Relay ng Proteksyon ng Feeder

Paglalarawan ng Feeder Protection Relay

Ang feeder protection relay ay isang aparato na nagbibigay proteksyon sa mga power system feeders mula sa mga fault 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 nakakalkula sa pamamagitan ng paghahati ng voltage sa current: Z = V/I.

Ang relay ay nagsasalungat ng sukatin na impedance sa isang preset value na kumakatawan sa maximum allowable impedance para sa normal na operasyon. Kung ang sukatin na impedance ay mas mababa, may fault, at magpapadala ang relay ng trip signal sa circuit breaker upang i-isolate ito. Maaari rin ipakita ng relay ang mga fault parameters tulad ng fault current, voltage, resistance, reactance, at fault distance sa screen nito.

Ang fault distance ay ang layo mula sa relay hanggang sa fault, na ina-estimate sa pamamagitan ng pagmu-multiply ng sukatin na impedance sa line impedance per kilometer. Halimbawa, kung ang sukatin 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 dito ay tumutulong sa mabilis na pag-locate at pagsasaayos ng fault.

Distance Protection Relay

Nagsukat ng impedance upang matukoy ang mga fault at nagpapadala ng trip signal upang i-isolate ang may fault na seksyon.

Quadrilateral Characteristic

Ang mga distance protection relays ay maaaring magkaroon ng iba't ibang operating characteristics, kabilang ang circular, mho, quadrilateral, o polygonal. Ang quadrilateral characteristic ay popular sa modernong numerical relays dahil sa kanyang flexibility at accuracy sa setting ng protection zones.

Ang quadrilateral characteristic ay isang paralelogram-shaped graph na nagtatakda ng protection zone ng relay. Ang graph ay may apat na axes: forward resistance (R F), backward resistance (R B), forward reactance (X F), at backward reactance (X B). Ang graph ay may slope angle na tinatawag na relay characteristic angle (RCA), na nagdetermina ng hugis ng paralelogram.

Maaaring mailaraw ang quadrilateral characteristic 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.

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

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

• Kumpleto ang paralelogram sa pamamagitan ng pagkonekta 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 sukatin na impedance ay nasa loob ng lugar na ito, ang relay ay mag-trip. Ang quadrilateral characteristic ay maaaring saklawin ang apat na quadrants ng operasyon:

• Unang quadrant (positive R at X values): Ang quadrant na ito ay kumakatawan sa inductive load at forward fault mula sa relay.

• Pangalawang quadrant (negative R at positive X): Ang quadrant na ito ay kumakatawan sa capacitive load at reverse fault mula sa relay.

• Pangatlong quadrant (negative R at X values): Ang quadrant na ito ay kumakatawan sa inductive load at reverse fault mula sa relay.

• Pang-apat na quadrant (positive R at negative X): Ang quadrant na ito ay kumakatawan sa capacitive load at forward fault mula sa relay.

Zones of Operation

Ang mga distance protection relays ay may iba't ibang zones of operation, na inilalarawan ng mga setting ng impedance at time delays. Ang mga zone na ito ay nag-co-coordinate sa ibang relays upang magbigay ng backup protection para sa adjacent feeders.

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

• Zone 1: Ang zone na ito ay nagsasakop ng 80% hanggang 90% ng haba ng feeder at walang time delay. Nagbibigay ito ng primary protection para sa mga fault sa loob ng zone na ito at nag-trip instantaneously.

• Zone 2: Ang zone na ito ay nagsasakop ng 100% hanggang 120% ng haba ng feeder at may maikling time delay (karaniwang 0.3 hanggang 0.5 seconds). Nagbibigay ito ng backup protection para sa mga fault na lumampas sa zone 1 o sa adjacent feeders.

• Zone 3: Ang zone na ito ay nagsasakop ng 120% hanggang 150% ng haba ng feeder at may mahabang time delay (karaniwang 1 hanggang 2 seconds). Nagbibigay ito ng backup protection para sa mga fault na lumampas sa zone 2 o sa remote feeders.

• Ang ilang relays ay maaari ring magkaroon ng karagdagang zones, tulad ng Zone 4 para sa load encroachment o Zone 5 para sa overreaching faults.

Mga Kriteryo sa Paggamit

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

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

• Piliin ang quadrilateral characteristics sa halip ng circular o mho characteristics para sa mas tumpak na accuracy at adaptability

• Piliin ang low-energy analog sensor inputs sa halip ng conventional current/voltage inputs para sa reduced size, weight, at safety hazards.

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

Kasimpulan

Ang mga feeder protection relays ay mahalagang aparato na nagbibigay proteksyon sa mga power system feeders mula sa iba't ibang uri ng fault. Nakakatulong ito sa pagpapabuti ng reliablity, security, at efficiency ng power system sa pamamagitan ng mabilis na pag-detect at pag-i-isolate ng mga fault, pag-prevent ng damage sa mga equipment, at pag-minimize ng power outages.

Isa sa pinaka-karaniwang uri ng feeder protection relays ay ang distance protection relay, na nagsukat ng impedance ng feeder line gamit ang voltage at current inputs mula sa corresponding potential transformer at current transformer. Ina-compare nito ang sukatin na impedance sa isang predefined setting value, na kumakatawan sa maximum allowable impedance para sa normal na operasyon. Kung ang sukatin na impedance ay mas mababa kaysa sa setting value, nangangahulugan ito na may fault sa feeder line, at magpapadala ang relay ng trip signal sa circuit breaker upang i-isolate ang fault.

Ang distance protection relay ay maaaring magkaroon ng iba't ibang operating characteristics, tulad ng circular, mho, quadrilateral, o polygonal. Ang quadrilateral characteristic ay isang popular na pagpipilian para sa modernong numerical relays dahil ito ay nagbibigay ng mas flexible at accurate na setting ng protection zones.

Ang quadrilateral characteristic ay isang paralelogram-shaped graph na nagtatakda ng protection zone ng relay. Ang graph ay may apat na axes: forward resistance (R F), backward resistance (R B), forward reactance (X F), at backward reactance (X B). Ang graph ay may din slope angle na tinatawag na relay characteristic angle (RCA), na nagdetermina ng hugis ng paralelogram.