Strömförsörjningsrelä
Definition av Feeder Protection Relay
Ett feeder protection relay definieras som en enhet som skyddar strömförsörjningssystemets feedrar mot fel som kortslut och överbelastning.
Det mäter feedrads linjeimpedansen (Z) genom att använda spännings- (V) och strömsignaler (I) från potentialtransformatorn (PT) och strömmetransformatorn (CT). Impedansen beräknas genom att dela spänningen med strömmen: Z = V/I.
Reläet jämför den mätta impedansen med ett förinställt värde som representerar den maximala tillåtna impedansen för normal drift. Om den mätta impedansen är lägre finns det ett fel, och reläet skickar ett trip-signal till brytaren för att isolera det. Reläet kan också visa felformer som felfström, spänning, resistans, reaktans och feldistans på sin skärm.
Feldistansen är avståndet från reläet till felet, uppskattat genom att multiplicera den mätta impedansen med linjeimpedansen per kilometer. Till exempel, om den mätta impedansen är 10 ohm och linjeimpedansen per kilometer är 0,4 ohm/km, är feldistansen 10 x 0,4 = 4 km. Att känna till detta hjälper till att snabbt lokalisera och reparera felet.
Distansskyddsrelä
Mäter impedans för att upptäcka fel och skickar ett trip-signal för att isolera den defekta delen.
Fyrhörningskarakteristik
Distansskyddsreläer kan ha olika driftkarakteristika, inklusive cirkulär, mho, fyrhörnings- eller polygonal. Fyrhörningskarakteristiken är populär i moderna numeriska reläer för sin flexibilitet och precision vid inställning av skyddsområden.
En fyrhörningskarakteristik är en parallellogramformad graf som definierar reläets skyddsområde. Grafen har fyra axlar: framåtriktad resistans (R F), bakåtriktad resistans (R B), framåtriktad reaktans (X F) och bakåtriktad reaktans (X B). Grafen har också en lutningsvinkel kallad reläkaraktaristikvinkel (RCA), vilken bestämmer parallellogrammens form.
Fyrhörningskarakteristiken kan plottas genom att använda följande steg:
Ställ in R F-värdet på den positiva X-axeln och R B-värdet på den negativa X-axeln.
Ställ in X F-värdet på den positiva Y-axeln och X B-värdet på den negativa Y-axeln.
Rita en linje från R F till X F med en lutning av RCA.
Rita en linje från R B till X B med en lutning av RCA.
Slutför parallellogrammen genom att ansluta R F till R B och X F till X B.
Skyddsområdet ligger inuti parallellogrammen, vilket betyder att om den mätta impedansen faller inom detta område, kommer reläet att trippa. Fyrhörningskarakteristiken kan täcka fyra kvadranter av drift:
Första kvadranten (R- och X-värden är positiva): Denna kvadrant representerar en induktiv belastning och ett framåtriktat fel från reläet.
Andra kvadranten (R är negativt och X är positivt): Denna kvadrant representerar en kapacitiv belastning och ett bakåtriktat fel från reläet.
Tredje kvadranten (R- och X-värden är negativa): Denna kvadrant representerar en induktiv belastning och ett bakåtriktat fel från reläet.
Fjärde kvadranten (R är positivt och X är negativt): Denna kvadrant representerar en kapacitiv belastning och ett framåtriktat fel från reläet.
Driftzoner
Distansskyddsreläer har olika driftzoner, definierade av impedansinställningar och tidsfördröjningar. Dessa zoner samordnas med andra reläer för att erbjuda reservskydd för närliggande feedrar.
De typiska driftzonerna för ett distansskyddsrelä är:
Zon 1: Denna zon täcker 80% till 90% av feedradens längd och har ingen tidsfördröjning. Den ger primärt skydd för fel inom denna zon och tripper omedelbart.
Zon 2: Denna zon täcker 100% till 120% av feedradens längd och har en kort tidsfördröjning (vanligtvis 0,3 till 0,5 sekunder). Den ger reservskydd för fel utanför zon 1 eller i närliggande feedrar.
Zon 3: Denna zon täcker 120% till 150% av feedradens längd och har en längre tidsfördröjning (vanligtvis 1 till 2 sekunder). Den ger reservskydd för fel utanför zon 2 eller i fjärran feedrar.
Några reläer kan också ha ytterligare zoner, som zon 4 för belastningsintrång eller zon 5 för överräckningsfel.
Valkriterier
Välj numeriska reläer framför elektromekaniska eller statiska reläer för bättre prestanda, funktionalitet, flexibilitet och diagnostik
Välj distansskyddsreläer framför överströmskydd eller differentiella skydd för långa eller komplexa feedrar
Välj fyrhörningskarakteristiker framför cirkulära eller mho-karakteristiker för mer precision och anpassbarhet
Välj lågenergi analog sensoring inmatningar framför konventionella ströms-/spänningsinmatningar för minskad storlek, vikt och säkerhetsrisker.
Välj bågeflammsdetektionsreläer framför konventionella reläer för snabbare tripping och personalsäkerhet.
Slutsats
Feeder protection reläer är viktiga enheter som skyddar strömförsörjningssystemets feedrar från olika typer av fel. De kan förbättra strömförsörjningssystemets tillförlitlighet, säkerhet och effektivitet genom att snabbt upptäcka och isolera fel, förhindra skador på utrustning och minimera strömavbrott.
En av de vanligaste typerna av feeder protection reläer är distansskyddsreläet, som mäter feedrads linjeimpedansen genom att använda spännings- (V) och strömsignaler (I) från motsvarande potentialtransformator och strömmetransformator. Det jämför den mätta impedansen med ett fördefinierat inställningsvärde, vilket representerar den maximala tillåtna impedansen för normal drift. Om den mätta impedansen är lägre än inställningsvärdet betyder det att det finns ett fel på feedradslinjen, och reläet kommer att skicka ett trip-signal till brytaren för att isolera felet.
Distansskyddsreläet kan ha olika driftkarakteristika, såsom cirkulär, mho, fyrhörnings- eller polygonal. En fyrhörningskarakteristik är en populär val för moderna numeriska reläer eftersom den erbjuder mer flexibilitet och precision vid inställning av skyddsområden.
En fyrhörningskarakteristik är en parallellogramformad graf som definierar reläets skyddsområde. Grafen har fyra axlar: framåtriktad resistans (R F), bakåtriktad resistans (R B), framåtriktad reaktans (X F) och bakåtriktad reaktans (X B). Grafen har också en lutningsvinkel kallad reläkaraktaristikvinkel (RCA), vilken bestämmer parallellogrammens form.
