Τι είναι η προστασία γραμμών ή προσφοράς;

Τι είναι η Προστασία Γραμμών ή Διανομής;

Ορισμός Προστασίας Μεταφοράς

Η προστασία μεταφοράς είναι ένα σύνολο στρατηγικών που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση και τον απομόνωση λαθών σε γραμμές ενέργειας, διασφαλίζοντας τη σταθερότητα του συστήματος και μειώνοντας τη βλάβη.

Προστασία Υπερέντασης με Χρονική Κλίμακα

Αυτή μπορεί να αναφέρεται απλά ως προστασία υπερέντασης γραμμής μεταφοράς ενέργειας. Ας συζητήσουμε διάφορες σχέδιες προστασίας υπερέντασης με χρονική κλίμακα.

Προστασία Ραδιαλ Φοίδερ

Σε ραδιαλ φοίδερ, η ενέργεια ρέει μόνο σε μία κατεύθυνση, δηλαδή από την πηγή στο φορτίο. Αυτό το είδος φοίδερ μπορεί εύκολα να προστατευτεί χρησιμοποιώντας είτε ρελέ με σταθερό χρόνο είτε ρελέ με αντίστροφο χρόνο.

Προστασία Γραμμής με Ρελέ Σταθερού Χρόνου

Αυτός ο σχεδιασμός προστασίας είναι πολύ απλός. Εδώ η συνολική γραμμή χωρίζεται σε διαφορετικές ενότητες και κάθε ενότητα εξοπλίζεται με ρελέ σταθερού χρόνου. Το ρελέ πιο κοντά στο τέλος της γραμμής έχει ελάχιστη ρύθμιση χρόνου, ενώ η ρύθμιση χρόνου των άλλων ρελέ αυξάνεται συνεχώς προς την πηγή.

Για παράδειγμα, υποθέστε ότι υπάρχει μια πηγή στο σημείο A, στο παρακάτω σχήμα

Στο σημείο D εγκαταστάται ο διαχωριστής CB-3 με σταθερό χρόνο λειτουργίας ρελέ 0,5 δευτερόλεπτα. Συνεχώς, στο σημείο C εγκαταστάται ο διαχωριστής CB-2 με σταθερό χρόνο λειτουργίας ρελέ 1 δευτερόλεπτο. Ο επόμενος διαχωριστής CB-1 εγκαταστάται στο σημείο B, το οποίο είναι το πιο κοντινό σημείο A. Στο σημείο B, το ρελέ ρυθμίζεται σε χρόνο λειτουργίας 1,5 δευτερόλεπτα.

Τώρα, υποθέστε ότι συμβαίνει σφάλμα στο σημείο F. Λόγω αυτού του σφάλματος, ο ρευστός σφάλματος ρέει μέσω όλων των μετατροπέων ρευστού (CT) που είναι συνδεδεμένοι στη γραμμή. Ωστόσο, καθώς ο χρόνος λειτουργίας του ρελέ στο σημείο D είναι ελάχιστος, ο CB-3, που συνδέεται με αυτό το ρελέ, θα λειτουργήσει πρώτα για να απομονώσει την περιοχή σφάλματος από το υπόλοιπο μέρος της γραμμής.

Εάν, για οποιοδήποτε λόγο, ο CB-3 αποτύχει να λειτουργήσει, τότε το επόμενο ρελέ με μεγαλύτερο χρόνο θα λειτουργήσει για να ενεργοποιήσει τον συνδεδεμένο CB. Σε αυτή την περίπτωση, ο CB-2 θα λειτουργήσει. Εάν και ο CB-2 αποτύχει να λειτουργήσει, τότε ο επόμενος διαχωριστής, δηλαδή ο CB-1, θα λειτουργήσει για να απομονώσει το μεγαλύτερο μέρος της γραμμής.

Πλεονεκτήματα της Προστασίας Γραμμής με Ρελέ Σταθερού Χρόνου

Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του σχεδιασμού είναι η απλότητα. Το δεύτερο κύριο πλεονέκτημα είναι ότι, κατά τη διάρκεια σφάλματος, μόνο ο διαχωριστής πιο κοντά στην πηγή από το σημείο σφάλματος θα λειτουργήσει για να απομονώσει τη συγκεκριμένη θέση της γραμμής.

Μειονεκτήματα της Προστασίας Γραμμής με Ρελέ Σταθερού Χρόνου

Με πολλές ενότητες σε μια γραμμή, το ρελέ κοντά στην πηγή έχει μεγαλύτερη καθυστέρηση, το οποίο σημαίνει ότι τα σφάλματα κοντά στην πηγή απαιτούν περισσότερο χρόνο για να απομονωθούν, πιθανόν προκαλώντας σοβαρές βλάβες.

Προστασία Γραμμής Υπερέντασης με Ρελέ Αντίστροφου Χρόνου

Η αδυναμία, όπως συζητήσαμε προηγουμένως, στην προστασία υπερέντασης με σταθερό χρόνο μεταφοράς ενέργειας, μπορεί εύκολα να ξεπεραστεί με τη χρήση ρελέ αντίστροφου χρόνου. Στο ρελέ αντίστροφου χρόνου, ο χρόνος λειτουργίας είναι αντίστροφα ανάλογος με το ρεύστο σφάλματος.

Στο παραπάνω σχήμα, η συνολική ρύθμιση χρόνου του ρελέ στο σημείο D είναι ελάχιστη και συνεχώς αυξάνεται αυτή η ρύθμιση χρόνου για τα ρελέ που συνδέονται με τα σημεία προς το σημείο A.

Σε περίπτωση σφάλματος στο σημείο F, θα λειτουργήσει προφανώς ο CB-3 στο σημείο D. Σε περίπτωση αποτυχίας λειτουργίας του CB-3, θα λειτουργήσει ο CB-2, καθώς η συνολική ρύθμιση χρόνου είναι υψηλότερη σε αυτό το ρελέ στο σημείο C.

Ακόμη και αν το ρελέ πιο κοντά στην πηγή έχει τη μεγαλύτερη ρύθμιση, θα λειτουργήσει πιο γρήγορα εάν συμβεί σημαντικό σφάλμα κοντά στην πηγή, καθώς ο χρόνος λειτουργίας είναι αντίστροφα ανάλογος με το ρεύστο σφάλματος.

Προστασία Υπερέντασης Παράλληλων Φοίδερ

Για τη διατήρηση της σταθερότητας του συστήματος, απαιτείται να τροφοδοτείται ένα φορτίο από την πηγή με δύο ή περισσότερους φοίδερ παράλληλα. Εάν συμβεί σφάλμα σε οποιοδήποτε από τους φοίδερ, μόνο αυτός ο εκτρεπτός φοίδερ πρέπει να απομονωθεί από το σύστημα για να διατηρηθεί η συνέχεια της τροφοδοσίας από την πηγή στο φορτίο. Αυτή η απαίτηση καθιστά την προστασία των παραλλήλων φοίδερ λίγο πιο περίπλοκη από την απλή μη διευθυντική προστασία υπερέντασης της γραμμής, όπως στην περίπτωση των ραδιαλ φοίδερ. Η προστασία των παραλλήλων φοίδερ απαιτεί τη χρήση διευθυντικών ρελέ και την κλίμακα ρύθμισης χρόνου για επιλεκτική λειτουργία.

Υπάρχουν δύο φοίδερ που είναι συνδεδεμένοι παράλληλα από την πηγή στο φορτίο. Και οι δύο φοίδερ έχουν μη διευθυντικό ρελέ υπερέντασης στην άκρη της πηγής. Αυτά τα ρελέ πρέπει να είναι ρελέ αντίστροφου χρόνου. Επίσης, και οι δύο φοίδερ έχουν διευθυντικό ρελέ ή ρελέ αντίστροφης ισχύος στην άκρη του φορτίου. Τα ρελέ αντίστροφης ισχύος που χρησιμοποιούνται εδώ πρέπει να είναι αμέσης λειτουργίας. Δηλαδή, αυτά τα ρελέ πρέπει να λειτουργήσουν αμέσως όταν η διατροφή ισχύος στο φοίδερ αντιστραφεί. Η κανονική κατεύθυνση της ισχύος είναι από την πηγή στο φορτίο.

Τώρα, υποθέστε ότι συμβαίνει σφάλμα στο σημείο F, πολύ I f.

Αυτό το σφάλμα θα έχει δύο παράλληλες διαδρομές από την πηγή, μία μόνο μέσω του διαχωριστή A και άλλη μέσω του CB-B, feeder-2, CB-Q, load bus και CB-P. Αυτό είναι σαφές στο παρακάτω σχήμα, όπου IA και IB είναι το ρεύστο σφάλματος που μοιράζεται ανάμεσα στο feeder-1 και feeder-2 αντίστοιχα.

Σύμφωνα με τον Νόμο του Kirchoff, I A + IB = If.

Τώρα, το IA ρέει μέσω του CB-A, το IB ρέει μέσω του CB-P. Καθώς η κατεύθυνση ρέουσας του CB-P αντιστρέφεται, θα λειτουργήσει αμέσως. Ωστόσο, το CB-Q δεν θα λειτουργήσει, καθώς η ροή ρευστού (ισχύος) σε αυτό το διαχωριστή δεν αντιστρέφεται. Αμέσως μετά τη λειτουργία του CB-P, το ρεύστο σφάλματος IB σταματά να ρέει μέσω του feeder και, επομένως, δεν υπάρχει ερώτημα για περαιτέρω λειτουργία του ρελέ υπερέντασης αντίστροφου χρόνου. Το IA συνεχίζει να ρέει, ακόμη και αν ο CB-P λειτουργήσει. Στη συνέχεια, λόγω της υπερέντασης IA, ο CB-A θα λειτουργήσει. Με αυτόν τον τρόπο, ο εκτρεπτός φοίδερ απομονώνεται από το σύστημα.

Προστασία Διαφορικής Πιλοτικής Σύνδεσης

Αυτό είναι απλώς ένας σχεδιασμός διαφορικής προστασίας που εφαρμόζεται σε φοίδερ. Πολλοί διαφορικοί σχεδιασμοί εφαρμόζονται για την προστασία της γραμμής, αλλά οι συστήματα Ισορροπίας Merz Price και Σύστημα Translay είναι οι πιο δημοφιλείς.

Σύστημα Ισορροπίας Merz Price

Ο λειτουργικός μηχανισμός του συστήματος Ισορροπίας Merz Price είναι αρκετά απλός. Σε αυτόν τον σχεδιασμό προστασίας, ομοιόμορφος μετατροπέας ρευστού (CT) συνδέεται σε κάθε άκρη της γραμμής. Η πολικότητα των CTs είναι η ίδια. Το δευτερεύον των μετατροπέων ρευστού και οι λειτουργικές πλεξίδες δύο αμέσων ρελέ σχηματίζουν ένα κλειστό κύκλο, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Στον κύκλο χρησιμοποιείται πιλοτική σύνδεση για να συνδέσει τα δευτερεύοντα CTs και τις πλεξίδες ρελέ, όπως φαίνεται.

Τώρα, από το σχήμα είναι αρκετά σαφές ότι όταν το σύστημα είναι υπό κανονικές συνθήκες, δεν θα υπάρχει καμία ροή ρευστού στον κύκλο, καθώς το δευτερεύον ρεύστο ενός CT θα ακυρώσει το δευτερεύον ρεύστο του άλλου CT.

Τώρα, εάν συμβεί κάποιο σφάλμα στο τμήμα της γραμμής μεταξύ αυτών των δύο CTs, το δευτερεύον ρεύστο ενός CT δεν θα είναι πλέον ίσο και αντίθετο με το δευτερεύον ρεύστο του άλλου CT. Επομένως, θα υπάρξει ένας αποτελεσματικός κυκλικός ρευστός στον κύκλο.

Λόγω αυτού του κυκλικού ρεύστου, οι πλεξίδες και των δύο ρελέ θα κλείσουν τον κύκλο λειτουργίας του συνδεδεμένου διαχωριστή. Επομένως, η εκτρεπτός γραμμή θα απομονωθεί από τα δύο ά