Relay sa Proteksyon sa Feeder

Pagpapahayag sa Feeder Protection Relay

Ang feeder protection relay ay isang aparato na nagprotekta sa mga power system feeders mula sa mga fault tulad ng short circuits at overloads.

Ito ay nagsusukat ng impedance (Z) ng feeder line gamit ang voltage (V) at current (I) inputs mula sa potential transformer (PT) at current transformer (CT). Ang impedance ay inaasahang magmula sa paghahati ng voltage sa current: Z = V/I.

Ang relay ay kumokompara sa sukatin na impedance sa isang preset value na kumakatawan sa pinakamataas na pahintulot na impedance para sa normal na operasyon. Kung ang sukatin na impedance ay mas mababa, mayroong fault, at ang relay ay nagpapadala ng trip signal sa circuit breaker upang i-isolate ito. Ang relay ay maaari ring ipakita ang mga fault parameters tulad ng fault current, voltage, resistance, reactance, at fault distance sa screen nito.

Ang fault distance ay ang layo mula sa relay hanggang sa fault, na inaasahang mula sa pagmu-multiply ng sukatin na impedance sa line impedance per kilometer. Halimbawa, kung ang sukatin na impedance ay 10 ohms at ang line impedance per kilometer ay 0.4 ohms/km, ang fault distance ay 10 x 0.4 = 4 km. Ang pagkilala dito ay tumutulong sa mabilis na pag-locate at pag-repair ng fault.

Distance Protection Relay

Nagsusukat ng impedance upang matukoy ang mga fault at nagpapadala ng trip signal upang i-isolate ang section na may fault.

Quadrilateral Characteristic

Ang mga distance protection relays ay maaaring magkaroon ng iba't ibang operating characteristics, kasama ang circular, mho, quadrilateral, o polygonal. Ang quadrilateral characteristic ay popular sa modern na numerical relays dahil sa kanyang flexibility at accuracy sa pag-setup ng protection zones.

Ang quadrilateral characteristic ay isang parallelogram-shaped graph na naglalarawan ng protection zone ng relay. Ang graph ay may apat na axes: forward resistance (R F), backward resistance (R B), forward reactance (X F), at backward reactance (X B). Ang graph din ay may slope angle na tinatawag na relay characteristic angle (RCA), na nagpapasiya sa hugis ng parallelogram.

Ang quadrilateral characteristic ay maaaring mailarawan sa pamamagitan ng sumusunod na mga hakbang:

• Itakda ang R F value sa positive X-axis at ang R B value sa negative X-axis.

• Itakda ang X F value sa positive Y-axis at ang X B value sa negative Y-axis.

• Iguhit ang linya mula sa R F hanggang sa X F na may slope ng RCA.

• Iguhit ang linya mula sa R B hanggang sa X B na may slope ng RCA.

• Kumpleto ang parallelogram sa pamamagitan ng pagkonekta ng R F sa R B at X F sa X B.

Ang protection zone ay nasa loob ng parallelogram, na nangangahulugan na kung ang sukatin na impedance ay nasa loob ng lugar na ito, ang relay ay mag-trip. Ang quadrilateral characteristic ay maaaring saklawin ang apat na quadrants ng operasyon:

• Unang quadrant (R at X values ay positibo): Ang quadrant na ito ay kumakatawan sa inductive load at forward fault mula sa relay.

• Pangalawang quadrant (R ay negatibo at X ay positibo): Ang quadrant na ito ay kumakatawan sa capacitive load at reverse fault mula sa relay.

• Pangatlong quadrant (R at X values ay negatibo): Ang quadrant na ito ay kumakatawan sa inductive load at reverse fault mula sa relay.

• Pang-apat na quadrant (R ay positibo at X ay negatibo): Ang quadrant na ito ay kumakatawan sa capacitive load at forward fault mula sa relay.

Zones of Operation

Ang mga distance protection relays ay may iba't ibang zones of operation, na inilalarawan ng impedance settings at time delays. Ang mga zones na ito ay nakaka-coordinate sa iba pang relays upang magbigay ng backup protection para sa adjacent feeders.

Ang typical zones of operation para sa distance protection relay ay:

• Zone 1: Ang zone na ito ay nagsasakop ng 80% hanggang 90% ng haba ng feeder at walang time delay. Ito ay nagbibigay ng primary protection para sa mga fault sa loob ng zone na ito at nag-trigger instantaneously.

• Zone 2: Ang zone na ito ay nagsasakop ng 100% hanggang 120% ng haba ng feeder at may maikling time delay (karaniwang 0.3 hanggang 0.5 segundo). Ito ay nagbibigay ng backup protection para sa mga fault na nasa labas ng zone 1 o sa adjacent feeders.

• Zone 3: Ang zone na ito ay nagsasakop ng 120% hanggang 150% ng haba ng feeder at may mahabang time delay (karaniwang 1 hanggang 2 segundo). Ito ay nagbibigay ng backup protection para sa mga fault na nasa labas ng zone 2 o sa remote feeders.

• Ang ilang relays ay maaaring may karagdagang zones, tulad ng Zone 4 para sa load encroachment o Zone 5 para sa overreaching faults.

Criteria sa Pagpili

• Pumili ng numerical relays kaysa sa electromechanical o static relays para sa mas mahusay na performance, functionality, flexibility, at diagnostics

• Pumili ng distance protection relays kaysa sa overcurrent o differential protection relays para sa mahabang o komplikadong feeders

• Pumili ng quadrilateral characteristics kaysa sa circular o mho characteristics para sa mas tumpak na accuracy at adaptability

• Pumili ng low-energy analog sensor inputs kaysa sa conventional current/voltage inputs para sa mas maliit na size, weight, at safety hazards.

• Pumili ng arc-flash detection relays kaysa sa conventional relays para sa mas mabilis na tripping at personnel safety.

Kasimpulan

Ang mga feeder protection relays ay mahalagang aparato na nagprotekta sa mga power system feeders mula sa iba't ibang uri ng fault. Ito ay maaaring mapabuti ang reliabilidad, seguridad, at efficiency ng power system sa pamamagitan ng mabilis na pag-detect at pag-isolate ng mga fault, pag-iwas sa damage sa equipment, at minimization ng power outages.

Isa sa mga pinaka-karaniwang uri ng feeder protection relays ay ang distance protection relay, na nagsusukat ng impedance ng feeder line gamit ang voltage at current inputs mula sa corresponding potential transformer at current transformer. Ito ay kumokompara sa sukatin na impedance sa isang predefined setting value, na kumakatawan sa pinakamataas na pahintulot na impedance para sa normal na operasyon. Kung ang sukatin na impedance ay mas mababa kaysa sa setting value, ito ay nangangahulugan na may fault sa feeder line, at ang relay ay magpapadala ng trip signal sa circuit breaker upang i-isolate ang fault.

Ang distance protection relay ay maaaring magkaroon ng iba't ibang operating characteristics, tulad ng circular, mho, quadrilateral, o polygonal. Ang quadrilateral characteristic ay isang popular na pagpipilian para sa modern na numerical relays dahil ito ay nagbibigay ng mas flexible at accurate na pag-setup ng protection zones.

Ang quadrilateral characteristic ay isang parallelogram-shaped graph na naglalarawan ng protection zone ng relay. Ang graph ay may apat na axes: forward resistance (R F), backward resistance (R B), forward reactance (X F), at backward reactance (X B). Ang graph din ay may slope angle na tinatawag na relay characteristic angle (RCA), na nagpapasiya sa hugis ng parallelogram.