Differentialskydd är en av typerna av reläskydd , som kännetecknas av absolut selektivitet och är snabbverkande (utan konstgjord tidsfördröjning). Den används för att skydda transformatorer , autotransformatorer , generatorer , generatorenheter, motorer , luftledningar och samlingsskenor. Det finns längsgående och tvärgående differentialskydd.
Funktionsprincipen för longitudinellt differentialskydd är baserad på en jämförelse av fasströmmarna som flyter genom sektionerna mellan den skyddade delen av linjen (eller skyddad enhet ). Strömtransformatorer ( TA1 , TA2 ) används för att mäta strömstyrkan i ändarna av den skyddade sektionen . Dessa transformatorers sekundärkretsar är anslutna till strömreläet ( KA ) på ett sådant sätt att skillnaden i strömmar från den första och andra transformatorn faller på relälindningen.
I normalt läge (1) subtraheras värdena på strömstyrkan från varandra, och i det ideala fallet kommer strömmen i kretsen av den aktuella relälindningen att vara noll. I händelse av en kortslutning (2) i den skyddade sektionen, kommer strömrelälindningen inte längre att ta emot skillnaden, utan summan av strömmarna, som kommer att tvinga reläet att stänga sina kontakter, utfärdar ett kommando för att stänga av skadad sektion.
I ett verkligt fall kommer en ström som inte är noll alltid att flyta genom strömrelälindningen, kallad obalansström . Förekomsten av obalansström beror på ett antal faktorer:
Det bör noteras att moderna mikroprocessorbaserade skyddsanordningar kan ta hänsyn till denna skillnad på egen hand, och när de används, är sekundärlindningarna hos mätströmtransformatorer som regel anslutna med en stjärna i båda ändarna av den skyddade avsnitt, vilket anger detta i inställningarna för skyddsanordningen.
Differentialskydd är installerat som huvudskydd för transformatorer och autotransformatorer. En av nackdelarna med ett sådant skydd är komplexiteten i dess implementering: i synnerhet kräver det en pålitlig, brussäker kommunikationslinje mellan två sektioner där strömtransformatorer är installerade. I detta avseende används differentialskydd för att skydda enkelmanövrerade transformatorer och autotransformatorer med en effekt på 6300 kVA och högre, parallellmanövrerade transformatorer och autotransformatorer med en effekt på 4000 kVA och högre, och på transformatorer med en effekt på 1000 kVA och ovan, om strömavbrottet inte tillåter att den nödvändiga känsligheten uppnås i händelse av en kortslutning på högspänningsterminalerna och överströmsskyddet har en tidsfördröjning på mer än 0,5 s.
Funktionsprincipen för tvärdifferentialskydd består också i att jämföra strömvärden, men till skillnad från längsgående, är strömtransformatorer inte installerade i olika ändar av det skyddade området, utan på olika linjer som sträcker sig från en källa (till exempel på parallella kablar som sträcker sig från en switch ). Om en extern kortslutning uppstår, kommer detta skydd inte att känna det, eftersom skillnaden i de aktuella hållfasthetsvärdena som mäts på dessa linjer kommer att vara praktiskt taget lika med noll. Vid kortslutning direkt på en av de skyddade kablarna blir strömskillnaden inte noll, vilket ger upphov till skyddsdrift.
Detta skydd är installerat på luftledningen. Skydd väljer och inaktiverar endast en skadad linje.
Skyddet består av ett startelement (strömrelä), som kopplas till på samma sätt som i det längsgående differentialskyddet från effektriktningssektionen, kopplat till skillnaden i strömmar på de skyddade ledningarna och till transformatorstationens samlingsskenas spänning.
Driftströmmen tillförs skyddsreläet genom en seriekoppling av de skyddade ledningarnas hjälpkontakter så att skyddet automatiskt avaktiveras när en av ledningarna kopplas bort, för att undvika dess icke-selektiva verkan i händelse av en extern kortslutning.
Värdet och tecknet på kraftriktningsreläets vridmoment beror på värdet på ström, spänning och vinkeln mellan dem.
Vid kortslutning på linje 1 kommer strömmen i linje 1 att vara större än strömmen i linje 2, så deras skillnad, det vill säga strömmen i reläet, kommer att ha samma riktning som strömmen i linje 1 Kraftriktningsreläet stänger KW1-kontakten och skyddet stänger av den skadade ledningen.
Om det finns ett fel på linje 2 kommer strömmen i den att vara större än strömmen i linje 1, och strömmen i reläet kommer att ändra riktning. KW2-kontakten stängs och skyddet kopplar bort den skadade ledningen 2.