Kerrospistorauhanne

Busbar Differential Protection Määritelmä

Busbar differential protection on suunnitelma, joka eristää nopeasti sijainnit vertaamalla bussivaihteen sisään- ja ulospäin kulkevia sähkövirtoja Kirchhoffin virran lain avulla.

Virran Differentiaalisuojitus

Bussisuojituksen suunnitelma perustuu Kirchhoffin virran laihaan, joka sanoo, että sähköverkon solmun kautta virtaa oikeastaan yhtä paljon sähköä, kuin sieltä poistuvakin. Siksi bussiosioon tuleva kokonaissähkövirta on sama kuin bussiosiosta lähtevä kokonaissähkövirta.

Differentiaalisen bussisuojituksen periaate on hyvin yksinkertainen. Tässä kaikkien VT:n (virtasensorin) toissijaiset ovat yhdistetty rinnakkaan. Tämä tarkoittaa, että kaikki VT:n S1-pääte on yhdistetty yhteen muodostaen bussiviivan. Samoin kaikki VT:n S2-päätteen on yhdistetty toiseen muodostaen toisen bussiviivan. Trippausrelay on yhdistetty näiden kahden bussiviivan välille.

 Yllä olevassa kuvassa oletetaan, että normaalissa tilassa syötteet A, B, C, D, E ja F kuluttavat sähkövirtoja IA, IB, IC, ID, IE ja IF. Nyt, Kirchhoffin virran lain mukaan,

 Kaikki differentiaalisen bussisuojituksen käyttämät VT:t ovat saman virran suhteessa. Siksi kaikkien toissijaisvirtojen summan täytyy myös olla nolla.

 Nyt, jos relaissa, joka on yhdistetty rinnakkaan kaikkien VT:n toissijaisiin, on virta iR, ja iA, iB, iC, iD, iE ja iF ovat toissijaisvirrat. Sovitellaan KCL solmussa X. KCL:n mukaan solmussa X,

 On selvää, että normaalissa tilassa ei virtaa trippausrelaissa, jota yleensä kutsutaan Relaaksi 87. Oletetaan, että vika ilmenee jossain syöttimissä, suojatun alueen ulkopuolella.

Tällöin vikavirta kulkee kyseisen syötteen VT:n ensisijaisessa. Tämä vikavirta syntyy kaikkien muiden bussiin yhdistettyjen syöttimien toimesta. Joten osa vikavirrasta kulkee vastaavan syötteen VT:n toissijaisessa. Siksi vikatilanteessa, kun sovitellaan KCL solmussa K, saadaan edelleen, i R = 0

Tämä tarkoittaa, että ulkopuolisessa vikatilanteessa ei virtaa relaissa 87. Nyt harkitaan tilannetta, jossa vika ilmenee itse bussilla. Tässäkin tilanteessa vikavirta syntyy kaikkien bussiin yhdistettyjen syöttimien toimesta. Siksi tässä tilanteessa kaikkien osallistujien vikavirtojen summa on yhtä suuri kuin kokonaisvika.

Nyt, vikareitillä ei ole VT:ta. (Ulkopuolisessa vikassa sekä vikavirta että eri syöttimien osuus vikavirtaan kulkevat VT:n kautta). Kaikkien toissijaisvirtojen summa ei enää ole nolla. Se on yhtä suuri kuin vikavirran toissijainen vastine. Nyt, kun sovitellaan KCL solmuissa, saadaan i R:n epätyhjä arvo.

 Tässä tilanteessa virta alkaa kulkea relaissa 87, joka tekee kytkentäkatkaisimen trippaamisen kaikissa bussiosiota yhdistävissä syöttimissä.

Koska kaikki tähän bussiosioon yhdistetyt syötteet on katkaistu, bussi on kuollut. Tätä differentiaalista bussisuojitussuunnitelmaa kutsutaan myös virran differentiaalisena bussisuojituksena.

Ositettu Bussisuojitus

Virran differentiaalisen bussisuojituksen toimintaperiaatetta selitettäessä on esitetty yksinkertainen ei-ositettu bussi. Mutta keskimääräisessä korkeajännitejärjestelmässä bussi on ositettu useampaan osioon järjestelmän vakauden parantamiseksi.

Se tehdään siksi, ettei vika yhdessä bussiosiossa häiritse muita järjestelmän osioita. Siksi bussivikassa koko bussi katkaistaan. Piirretään ja puhutaan kahden osion bussisuojituksesta.

Tässä, bussiosio A tai vyöhyke A on rajattu VT1, VT2 ja VT3:lla, joissa VT1 ja VT2 ovat syöttö-VT:eitä ja VT3 on bussi-VT.

Jännite Differentiaalisuojitus

Virran differentiaalinen suunnitelma on herkkä vain silloin, kun VT:t eivät satu ja säilyttävät saman virran suhteen, vaihekulman virheen maksimaalisessa vikatilanteessa. Tämä ei yleensä ole 80, erityisesti, jos vika on jossain syöttimissä. Viallisessa syötteessä oleva VT voi satua kokonaisvirran vuoksi ja se aiheuttaa suuria virheitä. Tämän suuren virheen vuoksi kaikkien VT:n toissijaisvirtojen summa tietyssä vyöhykkeessä ei ehkä ole nolla.

 Joten on suuri mahdollisuus, että kaikki tähän suojavyöhykkeeseen liittyvät kytkentäkatkaisimet trippaavat, vaikka vika olisi ulkopuolella. Estääkseen tämän virheellisen toiminnan virran differentiaalisessa bussisuojituksessa, 87-relayille on asetettu korkea aktivoitumisvirta ja riittävä viive. Suurin VT:n saturaation aiheuttaja on lyhytsulkuvirtauksen väliaikainen jännitekomponentti.

Nämä ongelmat voidaan ylittää ilma-ytimisten VT:n käytöllä. Tätä VT:tä kutsutaan myös lineaariseksi kytkimeksi. Koska VT:n ytimeen ei käytetä teräsvalmetta, sen toissijaisten ominaisuudet ovat suora viiva. Jännitedifferentiaalisessa bussisuojituksessa kaikki syöttö- ja ulospäin kulkevien syöttimien VT:t on yhdistetty sarjana, ei rinnakkaan.

Kaikkien VT:n toissijaiset ja differentiaalirelay muodostavat suljetun silmukan. Jos kaikkien VT:n polariteetti on oikein, kaikkien VT:n toissijaisjännitteiden summa on nolla. Siksi differentiaalirelayn päällä ei ole tuloksena jännite. Kun bussivika tapahtuu, kaikkien VT:n toissijaisjännitteiden summa ei ole enää nolla. Siksi silmukassa virtaa jännitteen vuoksi.

Koska tämä silmukavirta kulkee myös differentiaalirelayn kautta, relay toimii katkaisemassa kaikki suojatun bussivyöhykkeeseen yhdistetyt kytkentäkatkaisimet. Lukuun ottamatta tapauksia, joissa maavirran rajoittaa huomattavasti neutraalin impedanssi, valitsevaisuusongelmaa yleensä ei ole. Jos sellainen ongelma on olemassa, se ratkaistaan lisäämällä tarkempi suojausrelay.

Valitseva Isolaation Tärkeys

Nykyiset järjestelmät tarvitsevat eristää vain vialliset osiot vähentääkseen sähkökatkoja ja varmistaakseen nopean vikan poistamisen.