Proteção diferencial da linha longitudinal

O diferencial longitudinal zProtection baseia-se no princípio de comparar os valores e fases das correntes no início e no final da linha. Para isso, os enrolamentos secundários dos transformadores de corrente em ambos os lados da linha são interligados por fios conforme mostrado na fig. 1. Esses fios circulam continuamente as correntes secundárias I1 e I2. Para executar a proteção diferencial, um relé diferencial PT é conectado em paralelo com os transformadores de corrente. A corrente na bobina deste relé será sempre igual à soma geométrica das correntes provenientes dos dois transformadores de corrente

Se as taxas de transformação dos transformadores de corrente TT1 e TT2 forem iguais, durante a operação normal, bem como um curto-circuito externo (ponto K1 na Fig. 1, a), as correntes secundárias são iguais no valor I1 = I2, direcionado oposto ao relé.

Arroz. 1. O princípio de implementação da proteção diferencial longitudinal da linha e passagem de corrente no relé com um curto-circuito externo (a) e com um curto-circuito na área protegida (b)

Corrente do relé

e o relé não liga.

Em caso de curto-circuito na área protegida (ponto K2 na Fig.1, b) as correntes secundárias no enrolamento do relé coincidirão em fase. E, portanto, será resumido

Se

o relé irá pegar e desarmar os disjuntores.

Desta forma, a proteção longitudinal diferencial com correntes circulantes constantes na bobina do relé reage à corrente total de curto-circuito na área protegida (a seção de linha entre os transformadores de corrente TT1 e TT2) enquanto fornece o disparo instantâneo da linha danificada

A aplicação prática dos esquemas de proteção diferencial exigiu a introdução de uma série de elementos estruturais devido às peculiaridades da operação dessas proteções nas linhas dos sistemas de potência.

Primeiro, para desligar as longas linhas de ambos os lados, foi necessário conectar dois relés de acordo com o esquema diferencial: um na subestação 1 e outro na subestação 2 (Fig. 2).

Arroz. 2. Diagrama esquemático da proteção diferencial longitudinal da linha: Ф — filtros de corrente de seqüência direta e negativa; PTT — transformador de corrente intermediário; IT — transformador de isolação; RTD — relé diferencial com parada; P — trabalho e T — bobina de freio do relé

A conexão de dois relés levou a uma distribuição desigual das correntes secundárias entre os relés (as correntes foram distribuídas inversamente proporcionais às resistências dos circuitos), ao aparecimento de uma corrente de desequilíbrio e à diminuição da sensibilidade da proteção.

Observe também que esta corrente de desequilíbrio soma no relé com uma corrente de desequilíbrio causada por uma incompatibilidade nas características de magnetização e alguma diferença nas relações de transformação dos transformadores de corrente.Para ajustar as correntes de desequilíbrio na proteção, não foram utilizados relés diferenciais simples, mas relés diferenciais com parada RTD, que possuem maior sensibilidade.

Em segundo lugar, os fios de conexão com seu comprimento considerável têm uma resistência muitas vezes maior que a resistência de carga permitida para transformadores de corrente. Para reduzir a carga, foram utilizados transformadores de corrente PTT intermediários com uma taxa de transformação n, com a ajuda da qual a corrente que circula pelos fios foi reduzida em n vezes e, portanto, a carga dos fios de conexão foi reduzida em n2 vezes (o valor de a carga é proporcional ao quadrado da corrente).

Arroz. 3. Passagem de corrente nas bobinas do relé em caso de quebra (a) e curto-circuito dos fios de ligação (b): K1 — ponto de curto-circuito; K2 — ponto de curto-circuito na área protegida

Os transformadores de isolamento também foram fornecidos no esquema de proteção diferencial longitudinal para separar os fios de conexão dos circuitos do relé e proteger estes últimos de altas tensões induzidas nos fios de conexão durante a passagem do condutor de corrente de curto-circuito.

A proteção diferencial longitudinal do tipo DZL, amplamente distribuída em redes elétricas, é construída sobre os princípios expostos acima e contém os elementos indicados na fig. 2. A presença de fios de conexão nos circuitos secundários do DLP limita a área de sua aplicação a linhas de curta duração (10-15 km).

Verificação da capacidade de manutenção dos fios de conexão.

Durante a operação, é possível que ocorram danos aos fios de conexão: quebras, curto-circuito entre eles, curto-circuito de um dos fios ao terra.

Em caso de rompimento do fio de ligação (Fig. 3, a), a corrente nas bobinas de trabalho e de frenagem do relé torna-se a mesma, podendo a proteção funcionar incorretamente em caso de curto-circuito e mesmo com uma corrente de carga (dependendo do valor de Isc ).

Um curto-circuito entre os fios de conexão (Fig. 3, b) contorna os enrolamentos do relé e, em seguida, a proteção pode não funcionar em caso de curto-circuito na área protegida.

Para detecção oportuna de danos, a manutenção dos fios de conexão é monitorada por um dispositivo especial. O controle baseia-se no fato de que uma corrente contínua retificada é sobreposta à corrente alternada de operação que circula nos fios de ligação quando estes estão em boas condições, o que não afeta o funcionamento da proteção.

A tensão retificada é fornecida aos fios de conexão apenas em uma das subestações, onde a unidade de controle possui um retificador, que por sua vez recebe energia do transformador de tensão do sistema de barramento ativo. A conexão do dispositivo de controle a um ou outro sistema de barramento é realizada através de contatos auxiliares de seccionadores de barramento ou repetidores de relé de seccionadores de barramento da linha protegida.

Em caso de interrupção dos fios de conexão, a corrente contínua desaparece e o dispositivo de controle sinaliza uma falha, removendo a corrente de operação da proteção de ambas as subestações.Quando os fios de conexão são fechados juntos, dá um sinal e remove a proteção da ação, mas apenas de um lado - o lado da subestação onde não há retificador. No caso de diminuição da resistência de isolamento de um dos fios de conexão ao solo (abaixo de 15-20 kOhm), o dispositivo de controle também fornece o sinal correspondente.

Se os fios de conexão estiverem em boas condições, a corrente de monitoramento que passa por eles não excede 5-6 mA a uma tensão de 80 V. Esses valores devem ser verificados periodicamente pelo pessoal de serviço de acordo com as instruções de operação do a proteção.

O pessoal operacional deve lembrar que antes de permitir qualquer tipo de trabalho nos fios de conexão, é necessário desligar a proteção diferencial longitudinal, o dispositivo de monitoramento do fio de conexão e a partida do dispositivo de backup em caso de falha do disjuntor. guardas de danos de proteção em ambos os lados.

Depois de terminar o trabalho nos fios de conexão, verifique sua operacionalidade. Para tanto, o dispositivo de controle é incluído na subestação, onde não há retificador. Neste caso, um sinal de falha deve aparecer. A unidade de controle é então ligada em outra subestação (a tensão corrigida é fornecida aos fios de conexão) e verificada quanto a um sinal de falha. O circuito de proteção e disparo do dispositivo de proteção contra falha do disjuntor é ativado quando os fios de conexão estão em boas condições.