Дифференциальная защита
Хотя в настоящее время дифференциальная защита достигается численно, чтобы понять принципы дифференциальной защиты, полезно проанализировать вездесущее электромеханическое реле.
Принципы дифференциальной защиты, которые вы ДОЛЖНЫ понимать (на фото: реле защиты SIPROTEC)
На рисунке 1 показана простая схема дифференциальной защиты, также известная как схема Merz-Price.
В этой простой схеме можно предположить, что при нормальных рабочих условиях ток, входящий в защищаемую часть оборудования, равен (или в случае трансформатора, пропорциональному) его выходному току. В этом примере мы будем предполагать, что входной и выходной токи равны. Автоматический выключатель с каждой стороны защищаемого оборудования управляется реле максимального тока.
Рисунок 1 - Простая дифференциальная защита (нажмите, чтобы развернуть схему)
На обеих сторонах оборудования установлены трансформаторы тока одинакового типа и витков. Эти трансформаторы тока вызывают идентичные вторичные токи, потому что их первичные токи идентичны, и они имеют одинаковое соотношение оборотов.
Простая проверка диаграммы, ясно видно, что в этих условиях ток утечки не будет протекать через реле, поэтому сигналы отключения не будут генерироваться.
,
и когда возникает ошибка
Рассмотрим неисправность, внутреннюю к оборудованию. Большой ток будет протекать через неисправность, поэтому ток, выходящий из оборудования, будет быстро уменьшаться, что приведет к уменьшению вторичного тока в CT B. Это вызовет протекание тока через реле, которое было бы достаточным для отключения выключателей.
Теперь рассмотрим внешнюю ошибку в F, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2 - Простая дифференциальная защита с внешней неисправностью
Вы можете видеть, что в этом случае ток, выходящий из оборудования, хотя и большой, по-прежнему совпадает с текущим, входящим в него, поэтому реле не отключается. Это точно так же, как мы этого хотим, потому что внешние ошибки, связанные с оборудованием, находятся в другой зоне защиты и защищены в рамках другой схемы.
Если защищаемое оборудование представляет собой сборную шину или генераторную обмотку, например, ясно, что выходной ток совпадает с током входа. Если, однако, оборудование является трансформатором, где коэффициент оборотов не равен единице, то текущий вход будет отличаться от текущего выхода.
В этом случае трансформаторы тока должны быть сбалансированы с эквивалентным коэффициентом разности оборотов.
Дифференциальная схема создает четко определенную защитную зону, охватывающую все между двумя трансформаторами тока. Любая неисправность, существующая в этой защитной зоне, считается внутренней неисправностью, а любая неисправность, существующая вне этой защитной зоны, является внешней неисправностью.
Поэтому дифференциальная схема должна реагировать на наименьшие внутренние неисправности, но ограничивать самые большие внешние неисправности.
На практике это трудно достичь - особенно для очень больших ошибок, из-за неидеального характера трансформаторов тока, используемых для измерения токов. Термин, используемый для указания способности системы справляться с этими несовершенствами, называется устойчивостью к сквозной ошибке.
В современных ИЭУ (интеллектуальные электронные устройства) ток в трансформаторах тока напрямую не контролирует рабочую катушку, которая отключает автоматические выключатели, поэтому подключение не так, как показано в этом примере. В действительности, токи от трансформаторов тока просто вводятся в IED, где они отбираются и оцифровываются.
Дифференциальная операция затем выполняется программным обеспечением IED.
Базовая Трансформаторная Дифференциальная Теория (ВИДЕО)
Ссылка // Принципы автоматизации подстанции Майкла Дж. Бергстрома