Перейти к содержимому
E ECHE16.PRO
ДЗШ дифференциальная защита шин сборные шины торможение наладка релейная защита дифференциальная защита 6-35 кВ наладка и испытания

ДЗШ: дифференциальная защита шин — принцип, торможение, проверка при наладке

Как работает дифференциальная защита сборных шин: сумма токов присоединений, ток небаланса, торможение, фиксация присоединений, проверка и типовые ошибки.

Л

Лев Яковлевич

2 мин. чтения

Дифференциальная защита шин (ДЗШ) — защита, которая должна сработать при КЗ на сборных шинах и не сработать ни при каком внешнем КЗ. Звучит просто, но именно здесь цена ошибки максимальна: ложная работа ДЗШ отключает всю секцию — со всеми присоединениями, потребителями и связями. Поэтому ДЗШ настраивается и проверяется тщательнее большинства защит.

Разберу принцип, откуда берётся небаланс, зачем нужно торможение, что значит «фиксация присоединений» и как это проверяется.

Принцип: сумма токов всех присоединений

ДЗШ охватывает сборные шины и всё, что к ним подключено: вводы, отходящие линии, секционный выключатель, ТН (по токовой цепи — нет, ТН не входит), трансформаторы собственных нужд.

Логика:

  • внешнее КЗ или нормальный режим — сумма токов всех присоединений равна нулю (сколько втекло, столько вытекло). В реле протекает только ток небаланса;
  • КЗ на шинах — ток приходит со всех присоединений и «не уходит» никуда. Сумма токов равна полному току КЗ, и защита срабатывает.

Главная сложность: ТТ на разных присоединениях имеют разные характеристики, разную нагрузку, разное расстояние до шкафа. При внешнем КЗ с большим током небаланс получается значительным — и его нужно отстроить.

Ток небаланса: главный враг ДЗШ

Ток небаланса в дифференциальной цепи при внешнем КЗ определяется:

  • погрешностями ТТ (разные типы, разные условия работы, насыщение);
  • разной вторичной нагрузкой (длина кабелей от разных присоединений);
  • переходными процессами (апериодическая составляющая, насыщение при больших токах);
  • неоднотипностью ТТ — если на присоединениях стоят ТТ разных типов, коэффициент однотипности принимают 1,0 вместо 0,5, и расчётный небаланс удваивается.

Отсюда практическое требование: на присоединениях одной секции желательно иметь однотипные ТТ с одинаковым коэффициентом трансформации, а вторичные цепи — с сопоставимой нагрузкой. Это не «красота монтажа», а прямое условие селективности.

Торможение

Отстройка уставкой «в лоб» от максимального небаланса приводит к тому, что защита теряет чувствительность к КЗ на шинах при малых токах. Поэтому применяют торможение — уставка растёт с ростом тормозного тока (тока внешнего КЗ), и небаланс, растущий вместе с током, не «дотягивается» до порога.

В современных терминалах ДЗШ реализуется с:

  • торможением по току плеча (или по сумме токов присоединений);
  • настраиваемой характеристикой срабатывания (начальный ток, коэффициент торможения, точки перелома);
  • отстройкой от апериодической составляющей (дополнительные алгоритмы);
  • контролем исправности цепей (обрыв токовой цепи, неисправность ТТ).

Фиксация присоединений: главная особенность ДЗШ

На подстанциях с двумя системами шин (или с обходной системой) присоединения могут переключаться с одной секции на другую. ДЗШ должна «знать», какие присоединения в данный момент относятся к её зоне — иначе она будет суммировать токи не тех цепей.

Реализуется фиксацией положения разъединителей: по вспомогательным контактам разъединителей ДЗШ определяет текущую конфигурацию и включает/исключает соответствующие токовые цепи из суммы.

Практические следствия:

  • при переключениях в схеме ДЗШ должна автоматически перестроиться (или быть перестроена оператором);
  • неисправность цепи фиксации — одна из самых опасных ситуаций: ДЗШ «видит» неверную конфигурацию и может ложно сработать;
  • проверка фиксации — обязательная часть наладки и профилактики.

[практика] На объектах с обходным выключателем отдельная головная боль — работа ДЗШ при переводе присоединения на обход: токовые цепи переключаются, фиксация должна отработать, и любая несостыковка даёт небаланс. Проверяю это отдельным сценарием, а не только «в нормальной схеме».

Проверка при наладке

  1. Проверка измерительных каналов по каждому присоединению — ток, фазировка, полярность.
  2. Проверка суммы токов — при имитации внешнего КЗ (ток «входит» и «выходит») защита не должна срабатывать; небаланс фиксируется.
  3. Снятие характеристики срабатывания — точки по тормозной характеристике, сравнение с расчётными.
  4. Проверка чувствительности — имитация КЗ на шинах с малым током (через переходное сопротивление) — защита должна сработать.
  5. Проверка фиксации присоединений — переключение разъединителей в разные конфигурации: ДЗШ должна корректно перестраиваться.
  6. Проверка действия — на какие выключатели действует ДЗШ (все присоединения секции), проходит ли команда, запрещено ли АПВ.
  7. Проверка запретов — блокировка АПВ/АВР при срабатывании ДЗШ, запрет включения на повреждённые шины.
  8. Проверка контроля исправности — обрыв токовой цепи, неисправность ТТ: защита должна не ложно срабатывать и выдавать сигнал.

Типовые ошибки

  • Разнотипные ТТ на присоединениях одной секции — рост небаланса, ложные срабатывания.
  • Неверная полярность хотя бы одного ТТ — ДЗШ срабатывает при нагрузке.
  • Не проверена фиксация при переключениях — защита «не знает» конфигурацию.
  • Перегруженные вторичные цепи — насыщение ТТ при внешнем КЗ, большой небаланс.
  • Не проверена чувствительность — КЗ через переходное сопротивление не отключается.
  • Не заблокировано АПВ — включение на повреждённые шины.
  • Проверка только «в нормальной схеме» — сценарии с обходом/переводом не проверены.

Частые вопросы

Почему ДЗШ не ставят на все секции? Ставят на ответственные сборные шины (обычно 6–35 кВ распределительных подстанций, шины 110 кВ и выше). Для простых объектов это дорого, и там применяют логические защиты шин (ЛЗШ) или резервирование защитами присоединений.

Чем отличается ДЗШ от логической защиты шин? ЛЗШ не суммирует токи, а использует логику: если сработала защита присоединения, а ток через ввод продолжается — значит повреждение на шинах. ДЗШ точнее и быстрее, ЛЗШ проще и дешевле.

Почему ДЗШ должна быть быстродействующей? КЗ на шинах — это КЗ, которое питается со всех присоединений. Задержка означает большие токи и повреждения оборудования, а также риск потери устойчивости.

Что такое торможение в ДЗШ? Автоматическое повышение уставки при росте тока (внешнего КЗ), чтобы не срабатывать от тока небаланса. При КЗ на шинах тормозной ток мал, и защита срабатывает.

Как проверяют фиксацию? Переключением разъединителей в разные конфигурации с контролем, что ДЗШ включает/исключает соответствующие токовые цепи. Обязательно проверяются схемы с обходным выключателем.

Итог

ДЗШ — защита, где «мелочей» нет: сумма токов присоединений, борьба с небалансом через торможение, обязательная фиксация присоединений при переключениях. Проверка включает сумму токов при внешнем КЗ, характеристику срабатывания, чувствительность, фиксацию и действие на все выключатели секции с запретом АПВ.

Нужна наладка ДЗШ, расчёт уставок или проверка фиксации присоединений — напишите, разберём по схеме РУ.


Источники: фонд библиотеки РЗА по дифференциальным защитам шин и схемам с фиксацией присоединений; А. М. Александров, «Дифференциальные защиты трансформатора» (методика расчёта тока небаланса, коэффициент однотипности ТТ); документация устройств РЗА СИСТЕМЗ; практика наладки.

Назад к статьям
Поделиться:

Читайте также

Дифференциальная защита трансформатора и реле ДЗТ-11: принцип, уставки, проверка

Как работает ДЗТ: ток небаланса, бросок намагничивания, торможение в реле ДЗТ-11, расчёт уставок и проверка при наладке. Разбор от практика РЗА.

Л Лев Яковлевич
2 мин. чтения
дифференциальная защита ДЗТ-11 защита трансформатора уставки наладка релейная защита 110 кВ и выше наладка и испытания

АПВ: автоматическое повторное включение — виды, время, пуск и запреты

Как работает АПВ на линиях: однократное и двукратное, из чего складывается выдержка времени, от чего пускается, когда запрещено и как проверяется при наладке.

Л Лев Яковлевич
2 мин. чтения
АПВ автоматика линии выключатели наладка релейная защита 6-35 кВ 110 кВ и выше

АВР: автоматическое включение резерва — схемы, пуск по ЗМН, уставки, проверка

Как работает АВР: схемы на секционном выключателе и вводе, пуск по ЗМН, уставки 0,3–0,4 Uном, выдержка времени и отстройка от КЗ, проверка при наладке.

Л Лев Яковлевич
2 мин. чтения
АВР ЗМН автоматика секционный выключатель уставки наладка релейная защита 6-35 кВ

Будьте на связи

Новые статьи и практические разборы по РЗА — в блоге и в RSS.