Speiseschutzrelais

Definition des Speiseleitungs-Schutzrelais

Ein Speiseleitungs-Schutzrelais ist ein Gerät, das die Leitungen des Stromnetzes vor Fehlern wie Kurzschlüssen und Überlastungen schützt.

Es misst den Widerstand (Z) der Speiseleitung mithilfe von Spannungs- (V) und Stromwerten (I), die vom Spannungswandler (PT) und dem Stromwandler (CT) geliefert werden. Der Widerstand wird berechnet, indem die Spannung durch den Strom geteilt wird: Z = V/I.

Das Relais vergleicht den gemessenen Widerstand mit einem voreingestellten Wert, der den maximal zulässigen Widerstand für den normalen Betrieb repräsentiert. Wenn der gemessene Widerstand niedriger ist, liegt ein Fehler vor, und das Relais sendet ein Ausschaltkommando an den Schaltkreis, um diesen zu isolieren. Das Relais kann auch Fehlerparameter wie Fehlerstrom, Spannung, Widerstand, Blindwiderstand und Fehlerdistanz auf seinem Display anzeigen.

Die Fehlerdistanz ist der Abstand vom Relais zum Fehler, der durch Multiplikation des gemessenen Widerstands mit dem Leitungswiderstand pro Kilometer geschätzt wird. Zum Beispiel, wenn der gemessene Widerstand 10 Ohm beträgt und der Leitungswiderstand pro Kilometer 0,4 Ohm/km, dann beträgt die Fehlerdistanz 10 x 0,4 = 4 km. Dieses Wissen hilft, den Fehler schnell zu lokalisieren und zu beheben.

Entfernungsschutzrelais

Misst den Widerstand, um Fehler zu erkennen, und sendet ein Ausschaltkommando, um den defekten Abschnitt zu isolieren.

Viereckige Charakteristik

Entfernungsschutzrelais können verschiedene Arbeitscharakteristiken haben, einschließlich kreisförmig, mho, viereckig oder polygonal. Die viereckige Charakteristik ist in modernen numerischen Relais wegen ihrer Flexibilität und Genauigkeit bei der Einstellung von Schutzbereichen beliebt.

Eine viereckige Charakteristik ist ein parallelogrammförmiger Graph, der den Schutzbereich des Relais definiert. Der Graph hat vier Achsen: Vorwärts-Widerstand (R F), Rückwärts-Widerstand (R B), Vorwärts-Blindwiderstand (X F) und Rückwärts-Blindwiderstand (X B). Der Graph hat auch einen Neigungswinkel, genannt Relaischarakteristikwinkel (RCA), der die Form des Parallelogramms bestimmt.

Die viereckige Charakteristik kann durch die folgenden Schritte gezeichnet werden:

• Setzen Sie den R F-Wert auf der positiven X-Achse und den R B-Wert auf der negativen X-Achse.

• Setzen Sie den X F-Wert auf der positiven Y-Achse und den X B-Wert auf der negativen Y-Achse.

• Zeichnen Sie eine Linie von R F zu X F mit einer Steigung von RCA.

• Zeichnen Sie eine Linie von R B zu X B mit einer Steigung von RCA.

• Vervollständigen Sie das Parallelogramm, indem Sie R F mit R B und X F mit X B verbinden.

Der Schutzbereich befindet sich innerhalb des Parallelogramms, was bedeutet, dass, wenn der gemessene Widerstand in diesem Bereich fällt, das Relais auslösen wird. Die viereckige Charakteristik kann vier Quadranten des Betriebs abdecken:

• Erster Quadrant (R- und X-Werte sind positiv): Dieser Quadrant stellt eine induktive Last und einen Vorwärtsfehler vom Relais dar.

• Zweiter Quadrant (R ist negativ und X ist positiv): Dieser Quadrant stellt eine kapazitive Last und einen Rückwärtsfehler vom Relais dar.

• Dritter Quadrant (R- und X-Werte sind negativ): Dieser Quadrant stellt eine induktive Last und einen Rückwärtsfehler vom Relais dar.

• Vierter Quadrant (R ist positiv und X ist negativ): Dieser Quadrant stellt eine kapazitive Last und einen Vorwärtsfehler vom Relais dar.

Bereiche des Betriebs

Entfernungsschutzrelais haben unterschiedliche Bereiche des Betriebs, die durch Widerstandseinstellungen und Zeitverzögerungen definiert sind. Diese Bereiche koordinieren sich mit anderen Relais, um eine Rückfallabsicherung für benachbarte Leitungen zu bieten.

Die typischen Bereiche des Betriebs für ein Entfernungsschutzrelais sind:

• Zone 1: Diese Zone deckt 80% bis 90% der Leitungslänge ab und hat keine Zeitverzögerung. Sie bietet primären Schutz für Fehler in dieser Zone und löst sofort aus.

• Zone 2: Diese Zone deckt 100% bis 120% der Leitungslänge ab und hat eine kurze Zeitverzögerung (normalerweise 0,3 bis 0,5 Sekunden). Sie bietet Rückfallabsicherung für Fehler jenseits von Zone 1 oder in benachbarten Leitungen.

• Zone 3: Diese Zone deckt 120% bis 150% der Leitungslänge ab und hat eine längere Zeitverzögerung (normalerweise 1 bis 2 Sekunden). Sie bietet Rückfallabsicherung für Fehler jenseits von Zone 2 oder in entfernten Leitungen.

• Manche Relais können auch zusätzliche Zonen haben, wie Zone 4 für Lastübergriffe oder Zone 5 für überreiche Fehler.

Auswahlkriterien

• Wählen Sie numerische Relais gegenüber elektromechanischen oder statischen Relais für bessere Leistung, Funktionalität, Flexibilität und Diagnosemöglichkeiten.

• Wählen Sie Entfernungsschutzrelais gegenüber Überstrom- oder Differenzschutzrelais für lange oder komplexe Leitungen.

• Wählen Sie viereckige Charakteristiken gegenüber kreisförmigen oder mho-Charakteristiken für höhere Genauigkeit und Anpassungsfähigkeit.

• Wählen Sie Niedrigenergie-Analogsensor-Eingänge gegenüber herkömmlichen Strom-/Spannungseingängen für reduzierte Größe, Gewicht und Sicherheitsrisiken.

• Wählen Sie Bogenlicht-Detektionsrelais gegenüber herkömmlichen Relais für schnelleres Auslösen und Personalsicherheit.

Fazit

Speiseleitungs-Schutzrelais sind wichtige Geräte, die die Leitungen des Stromnetzes vor verschiedenen Arten von Fehlern schützen. Sie können die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Effizienz des Stromnetzes verbessern, indem sie Fehler schnell erkennen und isolieren, Schäden an Ausrüstungen verhindern und Stromausfälle minimieren.

Eine der häufigsten Arten von Speiseleitungs-Schutzrelais ist das Entfernungsschutzrelais, das den Widerstand der Speiseleitung mithilfe der Spannungs- und Stromwerte vom entsprechenden Spannungswandler und Stromwandler misst. Es vergleicht den gemessenen Widerstand mit einem vordefinierten Einstellwert, der den maximal zulässigen Widerstand für den normalen Betrieb repräsentiert. Wenn der gemessene Widerstand niedriger als der Einstellwert ist, bedeutet dies, dass ein Fehler auf der Speiseleitung vorliegt, und das Relais sendet ein Ausschaltkommando an den Schaltkreis, um den Fehler zu isolieren.

Das Entfernungsschutzrelais kann verschiedene Arbeitscharakteristiken haben, wie kreisförmig, mho, viereckig oder polygonal. Eine viereckige Charakteristik ist eine beliebte Wahl für moderne numerische Relais, da sie mehr Flexibilität und Genauigkeit bei der Einstellung der Schutzbereiche bietet.

Eine viereckige Charakteristik ist ein parallelogrammförmiger Graph, der den Schutzbereich des Relais definiert. Der Graph hat vier Achsen: Vorwärts-Widerstand (R F), Rückwärts-Widerstand (R B), Vorwärts-Blindwiderstand (X F) und Rückwärts-Blindwiderstand (X B). Der Graph hat auch einen Neigungswinkel, genannt Relaischarakteristikwinkel (RCA), der die Form des Parallelogramms bestimmt.