Relé ng Proteksyon sa Feeder

Paglalarawan ng Feeder Protection Relay

Ang feeder protection relay ay isang aparato na nagbibigay proteksyon sa mga power system feeders mula sa mga pagkakamali tulad ng short circuits at overloads.

Nagmamasid ito ng impedance (Z) ng feeder line gamit ang voltage (V) at current (I) inputs mula sa potential transformer (PT) at current transformer (CT). Ang impedance ay nakalkula sa pamamagitan ng paghahati ng voltage sa current: Z = V/I.

Ang relay ay nagsusunod-sunod ng kasukat na impedance sa isang preset value na kumakatawan sa pinakamataas na pahintulot na impedance para sa normal na operasyon. Kung ang kasukat na impedance ay mas mababa, may pagkakamali, at magpapadala ang relay ng trip signal sa circuit breaker upang mailayo ito. Maaari rin ang relay na ipakita ang mga parameter ng pagkakamali tulad ng fault current, voltage, resistance, reactance, at fault distance sa screen nito.

Ang fault distance ay ang layo mula sa relay hanggang sa pagkakamali, na tinatantiya sa pamamagitan ng pagmu-multiply ng kasukat na impedance sa line impedance per kilometer. Halimbawa, kung ang kasukat na impedance ay 10 ohms at ang line impedance per kilometer ay 0.4 ohms/km, ang fault distance ay 10 x 0.4 = 4 km. Ang pagkilala rito ay tumutulong sa mabilis na pag-locate at pag-ayos ng pagkakamali.

Distance Protection Relay

Nagsusukat ng impedance upang matukoy ang mga pagkakamali at nagpapadala ng trip signal upang mailayo ang bahaging may pagkakamali.

Kuwadrilateral na Katangian

Maaaring magkaroon ng iba't ibang operating characteristics ang mga distance protection relays, kabilang ang circular, mho, kuwadrilateral, o polygonal. Ang kuwadrilateral na katangian ay sikat sa mga modernong numerical relays dahil sa kanyang flexibility at accuracy sa setting ng mga protection zones.

Ang kuwadrilateral na katangian ay isang paralelogram-shaped graph na naglalarawan ng protection zone ng relay. May apat na axis ang graph: forward resistance (R F), backward resistance (R B), forward reactance (X F), at backward reactance (X B). May slope angle din ang graph na tinatawag na relay characteristic angle (RCA), na nagpapatakda ng hugis ng paralelogram.

Maaaring ma-plot ang kuwadrilateral na katangian sa pamamagitan ng sumusunod na mga hakbang:

• Itakda ang R F value sa positive X-axis at ang R B value sa negative X-axis.

• Itakda ang X F value sa positive Y-axis at ang X B value sa negative Y-axis.

• Iguhit ang linya mula sa R F hanggang sa X F na may slope ng RCA.

• Iguhit ang linya mula sa R B hanggang sa X B na may slope ng RCA.

• Kumpleto ang paralelogram sa pamamagitan ng pag-uugnay ng R F sa R B at X F sa X B.

Ang protection zone ay nasa loob ng paralelogram, na nangangahulugan na kung ang kasukat na impedance ay nasa loob ng lugar na ito, ang relay ay mag-trip. Ang kuwadrilateral na katangian ay maaaring saklawin ang apat na quadrants ng operasyon:

• Unang quadrant (positive ang R at X values): Kinakatawan ng quadrant na ito ang inductive load at forward fault mula sa relay.

• Pangalawang quadrant (negative ang R at positive ang X): Kinakatawan ng quadrant na ito ang capacitive load at reverse fault mula sa relay.

• Pangatlong quadrant (negative ang R at X values): Kinakatawan ng quadrant na ito ang inductive load at reverse fault mula sa relay.

• Pang-apat na quadrant (positive ang R at negative ang X): Kinakatawan ng quadrant na ito ang capacitive load at forward fault mula sa relay.

Zones of Operation

May iba't ibang zones of operation ang mga distance protection relays, na inilalarawan ng mga setting ng impedance at time delays. Nagko-coordinate ang mga zone na ito sa iba pang relays upang magbigay ng backup protection para sa adjacent feeders.

Ang karaniwang zones of operation para sa distance protection relay ay:

• Zone 1: Saklawin ng zone na ito ang 80% hanggang 90% ng haba ng feeder at walang time delay. Ito ang nagbibigay ng primary protection para sa mga pagkakamali sa loob ng zone na ito at nag-trigger ng agad.

• Zone 2: Saklawin ng zone na ito ang 100% hanggang 120% ng haba ng feeder at may maikling time delay (karaniwang 0.3 hanggang 0.5 segundo). Ito ang nagbibigay ng backup protection para sa mga pagkakamali na labas ng Zone 1 o sa adjacent feeders.

• Zone 3: Saklawin ng zone na ito ang 120% hanggang 150% ng haba ng feeder at may mahabang time delay (karaniwang 1 hanggang 2 segundo). Ito ang nagbibigay ng backup protection para sa mga pagkakamali na labas ng Zone 2 o sa remote feeders.

• Maaaring mayroon pa ang ilang relays ng additional zones, tulad ng Zone 4 para sa load encroachment o Zone 5 para sa overreaching faults.

Mga Kriteryo sa Paggamit

• Piliin ang numerical relays kaysa sa electromechanical o static relays para sa mas mahusay na performance, functionality, flexibility, at diagnostics

• Piliin ang distance protection relays kaysa sa overcurrent o differential protection relays para sa mahabang o komplikadong feeders

• Piliin ang kuwadrilateral characteristics kaysa sa circular o mho characteristics para sa mas mataas na accuracy at adaptability

• Piliin ang low-energy analog sensor inputs kaysa sa conventional current/voltage inputs para sa mas maliit na sukat, timbang, at safety hazards.

• Piliin ang arc-flash detection relays kaysa sa conventional relays para sa mas mabilis na tripping at personnel safety.

Kasimpulan

Mahalagang aparato ang feeder protection relays na nagbibigay proteksyon sa mga power system feeders mula sa iba't ibang uri ng pagkakamali. Nakakatulong ito sa pag-improve ng reliability, security, at efficiency ng power system sa pamamagitan ng mabilis na pag-detect at pag-isolate ng mga pagkakamali, pag-prevent ng pinsala sa mga equipment, at pag-minimize ng power outages.

Isa sa mga pinaka-karaniwang uri ng feeder protection relays ay ang distance protection relay, na nagsusukat ng impedance ng feeder line gamit ang voltage at current inputs mula sa corresponding potential transformer at current transformer. Inuulat ito ang kasukat na impedance sa isang predefined setting value, na kumakatawan sa pinakamataas na pahintulot na impedance para sa normal na operasyon. Kung ang kasukat na impedance ay mas mababa kaysa sa setting value, nangangahulugan ito na may pagkakamali sa feeder line, at magpapadala ang relay ng trip signal sa circuit breaker upang mailayo ang pagkakamali.

Maaaring magkaroon ng iba't ibang operating characteristics ang distance protection relay, tulad ng circular, mho, kuwadrilateral, o polygonal. Ang kuwadrilateral na katangian ay isang sikat na pagpipilian para sa mga modernong numerical relays dahil sa kanyang higit na flexibility at accuracy sa setting ng mga protection zones.

Ang kuwadrilateral na katangian ay isang paralelogram-shaped graph na naglalarawan ng protection zone ng relay. May apat na axis ang graph: forward resistance (R F), backward resistance (R B), forward reactance (X F), at backward reactance (X B). May slope angle din ang graph na tinatawag na relay characteristic angle (RCA), na nagpapatakda ng hugis ng paralelogram.