Sädekaaderi erinevuskaitse

Busbaride diferentsiaalne kaitse määratlus

Busbaride diferentsiaalkaitse on meetod, mis kiiresti isoleerib vigu võrreldes sisse- ja väljaminevaid busbari voolusid Kirchhoffi vooluseaduse abil.

Voolude diferentsiaalkaitse

Busbaride kaitse skeem hõlmab Kirchhoffi vooluseadust, mis ütleb, et elektrilise solmniku sisse tuleva voolu summa on täpselt võrdne sellega, mis solmnikust välju. Seega on busi osasse sisse tuleva voolu summa võrdne sellega, mis osast välju.

Diferentsiaalse busbaride kaitse printsiip on väga lihtne. Siin on VT-te (voolutransformatorite) teised paralleelsed. See tähendab, et kõigi VT-te S1 terminalid on ühendatud kokku ja moodustavad bussijaodi. Samamoodi on kõigi VT-te S2 terminalid ühendatud kokku, moodustades teise bussijaodi. Trippimisrelaaž on ühendatud nende kahe bussijaodi vahel.

 Siin, järgmises joonis me eeldame, et normaalsetes tingimustes toituvad A, B, C, D, E ja F vooludega IA, IB, IC, ID, IE ja IF. Nüüd, vastavalt Kirchhoffi vooluseadusele,

 Oletagem, et kõik VT-d, mis kasutatakse diferentsiaalse busbaride kaitseks, on sama voolusuhte omad. Seetõttu peab ka kõigi teiste voolude summa olema nulliga võrdne.

 Nüüd, ütleme, et relaaži, mis on paralleelselt ühendatud kõigi VT-de teiste vooluga, vool on iR, ja iA, iB, iC, iD, iE ja iF on teised voolud. Nüüd, rakendame KCL solmnikul X. KCL järgi solmnikul X,

 Seega on selge, et normaalsetes tingimustes ei virta relaaži 87 läbi mitte mingit voolu. Relaaži tavaliselt viitatakse kui relaaži 87. Oletagem, et viga tekib ühel toitujast, kaitsta ala väljaspool.

Sellisel juhul läbib vigane vool selle toituva VT primaarosa. See vigane vool on panustanud kõigist muudest toitujatest, mis on ühendatud busiga. Seega, vigase tingimuse korral, kui me rakendame KCL solmnikul K, saame ikkagi, i R = 0

See tähendab, et välise vigase tingimuse korral ei virta relaaži 87 läbi mitte mingit voolu. Nüüd, oletagem olukord, kus viga tekib busi endas. Sellisel tingimuse korral panustab kõik toitujad, mis on ühendatud busiga, vigase voolu. Seega, sellisel tingimuse korral, kõigi panustanute vigase voolu summa on võrdne kogu vigase vooluga.

Nüüd, vigases käigu ei ole VT-d. (välises vigas, mõlemad vigane vool ja panustanud vool erinevate toitujate poolt jäävad VT-de käigu). Kõigi teiste voolude summa ei ole enam null. See on võrdne vigase voolu teisese ekvivalendiga. Nüüd, kui me rakendame KCL solmnikul, saame mitte-nullilise i R väärtuse.

 Seega sellisel tingimuse korral hakkab vool virtama relaaži 87 läbi ja see trippib kõiki tsirkuitprekeid, mis on ühendatud selle busi osaga.

Kuna kõik sisse- ja väljaminevad toitujad, mis on ühendatud selle busi osaga, on trippitud, siis bus muutub surmakäivaks. Seda diferentsiaalset busbaride kaitse skeemi nimetatakse ka busi voolude diferentsiaalkaitseks.

Sektsioneeritud busbaride kaitse

Busi voolude diferentsiaalkaitse tööpõhimõtte selgitamisel näitasime lihtsat mitte-sekteeritud busi. Kuid keskmise kõrgepinge süsteemides on elektriline bus jagatud mitmeks sektoriks süsteemi stabiilsuse suurendamiseks.

See teostatakse selleks, et viga ühes busi osas ei häiriks süsteemi muud osa. Seega, busi vea korral katkestatakse kogu bus. Joonistame ja arutame kahe sektoriga busi kaitset.

Siin, busi osa A või ala A piiritletakse CT 1, CT2 ja CT3-ga, kus CT1 ja CT2 on toitujate CT-d ja CT3 on busi CT.

Pingede diferentsiaalkaitse

Voolude diferentsiaalmeetod on tundlik ainult siis, kui VT-e ei satu ülekoormatuks ja need säilitavad sama voolusuhte, faasisegakorra vea maksimaalses vigase tingimuses. Tavaliselt see pole 80, eriti, kui tegu on välise veaga ühel toitujast. Vigasel toitujal olev VT võib satuda ülekoormatuks kogu voolu tõttu ja seetõttu on tal suured vead. Selle suure vea tõttu ei pruugi kõigi VT-de teiste voolude summa mingi kindla ala kohta olla null.

 Seega võib olla suur tõenäosus, et kõik tsirkuitprekid, mis on seotud selle kaitsega, trippitakse isegi välise suure vea korral. Vältimaks seda voolude diferentsiaalbusi kaitse valetoimimist, on relaažidel 87 suur sisse võtmise vool ja piisav viivitus. Voolutransformatori ülekoormuse suurim probleem on lühikute pingejuhtide ajutine DC komponent.

Selle raskusi saab lahendada õhupõhiste VT-de kasutamisega. Seda voolutransformatorit nimetatakse ka lineaarseks koppelajaks. Kuna VT-l ei kasutata terasta, on nende VT-de teinekarakteristik sirge joon. Pingede diferentsiaalbusi kaitse korral on kõik sisse- ja väljaminevate toitujate VT-d ühendatud sarja asemel paralleelselt.

Kõigi VT-de teised ja diferentsiaalrelaaž moodustavad suletud ringi. Kui kõigi VT-de polariteet on õigesti sobitatud, on kõigi VT-de teiste pingete summa null. Seega ei ilmune diferentsiaalrelaaži lõikes mingit resulthaarikut. Kui bussi viga tekib, ei ole kõigi VT-de teiste pingete summa enam null. Seega tekib ringi sees vool resulthaariku tõttu. 

Kuna see ringi vool virtab ka diferentsiaalrelaaži läbi, töötab relaaž ja trippib kõik tsirkuitprekid, mis on seotud kaitsta busi alaga. Välja arvatud juhul, kui maapindvee vool on tugevalt piiratud neutraalimpedantsiga, ei ole tavaliselt valikuteprobleeme. Kui selline probleem eksisteerib, lahendatakse seda lisava rohkem tundliku relaažseadmega, sealhulgas jälgiva kaitserelaažiga.

Valikulise isolatsiooni tähtsus

Kaasaegsed süsteemid vajavad ainult vigaste osade isolatsiooni, et minimeerida energiakatkete ja tagada kiire viga lahti.