Proteção diferencial de corrente de barramento

A proteção de barramento de corrente residual foi projetada para desconectar rapidamente os circuitos elétricos conectados aos barramentos em caso de curto-circuito nos barramentos ou em qualquer outro equipamento incluído na zona de proteção.

A área de sua ação é limitada pelos transformadores de corrente aos quais os relés de proteção estão conectados. A base para aplicação da proteção é o princípio de comparação dos valores e fases das correntes dos circuitos elétricos durante curto-circuito e outros modos de operação.

Para implementar a proteção, o relé diferencial RT é conectado aos transformadores de corrente dos links conforme mostrado na fig. 1. Nesta ligação, a corrente no relé será sempre igual à soma geométrica das correntes secundárias das ligações.

Em caso de curto-circuito dos barramentos (Fig. 1, a) as correntes secundárias dos links terão uma direção e a soma dessas correntes passará pelo relé

Se IR

Com um curto-circuito externo (Fig. 1, b), a corrente na bobina do relé

o relé não operará se for ajustado pela corrente de desequilíbrio devido à falha dos transformadores de corrente.

Arroz. 1.Correntes no relé de proteção de corrente diferencial do barramento em caso de curto-circuito no barramento (a) e curto-circuito externo (b)

Com base em um princípio geral, as proteções dos barramentos diferenciais podem diferir entre si de acordo com o esquema, o que está relacionado à sua adaptação a um ou outro esquema principal de uma subestação. As proteções diferenciais de barra estão em vigor para subestações com sistemas de uma e duas barras, bem como para subestações com linhas reativas e alimentadores múltiplos.

A proteção diferencial de corrente para subestações com dois sistemas de barramento com distribuição de conexão fixa, frequentemente utilizada como um dos meios de limitação de correntes de curto-circuito em redes de 110-220 kV, é de grande interesse do ponto de vista de sua manutenção por parte operacional funcionários. Uma dessas defesas é discutida a seguir.

Uma característica distintiva da proteção (Fig. 2) é a seletividade na desconexão do sistema de barramento danificado, desde que observada a distribuição estabelecida de conexões nos barramentos. A seletividade de ação é fornecida pelo uso do circuito de dois dispositivos de corrente seletiva (conjuntos de relés) PT1 e PT2 e um elemento de partida comum (conjunto de relés) RTZ.

Os relés de cada conjunto seletivo são conectados aos transformadores de corrente das seções fixadas atrás do determinado sistema de barramento e atuam quando as chaves dessas seções são acionadas apenas. Os relés do conjunto de partida comum são conectados aos transformadores de corrente dos compartimentos de ambos os sistemas de barramento e, portanto, operam em caso de curto-circuito em qualquer um dos sistemas de barramento. Eles não respondem a curtos-circuitos externos, mesmo que a fixação das conexões seja quebrada.

A operação da proteção de corrente diferencial de barramentos.

Em caso de curto-circuito em um dos sistemas de barramento, os relés de corrente do conjunto de partida comum RTZ irão operar e fornecer a corrente de operação para disparar a chave de barramento (relé RPZ) e simultaneamente com os relés de corrente dos conjuntos de seleção PT1 e PT2. A quebra das chaves de ligação do sistema de barramento danificado ocorrerá como resultado da atuação do relé intermediário do respectivo conjunto seletor.

Em caso de violação da fixação de conexão estabelecida, os dois conjuntos de proteção seletiva podem ser acionados por um curto-circuito externo, pois as correntes neles não estão equilibradas. No entanto, isso não interromperá as conexões porque a corrente contínua é alimentada ao relé seletor por meio de um kit inicial comum, no qual as correntes serão balanceadas e o relé não funcionará.

Se, em caso de falha na fixação dos links, ocorrer um curto-circuito em um dos sistemas de barramento em operação, todos os três conjuntos de proteção atuarão e ambos os sistemas de barramento desarmarão. Para preservar a seletividade da ação de proteção em caso de alteração na fixação das conexões, é necessário comutar de um conjunto seletivo para outro os circuitos de corrente e operação das conexões transferidas para outro sistema de barramento operacional.

O circuito de proteção (Fig. 2) fornece uma chave de fixação de link que desvia os circuitos DC dos dois seletores. Ao ligar esta chave, os contatos dos relés de corrente PT1 e PT2 dos conjuntos seletores são desconectados do circuito de proteção, a chave é ligada antes de iniciar o trabalho com dispositivos de comutação que violam a fixação estabelecida das conexões.Também deve estar ativado quando um sistema de barramento estiver em execução e todas as conexões estiverem ativadas.

Quando o disjuntor é ligado, a proteção atua para desligar todas as chaves de uma só vez. Se o disjuntor for acionado quando ambos os sistemas de barramento estiverem operando e a distribuição de conexão for fixa, então, no caso de um curto-circuito em um dos sistemas de barramento, a proteção atuará de forma não seletiva para desconectar os disjuntores de ambos os barramentos sistemas diretamente do conjunto comum.

Para verificar a tensão de um dos sistemas de barramento usando ShSV, o circuito de proteção fornece um bloqueio automático que retarda o disparo dos disjuntores para as conexões do sistema de barramento de trabalho no caso de o ShSV entrar em curto-circuito. O bloqueio é feito usando o relé PV7, que tem um tempo de atraso de retorno maior do que o tempo de disparo ShSV. Neste momento, o relé RP4 remove a corrente negativa de operação dos relés RP1 e RP2 dos conjuntos seletivos, para que eles não consigam fechar as chaves de ligação. O pulso de desligamento ShSV é fornecido sem demora do relé RPZ assim que o relé do kit inicial é ativado. Se, por qualquer motivo, o disparo do SHSV for atrasado, após o tempo de retorno do relé PV7 ter expirado, o sistema de barramento operacional será desligado.

Arroz. 2. Diagrama esquemático da proteção de corrente diferencial de um sistema de barramento duplo: 1 — chave de controle da chave de barramento de conexão B1 (ШСВ); 2 — o mesmo interruptor de derivação B2 (OB).Os contatos 1 e 2 são fechados apenas no momento de ligar, na figura eles são representados condicionalmente como botões; 3 — botão para manobra do miliamperímetro; 4 — botão para desbloquear o relé de sinal; PT1 — relé de corrente do conjunto seletivo I, sistema de barramento; PT2 — mesmo sistema de ônibus II; RTZ — relé de corrente do conjunto geral; PT0 — relé atual do conjunto de sinal; RP1 — RP6 — relés intermediários; PR0 — o mesmo conjunto de sinais: PV7, PV8 — relés intermediários com atraso de tempo; РБ0 — relé de tempo de sinal; BI9 -BI14 — blocos de teste; C — quebra de violação de fixação; H — pads (dispositivos de desligamento)

Um bloqueio semelhante (relé PV8) é fornecido no caso de testar a tensão do sistema no barramento de bypass usando a chave de bypass. Durante o teste, os circuitos secundários dos transformadores de corrente da chave bypass devem ser removidos do circuito de proteção (as tampas das unidades de teste BI9 e BI10 são removidas). Caso contrário, qualquer curto-circuito no sistema de barramento de bypass será um curto-circuito externo e a proteção não funcionará.

Durante a operação, não são excluídas interrupções ou manobras dos circuitos secundários dos transformadores de corrente aos quais os relés de proteção estão conectados. Como resultado, o equilíbrio de correntes no relé é perturbado e eles podem funcionar mesmo durante a operação normal da subestação.

Para evitar o funcionamento incorreto da proteção, é fornecido um dispositivo de monitoramento do estado dos circuitos de corrente, feito por meio de um relé de corrente PT0 e um miliamperímetro mA, inserido no fio neutro dos transformadores de corrente.Em um determinado valor (perigoso) da corrente de desequilíbrio, o dispositivo de controle é acionado, desabilita a proteção e notifica o pessoal sobre o mau funcionamento. Falhas que se desenvolvem gradualmente nos circuitos de corrente são reveladas por medições periódicas da corrente de desequilíbrio usando um miliamperímetro pressionando botão 3, ignorando-o.