Šiniere diferenciālā aizsardzība

Šinārs diferenciālais aizsardzības definīcija

Šināra diferenciālā aizsardzība ir shēma, kas ātri izolē kļūdas, salīdzinot strāvas, kas ienāk un iziet no šināra, izmantojot Kirhofs strāvas likumu.

Strāvas diferenciālā aizsardzība

Šināra aizsardzības shēma ietver Kirhofs strāvas likumu, kas nosaka, ka kopējā strāva, kas ienāk elektriskā nodalā punktā, ir tieši vienāda ar kopējo strāvu, kas šajā nodalā punktā iziet. Tādējādi kopējā strāva, kas ienāk šināra daļā, ir vienāda ar kopējo strāvu, kas šināra daļā iziet.

Diferenciālās šināra aizsardzības princips ir ļoti vienkāršs. Šeit CT (strāvas transformatoru) sekundārie elementi ir savienoti paralēli. Tas nozīmē, ka visu CT S1 terminālus savieno kopā, veidojot šināra vadi. Līdzīgi visu CT S2 terminālus savieno kopā, veidojot otru šināra vadi. Trippa releja ir savienota šiem diviem šināra vadu starpā.

 Šeit, augstāk redzamajā diagrammā mēs pieņemam, ka normālas apstākļos padeves A, B, C, D, E un F nes šādas strāvas IA, IB, IC, ID, IE un IF. Tagad, saskaņā ar Kirhofs strāvas likumu,

 Būtībā visi CT, kas tiek izmantoti diferenciālajai šināra aizsardzībai, ir ar vienādu strāvas attiecību. Tādējādi visu sekundāro strāvu summa arī jābūt vienāda ar nulli.

 Tagad, teiksim, ka relē, kas savienots paralēli ar visiem CT sekundārielementiem, caur to protējošā strāva ir iR, un iA, iB, iC, iD, iE un iF ir sekundārās strāvas. Tagad, piemērojam KCL nodalā punktam X. Saskaņā ar KCL nodalā punktam X,

 Tātad, ir skaidrs, ka normālos apstākļos caur šināra aizsardzības trippa relē nekāda strāva neatrodas. Šī relē parasti tiek saukta par Relē 87. Tagad, teiksim, ka notiek kļūda kādā no padevēm, ārpus aizsargājama zonā.

Šādā gadījumā kļūdainā strāva nonāk caur atbilstošā padeves CT primāro elementu. Šī kļūdainā strāva tiek sniegta no visām citām šināram savienotajām padevēm. Tātad, kļūdainās situācijās, ja piemērosim KCL nodalā punktam K, mēs joprojām iegūsim, ka i R = 0

Tas nozīmē, ka ārējās kļūdainās situācijās caur relē 87 nekāda strāva neatrodas. Tagad aplūkosim situāciju, kad kļūda notiek pašā šinārā. Šādā stāvoklī arī kļūdainā strāva tiek sniegta no visām šināram savienotajām padevēm. Tādējādi šādā stāvoklī visu sniegto kļūdaino strāvu summa ir vienāda ar kopējo kļūdaino strāvu.

Tagad, kļūdainajā ceļā nav CT. (ārējā kļūdā gan kļūdainā strāva, gan tās daļa, ko sniegtās atsevišķās padeves, nonāk CT savā plūsmas ceļā). Visu sekundāro strāvu summa vairs nav nulle. Tā ir vienāda ar kļūdainās strāvas sekundāro ekvivalentu. Tagad, ja piemērosim KCL nodalā punktiem, mēs iegūsim nenulles i R vērtību.

 Tātad šādā stāvoklī strāva sāk plūst caur relē 87 un tas trippina visus šināra šīs daļas padevēm savienotos loku relēs.

Kopš visas ie- un izietās padeves, kas savienotas ar šo šināra daļu, tiek trippinātas, šinārs kļūst bezdzīvs. Šī diferenciālā šināra aizsardzības shēma tiek arī saukta par šināra strāvas diferenciālo aizsardzību.

Sekcionētā šināra aizsardzība

Izskaidrojot šināra strāvas diferenciālās aizsardzības darbības principu, mēs esam parādījuši vienkāršu nesekcionētu šināru. Bet vidēji augstsprieguma sistēmās šinārs tiek sekcionēts vairākās daļās, lai palielinātu sistēmas stabilitāti.

Tā notiek tāpēc, ka kļūda vienā šināra daļā nedrīkst traucēt citām sistēmas daļām. Tādējādi šināra kļūdā tiks pārtraukta visa šināra darbība. Nomasim un apspriedīsim divsekcionētā šināra aizsardzību.

Šeit šināra daļa A vai zona A ir ierobežota ar CT 1, CT2 un CT3, kur CT1 un CT2 ir padeves CT, bet CT3 ir šināra CT.

Utgāzes diferenciālā aizsardzība

Strāvas diferenciālā shēma ir jūtīga tikai tad, ja CT neaprobežojas un uztur vienādu strāvas attiecību, fāzes leju kļūdu maksimālās kļūdainās situācijās. Parasti tas nav 80, īpaši, ja notiek ārēja kļūda kādā no padevēm. Defektīgā padevē esošais CT var aprobežoties ar kopējo strāvu un tādējādi būs ļoti lielas kļūdas. Tādējādi visu CT sekundāro strāvu summa noteiktā zonā vairs nebūs nulle.

 Tādējādi ir liela iespēja, ka trippinās visi šī aizsardzības zonas saistītie loku relē, pat ārējās lielās kļūdas gadījumā. Lai novērstu šo strāvas diferenciālās šināra aizsardzības nepareizo darbību, relē 87 ir aprīkotas ar augstu uzvedes strāvu un pietiekamu laika aizstājumu. Lielākais grūtību cēlonis strāvas transformatoru aprobežošanai ir īstermiņa strāvas DC komponente.

Šīs grūtības var pārvarēt, izmantojot gaisa kodolu CT. Šis strāvas transformators tiek arī saukts par lineāro kuplejatoru. Tā kā CT kodols neizmanto dzelzs, šo CT sekundārās īpašības ir taisna līnija. Ugāzes diferenciālajā šināra aizsardzībā visu ie- un izietās padeves CT ir savienoti virkne, nevis paralēli.

Visu CT sekundārielementu un diferenciālās relē formas slēgts loks. Ja visu CT polāritāte ir pareizi sakārtota, visu CT sekundāro spriegumu summa ir nulle. Tādējādi diferenciālā relē nekāds rezultāts spriegums neatrodas. Kad notiek šināra kļūda, visu CT sekundāro spriegumu summa vairs nav nulle. Tādējādi lokā dēļ rezultāta sprieguma rodas strāva.

Kopš šī loka strāva arī plūst caur diferenciālo relē, relē darbojas, lai trippinātu visus šī aizsardzības zonas saistītos loku relē. Izeņot, kad zemes strāva tiek būtiski ierobežota ar neutrales impedanci, parasti nav selektivitātes problēmu. Ja tāda problēma pastāv, tā tiek atrisināta, izmantojot papildu jūtīgāko relē aprīkojumu, ieskaitot uzraudzības aizsardzības relē.

Selektīvas izolācijas nozīme

Modernās sistēmas prasa tikai defektīvo daļu izolāciju, lai samazinātu enerģijas pārtraukumus un nodrošinātu ātru kļūdas izsakšanos.