Spændingsføderbeskyttelsesrelæ

Definition af Feederbeskyttelsesrelæ

Et feederbeskyttelsesrelæ defineres som en enhed, der beskytter strømforsyningsledninger mod fejl som kortslutning og overbelastning.

Det måler impedansen (Z) i ledningen ved hjælp af spænding (V) og strøm (I) fra potentiometret (PT) og strømtransformator (CT). Impedancen beregnes ved at dividere spændingen med strømmen: Z = V/I.

Relæet sammenligner den målte impedans med en forudindstillet værdi, der repræsenterer den maksimale tilladte impedans for normal drift. Hvis den målte impedans er lavere, er der en fejl, og relæet sender et trip-signal til kredsløbsbryderen for at isolere den. Relæet kan også vise fejlparametre som fejlstrøm, spænding, resistens, reaktans og fejldistance på skærmen.

Fejldistance er afstanden fra relæet til fejlen, anslået ved at multiplicere den målte impedans med linjeimpedansen pr. kilometer. For eksempel, hvis den målte impedans er 10 ohm og linjeimpedansen pr. kilometer er 0,4 ohm/km, er fejldistance 10 x 0,4 = 4 km. At vide dette hjælper med at lokalisere og reparere fejlen hurtigt.

Afstandsbeskyttelsesrelæ

Måler impedans for at opdage fejl og sender et trip-signal for at isolere den defekte sektion.

Firkantegenskab

Afstandsbeskyttelsesrelæer kan have forskellige driftsegenskaber, herunder cirkulære, mho, firkantede eller mangekantede. Firkantegenskaben er populær i moderne numeriske relæer på grund af dens fleksibilitet og nøjagtighed i indstilling af beskyttelseszoner.

En firkantegenskab er en parallelogramformet graf, der definerer beskyttelseszonen for relæet. Grafen har fire akser: fremadløbende resistens (R F), baglæns resistens (R B), fremadløbende reaktans (X F) og baglæns reaktans (X B). Grafen har også en hældningsvinkel kaldet relækarakteristisk vinkel (RCA), der bestemmer formen af parallelogrammet.

Firkantegenskaben kan tegnes ved at bruge følgende trin:

• Indstil R F-værdien på den positive X-akse og R B-værdien på den negative X-akse.

• Indstil X F-værdien på den positive Y-akse og X B-værdien på den negative Y-akse.

• Tegn en linje fra R F til X F med en hældning af RCA.

• Tegn en linje fra R B til X B med en hældning af RCA.

• Udfyld parallelogrammet ved at forbinde R F med R B og X F med X B.

Beskyttelseszonen ligger inde i parallelogrammet, hvilket betyder, at hvis den målte impedans falder inden for dette område, vil relæet trippe. Firkantegenskaben kan dække fire kvadranter af drift:

• Første kvadrant (R- og X-værdier er positive): Denne kvadrant repræsenterer en induktiv last og en fremadløbende fejl fra relæet.

• Anden kvadrant (R er negativ og X er positiv): Denne kvadrant repræsenterer en kapacitiv last og en baglæns fejl fra relæet.

• Tredje kvadrant (R- og X-værdier er negative): Denne kvadrant repræsenterer en induktiv last og en baglæns fejl fra relæet.

• Fjerde kvadrant (R er positiv og X er negativ): Denne kvadrant repræsenterer en kapacitiv last og en fremadløbende fejl fra relæet.

Driftszoner

Afstandsbeskyttelsesrelæer har forskellige driftszoner, defineret af impedansindstillinger og tidsforsinkelser. Disse zoner koordinerer med andre relæer for at give backup-beskyttelse for nabo-ledninger.

De typiske driftszoner for et afstandsbeskyttelsesrelæ er:

• Zone 1: Denne zone dækker 80% til 90% af ledningslængden og har ingen tidsforsinkelse. Den giver primær beskyttelse for fejl inden for denne zone og tripper øjeblikkeligt.

• Zone 2: Denne zone dækker 100% til 120% af ledningslængden og har en kort tidsforsinkelse (normalt 0,3 til 0,5 sekunder). Den giver backup-beskyttelse for fejl uden for zone 1 eller i nabo-ledninger.

• Zone 3: Denne zone dækker 120% til 150% af ledningslængden og har en længere tidsforsinkelse (normalt 1 til 2 sekunder). Den giver backup-beskyttelse for fejl uden for zone 2 eller i fjerne ledninger.

• Nogle relæer kan også have yderligere zoner, som Zone 4 for belastningsindtrængen eller Zone 5 for overreach-fejl.

Udvælgelseskriterier

• Vælg numeriske relæer frem for elektromekaniske eller statiske relæer for bedre ydeevne, funktionalitet, fleksibilitet og diagnostik

• Vælg afstandsbeskyttelsesrelæer frem for overstrøms- eller differentielbeskyttelsesrelæer for lange eller komplekse ledninger

• Vælg firkantegenskaber frem for cirkulære eller mho-egenskaber for mere nøjagtighed og tilpasningsevne

• Vælg lavenergi analog sensorinput frem for konventionelle strøm/spændingsinput for reduceret størrelse, vægt og sikkerhedshindringer.

• Vælg bueflamme-detectionsrelæer frem for konventionelle relæer for hurtigere tripping og personalesikkerhed.

Konklusion

Feederbeskyttelsesrelæer er vigtige enheder, der beskytter strømforsyningsledninger mod forskellige typer fejl. De kan forbedre strømforsyningsreliabilitet, sikkerhed og effektivitet ved hurtigt at opdage og isolere fejl, forebygge skade på udstyr og minimere strømafbrydelser.

En af de mest almindelige typer feederbeskyttelsesrelæer er afstandsbeskyttelsesrelæet, der måler impedansen i ledningen ved hjælp af spændings- og strøminput fra det tilsvarende potentiometret og strømtransformator. Det sammenligner den målte impedans med en forudindstillet værdi, der repræsenterer den maksimale tilladte impedans for normal drift. Hvis den målte impedans er lavere end indstillingen, betyder det, at der er en fejl i ledningen, og relæet vil sende et trip-signal til kredsløbsbryderen for at isolere fejlen.

Afstandsbeskyttelsesrelæet kan have forskellige driftsegenskaber, som cirkulære, mho, firkantede eller mangekantede. En firkantegenskab er en populær valgmulighed for moderne numeriske relæer, da den tilbyder mere fleksibilitet og nøjagtighed i indstilling af beskyttelseszoner.

En firkantegenskab er en parallelogramformet graf, der definerer beskyttelseszonen for relæet. Grafen har fire akser: fremadløbende resistens (R F), baglæns resistens (R B), fremadløbende reaktans (X F) og baglæns reaktans (X B). Grafen har også en hældningsvinkel kaldet relækarakteristisk vinkel (RCA), der bestemmer formen af parallelogrammet.