Protection différentielle de la ligne longitudinale

La protection différentielle longitudinale zProtection est basée sur le principe de la comparaison des valeurs et des phases des courants en début et en fin de ligne. A cet effet, les enroulements secondaires des transformateurs de courant des deux côtés de la ligne sont interconnectés par des fils comme indiqué sur la fig. 1. Ces fils font circuler en permanence les courants secondaires I1 et I2. Pour effectuer la protection différentielle, un relais différentiel PT est connecté en parallèle avec les transformateurs de courant. Le courant dans la bobine de ce relais sera toujours égal à la somme géométrique des courants provenant des deux transformateurs de courant

Si les rapports de transformation des transformateurs de courant TT1 et TT2 sont les mêmes, alors en fonctionnement normal, ainsi qu'un court-circuit externe (point K1 sur la Fig. 1, a), les courants secondaires sont égaux en valeur I1 = I2, dirigé à l'opposé du relais.

Riz. 1. Le principe de mise en œuvre de la protection différentielle longitudinale de la ligne et du passage du courant dans le relais avec un court-circuit externe (a) et avec un court-circuit dans la zone protégée (b)

Courant de relais

et le relais ne s'allume pas.

En cas de court-circuit dans la zone protégée (point K2 de la Fig.1, b) les courants secondaires dans l'enroulement du relais correspondront en phase. Et donc il sera résumé

Si

le relais captera et déclenchera les disjoncteurs.

De cette façon, la protection longitudinale différentielle avec des courants circulant constamment dans la bobine du relais réagit au courant de court-circuit total dans la zone protégée (la section de ligne entre les transformateurs de courant TT1 et TT2) tout en assurant un déclenchement instantané de la ligne endommagée.

L'application pratique des schémas de protection différentielle a nécessité l'introduction d'un certain nombre d'éléments structurels en raison des particularités du fonctionnement de ces protections sur les lignes des systèmes électriques.

Premièrement, afin de désactiver les longues lignes des deux côtés, il s'est avéré nécessaire de connecter deux relais selon le schéma différentiel: l'un au poste 1, l'autre au poste 2 (Fig. 2).

Riz. 2. Schéma de principe de la protection différentielle longitudinale de la ligne : Ф — filtres de courant direct et inverse ; PTT — transformateur de courant intermédiaire ; IT — transformateur d'isolement ; RTD — relais différentiel avec arrêt ; P — fonctionnement et T — bobine de frein du relais

Le raccordement de deux relais a entraîné une répartition inégale des courants secondaires entre les relais (les courants étaient répartis de manière inversement proportionnelle aux résistances des circuits), l'apparition d'un courant de déséquilibre et une diminution de la sensibilité de la protection.

Notez également que ce courant de déséquilibre s'additionne dans le relais avec un courant de déséquilibre causé par une inadéquation des caractéristiques de magnétisation et une certaine différence dans les rapports de transformation des transformateurs de courant.Afin de régler les courants de déséquilibre dans la protection, on n'a pas utilisé de simples relais différentiels, mais des relais différentiels avec arrêt RTD, qui ont une plus grande sensibilité.

Deuxièmement, les fils de connexion avec leur longueur considérable ont une résistance plusieurs fois supérieure à la résistance de charge autorisée pour les transformateurs de courant. Pour réduire la charge, des transformateurs de courant PTT intermédiaires avec un rapport de transformation n ont été utilisés, à l'aide desquels le courant circulant dans les fils a été réduit de n fois et ainsi la charge des fils de connexion a été réduite de n2 fois (la valeur de la charge est proportionnelle au carré du courant).

Riz. 3. Passage du courant dans les bobines du relais en cas de rupture (a) et de court-circuit des fils de connexion (b) : K1 — point de court-circuit ; K2 — point de court-circuit dans la zone protégée

Des transformateurs d'isolement ont également été prévus dans le schéma de protection différentielle longitudinale pour séparer les fils de connexion des circuits de relais et protéger ces derniers des hautes tensions induites dans les fils de connexion lors du passage du conducteur de courant de court-circuit.

La protection différentielle longitudinale de type DZL, largement répandue dans les réseaux électriques, est construite sur les principes énoncés ci-dessus et contient les éléments indiqués à la fig. 2. La présence de fils de connexion dans les circuits secondaires du DLP limite le domaine de son application aux lignes de courte longueur (10-15 km).

Vérification de l'état de fonctionnement des fils de connexion.

Pendant le fonctionnement, des dommages aux fils de connexion sont possibles: coupures, court-circuit entre eux, court-circuit d'un des fils à la terre.

En cas de rupture du fil de connexion (Fig. 3, a), le courant dans les bobines de travail et de freinage du relais devient le même et la protection peut ne pas fonctionner correctement en cas de court-circuit traversant et même avec un courant de charge (dépendant de la valeur de Isc ).

Un court-circuit entre les fils de connexion (Fig. 3, b) contourne les enroulements du relais, puis la protection peut ne pas fonctionner en cas de court-circuit dans la zone protégée.

Pour une détection rapide des dommages, l'état de fonctionnement des fils de connexion est surveillé par un dispositif spécial. Le contrôle est basé sur le fait qu'un courant continu redressé se superpose au courant alternatif de fonctionnement circulant dans les fils de liaison lorsqu'ils sont en bon état, ce qui n'affecte pas le fonctionnement de la protection.

La tension redressée est fournie aux fils de connexion uniquement dans l'une des sous-stations, où l'unité de commande dispose d'un redresseur, qui à son tour est alimenté par le transformateur de tension du système de bus actif. La connexion du dispositif de commande à l'un ou l'autre système de bus s'effectue via des contacts auxiliaires de sectionneurs de bus ou des répéteurs relais de sectionneurs de bus de la ligne protégée.

En cas de rupture des câbles de liaison, le courant continu disparaît et le dispositif de contrôle signale un défaut, supprimant le courant de fonctionnement de la protection des deux sous-stations.Lorsque les fils de connexion sont rapprochés, cela donne un signal et supprime la protection de l'action, mais uniquement d'un côté - le côté de la sous-station où il n'y a pas de redresseur. Dans le cas d'une diminution de la résistance d'isolement d'un des fils de liaison à la terre (inférieure à 15-20 kOhm), l'appareil de contrôle donne également le signal correspondant.

Si les fils de connexion sont en bon état, le courant de surveillance qui les traverse ne dépasse pas 5-6 mA à une tension de 80 V. Ces valeurs doivent être vérifiées périodiquement par le personnel de service conformément aux instructions d'utilisation de la protection.

Le personnel d'exploitation doit se rappeler qu'avant d'autoriser tout type de travail sur les fils de liaison, il est nécessaire de désactiver la protection différentielle longitudinale, le dispositif de surveillance des fils de liaison et le démarrage du dispositif de secours en cas de défaillance du disjoncteur. protection contre les dommages gardes des deux côtés.

Après avoir terminé le travail sur les fils de connexion, vérifiez leur fonctionnement. A cet effet, le dispositif de contrôle est inclus dans la sous-station, où il n'y a pas de redresseur. Dans ce cas, un signal de défaut doit apparaître. L'unité de contrôle est ensuite allumée dans une autre sous-station (une tension corrigée est fournie aux fils de connexion) et vérifiée pour un signal de défaut. Le circuit de protection et de déclenchement du dispositif de protection contre les défaillances du disjoncteur est activé lorsque les fils de connexion sont en bon état.