รีเลย์ป้องกันฟีดเดอร์
นิยามรีเลย์ป้องกันฟีดเดอร์
รีเลย์ป้องกันฟีดเดอร์คืออุปกรณ์ที่ปกป้องระบบไฟฟ้าฟีดเดอร์จากความผิดพลาดเช่น การลัดวงจรและการโหลดเกิน
มันวัดอิมพีแดนซ์ (Z) ของสายฟีดเดอร์โดยใช้แรงดัน (V) และกระแส (I) จากทรานส์ฟอร์เมอร์แรงดัน (PT) และทรานส์ฟอร์เมอร์กระแส (CT) อิมพีแดนซ์คำนวณโดยการหารแรงดันด้วยกระแส: Z = V/I.
รีเลย์เปรียบเทียบอิมพีแดนซ์ที่วัดได้กับค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งแทนค่าอิมพีแดนซ์สูงสุดที่ยอมรับได้ในการทำงานปกติ หากอิมพีแดนซ์ที่วัดได้น้อยกว่า จะมีความผิดพลาด และรีเลย์จะส่งสัญญาณให้เบรกเกอร์ขั้วไฟฟ้าเพื่อแยกออก รีเลย์ยังสามารถแสดงพารามิเตอร์ของความผิดพลาด เช่น กระแสความผิดพลาด, แรงดัน, ความต้านทาน, ความต้านทานแม่เหล็ก, และระยะทางความผิดพลาดบนจอภาพ
ระยะทางความผิดพลาดคือระยะทางจากรีเลย์ไปยังจุดความผิดพลาด ประมาณการโดยการคูณอิมพีแดนซ์ที่วัดได้ด้วยอิมพีแดนซ์ต่อหน่วยกิโลเมตร ตัวอย่างเช่น ถ้าอิมพีแดนซ์ที่วัดได้คือ 10 โอห์มและอิมพีแดนซ์ต่อหน่วยกิโลเมตรคือ 0.4 โอห์ม/กม. ระยะทางความผิดพลาดคือ 10 x 0.4 = 4 กม. การทราบข้อมูลนี้ช่วยให้สามารถหาและซ่อมแซมความผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว
รีเลย์ป้องกันระยะทาง
วัดอิมพีแดนซ์เพื่อตรวจจับความผิดพลาดและส่งสัญญาณให้เบรกเกอร์ขั้วไฟฟ้าเพื่อแยกส่วนที่ผิดพลาด
ลักษณะสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน
รีเลย์ป้องกันระยะทางสามารถมีลักษณะการทำงานที่หลากหลาย รวมถึงวงกลม, มโฮ, สี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน หรือหลายเหลี่ยม ลักษณะสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนเป็นที่นิยมในรีเลย์ตัวเลขสมัยใหม่เนื่องจากความยืดหยุ่นและความแม่นยำในการตั้งค่าเขตป้องกัน
ลักษณะสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนคือกราฟรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนที่กำหนดเขตป้องกันของรีเลย์ กราฟมีแกนสี่แกน: ความต้านทานไปข้างหน้า (R F), ความต้านทานย้อนหลัง (R B), ความต้านทานแม่เหล็กไปข้างหน้า (X F), และความต้านทานแม่เหล็กย้อนหลัง (X B) กราฟยังมีมุมลาดชันเรียกว่ามุมลักษณะรีเลย์ (RCA) ซึ่งกำหนดรูปร่างของสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน
ลักษณะสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนสามารถวาดได้โดยใช้ขั้นตอนต่อไปนี้:
ตั้งค่า R F บนแกน X บวกและค่า R B บนแกน X ลบ
ตั้งค่า X F บนแกน Y บวกและค่า X B บนแกน Y ลบ
วาดรูปจาก R F ไปยัง X F ด้วยความลาดชัน RCA
วาดรูปจาก R B ไปยัง X B ด้วยความลาดชัน RCA
สร้างสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนโดยเชื่อม R F ไปยัง R B และ X F ไปยัง X B
เขตป้องกันอยู่ภายในสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน ซึ่งหมายความว่าหากอิมพีแดนซ์ที่วัดได้ตกอยู่ภายในพื้นที่นี้ รีเลย์จะทริป ลักษณะสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนสามารถครอบคลุมสี่ควอดแรนต์ของการทำงาน:
ควอดแรนต์แรก (R และ X เป็นบวก): ควอดแรนต์นี้แทนภาระแบบเหนี่ยวนำและความผิดพลาดไปข้างหน้าจากรีเลย์
ควอดแรนต์ที่สอง (R เป็นลบและ X เป็นบวก): ควอดแรนต์นี้แทนภาระแบบประจุไฟฟ้าและความผิดพลาดย้อนหลังจากรีเลย์
ควอดแรนต์ที่สาม (R และ X เป็นลบ): ควอดแรนต์นี้แทนภาระแบบเหนี่ยวนำและความผิดพลาดย้อนหลังจากรีเลย์
ควอดแรนต์ที่สี่ (R เป็นบวกและ X เป็นลบ): ควอดแรนต์นี้แทนภาระแบบประจุไฟฟ้าและความผิดพลาดไปข้างหน้าจากรีเลย์
เขตการทำงาน
รีเลย์ป้องกันระยะทางมีเขตการทำงานที่แตกต่างกัน กำหนดโดยการตั้งค่าอิมพีแดนซ์และระยะเวลา เขตนี้ประสานงานกับรีเลย์อื่น ๆ เพื่อให้การป้องกันสำรองสำหรับฟีดเดอร์ใกล้เคียง
เขตการทำงานทั่วไปของรีเลย์ป้องกันระยะทางคือ:
เขต 1: เขตนี้ครอบคลุม 80% ถึง 90% ของความยาวฟีดเดอร์และไม่มีระยะเวลา ให้การป้องกันหลักสำหรับความผิดพลาดภายในเขตนี้และทริปทันที
เขต 2: เขตนี้ครอบคลุม 100% ถึง 120% ของความยาวฟีดเดอร์และมีระยะเวลาสั้น (โดยทั่วไป 0.3 ถึง 0.5 วินาที) ให้การป้องกันสำรองสำหรับความผิดพลาดที่อยู่นอกเขต 1 หรือในฟีดเดอร์ใกล้เคียง
เขต 3: เขตนี้ครอบคลุม 120% ถึง 150% ของความยาวฟีดเดอร์และมีระยะเวลานาน (โดยทั่วไป 1 ถึง 2 วินาที) ให้การป้องกันสำรองสำหรับความผิดพลาดที่อยู่นอกเขต 2 หรือในฟีดเดอร์ไกล
บางรีเลย์อาจมีเขตเพิ่มเติม เช่น เขต 4 สำหรับการแทรกซ้อนภาระหรือเขต 5 สำหรับความผิดพลาดที่เกินขอบเขต
เกณฑ์การเลือก
เลือกรีเลย์ตัวเลขมากกว่ารีเลย์อิเล็กโตรแมคคานิกหรือรีเลย์สถิตเพื่อประสิทธิภาพ ฟังก์ชัน ความยืดหยุ่น และการวินิจฉัยที่ดีกว่า
เลือกรีเลย์ป้องกันระยะทางมากกว่ารีเลย์ป้องกันกระแสเกินหรือรีเลย์ป้องกันความแตกต่างสำหรับฟีดเดอร์ที่ยาวหรือซับซ้อน
เลือกลักษณะสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนมากกว่าลักษณะวงกลมหรือมโฮเพื่อความแม่นยำและความยืดหยุ่นที่มากกว่า
เลือกอินพุตเซนเซอร์อนาล็อกพลังงานต่ำมากกว่าอินพุตกระแส/แรงดันแบบดั้งเดิมเพื่อลดขนาด น้ำหนัก และอันตรายด้านความปลอดภัย
เลือกรีเลย์ตรวจจับอาร์คแฟลชมากกว่ารีเลย์แบบดั้งเดิมเพื่อการทริปที่เร็วขึ้นและความปลอดภัยของบุคลากร
สรุป
รีเลย์ป้องกันฟีดเดอร์เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญที่ปกป้องระบบไฟฟ้าฟีดเดอร์จากความผิดพลาดต่าง ๆ พวกมันสามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าโดยการตรวจจับและแยกความผิดพลาดอย่างรวดเร็ว ป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์ และลดเวลาการขาดแคลนไฟฟ้า
หนึ่งในประเภทรีเลย์ป้องกันฟีดเดอร์ที่พบบ่อยที่สุดคือรีเลย์ป้องกันระยะทาง ซึ่งวัดอิมพีแดนซ์ของสายฟีดเดอร์โดยใช้แรงดันและกระแสจากการแปลงแรงดันและแปลงกระแสที่สอดคล้องกัน รีเลย์เปรียบเทียบอิมพีแดนซ์ที่วัดได้กับค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งแทนค่าอิมพีแดนซ์สูงสุดที่ยอมรับได้ในการทำงานปกติ ถ้าอิมพีแดนซ์ที่วัดได้น้อยกว่าค่าที่กำหนด หมายความว่ามีความผิดพลาดบนสายฟีดเดอร์ และรีเลย์จะส่งสัญญาณให้เบรกเกอร์ขั้วไฟฟ้าเพื่อแยกความผิดพลาด
รีเลย์ป้องกันระยะทางสามารถมีลักษณะการทำงานที่แตกต่างกัน เช่น วงกลม มโฮ สี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน หรือหลายเหลี่ยม ลักษณะสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนเป็นตัวเลือกที่นิยมสำหรับรีเลย์ตัวเลขสมัยใหม่เนื่องจากมันมีความยืดหยุ่นและความแม่นยำในการตั้งค่าเขตป้องกัน
ลักษณะสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนคือกราฟรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนที่กำหนดเขตป้องกันของรีเลย์ กราฟมีแกนสี่แกน: ความต้านทานไปข้างหน้า (R F), ความต้านทานย้อนหลัง (R B), ความต้านทานแม่เหล็กไปข้างหน้า (X F), และความต้านทานแม่เหล็กย้อนหลัง (X B) กราฟยังมีมุมลาดชันเรียกว่ามุมลักษณะรีเลย์ (RCA) ซึ่งกำหนดรูปร่างของสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน
