Воздушные и кабельные линии электропередачи, имея большую протяженность, подвержены повреждениям в большей степени, чем другое электрическое оборудование. Особенно это относится к воздушным линиям, которые подвержены повреждениям от грозовых ударов, гололеда, сильного ветра, загрязнения изоляторов и т. п. Кабельные линии, проложенные в земле, могут повреждаться из-за ухудшенных условий охлаждения, коррозии оболочек кабеля, осадки почвы, а также при земляных работах.

Указанные выше, а также другие причины повреждений могут вызывать короткие замыкания фаз между собой и на землю. Поэтому для быстрого отключения поврежденных линий они должны быть оборудованы релейной защитой, действующей на отключение.

При этом в электрических сетях, работающих с заземленными нулевыми точками трансформаторов, должна действовать на отключение как защита от междуфазных, так и от однофазных к. з., а в сети, работающей с изолированными нулевыми точками трансформаторов, только защита от междуфазных к. з.

Рассмотренная в гл. 7 максимальная токовая защита используется главным образом для защиты радиальных линий с односторонним питанием. В кольцевой сети, в сети с двусторонним питанием и особенно в сложных сетях с несколькими источниками питания максимальная токовая защита в большинстве случаев не может обеспечить селективного действия.

Для осуществления продольной дифференциальной защиты с обеих сторон защищаемой линии устанавливаются трансформаторы тока ТТ с одинаковыми коэффициентами трансформации n_т. Первичные обмотки трансформаторов тока включаются в линию, как показано на рис. 8-7, что соответствует правилу, изложенному в § 6-4, а.

В условиях прохождения по защищаемой линии сквозного тока этот ток I₁ являющийся первичным для трансформаторов тока, имеет различное направление относительно шин подстанций. Так, на подстанции А он направлен от шин в линию, а на подстанции Б, наоборот, от линии к шинам. Поэтому на подстанции А первичный ток входит в начало первичной обмотки трансформатора тока Л₁ (Н), а на подстанции Б — в конец первичной обмотки Л₂ (К). Соответственно вторичный ток I₁ трансформатора тока ТТ-1 (подстанция A) выходит из начала вторичной обмотки u₁(н), а вторичный ток I₂ трансформатора тока ТТ-2 (подстанция Б) выходит из конца вторичной обмотки u₂(к).

Токовая поперечная дифференциальная защита применяется для защиты параллельных линий, присоединенных к шинам подстанции через один общий выключатель и имеющих равные сопротивления.

Упрощенная принципиальная схема токовой поперечной дифференциальной защиты показана на рис. 8-10. Вторичные обмотки трансформаторов тока, установленных на каждой линии и включенных согласно правилу § 6-4, а, соединяются между собой соединительными проводами на разность токов. Для этого начало вторичной обмотки u₁ трансформатора тока линии I соединяется с концом вторичной обмотки u₂ трансформатора тока линии II, а конец вторичной обмотки u₂ трансформатора тока линии I с началом вторичной обмотки u₁ трансформатора тока линии II. Параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока включается токовое реле мгновенного действия типа ЭТ-521 или РТ-40.

Рассмотренная выше токовая поперечная дифференциальная защита не может определять, на какой из линий произошло повреждение, что для линий, присоединяемых к шинам через общий выключатель, не имеет значения.

а) Принцип действия, виды и характеристики дистанционной защиты

В сетях с двумя и более источниками питания максимальная направленная защита не обеспечивает селективности действия. Так, например, в сети, показанной на рис. 8-14, при к. з. в точке K₁ на линии I (рис. 8-14, а) приходят в действие максимальные направленные защиты 1 и 2 поврежденной линии I и защита 3 неповрежденной линии II. Защита 4 в действие не приходит, так как ток к. з., проходящий по линии II, направлен к шинам подстанции Б.

а) Защита от однофазных коротких замыканий в сети с заземленными нулевыми точками трансформаторов

В сети с заземленными нулевыми точками трансформаторов составляющие нулевой последовательности тока однофазного к. з. на землю замыкаются через заземленные нулевые точки всех этих трансформаторов (рис. 8-27).