Προστατευτικό Σύστημα Διανομής

Ορισμός Συσκευής Προστασίας Τροφοδοσίας

Η συσκευή προστασίας τροφοδοσίας ορίζεται ως συσκευή που προστατεύει τις γραμμές τροφοδοσίας του συστήματος ενέργειας από σφάλματα όπως κλειστοί διαχωρισμοί και υπερφορτώσεις.

Μετρά την αντίσταση (Z) της γραμμής τροφοδοσίας χρησιμοποιώντας τις εισόδους τάσης (V) και ρεύματος (I) από τον μετατροπέα δυναμικού (PT) και τον μετατροπέα ρεύματος (CT). Η αντίσταση υπολογίζεται διαιρώντας την τάση με το ρεύμα: Z = V/I.

Το ρελέ συγκρίνει τη μετρημένη αντίσταση με μια προκαθορισμένη τιμή που αντιπροσωπεύει τη μέγιστη επιτρεπτή αντίσταση για φυσιολογική λειτουργία. Αν η μετρημένη αντίσταση είναι χαμηλότερη, υπάρχει σφάλμα, και το ρελέ στέλνει ένα σήμα απόσβεσης στον διαχωριστή για να το απομονώσει. Το ρελέ μπορεί επίσης να εμφανίζει παράμετρους σφάλματος όπως το ρεύμα σφάλματος, την τάση, την αντίσταση, την αντίδραση και την απόσταση σφάλματος στην οθόνη του.

Η απόσταση σφάλματος είναι η απόσταση από το ρελέ μέχρι το σφάλμα, που εκτιμάται πολλαπλασιάζοντας τη μετρημένη αντίσταση με την αντίσταση της γραμμής ανά χιλιόμετρο. Για παράδειγμα, αν η μετρημένη αντίσταση είναι 10 Ω και η αντίσταση της γραμμής ανά χιλιόμετρο είναι 0.4 Ω/χλμ, η απόσταση σφάλματος είναι 10 x 0.4 = 4 χλμ. Η γνώση αυτή βοηθά στον ταχύτερο εντοπισμό και επισκευή του σφάλματος.

Ρελέ Προστασίας Απόστασης

Μετρά την αντίσταση για την ανίχνευση σφαλμάτων και στέλνει ένα σήμα απόσβεσης για την απομόνωση του εσφαλμένου τμήματος.

Χαρακτηριστικό Τετράπλευρο

Τα ρελέ προστασίας απόστασης μπορούν να έχουν διάφορα λειτουργικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένων των κυκλικών, mho, τετραπλεύρων ή πολυγωνικών. Το τετραπλεύρο χαρακτηριστικό είναι δημοφιλές σε σύγχρονα αριθμητικά ρελέ για την ευελιξία και ακρίβειά του στον καθορισμό περιοχών προστασίας.

Το τετραπλεύρο χαρακτηριστικό είναι ένας γράφος σε μορφή παραλληλόγραμμου που ορίζει την περιοχή προστασίας του ρελέ. Ο γράφος έχει τέσσερις άξονες: προσανατολισμένη αντίσταση (R F), αντίσταση προς την κατεύθυνση (R B), προσανατολισμένη αντίδραση (X F) και αντίδραση προς την κατεύθυνση (X B). Ο γράφος έχει επίσης γωνία κλίσης που ονομάζεται γωνία χαρακτηριστικού ρελέ (RCA), η οποία καθορίζει τη μορφή του παραλληλογράμμου.

Το τετραπλεύρο χαρακτηριστικό μπορεί να αναπαρασταθεί με την ακολούθηση των παρακάτω βημάτων:

• Ορίστε την τιμή R F στο θετικό X-άξονα και την τιμή R B στο αρνητικό X-άξονα.

• Ορίστε την τιμή X F στο θετικό Y-άξονα και την τιμή X B στο αρνητικό Y-άξονα.

• Ζευγάρωση από το R F στο X F με γωνία κλίσης RCA.

• Ζευγάρωση από το R B στο X B με γωνία κλίσης RCA.

• Ολοκλήρωση του παραλληλογράμμου ενώνοντας το R F με το R B και το X F με το X B.

Η περιοχή προστασίας είναι μέσα στο παραλληλόγραμμο, που σημαίνει ότι αν η μετρημένη αντίσταση πέφτει μέσα σε αυτή την περιοχή, τότε το ρελέ θα αποσβήσει. Το τετραπλεύρο χαρακτηριστικό μπορεί να καλύψει τέσσερις τεταρτοκύκλιους λειτουργίας:

• Πρώτος τεταρτοκύκλιος (τιμές R και X είναι θετικές): Αυτός ο τεταρτοκύκλιος αντιπροσωπεύει μια επαγωγική φορτία και ένα σφάλμα προς την κατεύθυνση του ρελέ.

• Δεύτερος τεταρτοκύκλιος (R είναι αρνητικό και X είναι θετικό): Αυτός ο τεταρτοκύκλιος αντιπροσωπεύει μια χωρητική φορτία και ένα σφάλμα αντίθετης κατεύθυνσης από το ρελέ.

• Τρίτος τεταρτοκύκλιος (τιμές R και X είναι αρνητικές): Αυτός ο τεταρτοκύκλιος αντιπροσωπεύει μια επαγωγική φορτία και ένα σφάλμα αντίθετης κατεύθυνσης από το ρελέ.

• Τέταρτος τεταρτοκύκλιος (R είναι θετικό και X είναι αρνητικό): Αυτός ο τεταρτοκύκλιος αντιπροσωπεύει μια χωρητική φορτία και ένα σφάλμα προς την κατεύθυνση του ρελέ.

Ζώνες Λειτουργίας

Τα ρελέ προστασίας απόστασης έχουν διάφορες ζώνες λειτουργίας, ορισμένες από τις ρυθμίσεις αντίστασης και χρονικές καθυστερήσεις. Αυτές οι ζώνες συντονίζονται με άλλα ρελέ για να παρέχουν εφεδρεία προστασία σε γειτονικές γραμμές τροφοδοσίας.

Οι τυπικές ζώνες λειτουργίας για ένα ρελέ προστασίας απόστασης είναι:

• Ζώνη 1: Αυτή η ζώνη καλύπτει το 80% έως 90% του μήκους της γραμμής τροφοδοσίας και δεν έχει χρονική καθυστέρηση. Παρέχει βασική προστασία για σφάλματα μέσα σε αυτή τη ζώνη και αποσβήνει αμέσως.

• Ζώνη 2: Αυτή η ζώνη καλύπτει το 100% έως 120% του μήκους της γραμμής τροφοδοσίας και έχει μικρή χρονική καθυστέρηση (συνήθως 0.3 έως 0.5 δευτερόλεπτα). Παρέχει εφεδρεία προστασία για σφάλματα πέρα από τη ζώνη 1 ή σε γειτονικές γραμμές τροφοδοσίας.

• Ζώνη 3: Αυτή η ζώνη καλύπτει το 120% έως 150% του μήκους της γραμμής τροφοδοσίας και έχει μεγαλύτερη χρονική καθυστέρηση (συνήθως 1 έως 2 δευτερόλεπτα). Παρέχει εφεδρεία προστασία για σφάλματα πέρα από τη ζώνη 2 ή σε μακρινές γραμμές τροφοδοσίας.

• Κάποια ρελέ μπορεί επίσης να έχουν επιπλέον ζώνες, όπως η Ζώνη 4 για εγκρόση φορτίου ή η Ζώνη 5 για σφάλματα υπερέκτασης.

Κριτήρια Επιλογής

• Επιλέξτε αριθμητικά ρελέ αντί για ηλεκτρομηχανικά ή στατικά ρελέ για καλύτερη απόδοση, λειτουργικότητα, ευελιξία και διάγνωση.

• Επιλέξτε ρελέ προστασίας απόστασης αντί για ρελέ προστασίας υπερφορτώσεων ή διαφορικής προστασίας για μακρές ή περίπλοκες γραμμές τροφοδοσίας.

• Επιλέξτε τετραπλεύρα χαρακτηριστικά αντί για κυκλικά ή mho χαρακτηριστικά για μεγαλύτερη ακρίβεια και προσαρμοστικότητα.

• Επιλέξτε ψηφιακές εισόδους αναλογικών αισθητήρων με χαμηλή ενέργεια αντί για συμβατικές εισόδους ρεύματος/τάσης για μειωμένο μέγεθος, βάρος και κινδύνους ασφάλειας.

• Επιλέξτε ρελέ ανίχνευσης αρκτικού φωτισμού αντί για συμβατικά ρελέ για γρηγορότερη απόσβεση και ασφάλεια του προσωπικού.

Συμπέρασμα

Τα ρελέ προστασίας τροφοδοσίας είναι σημαντικές συσκευές που προστατεύουν τις γραμμές τροφοδοσίας του συστήματος ενέργειας από διάφορα είδη σφαλμάτων. Μπορούν να βελτιώσουν την αξιοπιστία, την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα του συστήματος ενέργειας, καταναλώνοντας ταχύτερα και απομονώνοντας τα σφάλματα, προλαμβάνοντας την κατάρρευση εξοπλισμού και μειώνοντας τις διακοπές ενέργειας.

Ένα από τα πιο κοινά είδη ρελέ προστασίας τροφοδοσίας είναι το ρελέ προστασίας απόστασης, το οποίο μετρά την αντίσταση της γραμμής τροφοδοσίας χρησιμοποιώντας τις εισόδους τάσης και ρεύματος από τον αντίστοιχο μετατροπέα δυναμικού και τον μετατροπέα ρεύματος. Συγκρίνει τη μετρημένη αντίσταση με μια προκαθορισμένη τιμή, η οποία αντιπροσωπεύει τη μέγιστη επιτρεπτή αντίσταση για φυσιολογική λειτουργία. Αν η μετρημένη αντίσταση είναι χαμηλότερη από την προκαθορισμένη τιμή, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει σφάλμα στη γραμμή τροφοδοσίας, και το ρελέ θα στείλει ένα σήμα απόσβεσης στον διαχωριστή για να το απομονώσει.

Το ρελέ προστασίας απόστασης μπορεί να έχει διάφορα λειτουργικά χαρακτηριστικά, όπως κυκλικά, mho, τετραπλεύρων ή πολυγωνικών. Το τετραπλεύρο χαρακτηριστικό είναι μια δημοφιλής επιλογή για σύγχρονα αριθμητικά ρελέ λόγω της ευελιξίας και ακρίβειάς του στον καθορισμό των περιοχών πρ