3tom255

8. ELEKTROENERGETYCZNA AUTOMATYKA ZABEZPIECZENIOWA 512

przez uzwojenia hamujące. Natomiast przez cewki robocze płynie prąd, który przy zwarciu zewnętrznym jest proporcjonalny do różnicy napięć panujących na rezystancjach R₂ w obydwu końcach linii. Różnica ta jest bliska zeru przy zwarciach zewnętrznych, natomiast jest znaczna przy zwarciach wewnątrz strefy objętej przekladnikami.

Na rysunku 8.31 przedstawiono jedynie zasadę działania zabezpieczeń różnicowych. W układach rzeczywistych istnieje wiele innych dodatkowych elementów, z których należy wymienić:

—    często spotykane człony rozruchowe w wykonaniu nadprądowym, reagujące na prądy fazowe oraz prąd składowej zerowej;

—    człony czasowe, które wspólnie z elementami nadprądowymi realizują rezerwowe zabezpieczenie nadprądowo-zwłoczne;

—    oporniki nieliniowe, chroniące obwody przed przepięciami indukowanymi w przewodach pilotujących;

—    dławiki kompensujące pojemność przewodów pilotowych.

Rozruchowe człony nadprądowe fazowe są nastawiane na 1,2-h 1,5-krotności prądu znamionowego linii. Człon nadprądowy w przewodzie neutralnym (ziemnozwarciowy)jest nastawiany na 0,4 h-1-krotności prądu znamionowego.

8.6.2.4. Zabezpieczenie porównawczo-fazowe

Zabezpieczenie to porównuje kąty fazowe prądów na obydwu końcach linii, a więc działa wówczas, gdy różnica faz tych prądów jest mniejsza od określonej wartości. Sposób działania zabezpieczenia w wersji najczęściej spotykanej, tj. wykorzystującego sprzężenia na wielkiej częstotliwości przez przewód linii, jest przedstawiony na rys. 8.32. Na każdym

Rys. 8.32. Schemat ideowy zabezpieczenia porównawczo-fazowego dla linii

końcu linii jest zainstalowany zestaw zabezpieczenia, zasilany prądami fazowymi z przc-kładników prądowych. Prądy te zostają zamienione na prąd L, który jest kombinacją składowych symetrycznych. Prąd / moduluje nadajnik w. cz. pracujący na częstotliwości mieszczącej się w zakresie 20 -r 400 kHz. Modulacja polega na wysyłaniu przez nadajnik fali nośnej tylko w czasie trwania dodatniego półokresu prądu /. Fala ta przez urządzenia sprzęgające (najczęściej pojemnościowy przekładnik napięciowy z dzielnikiem C_t, C₂) zostaje wprowadzona do obwodu przewód fazowy linii-ziemia i przesłana na przeciwległy koniec linii. W celu ukierunkowania rozchodzenia się fali stosuje się dławiki zaporowe L_b, Cj, dostrojone do rezonansu przy częstotliwości fali nośnej. Po przewodzie linii fala dochodzi do przeciwległego końca tej linii, gdzie znajduje się identyczny komplet zabezpieczenia.

Podczas zwarcia zewnętrznego, kiedy prądy / po obydwu stronach linii są w przeciw-fazie, odbiorniki w. cz. na obydwu końcach linii wykrywają sygnał ciągły (pół okresu od własnego nadajnika, pół okresu od nadajnika z przeciwległego końca linii — rys. 8.33a). Sygnał pochodzący z przeciwległego końca jest stłumiony przez linię. Tłumienie to zależy od częstotliwości i wynosi ok. 2,5 dB na 100 km przy częstotliwości 20 kHz oraz ok. 20 dB na 100 km przy częstotliwości 400 kHz.

Rys. 8.33. Zasada działania zabezpieczenia porównawczo-fazowego przy zwarciu: a) zewnętrznym; b) wewnętrznym I — sygnał własny, 2 - sygnał obcy

W przypadku zwarcia wewnętrznego natomiast prądy / na obu końcach linii są niemal w fazie, przeto fale nośne w znacznej mierze nakładają się na siebie (rys. 8.33b). Różnica faz A<jd tych prądów jest wyznaczona jako długość przerwy w modulacji. Jeżeli przesunięcie fazowe jest w granicach

—y < Aq> < -t-y    (8.48)

przy czym y przyjmowane jest zazwyczaj w zakresie 30-Ż-60⁰, czyli jeśli czas przerwy At wynosi więcej niż ok. 3,33 ms, to zabezpieczenie ocenia sytuację jako zwarcie wewnętrzne i wysyła impuls na wyłączenie wyłącznika. Przy tych nastawieniach zabezpieczenie reaguje prawidłowo nawet wówczas, gdy zwarcie wewnętrzne jest przez stosunkowo znaczną rezystancję przejścia. Jednocześnie zabezpieczenie jest skutecznie odstrojone od zwarć zewnętrznych nawet wtedy, kiedy przekładniki prądowe zostaną nasycone.

Zabezpieczenia porównawczo-fazowe są wyposażone w człony rozruchowe, najczęściej nadprądowe lub podimpendacyjne. Człony te są podwójne i mają dwa różne nastawienia. Człony nastawione niżej uruchamiają nadajnik w. cz., nastawione zaś wyżej

—    zezwalają na wygenerowanie sygnału wyłączającego. Typowy stosunek nastawień członów wysokonastawionych do członów niskonastawionych wynosi 1,5 -t- 2.

Łącze między dwoma końcami linii dla sygnału w. cz. mogą stanowić nie tylko przewody robocze tej linii, lecz także:

—    łącza kablowe dla linii bardzo krótkich (kilka kilometrów);

—    łącza radiowe mikrofalowe, pracujące na częstotliwościach 30 -t- 30 000 MHz, o zasięgu nie przekraczającym 60 km (bez stacji przekaźnikowych);

—    łącza światłowodowe o zasięgu do ok. 20 km.

8.6.2.5. Zabezpieczenia zerowoprądowe i zerowomocowe

Najczęstszym rodzajem zwarcia w liniach wysokich i najwyższych napięć są zwarcia doziemne. Jednocześnie są to zwarcia, przy których rezystancja przejściowa może być duża. Skutecznym — lecz nie najbardziej selektywnym — rodzajem zabezpieczenia, umożliwiającym wykrywanie zwarć doziemnych o znacznej rezystancji przejścia, jest zabezpieczenie nadprądowe. Reaguje ono na składową zerową prądu i jest wyposażone w dość znaczną zwłokę czasową — niezależną lub zależną od wartości prądu. Zabez-33 Poradnik inżyniera elektryka tom 3