הגנה דיפרנציאלית של קו האורך
ZProtection דיפרנציאלי אורכי מבוסס על העיקרון של השוואת הערכים והשלבים של הזרמים בתחילת ובסוף הקו. למטרה זו, הפיתולים המשניים של השנאים הנוכחיים משני צידי הקו מחוברים ביניהם באמצעות חוטים כפי שמוצג באיור. 1. חוטים אלה מזרימים ברציפות זרמים משניים I1 ו-I2. כדי לבצע הגנה דיפרנציאלית, ממסר דיפרנציאלי PT מחובר במקביל לשנאים הנוכחיים. הזרם בסליל של ממסר זה יהיה תמיד שווה לסכום הגיאומטרי של הזרמים המגיעים משני שנאי הזרם
אם יחסי הטרנספורמציה של שנאי הזרם TT1 ו-TT2 זהים, אז במהלך פעולה רגילה, כמו גם קצר חשמלי חיצוני (נקודה K1 באיור 1, א), הזרמים המשניים שווים בערך I1 = I2, מכוונים בניגוד לממסר.
אורז. 1. עקרון הטמעת הגנה דיפרנציאלית אורכית של הקו ומעבר זרם בממסר עם קצר חשמלי חיצוני (א) ועם קצר חשמלי באזור המוגן (ב)
זרם ממסר
והממסר לא נדלק.
במקרה של קצר חשמלי באזור המוגן (נקודה K2 באיור.1, ב) הזרמים המשניים בפיתול הממסר יתאימו בשלב. ולפיכך יתמצה
אם
הממסר יקלוט ויכשיל את המפסקים.
באופן זה, ההגנה האורכית הדיפרנציאלית עם זרמים במחזור מתמיד בסליל הממסר מגיבה לזרם הקצר הכולל באזור המוגן (קטע הקו בין שנאי זרם TT1 ו-TT2) תוך מתן מעידה מיידית של הקו הפגוע.
היישום המעשי של תוכניות הגנה דיפרנציאליות הצריך הכנסת מספר אלמנטים מבניים בשל המוזרויות של פעולת הגנות אלה בקווי מערכות החשמל.
ראשית, על מנת לכבות את הקווים הארוכים משני הצדדים, התברר שיש צורך לחבר שני ממסרים לפי תכנית הדיפרנציאל: האחד בתחנת משנה 1, השני בתחנת משנה 2 (איור 2).
אורז. 2. דיאגרמה סכמטית של ההגנה הדיפרנציאלית האורכית של הקו: Ф - מסנני זרם ישירים ושליליים; PTT - שנאי זרם ביניים; IT - שנאי בידוד; RTD - ממסר דיפרנציאלי עם עצירה; P - עובד ו-T - סליל בלם של הממסר
חיבור שני ממסרים הוביל לפיזור לא אחיד של זרמים משניים בין הממסרים (הזרמים חולקו ביחס הפוך להתנגדויות המעגלים), להופעת זרם חוסר איזון ולירידה ברגישות ההגנה.
שימו לב גם שזרם חוסר איזון זה מסתכם בממסר עם זרם חוסר איזון הנגרם מחוסר התאמה במאפייני המגנט והבדל מסוים ביחסי הטרנספורמציה של שנאי הזרם.על מנת להתכוונן מזרמים מחוסר איזון בהגנה, נעשה שימוש בממסרים דיפרנציאליים לא פשוטים, אלא בממסרים דיפרנציאליים עם עצור RTD, בעלי רגישות רבה יותר.
שנית, לחוטי החיבור עם אורכם הניכר יש התנגדות הגבוהה פי כמה מהתנגדות העומס המותרת לשנאי זרם. להפחתת העומס נעשה שימוש בשנאי זרם PTT ביניים בעלי יחס טרנספורמציה n, בעזרתם הופחת הזרם המסתובב בחוטים פי n וכך העומס מהחוטים המחברים הופחת פי n2 (הערך של העומס פרופורציונלי לריבוע הזרם).
אורז. 3. מעבר זרם בסלילי הממסר במקרה של שבר (א) וקצר של חוטי החיבור (ב): K1 - נקודת קצר; K2 - נקודת קצר חשמלית באזור המוגן
שנאי בידוד סופקו גם בתכנית ההגנה הדיפרנציאלית האורכית כדי להפריד את חוטי החיבור ממעגלי הממסר ולהגן על האחרונים מפני מתחים גבוהים המושרים בחוטי החיבור במהלך המעבר של מוליך הזרם הקצר.
הגנה דיפרנציאלית אורכית מסוג DZL, המופצת באופן נרחב ברשתות חשמל, בנויה על העקרונות המפורטים לעיל ומכילה את האלמנטים המצוינים באיור. 2. נוכחותם של חוטי חיבור במעגלים המשניים של DLP מגבילה את שטח היישום שלה לקווים באורך קצר (10-15 ק"מ).
בדיקת יכולת השירות של חוטי החיבור.
במהלך הפעולה, תיתכן פגיעה בחוטי החיבור: הפסקות, קצר חשמלי ביניהם, קצר חשמלי של אחד החוטים לאדמה.
במקרה של הפסקה בחוט החיבור (איור 3, א), הזרם בסלילי העבודה והבלימה של הממסר הופך להיות זהה, וההגנה עלולה לפעול בצורה לא נכונה במקרה של קצר חשמלי דרך ואפילו עם זרם עומס (בהתאם לערך של Isc ).
קצר חשמלי בין חוטי החיבור (איור 3, ב) עוקף את פיתולי הממסר, ואז ייתכן שההגנה לא תפעל במקרה של קצר חשמלי באזור המוגן.
לזיהוי בזמן של נזק, יכולת השירות של חוטי החיבור מנוטרת על ידי מכשיר מיוחד. הבקרה מתבססת על כך שזרם ישר מתוקן מונח על זרם החילופין ההפעלה שמסתובב בחוטי החיבור כשהם במצב תקין, דבר שאינו משפיע על פעולת המיגון.
מתח מתוקן מסופק לחוטי החיבור רק באחת מתחנות המשנה, שבהן ליחידת הבקרה יש מיישר, אשר בתורו מקבל חשמל משנאי המתח של מערכת האוטובוסים הפעילה. החיבור של התקן הבקרה למערכת אוטובוס כזו או אחרת מתבצע באמצעות מגעי עזר של מנתקי אוטובוס או משחזרי ממסר של מנתקי אוטובוס של הקו המוגן.
במקרה של הפסקה בחוטי החיבור, הזרם הישר נעלם והתקן הבקרה מאותת על תקלה, ומסיר את זרם ההפעלה מההגנה של שתי התחנות.כאשר חוטי החיבור סגורים יחד, זה נותן אות ומסיר את ההגנה מפעולה, אבל רק בצד אחד - הצד של תחנת המשנה שבו אין מיישר. במקרה של ירידה בהתנגדות הבידוד של אחד מחוטי החיבור לאדמה (מתחת ל-15-20 קילו אוהם), מכשיר הבקרה נותן גם את האות המתאים.
אם חוטי החיבור במצב תקין, זרם הניטור העובר דרכם אינו עולה על 5-6 mA במתח של 80 V. ערכים אלו צריכים להיבדק מעת לעת על ידי צוות השירות בהתאם להוראות ההפעלה של ההגנה.
על אנשי ההפעלה לזכור שלפני שמתיר כל סוג של עבודה על חוטי החיבור, יש צורך לכבות את הגנת הדיפרנציאל האורך, את התקן ניטור חוטי החיבור ואת ההתנעה של התקן הגיבוי במקרה של תקלה במפסק. מגני נזקי הגנה משני הצדדים.
לאחר סיום העבודה על חוטי החיבור, בדוק את יכולת הפעולה שלהם. לשם כך, מכשיר הבקרה כלול בתחנת המשנה, שבה אין מיישר. במקרה זה, אמור להופיע אות תקלה. לאחר מכן מופעלת יחידת הבקרה בתחנת משנה אחרת (מתח מתוקן מסופק לחוטי החיבור) ונבדקת אם יש אות תקלה. מעגל ההגנה והטריפה של התקן ההגנה מפני כשל מפסק מופעל כאשר חוטי החיבור במצב תקין.