиальных фидеров. Защита параллельных фидеров требует использования направленных реле и установки времени срабатывания реле для выборочного срабатывания.

Есть два фидера, соединенных параллельно от источника к нагрузке. Оба фидера имеют ненаправленные реле от перегрузки по току на стороне источника. Эти реле должны быть обратными реле. Также оба фидера имеют направленные реле или реле обратной мощности на их стороне нагрузки. Реле обратной мощности, используемые здесь, должны быть мгновенного типа. То есть эти реле должны сработать, как только поток мощности в фидере изменит свое направление. Нормальное направление мощности – от источника к нагрузке.
Теперь, предположим, что в точке F произошла неисправность, скажем, ток неисправности равен If. Эта неисправность получит два параллельных пути от источника, один через автоматический выключатель A только и другой через CB-B, фидер-2, CB-Q, шина нагрузки и CB-P. Это четко показано на рисунке ниже, где IA и IB – это токи неисправности, распределенные между фидером-1 и фидером-2 соответственно.

Согласно закону Кирхгофа, IA + IB = If.

Теперь, IA течет через CB-A, IB течет через CB-P. Поскольку направление тока через CB-P изменилось, он сработает мгновенно. Однако CB-Q не сработает, так как направление тока (мощности) в этом автоматическом выключателе не изменилось. Как только CB-P сработает, ток неисправности IB прекратит течь через фидер, и, следовательно, нет вопроса о дальнейшем срабатывании обратного реле от перегрузки по току. IA продолжает течь даже после того, как CB-P сработал. Затем из-за перегрузки по току IA, CB-A сработает. Таким образом, неисправный фидер изолируется от системы.

Дифференциальная защита с пилотной проводкой

Это просто дифференциальная схема защиты, применяемая к фидерам. Несколько дифференциальных схем применяются для защиты линий, но наиболее популярно используются система Мерца-Прайса и схема Translay.

Система Мерца-Прайса

Принцип работы системы Мерца-Прайса довольно прост. В этой схеме защиты линии на обоих концах линии подключаются идентичные ТТ. Полярность ТТ одинаковая. Вторичные обмотки этих трансформаторов тока и рабочие катушки двух мгновенных реле образуют замкнутый контур, как показано на рисунке