Relé pro ochranu vývodu

Definice relé ochrany vývodu

Relé ochrany vývodu je zařízením, které chrání vývodové části elektrického systému před poruchami, jako jsou krátké spoje a přetížení.

Měří impedanci (Z) vývodové linky pomocí napěťových (V) a proudových (I) signálů z potenciálního transformátoru (PT) a proudivého transformátoru (CT). Impedance se vypočítá dělením napětí proudem: Z = V/I.

Relé porovnává změřenou impedanci s přednastavenou hodnotou, která reprezentuje maximální povolenou impedanci pro normální provoz. Pokud je změřená impedance nižší, došlo k poruše, a relé odesílá signál na vypínač k jeho izolaci. Relé může také zobrazit parametry poruchy, jako jsou proud, napětí, odpor, reaktance a vzdálenost poruchy na svém displeji.

Vzdálenost poruchy je vzdálenost od relé k poruše, odhadovaná násobením změřené impedancí impedancí linky na kilometr. Například, pokud je změřená impedance 10 ohmů a impedanční hodnota linky na kilometr je 0,4 ohmy/km, vzdálenost poruchy je 10 x 0,4 = 4 km. Toto poznání pomáhá rychle lokalizovat a opravit poruchu.

Relé ochrany vzdálenosti

Měří impedanci pro detekci poruch a odesílá signál k izolaci vadné části.

Čtyřúhelníková charakteristika

Relé ochrany vzdálenosti mohou mít různé pracovní charakteristiky, včetně kruhové, mho, čtyřúhelníkové nebo polygonální. Čtyřúhelníková charakteristika je populární u moderních numerických relé pro její flexibilitu a přesnost při nastavování ochranných zón.

Čtyřúhelníková charakteristika je graf tvaru rovnoběžníku, který definuje ochrannou zónu relé. Graf má čtyři osy: směrový odpor (R F), protisměrový odpor (R B), směrová reaktance (X F) a protisměrová reaktance (X B). Graf také obsahuje sklonový úhel nazývaný úhel charakteristiky relé (RCA), který určuje tvar rovnoběžníku.

Čtyřúhelníková charakteristika se může vykreslit následujícími kroky:

• Nastavte hodnotu R F na kladnou X-osa a hodnotu R B na zápornou X-osa.

• Nastavte hodnotu X F na kladnou Y-osa a hodnotu X B na zápornou Y-osa.

• Nakreslete čáru od R F k X F se sklonem RCA.

• Nakreslete čáru od R B k X B se sklonem RCA.

• Dokončete rovnoběžník spojením R F s R B a X F s X B.

Ochranná zóna se nachází uvnitř rovnoběžníku, což znamená, že pokud změřená impedanční hodnota spadá do této oblasti, relé bude aktivováno. Čtyřúhelníková charakteristika může pokrýt čtyři kvadranty operace:

• První kvadrant (hodnoty R a X jsou kladné): Tento kvadrant reprezentuje induktivní zátěž a směrovou poruchu od relé.

• Druhý kvadrant (R je záporné a X je kladné): Tento kvadrant reprezentuje kapacitivní zátěž a protisměrovou poruchu od relé.

• Třetí kvadrant (hodnoty R a X jsou záporné): Tento kvadrant reprezentuje induktivní zátěž a protisměrovou poruchu od relé.

• Čtvrtý kvadrant (R je kladné a X je záporné): Tento kvadrant reprezentuje kapacitivní zátěž a směrovou poruchu od relé.

Zóny operace

Relé ochrany vzdálenosti mají různé zóny operace, definované nastaveními impedancí a časovými zpožděními. Tyto zóny se koordinují s ostatními relé pro poskytnutí záložní ochrany pro sousední vývody.

Typické zóny operace pro relé ochrany vzdálenosti jsou:

• Zóna 1: Tato zóna pokrývá 80% až 90% délky vývodu a nemá žádné časové zpoždění. Poskytuje hlavní ochranu pro poruchy v této zóně a okamžitě aktivuje vypínač.

• Zóna 2: Tato zóna pokrývá 100% až 120% délky vývodu a má krátké časové zpoždění (obvykle 0,3 až 0,5 sekundy). Poskytuje záložní ochranu pro poruchy mimo zónu 1 nebo v sousedních vývodech.

• Zóna 3: Tato zóna pokrývá 120% až 150% délky vývodu a má delší časové zpoždění (obvykle 1 až 2 sekundy). Poskytuje záložní ochranu pro poruchy mimo zónu 2 nebo v vzdálených vývodech.

• Některá relé mohou mít i další zóny, jako je Zóna 4 pro překročení zátěže nebo Zóna 5 pro překročení poruch.

Kritéria výběru

• Preferujte numerická relé před elektromechanickými nebo statickými relé pro lepší výkon, funkčnost, flexibilitu a diagnostiku.

• Preferujte relé ochrany vzdálenosti před relé ochrany nadproudové nebo diferenciální pro dlouhé nebo složité vývody.

• Preferujte čtyřúhelníkové charakteristiky před kruhovými nebo mho charakteristikami pro větší přesnost a adaptabilitu.

• Preferujte nízkoenergetické analogové senzorové vstupy před tradičními proudivými/napěťovými vstupy pro snížení velikosti, hmotnosti a bezpečnostních rizik.

• Preferujte relé detekce obloukového záblesku před tradičními relé pro rychlejší aktivaci a bezpečnost osob.

Závěr

Relé ochrany vývodu jsou klíčovými zařízeními, která chrání vývodové části elektrického systému před různými typy poruch. Můžou zlepšit spolehlivost, bezpečnost a efektivitu elektrického systému rychlým detekováním a izolováním poruch, prevencí poškození zařízení a minimalizací výpadků energie.

Jedním z nejčastějších typů relé ochrany vývodu je relé ochrany vzdálenosti, které měří impedanci vývodové linky pomocí napěťových a proudových signálů z odpovídajícího potenciálního a proudivého transformátoru. Porovnává změřenou impedanci s přednastavenou hodnotou, která reprezentuje maximální povolenou impedanci pro normální provoz. Pokud je změřená impedanční hodnota nižší než přednastavená hodnota, znamená to, že došlo k poruše na vývodové lince, a relé pošle signál k vypínači k izolaci poruchy.

Relé ochrany vzdálenosti může mít různé pracovní charakteristiky, jako jsou kruhové, mho, čtyřúhelníkové nebo polygonální. Čtyřúhelníková charakteristika je oblíbeným výběrem pro moderní numerická relé, protože nabízí větší flexibilitu a přesnost při nastavování ochranných zón.

Čtyřúhelníková charakteristika je graf tvaru rovnoběžníku, který definuje ochrannou zónu relé. Graf má čtyři osy: směrový odpor (R F), protisměrový odpor (R B), směrová reaktance (X F) a protisměrová reaktance (X B). Graf také obsahuje sklonový úhel nazývaný úhel charakteristiky relé (RCA), který určuje tvar rovnoběžníku.