Co je ochrana veden nebo vývodů?

Co je ochrana vodičů nebo přípojek?

Definice ochrany přenosových vodičů

Ochrana přenosových vodičů je soubor strategií používaných k detekci a izolaci poruch na elektrických vodičích, což zajišťuje stabilitu systému a snižuje poškození.

Ochrana proti přetokům s časovým stupňováním

Toto lze také nazvat jednoduše jako ochranou proti přetokům v elektrických přenosových vodičích. Pojďme se zaměřit na různé schémata ochrany proti přetokům s časovým stupňováním.

Ochrana radiální přípojky

V radiální přípojce proud teče pouze v jednom směru, a to od zdroje k spotřebiči. Tento typ přípojek lze snadno chránit pomocí buď relé s pevně stanoveným časem, nebo relé s inverzním časem.

Ochrana vodiče relémi s pevně stanoveným časem

Toto schéma ochrany je velmi jednoduché. Zde je celý vodič rozdělen do různých úseků a každý úsek je vybaven relé s pevně stanoveným časem. Relé nejblíže konce vodiče má nejnižší nastavení času, zatímco nastavení času ostatních relé postupně roste směrem ke zdroji.

Například, předpokládejme, že zdroj je umístěn v bodě A, jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku

V bodě D je instalován obvodový vypínač CB-3 s pevně stanoveným časem operace relé 0,5 sekundy. Postupně, v bodě C je instalován další obvodový vypínač CB-2 s pevně stanoveným časem operace relé 1 sekunda. Další obvodový vypínač CB-1 je instalován v bodě B, který je nejblíže bodu A. V bodě B je relé nastaveno na čas operace 1,5 sekundy.

Teď, předpokládejme, že dojde k poruše v bodě F. V důsledku této poruchy, chybný proud poteče skrz všechny transformátory proudu (CT) připojené v vodiči. Ale protože čas operace relé v bodě D je nejmenší, obvodový vypínač CB-3, spojený s tímto relé, bude první, který se spustí, aby izoloval chybnou zónu od zbytku vodiče.

Pokud CB-3 pro nějaký důvod selže, pak následující relé s delším nastaveným časem operace spustí přidružený obvodový vypínač. V tomto případě se spustí CB-2. Pokud i CB-2 selže, pak se spustí další obvodový vypínač, tedy CB-1, aby izoloval větší část vodiče.

Výhody ochrany vodiče s pevně stanoveným časem

Hlavní výhodou tohoto schématu je jeho jednoduchost. Druhou hlavní výhodou je, že při poruše se spustí pouze nejbližší obvodový vypínač ke zdroji od místa poruchy, aby izoloval specifickou část vodiče.

Nevýhody ochrany vodiče s pevně stanoveným časem

S mnoha úseky v vodiči má relé blízko zdroje delší prodlevu, což znamená, že poruchy blízko zdroje trvají déle izolovat, což může způsobit vážné poškození.

Ochrana proti přetokům vodiče inverzními relémi

Nevýhoda, o které jsme právě mluvili v případě ochrany proti přetokům s pevně stanoveným časem, lze snadno překonat použitím inverzních relé. U inverzních relé je čas operace nepřímo úměrný k chybnému proudu.

Na níže uvedeném obrázku je celkové nastavení času relé v bodě D nejnižší a postupně toto nastavení času stoupá pro relé spojené s body směrem k bodu A.

Při jakékoli poruše v bodě F bude samozřejmě spuštěn CB-3 v bodě D. Pokud CB-3 selže, spustí se CB-2, protože celkové nastavení času v tomto relé v bodě C je vyšší.

I když relé nejblíže zdroji má nejdelší nastavení, spustí se rychleji, pokud dojde k větší poruše blízko zdroje, protože jeho čas operace je nepřímo úměrný k chybnému proudu.

Ochrana proti přetokům paralelních přípojek

Pro udržení stability systému je potřeba napájet spotřebič ze zdroje dvěma nebo více paralelními přípojkami. Pokud dojde k poruše v některé z přípojek, měla by být izolována pouze ta porouchená přípojka, aby bylo zajištěno kontinuitní dodávání energie ze zdroje k spotřebiči. Tato požadavk znamená, že ochrana paralelních přípojek je trochu složitější než jednoduchá neorientovaná ochrana proti přetokům vodiče, jako je tomu v případě radiálních přípojek. Ochrana paralelních přípojek vyžaduje použití orientovaných relé a stupňování nastavení času relé pro selektivní spouštění.

Jsou zde dvě přípojky připojené paralelně ze zdroje k spotřebiči. Obě přípojky mají neorientované relé proti přetokům na straně zdroje. Tyto relé by měla být inverzního typu. Také obě přípojky mají orientované relé nebo relé pro reverzní energii na své straně spotřebiče. Relé pro reverzní energii použitá zde by měla být okamžitého typu. To znamená, že tyto relé by měla být spuštěna okamžitě, jakmile se směr toku energie v přípojce obrátí. Normální směr toku energie je ze zdroje k spotřebiči.

Teď, předpokládejme, že dojde k poruše v bodě F, řekněme, že chybný proud je I f.

Tato porucha bude mít dva paralelní cesty ze zdroje, jednu pouze přes obvodový vypínač A a druhou přes CB-B, přípojku 2, CB-Q, sběrnici spotřebiče a CB-P. Je to jasně znázorněno na níže uvedeném obrázku, kde IA a IB jsou proudy chyby sdílené přípojkou 1 a přípojkou 2.

Podle Kirchhoffova zákona platí, že I A + IB = If.

Teď, IA poteče přes CB-A, IB poteče přes CB-P. Protože směr toku CB-P je obrácen, spustí se okamžitě. CB-Q se ale nespustí, protože směr toku proudu (energie) v tomto obvodovém vypínači není obrácen. Jakmile se CB-P spustí, chybný proud IB přestane plynout přes přípojku a tedy není otázka dalšího spouštění inverzního relé proti přetokům. IA stále plynoucí i když se CB-P spustí. Poté, kvůli přetoku IA, se spustí CB-A. Tímto způsobem je porouchená přípojka izolována od systému.

Diferenciální ochrana pilotním vodičem

Jedná se jednoduše o diferenciální schéma ochrany používané pro přípojky. Několik diferenciálních schémat je používáno pro ochranu vodičů, ale Mess Price Voltage balance system a Translay Scheme jsou nejvíce oblíbené.

Systém rovnováhy Merz Price

Princip fungování systému rovnováhy Merz Price je docela jednoduchý. V tomto schématu ochrany vodiče jsou identické CT připojené na oba koncové body vodiče. Polarita CT je stejná. Sekundární části těchto transformátorů proudu a pracovní cívek dvou okamžitých relé tvoří uzavřený obvod, jak je znázorněno na níže uvedeném obrázku. V obvodu je pilotní vodič použit k propojení sekundárních částí obou CT a obou relé, jak je vidět.

Teď, z obrázku je zcela jasné, že když je systém v normálním stavu, nebude žádný proud plynout skrz obvod, protože sekundární proud jednoho CT zruší sekundární proud druhého CT.

Teď, pokud dojde k poruše v části vodiče mezi těmito dvěma CT, sekundární proud jednoho CT již nebude roven a opačný k sekundárnímu proudu druhého CT. Tedy bude v obvodu výsledný cirkulační proud.

Díky tomuto cirkulačnímu proudu se cívek obou relé zavřou obvod pro spuštění přidruženého obvodového vypínače. Tedy, porouchený vodič bude izolován z obou konců.