Дифференциальная защита — электрическое устройство с относительным избирательным действием для защиты отд. аппаратов и одиночных линий (продольная защита) и параллельно работающих аппаратов и двухцепных линий (поперечная защита). Принцип действия дифференциальной защиты основан на сравнении сил токов в двух или более контролируемых точках электрическое цепи.
При продольной дифференциальной защиты сравниваются силы токов и углы фазового сдвига ф токов в характерных точках цепи (например, в начале и конце защищаемой линии). Равенство этих токов свидетельствует об отсутствии повреждения в защищаемой зоне. На аварийные токи, возникающие вне этой зоны, и на сквозные токи КЗ, проходящие через неё, защита не реагирует. Сравнение токов по силе и углу ф производится реагирующим органом — реле.
Известны две принципиально различные схемы продольной дифференциальной защиты: с циркулирующими токами и уравновешенными напряжениями. В первой (наиболее распространённой) вторичные обмотки трансформаторов тока ТТ1 и ТТ2 (рис. 1, а) соединены так, что при КЗ вне защищаемой зоны (внешнее КЗ) токи, протекающие через реле Р, направлены встречно: при равенстве коэф. трансформации трансформаторов тока сила результирующего тока невелика или равна нулю, защита не срабатывает.
Рис. 1. Схемы продольной дифференциальной защиты: а — с циркулирующими токами: б — с уравновешенными напряжениями. Сплошные стрелки соответствуют режиму внешнего, а штриховые — режиму внутреннего короткого замыкания.
При КЗ в защищаемой зоне токи в первичных обмотках ТТ в начале и в конце линии направлены противоположно и через реле Р протекает результирующий ток, сила которого равна сумме сил токов во вторичных обмотках, что приводит к срабатыванию реле.
В схемах с уравновеш. напряжениями (рис. 1, б) вторичные обмотки трансформаторов тока соединяют так, чтобы при внеш. КЗ напряжения в них были направлены встречно, а реле Р включают в цепь соединит, проводов. При КЗ в зоне защиты вторичные напряжения складываются и вызывают в реле ток, под действием которого оно срабатывает.
При поперечной дифференциальной защиты линии подсоединяют к шинам через отдельные выключатели (рис. 2, а) или через один общий выключатель (рис. 2, б). При норм, работе параллельных цепей и внешнем КЗ силы токов в этих цепях одинаковы или различаются мало; в случае КЗ в одной из цепей сила тока в ней возрастает.
рис. 2. Схемы поперечной дифференциальной защиты параллельных линий: а — с двумя выключателями: б — с одним выключателем. Сплошные стрелки соответствуют режиму внешнего, а штриховые — режиму внутреннего короткого замыкания.
Для цепей с общим выключателем Д. з, имеет наиболее простое исполнение, поскольку при КЗ в одной из цепей не требуется выявлять повреждённый участок, а достаточно лишь установить факт КЗ в защищаемой зоне. Для защиты понижающих трансформаторов тяговых подстанций дифференциальные защиты дополняют органом направления мощности, при трёхобмоточных трансформаторах используют устройство, суммирующее токи всех обмоток трансформаторов.
