Protecció diferencial de la línia longitudinal
La zProtection diferencial longitudinal es basa en el principi de comparar els valors i fases dels corrents al principi i al final de la línia. Amb aquesta finalitat, els bobinatges secundaris dels transformadors de corrent a banda i banda de la línia estan interconnectats per cables tal com es mostra a la fig. 1. Aquests cables fan circular contínuament corrents secundàries I1 i I2. Per dur a terme la protecció diferencial, es connecta un relé diferencial PT en paral·lel amb els transformadors de corrent. El corrent a la bobina d'aquest relé serà sempre igual a la suma geomètrica dels corrents procedents dels dos transformadors de corrent.
Si les relacions de transformació dels transformadors de corrent TT1 i TT2 són les mateixes, aleshores durant el funcionament normal, així com un curtcircuit extern (punt K1 de la figura 1, a), els corrents secundaris són iguals en valor I1 = I2, dirigits. al contrari del relleu.
Arròs. 1. El principi d'implementació de la protecció diferencial longitudinal de la línia i el pas de corrent al relé amb un curtcircuit extern (a) i amb un curtcircuit a l'àrea protegida (b)
Corrent de relé
i el relé no s'encén.
En cas de curtcircuit a la zona protegida (punt K2 de la Fig.1, b) els corrents secundaris del bobinatge del relé coincidiran en fase. I per tant es resumirà
Si
el relé agafarà i dispararà els interruptors.
D'aquesta manera, la protecció longitudinal diferencial amb corrents de circulació constant a la bobina del relé reacciona al corrent total de curtcircuit a l'àrea protegida (la secció de línia entre els transformadors de corrent TT1 i TT2) alhora que proporciona un dispar instantani de la línia danyada.
L'aplicació pràctica dels esquemes de protecció diferencial va requerir la introducció d'una sèrie d'elements estructurals a causa de les peculiaritats del funcionament d'aquestes proteccions a les línies dels sistemes elèctrics.
En primer lloc, per tal d'apagar les línies llargues a banda i banda, va resultar necessari connectar dos relés segons l'esquema diferencial: un a la subestació 1, l'altre a la subestació 2 (Fig. 2).
Arròs. 2. Esquema de la protecció diferencial longitudinal de la línia: Ф — filtres de corrent de seqüència directa i negativa; PTT — transformador de corrent intermedi; IT — transformador d'aïllament; RTD — relé diferencial amb parada; P - funcionament i T - bobina de fre del relé
La connexió de dos relés va provocar una distribució desigual de corrents secundaris entre els relés (els corrents es van distribuir de manera inversament proporcional a les resistències dels circuits), l'aparició d'un corrent de desequilibri i una disminució de la sensibilitat de la protecció.
Tingueu en compte també que aquest corrent de desequilibri es suma al relé amb un corrent de desequilibri causat per un desajust en les característiques de magnetització i alguna diferència en les relacions de transformació dels transformadors de corrent.Per tal d'ajustar els corrents de desequilibri en protecció, no s'han utilitzat relés diferencials simples, sinó relés diferencials amb parada RTD, que tenen una major sensibilitat.
En segon lloc, els cables de connexió amb la seva longitud considerable tenen una resistència que és moltes vegades superior a la resistència de càrrega permesa per als transformadors de corrent. Per reduir la càrrega, es van utilitzar transformadors de corrent PTT intermedis amb una relació de transformació n, amb l'ajuda dels quals el corrent que circulava pels cables es va reduir n vegades i, per tant, la càrrega dels cables de connexió es va reduir n2 vegades (el valor de la càrrega és proporcional al quadrat del corrent).
Arròs. 3. Pas de corrent a les bobines del relé en cas de trencament (a) i curtcircuit dels cables de connexió (b): K1 — punt de curtcircuit; K2 — punt de curtcircuit a la zona protegida
També es van proporcionar transformadors d'aïllament en l'esquema de protecció diferencial longitudinal per separar els cables de connexió dels circuits de relé i protegir aquests últims de les altes tensions induïdes en els cables de connexió durant el pas del conductor de corrent de curtcircuit.
La protecció diferencial longitudinal del tipus DZL, àmpliament distribuïda a les xarxes elèctriques, es basa en els principis exposats anteriorment i conté els elements indicats a la fig. 2. La presència de cables de connexió als circuits secundaris de DLP limita l'àrea de la seva aplicació a línies de curta longitud (10-15 km).
Comprovació de la funcionalitat dels cables de connexió.
Durant el funcionament, és possible danyar els cables de connexió: trencaments, curtcircuit entre ells, curtcircuit d'un dels cables a terra.
En cas de trencament del cable de connexió (Fig. 3, a), el corrent a les bobines de treball i de frenada del relé es converteix en el mateix, i la protecció pot funcionar incorrectament en el cas d'un curtcircuit i fins i tot amb un corrent de càrrega (depenent del valor de Isc ).
Un curtcircuit entre els cables de connexió (Fig. 3, b) passa per alt els bobinatges del relé i, aleshores, la protecció pot no funcionar en cas d'un curtcircuit a l'àrea protegida.
Per a la detecció oportuna de danys, la funcionalitat dels cables de connexió es controla mitjançant un dispositiu especial. El control es basa en el fet que se superposa un corrent continu rectificat al corrent altern de funcionament que circula pels cables de connexió quan estan en bon estat, la qual cosa no afecta el funcionament de la protecció.
La tensió rectificada es subministra als cables de connexió només en una de les subestacions, on la unitat de control té un rectificador, que al seu torn rep energia del transformador de tensió del sistema de bus actiu. La connexió del dispositiu de control a un o altre sistema de bus es realitza mitjançant contactes auxiliars de seccionadors de bus o repetidors de relés de seccionadors de bus de la línia protegida.
En cas de trencament dels cables de connexió, el corrent continu desapareix i el dispositiu de control assenyala un error, eliminant el corrent de funcionament de la protecció d'ambdues subestacions.Quan els cables de connexió es tanquen entre si, dóna un senyal i elimina la protecció de l'acció, però només d'un costat: el costat de la subestació on no hi ha rectificador. En el cas d'una disminució de la resistència d'aïllament d'un dels cables de connexió a terra (per sota de 15-20 kOhm), el dispositiu de control també dóna el senyal corresponent.
Si els cables de connexió estan en bon estat, el corrent de monitorització que els travessa no supera els 5-6 mA a una tensió de 80 V. Aquests valors han de ser revisats periòdicament pel personal de servei d'acord amb les instruccions de funcionament de la protecció.
El personal d'explotació ha de recordar que abans que es permeti qualsevol tipus de treball en els cables de connexió, és necessari apagar la protecció diferencial longitudinal, el dispositiu de control del cable de connexió i l'arrencada del dispositiu de seguretat en cas d'avaria de l'interruptor. protecció contra danys a ambdós costats.
Després d'acabar el treball en els cables de connexió, comproveu la seva operativitat. Amb aquesta finalitat, el dispositiu de control està inclòs a la subestació, on no hi ha rectificador. En aquest cas, hauria d'aparèixer un senyal d'error. Aleshores, la unitat de control s'encén a una altra subestació (es subministra una tensió corregida als cables de connexió) i es comprova si hi ha un senyal d'error. El circuit de protecció i activació del dispositiu de protecció de fallades de l'interruptor s'activa quan els cables de connexió estan en bon estat.