Voedingslijnbeveiligingsrelais

Definitie van voedingslijnbeschermingsrelais

Een voedingslijnbeschermingsrelais wordt gedefinieerd als een apparaat dat voedingslijnen in het elektriciteitsnet beschermt tegen storingen zoals kortsluitingen en overbelasting.

Het meet de impedantie (Z) van de voedingslijn met behulp van spanning (V) en stroom (I) ingangen van de spanningsversterker (PT) en stroomversterker (CT). Impedantie wordt berekend door de spanning te delen door de stroom: Z = V/I.

Het relais vergelijkt de gemeten impedantie met een vooraf ingestelde waarde die de maximale toegestane impedantie voor normale werking vertegenwoordigt. Als de gemeten impedantie lager is, is er een storing, en stuurt het relais een uitschakel-signaal naar de schakelaar om deze te isoleren. Het relais kan ook foutparameters zoals foutstroom, spanning, weerstand, reactantie en afstand tot de storing op zijn scherm weergeven.

De foutafstand is de afstand van het relais tot de storing, geschat door de gemeten impedantie te vermenigvuldigen met de lijnimpedantie per kilometer. Bijvoorbeeld, als de gemeten impedantie 10 ohm is en de lijnimpedantie per kilometer 0,4 ohm/km, dan is de foutafstand 10 x 0,4 = 4 km. Deze kennis helpt bij het snel lokaliseren en herstellen van de storing.

Afstandsbeschermingsrelais

Meet impedantie om storingen te detecteren en stuurt een uitschakel-signaal om het defecte gedeelte te isoleren.

Vierhoekige karakteristiek

Afstandsbeschermingsrelais kunnen verschillende werkingskarakteristieken hebben, waaronder cirkelvormig, mho, vierhoekig of veelhoekig. De vierhoekige karakteristiek is populair in moderne numerieke relais vanwege de flexibiliteit en nauwkeurigheid bij het instellen van beschermingszones.

Een vierhoekige karakteristiek is een parallellogramvormig diagram dat de beschermingszone van het relais definieert. Het diagram heeft vier assen: voorwaartse weerstand (R F), achterwaartse weerstand (R B), voorwaartse reactantie (X F) en achterwaartse reactantie (X B). Het diagram heeft ook een hellingshoek genaamd de relaiskarakteristiekhelling (RCA), die de vorm van het parallellogram bepaalt.

De vierhoekige karakteristiek kan worden geplot met de volgende stappen:

• Stel de R F-waarde in op de positieve X-as en de R B-waarde op de negatieve X-as.

• Stel de X F-waarde in op de positieve Y-as en de X B-waarde op de negatieve Y-as.

• Teken een lijn van R F naar X F met een helling van RCA.

• Teken een lijn van R B naar X B met een helling van RCA.

• Voltooi het parallellogram door R F met R B en X F met X B te verbinden.

De beschermingszone bevindt zich binnen het parallellogram, wat betekent dat als de gemeten impedantie binnen dit gebied valt, het relais zal uitschakelen. De vierhoekige karakteristiek kan vier kwadranten van werking bestrijken:

• Eerste kwadrant (R en X waarden zijn positief): Dit kwadrant vertegenwoordigt een inductieve belasting en een voorwaartse storing vanaf het relais.

• Tweede kwadrant (R is negatief en X is positief): Dit kwadrant vertegenwoordigt een capacitaire belasting en een achterwaartse storing vanaf het relais.

• Derde kwadrant (R en X waarden zijn negatief): Dit kwadrant vertegenwoordigt een inductieve belasting en een achterwaartse storing vanaf het relais.

• Vierde kwadrant (R is positief en X is negatief): Dit kwadrant vertegenwoordigt een capacitaire belasting en een voorwaartse storing vanaf het relais.

Werkingzones

Afstandsbeschermingsrelais hebben verschillende werkingzones, gedefinieerd door impedantie-instellingen en tijdsvertragingen. Deze zones coördineren met andere relais om back-upbescherming te bieden voor aangrenzende voedingslijnen.

De typische werkingzones voor een afstandsbeschermingsrelais zijn:

• Zone 1: Deze zone bestrijkt 80% tot 90% van de lengte van de voedingslijn en heeft geen tijdsvertraging. Het biedt primaire bescherming voor storingen binnen deze zone en schakelt onmiddellijk uit.

• Zone 2: Deze zone bestrijkt 100% tot 120% van de lengte van de voedingslijn en heeft een korte tijdsvertraging (meestal 0,3 tot 0,5 seconden). Het biedt back-upbescherming voor storingen buiten zone 1 of in aangrenzende voedingslijnen.

• Zone 3: Deze zone bestrijkt 120% tot 150% van de lengte van de voedingslijn en heeft een langere tijdsvertraging (meestal 1 tot 2 seconden). Het biedt back-upbescherming voor storingen buiten zone 2 of in afgelegen voedingslijnen.

• Sommige relais kunnen ook extra zones hebben, zoals Zone 4 voor belastingsinbreuk of Zone 5 voor overschrijdingsstoringen.

Selectiecriteria

• Kies numerieke relais boven elektromechanische of statische relais voor betere prestaties, functionaliteit, flexibiliteit en diagnostiek.

• Kies afstandsbeschermingsrelais boven overstromings- of differentiële beschermingsrelais voor lange of complexe voedingslijnen.

• Kies vierhoekige karakteristieken boven cirkelvormige of mho-karakteristieken voor meer nauwkeurigheid en aanpasbaarheid.

• Kies laagenergie analoge sensor-ingangen boven conventionele stroom/spanning-ingangen voor verminderde grootte, gewicht en veiligheidsrisico's.

• Kies boogflitsdetectierelais boven conventionele relais voor snellere uitschakeling en persoonlijke veiligheid.

Conclusie

Voedingslijnbeschermingsrelais zijn cruciale apparaten die voedingslijnen in het elektriciteitsnet beschermd tegen verschillende soorten storingen. Ze kunnen de betrouwbaarheid, veiligheid en efficiëntie van elektriciteitsnetwerken verbeteren door storingen snel te detecteren en te isoleren, schade aan apparatuur te voorkomen en stroomonderbrekingen te minimaliseren.

Een van de meest voorkomende types voedingslijnbeschermingsrelais is het afstandsbeschermingsrelais, dat de impedantie van de voedingslijn meet met behulp van de spanning en stroom-ingangen van de corresponderende spanningsversterker en stroomversterker. Het vergelijkt de gemeten impedantie met een vooraf ingestelde waarde, die de maximale toegestane impedantie voor normale werking vertegenwoordigt. Als de gemeten impedantie lager is dan de ingestelde waarde, betekent dit dat er een storing op de voedingslijn is, en het relais stuurt een uitschakel-signaal naar de schakelaar om de storing te isoleren.

Het afstandsbeschermingsrelais kan verschillende werkingskarakteristieken hebben, zoals cirkelvormig, mho, vierhoekig of veelhoekig. Een vierhoekige karakteristiek is een populaire keuze voor moderne numerieke relais omdat het meer flexibiliteit en nauwkeurigheid biedt bij het instellen van de beschermingszones.

Een vierhoekige karakteristiek is een parallellogramvormig diagram dat de beschermingszone van het relais definieert. Het diagram heeft vier assen: voorwaartse weerstand (R F), achterwaartse weerstand (R B), voorwaartse reactantie (X F) en achterwaartse reactantie (X B). Het diagram heeft ook een hellingshoek genaamd de relaiskarakteristiekhelling (RCA), die de vorm van het parallellogram bepaalt.