Реле защиты линии

Определение реле защиты линии питания

Реле защиты линии питания определяется как устройство, которое защищает линии питания энергосистемы от таких неисправностей, как короткие замыкания и перегрузки.

Оно измеряет импеданс (Z) линии питания, используя входные значения напряжения (V) и тока (I) от потенциального трансформатора (PT) и токового трансформатора (CT). Импеданс вычисляется путем деления напряжения на ток: Z = V/I.

Реле сравнивает измеренный импеданс с предварительно установленным значением, которое представляет собой максимально допустимый импеданс для нормальной работы. Если измеренный импеданс ниже, это означает наличие неисправности, и реле отправляет сигнал на отключение к выключателю для его изоляции. Реле также может показывать параметры неисправности, такие как ток неисправности, напряжение, сопротивление, реактивное сопротивление и расстояние до неисправности, на своем экране.

Расстояние до неисправности — это расстояние от реле до места неисправности, которое оценивается путем умножения измеренного импеданса на импеданс линии на километр. Например, если измеренный импеданс составляет 10 ом, а импеданс линии на километр составляет 0,4 ом/км, то расстояние до неисправности равно 10 x 0,4 = 4 км. Знание этого помогает быстро обнаружить и устранить неисправность.

Реле дистанционной защиты

Измеряет импеданс для обнаружения неисправностей и отправляет сигнал на отключение для изоляции поврежденного участка.

Четырехугольная характеристика

Реле дистанционной защиты могут иметь различные рабочие характеристики, включая круговые, монго-хаус, четырехугольные или многоугольные. Четырехугольная характеристика популярна в современных числовых реле благодаря своей гибкости и точности при настройке зон защиты.

Четырехугольная характеристика представляет собой график в форме параллелограмма, который определяет защитную зону реле. График имеет четыре оси: прямое сопротивление (R F), обратное сопротивление (R B), прямое реактивное сопротивление (X F) и обратное реактивное сопротивление (X B). График также имеет угол наклона, называемый углом характеристики реле (RCA), который определяет форму параллелограмма.

Четырехугольная характеристика может быть построена, следуя следующим шагам:

• Установите значение R F на положительной оси X и значение R B на отрицательной оси X.

• Установите значение X F на положительной оси Y и значение X B на отрицательной оси Y.

• Нарисуйте линию от R F до X F с углом наклона RCA.

• Нарисуйте линию от R B до X B с углом наклона RCA.

• Завершите параллелограмм, соединив R F с R B и X F с X B.

Защитная зона находится внутри параллелограмма, что означает, что если измеренный импеданс попадает в эту область, реле срабатывает. Четырехугольная характеристика может покрывать четыре квадранта работы:

• Первый квадрант (значения R и X положительны): этот квадрант представляет индуктивную нагрузку и прямую неисправность от реле.

• Второй квадрант (R отрицательно, X положительно): этот квадрант представляет емкостную нагрузку и обратную неисправность от реле.

• Третий квадрант (значения R и X отрицательны): этот квадрант представляет индуктивную нагрузку и обратную неисправность от реле.

• Четвертый квадрант (R положительно, X отрицательно): этот квадрант представляет емкостную нагрузку и прямую неисправность от реле.

Зоны работы

Реле дистанционной защиты имеют различные зоны работы, определенные настройками импеданса и временными задержками. Эти зоны координируются с другими реле, чтобы обеспечивать резервную защиту для соседних линий питания.

Типичные зоны работы для реле дистанционной защиты:

• Зона 1: эта зона покрывает 80% до 90% длины линии питания и не имеет временной задержки. Она обеспечивает основную защиту для неисправностей в этой зоне и срабатывает мгновенно.

• Зона 2: эта зона покрывает 100% до 120% длины линии питания и имеет короткую временную задержку (обычно 0,3 до 0,5 секунды). Она обеспечивает резервную защиту для неисправностей за пределами зоны 1 или на смежных линиях питания.

• Зона 3: эта зона покрывает 120% до 150% длины линии питания и имеет более длинную временную задержку (обычно 1 до 2 секунды). Она обеспечивает резервную защиту для неисправностей за пределами зоны 2 или на удаленных линиях питания.

• Некоторые реле также могут иметь дополнительные зоны, такие как зона 4 для вторжения нагрузки или зона 5 для выходящих за пределы неисправностей.

Критерии выбора

• Выбирайте числовые реле вместо электромеханических или статических реле для лучшей производительности, функциональности, гибкости и диагностики.

• Выбирайте реле дистанционной защиты вместо реле перегрузки по току или дифференциальной защиты для длинных или сложных линий питания.

• Выбирайте четырехугольные характеристики вместо круговых или монго-хаус характеристик для большей точности и адаптивности.

• Выбирайте низкоэнергетические аналоговые входы датчиков вместо традиционных входов тока/напряжения для уменьшения размеров, веса и рисков безопасности.

• Выбирайте реле обнаружения дуговых пробоев вместо традиционных реле для более быстрого срабатывания и безопасности персонала.

Заключение

Реле защиты линий питания являются важными устройствами, которые защищают линии питания энергосистемы от различных типов неисправностей. Они могут улучшить надежность, безопасность и эффективность энергосистемы, быстро обнаруживая и изолируя неисправности, предотвращая повреждение оборудования и минимизируя перебои в подаче электроэнергии.

Одним из самых распространенных типов реле защиты линий питания является реле дистанционной защиты, которое измеряет импеданс линии питания, используя входные значения напряжения и тока от соответствующего потенциального трансформатора и токового трансформатора. Оно сравнивает измеренный импеданс с предварительно установленным значением, которое представляет собой максимально допустимый импеданс для нормальной работы. Если измеренный импеданс ниже установленного значения, это означает, что на линии питания есть неисправность, и реле отправляет сигнал на отключение к выключателю для изоляции неисправности.

Реле дистанционной защиты может иметь различные рабочие характеристики, такие как круговые, монго-хаус, четырехугольные или многоугольные. Четырехугольная характеристика является популярным выбором для современных числовых реле, так как она предлагает больше гибкости и точности при настройке зон защиты.

Четырехугольная характеристика представляет собой график в форме параллелограмма, который определяет защитную зону реле. График имеет четыре оси: прямое сопротивление (R F), обратное сопротивление (R B), прямое реактивное сопротивление (X F) и обратное реактивное сопротивление (X B). График также имеет угол наклона, называемый углом характеристики реле (RCA), который определяет форму параллелограмма.