Его можно было заказать как для защиты кабеля, так и трансформатора и генератора. Результирующее магнитное поле создавалось сдвинутыми на 120° частями обмотки. Когда ток превышал порог срабатывания, поворачивался треугольный вращающийся якорь и освобождал падающий индикатор. Был возможен ручной сброс. Регулировка уставки достигалась передвижением индикатора по шкале. Устройство для защиты трансформатора имело замыкающий контакт, который включал таймер. Таймер имел уставку в 2 сек и этим достигалась отстройка от броска тока намагничивания.
Токовая дифференциальная защита широко применялась в Англии. В других странах, например в США взамен применялась МТЗ. Тем не менее, позднее и там стала популярной дифференциальная защита.
Дифференциальные защитные системы стали применяться и в Германии, где имела название «защита по сигнальным проводам» с 1907 года. Другой идеей было сравнение токов в параллельных линиях, так как они имеют определенное отношение своих первичных полных сопротивлений. Эта поперечная дифференциальная защита (другое название было «восьмерочная защита» из-за формы цепи в виде цифры 8) (Рис.10) была запатентована Уэдмором (Wedmore) (Великобритания) в 1908 (Brit. Pat. 11797).
Ее большое преимущество: нет необходимости в сигнальных проводах. Конечно, работа такой защиты возможна только при постоянно работающих параллельных линиях.
Для защиты более чем двух параллельных линий Рихард Баух (Richard Bauch), компания SIEMENS предложил в 1918 г поперечную дифференциальную защиту с полигональным соединением (патент DRP 330667; Рис. 11). Обратите внимание, что на рисунке показано сравнение только в одной фазе. В нормальных условиях в реле ток отсутствует
Дифференциальная защита ЛЭП
известна также под названием
«защита по сигнальным проводам»
так как оба тока имеют одинаковую величину и направление. Токи циркулируют в «восьмерке» или в полигональной схеме. Только в случае небаланса через реле протекает ток. Для защиты одиночных линий в 1912 г компания F&G запатентовала (патент DRP 264541) другой метод. Одножильный кабель электрически разделяется на несколько жил. В нормальном режиме имеется определенное отношение между токами и они «исключают» друг друга. При повреждении реле срабатывает.
Биерманс (Biermanns) (AEG) предложил «дифференциальное реле мощности». Оно работает как контактный ваттметр (счетчик) с двумя приводными системами в схеме Аарона, обе воздействуют на алюминиевый диск. Оба срабатывают при разнице токов и показывают в нормальном режиме «потери железа» (на намагничивание) в трансформаторе. Они очень чувствительны и могут работать «на уменьшение», например при неисправностях в «железе» (сердечнике трансформатора); с другой стороны они достаточно быстры и успевают «обнаружить» КЗ в обмотке до того, как оно может «разрушить» трансформатор. Это ваттметрическое реле пускается при мощности в месте повреждения, равной 0.5% от номинальной мощности трансформатора. Дополнительно применяется обычное токовое дифференциальное реле, оно должно работать в случае неисправных цепей напряжения и когда ваттметрическое реле становится менее чувствительным.
Дифференциальное реле мощности не может работать без задержки по времени (мгновенно), и работает с временем токового дифференциального реле и его таймера на рис.12 показана схема.
Англичане Клотье (Clothier) и Лиисон (Leeson) в 1929 г опубликовали «систему с контрольными проводами и расщеплением». Одна катушка дифференциального трансформатора, необходимая для схемы сравнения токов была «расщеплена» посередине. Реле подсоединялись к средней точке этого измерительного трансформатора. (Рис.7)
Рисунок 7. Система с сигнальными проводами и расщеплением