Principiul protecției diferențiale

Pentru a asigura funcționarea pe termen lung a echipamentelor electrice, se folosesc diferite tipuri de protecție. Protecția diferențială este folosită pe scară largă datorită vitezei mari. Acesta este utilizat în rețele cu împământare neutră pentru operarea în siguranță a liniilor electrice, motoare electrice, mașini modulare, transformatoare, auto-transformatoare și generatoare de scurt circuite, precum și pentru uz casnic.

Tipuri și caracteristici ale muncii

Protecția diferențială este unul dintre tipurile de protecție a releelor, care se caracterizează prin selectivitate absolută și viteză de răspuns foarte rapidă. Există astfel de tipuri de deviere: transversale și longitudinale. Alegerea protecției defensive adecvate depinde direct de situație și, pentru a putea aplica corect, este necesar să se știe în ce cazuri se aplică, principiul funcționării, precum și principalele dezavantaje și limitări.

Protecție longitudinală

Protecția prin difuzie longitudinală trebuie instalată în rolul principal al protecției transformatoarelor puternice și autotransformatoarelor.

Cerințe de bază:

1. Transformatoare unice și autotransformatoare cu o capacitate de 6300 kVA.
2. În paralel, transformatoare de lucru și autotransformatoare cu o capacitate de 4000 kVA.
3. Linia de comunicare fiabilă și fără zgomot între 2 transformatoare.
4. Transformatoare și autotransformatoare cu o capacitate de 1000 kVA (limită curent nu se poate atinge sensibilitatea necesară pentru scurt circuit pe concluziile de înaltă tensiune, cu protecție maximă ar trebui să fie mai mult de 0,5 secunde).

Schema 1 - Protecția diferențială longitudinală a transformatorului:

Principiul funcționării protecției diferențiale este de a compara valorile curenților de fază care curg prin secțiunile protejate ale liniilor corespunzătoare. Sunt utilizate transformatoare de curent care servesc la măsurarea rezistenței curentului pe secțiunea protejată a circuitului. Înfășurările secundare ale acestor transformatoare sunt conectate la releele curente, ca urmare, diferența de curent este aplicată la înfășurarea releului.

În timpul funcționării normale, diferența curentă în circuitul releului curent va fi zero. Cu toate acestea, în cazul unui scurtcircuit, înfășurarea releului nu va fi afectată de diferența, ci de suma curenților. Contactele releului sunt închise și se emite o comandă pentru a opri complet partea defectuoasă a circuitului.

Cu toate acestea, toate acestea funcționează bine numai în teorie. În cazul real, un curent curge prin bobina curentă a releului, care nu este egală cu zero. Acest curent este denumit curent de dezechilibru.

Principalele motive pentru apariția curentului de dezechilibru pe releul de curent al bobinei:

1. Caracteristicile transformatoarelor de curent au adesea caracteristici ușor diferite. La fabricant, acestea sunt eliberate în perechi, pre-testate și personalizate caracteristicile acestora (schimbarea numărului de înfășurări pentru a asigura conformitatea cu raportul transformării transformatorului, care trebuie protejat).
2. Apariția unui curent de magnetizare care apare în bobina unui transformator protejat. În modul normal, valoarea acestui curent ajunge la 5% din valoarea nominală. Când transformatorul este în mers în gol, acest curent poate depăși, pentru scurt timp, valoarea nominală de câteva ori.
3. Diferite conexiuni ale înfășurărilor primare și secundare ale transformatorului (stea și delta). În această interpretare, vectorul curent în înfășurările primare și secundare va fi deplasat cu 30 de grade, ceea ce face dificilă selectarea numărului de viraje. Acest lucru poate fi compensat cu ușurință prin conectarea corectă a bobinelor (pe partea laterală a stelei, ele sunt conectate printr-un triunghi și pe partea unui triunghi cu o stea).

Este necesar să se țină seama de faptul că dispozitivele moderne construite pe baza microprocesoarelor sunt capabile să compenseze pentru ele însele și pentru aceasta este necesar să se specifice pur și simplu în setările acestui dispozitiv.

Protecție transversală

Aplicabil numai la linia de înaltă tensiune. Protecția diferențială transversală selectează și dezactivează o linie deteriorată.

Se compune dintr-un releu curent de putere, care este conectat, ca și în protecția diferențială longitudinală, de la secțiunea corespunzătoare la diferența de curenți.

Curentul este alimentat de releu prin intermediul contactelor conectate în serie pentru a elimina automat protecția atunci când linia de problemă este deconectată, pentru a evita acțiunea sa în timpul scurtcircuitului. Cuplul la releul direcției de putere depinde direct de curent, tensiune și, de asemenea, de unghiul dintre aceste mărimi vectoriale.

În cazul unui scurtcircuit, valoarea curentă pe una din linii va fi mai mare decât cealaltă, iar curentul din releu va avea aceeași direcție ca în prima linie. În consecință, releul își închide contactul (amperajul va fi suficient pentru a atrage miezul), iar agentul de dezghețare va întrerupe linia cu o valoare curentă mai mare. Același lucru se va întâmpla când valoarea curentului nominal este afișată în al doilea rând, dar se va deschide un alt grup de contactori.

Schema 2 - Protecție diferențială transversală a transformatorului

Principiul protecției transversale este aproximativ același ca cel longitudinal, dar există o diferență principală: transformatoarele de curent trebuie instalate la capetele liniilor individuale care sunt conectate la această secțiune.

Avantaje și dezavantaje

În ciuda aplicării largi datorită vitezei ridicate de operare, fiecare tip de protecție diferențială are argumente pro și contra.

Avantajele protecției diferențiale longitudinale:

1. Absolut selectivitate.
2. Capacitatea de utilizare cu alte tipuri de protecție.
3. Excelent pentru linii electrice (LEP) de lungime scurta.
4. Dezactivarea fără întârziere a rețelei de urgență.

Dezavantajele protecției longitudinale includ:

1. Eficiența în proiectarea liniilor electrice lungi este redusă.
2. Dispozitivele de monitorizare a defecțiunii firelor auxiliare sunt necesare pentru reglarea protecției diferențiale.
3. Apariția unui curent de dezechilibru.
4. Cost ridicat atunci când se utilizează un releu (releu cu frânare).
5. Implementare foarte complexă (în plus, liniile de comunicații sunt construite pentru transformatoarele de curent).

Avantajele protecției diferențiale transversale:

1. Selectivitate ridicată (100%).
2. Nu afectează funcționarea altor relee din circuite.
3. Declanșare instantanee.

Dezavantaje ale protecției transversale:

1. Va deveni necesar să reporniți protecția odată ce aceasta este declanșată.
2. Nu este folosit sub forma unei protecții fundamentale și unice.
3. Este necesar să se ia în considerare zonele moarte, care sunt mai multe.
4. Nu puteți proteja capetele liniei și magistrala de substații.
5. Nu se poate determina locația scurt-circuitului.
6. Nu se aplică liniilor electrice, unde este necesar doar deconectarea zonelor deteriorate.
7. Nu se aplică cu întreruptoare.
8. Este necesar să deconectați complet linia de deșeuri.

Aplicarea în viața de zi cu zi

Aceste tipuri de protecție pot fi utilizate pentru clădiri rezidențiale în rețele de la 230 la 400 de volți, dar aceste dispozitive sunt numite dispozitive dipaice. Acestea sunt de două tipuri: automate diferențiale și dispozitive de curent rezidual. Principiul acțiunii lor se bazează pe o consecință a legii lui Kirchhoff (Legea I), care implică următoarea regulă: valorile curenților de intrare și de ieșire ar trebui să fie egali. Dacă se generează un curent de scurgere, valorile nu se potrivesc și secțiunea protejată este deconectată.

Principalele cauze ale curentului de scurgere:

1. Atingerea părților de echipament care se află sub tulpina unei persoane sau animale.
2. Defalcări ale izolației conductelor sau echipamentelor.

În unele cazuri, automatizarea (Diphapark) este declanșată atunci când nu există nicio sarcină (conectați consumatorii de energie electrică). Cauza principală este o defecțiune a dispozitivului sau o scurgere curentă în cutia de joncțiune. Cu toate acestea, în cazul în care dispozitivul este funcțional, atunci în acest caz este necesar să opriți complet toate mașinile după dispozitivul diphazic și toate elementele de circuit sunt verificate pentru defectarea casetei. Pentru a selecta protecția diferențială, este necesar să se țină seama de camerele și caracteristicile circuitelor electrice care trebuie protejate.

Protecția împotriva difuziei este cea mai bună alegere pentru apartamentele cu cabluri fără împământare. Pentru a asigura o eficiență maximă, este necesar să se introducă o protecție pe trei niveluri (mai multe dispozitive pentru 10, 30 și 100-300 mA).

Pentru a asigura siguranța, trebuie verificată prin apăsarea butonului "Test" cel puțin de 2 ori pe lună, de preferință la intervale regulate.

Difavatus - o protecție mai bună, care îndeplinește funcțiile RCD și comutatorul. Dacă există un generator într-o clădire rezidențială, care este utilizată pe scară largă, acest tip de protecție poate fi aplicat și pentru el. Circuitul include un releu de curent care este conectat la transformatorul de curent. Releul trebuie montat pe stator între punctele zero, steaua inclusă. În condiții normale de funcționare, protecția nu funcționează, dar când apare o eroare întreruptă, apare diferența dintre fluxurile magnetice ale releului curent și declanșarea protecției.

Protecția difuză poate fi, de asemenea, utilizată și pentru protecție împotriva defectelor multiple. Pentru a face acest lucru, trebuie să achiziționați un dispozitiv special difasic pentru protecție multifazică.

Creșterea eficienței protecției diferențiale

În ciuda unui număr mare de avantaje față de alte tipuri de protecție, protecția diferențială necesită o creștere a eficienței funcționării sale într-o situație de urgență atunci când generatoarele sunt operate. Pentru aceasta, trebuie respectate următoarele reguli:

1. Comutarea de rezistențe suplimentare la măsurarea releelor ​​curente.
2. Minimizarea amplitudinilor aperiodice și stabilirea cutoff pentru curenții tranzitorii de dezechilibru.
3. Aplicație releu cu timp de răspuns întârziat.

Astfel, protecția difractivă este utilizată pe scară largă pentru a asigura funcționarea stabilă a echipamentelor electrice și a liniilor electrice, protecția împotriva incendiilor și incendiilor, costurile financiare neprevăzute și, de asemenea, pentru a menține viața și sănătatea oamenilor.