Differentialschutz der Längsleitung

Längsdifferenzial zProtection basiert auf dem Prinzip des Vergleichs der Werte und Phasen der Ströme am Anfang und Ende der Leitung. Zu diesem Zweck werden die Sekundärwicklungen der Stromwandler auf beiden Seiten der Leitung durch Drähte miteinander verbunden, wie in Abb. 1. Durch diese Leitungen fließen ständig die Sekundärströme I1 und I2. Um einen Differentialschutz zu gewährleisten, wird ein PT-Differentialrelais parallel zu den Stromwandlern geschaltet. Der Strom in der Spule dieses Relais entspricht immer der geometrischen Summe der von den beiden Stromwandlern kommenden Ströme

Sind die Übersetzungsverhältnisse der Stromwandler TT1 und TT2 gleich, so sind im Normalbetrieb sowie bei einem externen Kurzschluss (Punkt K1 in Abb. 1, a) die Sekundärströme gleich im Wert I1 = I2, gerichtet im Gegensatz zum Relais.

Reis. 1. Das Prinzip der Umsetzung des Längsdifferentialschutzes der Leitung und des Stromdurchgangs im Relais bei einem externen Kurzschluss (a) und bei einem Kurzschluss im geschützten Bereich (b)

Relaisstrom

und das Relais schaltet nicht ein.

Bei einem Kurzschluss im Schutzbereich (Punkt K2 in Abb.1, b) Die Sekundärströme in der Relaiswicklung stimmen phasengleich überein. Und deshalb wird es zusammengefasst

Wenn

Das Relais zieht an und löst die Leistungsschalter aus.

Auf diese Weise reagiert der Längsdifferentialschutz mit ständig zirkulierenden Strömen in der Relaisspule auf den gesamten Kurzschlussstrom im Schutzbereich (Leitungsabschnitt zwischen Stromwandlern TT1 und TT2) und sorgt für eine unverzögerte Auslösung der beschädigten Leitung

Die praktische Anwendung von Differentialschutzsystemen erforderte aufgrund der Besonderheiten des Betriebs dieser Schutzvorrichtungen auf den Leitungen von Energiesystemen die Einführung einer Reihe von Strukturelementen.

Um die langen Leitungen auf beiden Seiten abzuschalten, erwies es sich zunächst als notwendig, zwei Relais nach dem Differentialschema anzuschließen: eines an Umspannwerk 1, das andere an Umspannwerk 2 (Abb. 2).

Reis. 2. Schematische Darstellung des Längsdifferentialschutzes der Leitung: Ф – Gleich- und Gegenstromfilter; PTT – Zwischenstromwandler; IT – Trenntransformator; RTD – Differentialrelais mit Stopp; P – Arbeits- und T – Bremsspule des Relais

Der Anschluss zweier Relais führte zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Sekundärströme zwischen den Relais (die Ströme wurden umgekehrt proportional zu den Widerständen der Stromkreise verteilt), zum Auftreten eines Ungleichgewichtsstroms und zu einer Verringerung der Empfindlichkeit des Schutzes.

Beachten Sie auch, dass sich dieser Unsymmetriestrom im Relais mit einem Unsymmetriestrom summiert, der durch eine Nichtübereinstimmung der Magnetisierungseigenschaften und einige Unterschiede in den Übersetzungsverhältnissen der Stromwandler verursacht wird.Um Unsymmetrieströme im Schutz auszugleichen, wurden nicht einfache Differentialrelais verwendet, sondern Differentialrelais mit RTD-Stopp, die eine höhere Empfindlichkeit aufweisen.

Zweitens weisen die Anschlussdrähte aufgrund ihrer beträchtlichen Länge einen Widerstand auf, der um ein Vielfaches höher ist als der für Stromwandler zulässige Lastwiderstand. Um die Belastung zu reduzieren, wurden zwischengeschaltete PTT-Stromwandler mit einem Übersetzungsverhältnis n verwendet, mit deren Hilfe der durch die Drähte fließende Strom um das n-fache und damit die Belastung durch die Anschlussdrähte um das n2-fache reduziert wurde (der Wert von). die Last ist proportional zum Quadrat des Stroms).

Reis. 3. Stromdurchgang in den Relaisspulen bei Bruch (a) und Kurzschluss der Anschlussdrähte (b): K1 – Kurzschlusspunkt; K2 – Kurzschlusspunkt im geschützten Bereich

Im Längsdifferentialschutzsystem waren auch Trenntransformatoren vorgesehen, um die Anschlussdrähte von den Relaiskreisen zu trennen und diese vor hohen Spannungen zu schützen, die beim Durchgang des Kurzschlussstromleiters in den Anschlussdrähten induziert werden.

Der in elektrischen Netzen weit verbreitete Längsdifferentialschutz vom Typ DZL basiert auf den oben dargelegten Prinzipien und enthält die in Abb. 1 angegebenen Elemente. 2. Das Vorhandensein von Verbindungsdrähten in den Sekundärkreisen von DLP beschränkt den Anwendungsbereich auf Leitungen mit kurzer Länge (10-15 km).

Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Anschlussdrähte.

Während des Betriebs ist eine Beschädigung der Anschlussdrähte möglich: Unterbrechung, Kurzschluss zwischen ihnen, Kurzschluss eines der Drähte zur Erde.

Bei einem Bruch des Anschlussdrahtes (Abb. 3, a) gleicht sich der Strom in der Arbeits- und Bremsspule des Relais an und der Schutz kann bei einem Durchgangskurzschluss und sogar bei Fehlfunktionen fehlerhaft arbeiten ein Laststrom (abhängig vom Wert von Isc).

Ein Kurzschluss zwischen den Anschlussdrähten (Abb. 3, b) umgeht die Relaiswicklungen, und bei einem Kurzschluss im geschützten Bereich funktioniert der Schutz möglicherweise nicht.

Zur rechtzeitigen Schadenserkennung wird die Funktionsfähigkeit der Anschlussdrähte durch ein spezielles Gerät überwacht. Die Steuerung basiert darauf, dass dem in den Anschlussdrähten im guten Zustand zirkulierenden Betriebswechselstrom ein gleichgerichteter Gleichstrom überlagert wird, der die Funktion des Schutzes nicht beeinträchtigt.

Die Versorgung der Anschlussleitungen mit gleichgerichteter Spannung erfolgt nur in einer der Unterstationen, wo die Steuereinheit über einen Gleichrichter verfügt, der wiederum Strom vom Spannungswandler des aktiven Bussystems erhält. Der Anschluss des Steuergeräts an das eine oder andere Bussystem erfolgt über Hilfskontakte von Sammelschienentrennern oder Relaisverstärkern von Sammelschienentrennern der geschützten Leitung.

Bei einem Bruch der Anschlussleitungen fällt der Gleichstrom weg und das Steuergerät meldet einen Fehler, wodurch der Betriebsstrom aus dem Schutz beider Umspannwerke entzogen wird.Wenn die Verbindungsdrähte zusammengeschlossen werden, gibt es ein Signal und hebt den Schutz auf, jedoch nur auf einer Seite – der Seite des Umspannwerks, auf der sich kein Gleichrichter befindet. Bei einer Abnahme des Isolationswiderstandes einer der Anschlussleitungen zur Erde (unter 15-20 kOhm) gibt das Steuergerät ebenfalls das entsprechende Signal.

Wenn die Anschlussdrähte in gutem Zustand sind, überschreitet der durch sie fließende Überwachungsstrom 5-6 mA bei einer Spannung von 80 V nicht. Diese Werte sollten regelmäßig vom Servicepersonal gemäß der Bedienungsanleitung von überprüft werden der Schutz.

Das Bedienpersonal muss bedenken, dass vor jeglichen Arbeiten an den Anschlussleitungen die Abschaltung des Längsdifferentialschutzes, der Anschlussleitungsüberwachung und die Einschaltung der Backup-Einrichtung bei Ausfall des Leistungsschalters erforderlich ist. Schutz vor Beschädigungen auf beiden Seiten.

Überprüfen Sie nach Abschluss der Arbeiten an den Anschlussleitungen deren Funktionsfähigkeit. Zu diesem Zweck wird das Steuergerät in das Umspannwerk eingebaut, wo kein Gleichrichter vorhanden ist. In diesem Fall sollte eine Fehlermeldung erscheinen. Anschließend wird die Steuereinheit in einer anderen Unterstation eingeschaltet (die Anschlussleitungen werden mit korrigierter Spannung versorgt) und auf ein Fehlersignal überprüft. Der Schutz- und Auslösestromkreis des Leistungsschalterversagerschutzes wird aktiviert, wenn die Anschlussdrähte in gutem Zustand sind.