Ana Hat Diferansiyel Koruması

Bar Diferansiyel Koruma Tanımı

Bar diferansiyeli koruma, Kirchhoff akım yasası kullanılarak bara giren ve çıkan akımları karşılaştırarak hataları hızlıca izole eden bir sistemdir.

Akım Diferansiyel Koruma

Bar korumasının şeması, tüm giren toplam akımın bir elektriksel düğümde çıkan toplam akıma tam olarak eşit olduğunu belirten Kirchhoff akım yasasını içerir. Yani, bara giren toplam akım, bardan çıkan toplam akıma eşittir.

Diferansiyel bar korumanın prensibi çok basittir. Burada, CT'lerin ikincilleri paralel olarak bağlanır. Bu, tüm CT'lerin S1 uçları bir araya getirilerek bir bar telini oluşturur. Benzer şekilde, tüm CT'lerin S2 uçları birleştirilerek başka bir bar telini oluşturur. Bir tetikleme rölesi bu iki bar teli arasında bağlanır.

 Yukarıdaki resimde, normal koşullarda A, B, C, D, E ve F beslemeleri IA, IB, IC, ID, IE ve IF akımlarını taşır. Şimdi, Kirchhoff akım yasasına göre,

 Diferansiyel bar koruması için kullanılan tüm CT'ler aynı akım oranına sahiptir. Bu nedenle, tüm ikincil akımların toplamı da sıfıra eşit olmalıdır.

 Şimdi, tüm CT ikincilleriyle paralel bağlı olan rölenin akımı iR olsun ve iA, iB, iC, iD, iE ve iF ikincil akımlar olsun. Şimdi, düğüm X'te KCL'yi uygulayalım. KCL'ye göre düğüm X'te,

 Bu durumda, normal koşullarda bar koruma tetikleme rölesinden hiç akım geçmez. Bu röle genellikle Röle 87 olarak adlandırılır. Şimdi, korunan bölgenin dışında herhangi bir beslemede hata oluştuğunu varsayalım.

Bu durumda, hatlı akım o beslemenin CT'nin birincil tarafından geçecektir. Bu hatlı akım, bara bağlı tüm diğer beslemeler tarafından katkı sağlanır. Bu nedenle, hatlı durumda, düğüm K'da KCL'yi uygularsak, hala iR = 0 elde ederiz.

Bu, dış hatlı durumda Röle 87'den hiç akım geçmediğini gösterir. Şimdi, hatlı durumun bara olduğu bir durumu düşünün. Bu durumda, hatlı akım da bara bağlı tüm beslemeler tarafından katkı sağlanır. Bu nedenle, bu durumda, tüm katkıdan gelen hatlı akımların toplamı, toplam hatlı akıma eşittir.

Şimdi, hatlı yolda herhangi bir CT yoktur. (Dış hatlı durumda, hem hatlı akım hem de farklı beslemelerden hatlıya katkı sağlayan akım, akımın akış yolunda bir CT'yi geçirir). Tüm ikincil akımların toplamı artık sıfır değildir. Hatlı akımın ikincil eşdeğeri kadardır. Şimdi, düğümlerde KCL'yi uygularsak, iR'nin sıfırdan farklı bir değer elde ederiz.

 Bu durumda, 87 röleden akım başlar ve bara bağlı tüm beslemelerin devre kesicilerini tetikler.

Bu bara bağlı tüm gelen ve giden beslemelerin devre kesicileri tetiklendiğinde, bar ölü hale gelir. Bu diferansiyel bar koruma şeması, ayrıca bara akım diferansiyel koruması olarak da adlandırılır.

Bölümlendirilmiş Bar Koruma

Bara akım diferansiyel korumanın çalışma prensibini açıklarken, basit bir bölümsüz bara örnek gösterdik. Ancak, orta yüksek voltajlı sistemlerde, sistemin istikrarını artırmak için elektrikli bar birden fazla bölüme bölünür.

Bu, bir bar bölümündeki hata, sistemin diğer bölümünü etkilememesi için yapılır. Bu nedenle, bar hatlı durumda, tüm bar kesilecektir. Şimdi, iki bölümlü bir bara koruma hakkında çizip tartışalım.

Burada, A bölümü veya A bölgesi, CT1, CT2 ve CT3 ile sınırlıdır. CT1 ve CT2 besleme CT'leri, CT3 ise bar CT'sidir.

Gerilim Diferansiyel Koruma

Akım diferansiyel şeması, sadece CT'ler doygunlaşmaz ve maksimum hatlı durumda aynı akım oranı, faz açısı hatası koruduğu zaman hassastır. Bu genellikle 80 değil, özellikle bir beslemede dış hatlı durumda. Hatalı beslemenin CT'si toplam akım tarafından doygunlaştırılabilir ve sonuç olarak çok büyük hatalara sahip olabilir. Bu büyük hata nedeniyle, belirli bir bölgedeki tüm CT'lerin ikincil akımlarının toplamı sıfır olmayabilir.

 Bu nedenle, dış büyük hatlı durumda bile, bu koruma bölgesindeki tüm devre kesicilerin tetiklenmesi yüksek bir ihtimaldir. Bu akım diferansiyel bar korumasının yanlış çalışmasını önlemek için, 87 röleleri yüksek alçalma akımı ve yeterli gecikme ile donatılır. Akım transformatörünün doygunlaşmasının en büyük sorunlu nedeni, kısa devre akımının geçici DC bileşenidir.

Bu zorluklar, havuç çekirdekli CT'ler kullanılarak aşılabilir. Bu akım transformatörüne ayrıca doğrusal kople denir. CT'nin çekirdeği demirden yapılmadığı için, bu CT'lerin ikincil karakteristiği düz çizgidir. Gerilim diferansiyel bar korumasında, tüm gelen ve giden beslemelerin CT'leri paralel değil, seri olarak bağlanır.

Tüm CT'lerin ikincilleri ve diferansiyel röle kapalı bir döngü oluşturur. Tüm CT'lerin polaritesi doğru eşleştirildiğinde, tüm CT ikincil gerilimlerinin toplamı sıfırdır. Bu nedenle, diferansiyel röle arasında hiçbir sonuç gerilimi görünmez. Bar hatlı olduğunda, tüm CT ikincil gerilimlerinin toplamı artık sıfır değildir. Bu nedenle, sonuç gerilimi nedeniyle döngüde akım dolaşır.

Bu döngü akımı, diferansiyel röle üzerinden de akar, bu nedenle röle, korunan bar bölgesindeki tüm devre kesicileri tetikleyerek çalışır. Nötr empedans tarafından ciddi şekilde kısıtlanmadığı sürece, yer hatlı akımı genellikle seçicilik sorunu olmaz. Bu sorun varsa, daha hassas ek koruma ekipmanlarını içeren bir gözetim koruma rölesi kullanılarak çözülür.

Seçici İzolasyonun Önemi

Modern sistemler, güç kesintilerini minimize etmek ve hızlı hat giderimi sağlamak için sadece hatlı bölümleri izole etmelidir.