Relais de protection de ligne

تعریف رله حفاظت فیدر

رله حفاظت فیدر به عنوان دستگاهی تعریف می‌شود که فیدرهای سیستم برق را از خطاهایی مانند خازن کوتاه و بار زیاد محافظت می‌کند.

این دستگاه مقاومت (Z) خط فیدر را با استفاده از ورودی‌های ولتاژ (V) و جریان (I) از ترانسفورماتور پتانسیل (PT) و ترانسفورماتور جریان (CT) اندازه‌گیری می‌کند. مقاومت با تقسیم ولتاژ بر جریان محاسبه می‌شود: Z = V/I.

رله مقاومت اندازه‌گیری شده را با مقدار پیش‌فرضی که نمایانگر بیشترین مقاومت مجاز برای عملکرد عادی است، مقایسه می‌کند. اگر مقاومت اندازه‌گیری شده کمتر باشد، یعنی خطایی وجود دارد و رله سیگنال قطع را به قاطع مدار ارسال می‌کند تا آن را جدا کند. رله می‌تواند پارامترهای خطا مانند جریان خطا، ولتاژ، مقاومت، واکنش و فاصله خطا را روی صفحه نمایش خود نشان دهد.

فاصله خطا فاصله از رله تا محل خطا است که با ضرب مقاومت اندازه‌گیری شده در مقاومت خط به ازای هر کیلومتر تخمین زده می‌شود. به عنوان مثال، اگر مقاومت اندازه‌گیری شده ۱۰ اهم باشد و مقاومت خط به ازای هر کیلومتر ۰٫۴ اهم/کیلومتر باشد، فاصله خطا ۱۰ × ۰٫۴ = ۴ کیلومتر خواهد بود. داشتن این اطلاعات به موقعیت‌یابی و تعمیر خطا کمک می‌کند.

رله حفاظت فاصله

مقاومت را اندازه‌گیری می‌کند تا خطا را تشخیص دهد و سیگنال قطع را برای جدا کردن بخش خراب ارسال می‌کند.

ویژگی مستطیلی

رله‌های حفاظت فاصله می‌توانند ویژگی‌های عملکردی مختلفی داشته باشند، از جمله دایره‌ای، مو، مستطیلی یا چندضلعی. ویژگی مستطیلی در رله‌های عددی مدرن به دلیل انعطاف‌پذیری و دقت بالا در تنظیم مناطق حفاظت محبوب است.

ویژگی مستطیلی یک نمودار موازی است که منطقه حفاظت رله را تعریف می‌کند. این نمودار چهار محور دارد: مقاومت جلو (R F)، مقاومت عقب (R B)، واکنش جلو (X F) و واکنش عقب (X B). نمودار همچنین زاویه‌ای به نام زاویه مشخصه رله (RCA) دارد که شکل موازی را تعیین می‌کند.

ویژگی مستطیلی می‌تواند با استفاده از مراحل زیر رسم شود:

• مقدار R F را روی محور X مثبت و مقدار R B را روی محور X منفی تنظیم کنید.

• مقدار X F را روی محور Y مثبت و مقدار X B را روی محور Y منفی تنظیم کنید.

• خطی از R F به X F با شیب RCA رسم کنید.

• خطی از R B به X B با شیب RCA رسم کنید.

• موازی را با اتصال R F به R B و X F به X B کامل کنید.

منطقه حفاظت داخل موازی است که به این معناست که اگر مقاومت اندازه‌گیری شده در این منطقه قرار گیرد، رله قطع خواهد شد. ویژگی مستطیلی می‌تواند چهار چهارم عملکرد را پوشش دهد:

• چهارم اول (مقادیر R و X مثبت): این چهارم نمایانگر بار القایی و خطا جلوی رله است.

• چهارم دوم (R منفی و X مثبت): این چهارم نمایانگر بار ظرفیتی و خطا عقب رله است.

• چهارم سوم (مقادیر R و X منفی): این چهارم نمایانگر بار القایی و خطا عقب رله است.

• چهارم چهارم (R مثبت و X منفی): این چهارم نمایانگر بار ظرفیتی و خطا جلوی رله است.

مناطق عملکرد

رله‌های حفاظت فاصله مناطق عملکرد مختلفی دارند که با تنظیمات مقاومت و تأخیر زمانی تعریف می‌شوند. این مناطق با رله‌های دیگر هماهنگ می‌شوند تا حفاظت پشتیبان برای فیدرهای مجاور فراهم کنند.

مناطق عملکرد معمول برای رله حفاظت فاصله عبارتند از:

• منطقه ۱: این منطقه ۸۰٪ تا ۹۰٪ طول فیدر را پوشش می‌دهد و تأخیر زمانی ندارد. این منطقه حفاظت اولیه برای خطاها در این منطقه را فراهم می‌کند و بلافاصله قطع می‌کند.

• منطقه ۲: این منطقه ۱۰۰٪ تا ۱۲۰٪ طول فیدر را پوشش می‌دهد و تأخیر زمانی کوتاهی (معمولاً ۰٫۳ تا ۰٫۵ ثانیه) دارد. این منطقه حفاظت پشتیبان برای خطاها فراتر از منطقه ۱ یا در فیدرهای مجاور فراهم می‌کند.

• منطقه ۳: این منطقه ۱۲۰٪ تا ۱۵۰٪ طول فیدر را پوشش می‌دهد و تأخیر زمانی طولانی‌تری (معمولاً ۱ تا ۲ ثانیه) دارد. این منطقه حفاظت پشتیبان برای خطاها فراتر از منطقه ۲ یا در فیدرهای دوردست فراهم می‌کند.

• برخی رله‌ها ممکن است مناطق اضافی داشته باشند، مانند منطقه ۴ برای تجاوز بار یا منطقه ۵ برای خطاها فراتر از حد.

معیارهای انتخاب

• رله‌های عددی را برای عملکرد بهتر، قابلیت‌های بیشتر، انعطاف‌پذیری و تشخیص از رله‌های الکترومکانیکی یا ایستا انتخاب کنید.

• برای فیدرهای طولانی یا پیچیده، رله‌های حفاظت فاصله را برای حفاظت از جریان بیش از حد یا دیفرانسیل انتخاب کنید.

• برای دقت و انعطاف‌پذیری بیشتر، ویژگی مستطیلی را برای حفاظت دایره‌ای یا مو انتخاب کنید.

• برای کاهش اندازه، وزن و خطرات ایمنی، ورودی‌های سنسور آنالوگ با انرژی پایین را برای ورودی‌های جریان/ولتاژ معمولی انتخاب کنید.

• برای قطع سریع‌تر و ایمنی کارکنان، رله‌های تشخیص قوس الکتریکی را برای رله‌های معمولی انتخاب کنید.

نتیجه‌گیری

رله‌های حفاظت فیدر دستگاه‌های مهمی هستند که فیدرهای سیستم برق را از انواع مختلف خطا محافظت می‌کنند. آن‌ها می‌توانند قابلیت اطمینان، امنیت و کارایی سیستم برق را با تشخیص و جدا کردن سریع خطاها، جلوگیری از آسیب به تجهیزات و کاهش قطع برق بهبود بخشند.

یکی از متداول‌ترین انواع رله‌های حفاظت فیدر، رله حفاظت فاصله است که مقاومت خط فیدر را با استفاده از ورودی‌های ولتاژ و جریان از ترانسفورماتور پتانسیل و ترانسفورماتور جریان متناظر اندازه‌گیری می‌کند. این رله مقاومت اندازه‌گیری شده را با مقدار تنظیم شده پیش‌فرض که نمایانگر بیشترین مقاومت مجاز برای عملکرد عادی است، مقایسه می‌کند. اگر مقاومت اندازه‌گیری شده کمتر از مقدار تنظیم شده باشد، یعنی خطایی در خط فیدر وجود دارد و رله سیگنال قطع را به قاطع مدار ارسال می‌کند تا خطا را جدا کند.

رله حفاظت فاصله می‌تواند ویژگی‌های عملکردی مختلفی داشته باشد، مانند دایره‌ای، مو، مستطیلی یا چندضلعی. ویژگی مستطیلی یک انتخاب محبوب برای رله‌های عددی مدرن است زیرا بیشتر انعطاف‌پذیری و دقت در تنظیم مناطق حفاظت را ارائه می‌دهد.

ویژگی مستطیلی یک نمودار موازی‌شکل است که منطقه حفاظت رله را تعریف می‌کند. این نمودار چهار محور دارد: مقاومت جلو (R F)، مقاومت عقب (R B)، واکنش جلو (X F) و واکنش عقب (X B). نمودار همچنین زاویه‌ای به نام زاویه مشخصه رله (RCA) دارد که شکل موازی را تعیین می‌کند.