چیست خط یا حفاظت از فیدر؟

خط یا حفاظت از خطوط تغذیه چیست؟

تعریف حفاظت از خطوط انتقال

حفاظت از خطوط انتقال مجموعه‌ای از استراتژی‌ها است که برای شناسایی و جدا کردن خطاها در خطوط برق استفاده می‌شود، تا پایداری سیستم را تضمین کند و آسیب را کاهش دهد.

حفاظت از جریان بیش از حد با زمان‌گردانی

این می‌تواند به سادگی به عنوان حفاظت از جریان بیش از حد در خطوط انتقال برق اشاره شود. حال بیایید درباره طرح‌های مختلف حفاظت از جریان بیش از حد با زمان‌گردانی صحبت کنیم.

حفاظت از خط تغذیه شعاعی

در خط تغذیه شعاعی، انرژی فقط در یک جهت جریان دارد، که از منبع به بار است. این نوع خطوط تغذیه می‌توانند به راحتی با استفاده از رله‌های زمان‌گردانی قطعی یا معکوس حفاظت شوند.

حفاظت از خط با رله‌های زمان‌گردانی قطعی

این طرح حفاظتی بسیار ساده است. در اینجا خط کلی به بخش‌های مختلف تقسیم می‌شود و هر بخش با یک رله زمان‌گردانی قطعی تجهیز می‌شود. رله نزدیک‌ترین به انتهای خط تنظیمات زمانی کمتری دارد در حالی که تنظیمات زمانی رله‌های دیگر به تدریج در جهت منبع افزایش می‌یابد.

به عنوان مثال، فرض کنید منبعی در نقطه A وجود دارد، در شکل زیر

در نقطه D، دیپلماس CB-3 با زمان عملکرد رله 0.5 ثانیه نصب شده است. به تدریج، در نقطه C دیپلماس CB-2 با زمان عملکرد رله 1 ثانیه نصب شده است. دیپلماس بعدی CB-1 در نقطه B که نزدیک‌ترین نقطه به A است نصب شده است. در نقطه B، رله با زمان عملکرد 1.5 ثانیه تنظیم شده است.

حالا، فرض کنید خرابی در نقطه F رخ می‌دهد. به دلیل این خرابی، جریان خرابی از تمام ترانسفورماتورهای جریان یا CTs متصل به خط عبور می‌کند. اما چون زمان عملکرد رله در نقطه D کمتر است، CB-3 مرتبط با این رله ابتدا برای جدا کردن منطقه خرابی از بخش باقی‌مانده خط عمل می‌کند.

 در صورتی که به دلیلی CB-3 عمل نکند، رله بعدی با زمان بیشتر عمل می‌کند تا دیپلماس مربوطه را برای قطع کردن فعال کند. در این صورت، CB-2 قطع می‌شود. اگر CB-2 نیز عمل نکند، دیپلماس بعدی یعنی CB-1 برای جدا کردن بخش عمده‌ای از خط عمل می‌کند.

مزایای حفاظت خط با رله‌های زمان‌گردانی قطعی

مزیت اصلی این طرح سادگی است. مزیت دوم مهم این است که در زمان خرابی، فقط CB نزدیک‌ترین به منبع از نقطه خرابی عمل می‌کند تا موقعیت خاص خط را جدا کند.

معایب حفاظت خط با رله‌های زمان‌گردانی قطعی

با وجود بخش‌های زیادی در یک خط، رله نزدیک به منبع دارای تأخیر بیشتری است، که به این معنی است خرابی‌های نزدیک به منبع طولانی‌تر وقت می‌برند تا جدا شوند و ممکن است آسیب‌های شدیدی را ایجاد کنند.

حفاظت از خط با رله معکوس

معایبی که در حفاظت از جریان بیش از حد با رله‌های زمان‌گردانی قطعی خطوط انتقال بحث شد، می‌تواند با استفاده از رله‌های معکوس به راحتی غلبه شود. در رله معکوس، زمان عملکرد به طور معکوس متناسب با جریان خرابی است.

در شکل بالا، تنظیمات زمانی کلی رله در نقطه D کمترین است و به تدریج این تنظیمات زمانی برای رله‌های مرتبط با نقاط به سمت نقطه A افزایش می‌یابد.

در صورت خرابی در نقطه F به وضوح CB-3 در نقطه D قطع می‌شود. در صورت عدم قطع CB-3، CB-2 به دلیل تنظیمات زمانی بیشتر در آن رله در نقطه C عمل خواهد کرد.

حتی اگر رله نزدیک‌ترین به منبع تنظیمات بیشتری داشته باشد، در صورت رخ دادن خرابی بزرگ در نزدیکی منبع به دلیل اینکه زمان عملکرد آن به طور معکوس متناسب با جریان خرابی است، سریع‌تر عمل خواهد کرد.

حفاظت از جریان بیش از حد در خطوط موازی

برای حفظ پایداری سیستم، لازم است بار را از منبع با دو یا بیش از دو خط تغذیه موازی تامین کنیم. اگر خرابی در یکی از خطوط تغذیه رخ دهد، فقط آن خط خرابی باید از سیستم جدا شود تا تأمین پیوسته انرژی از منبع به بار حفظ شود. این نیاز حفاظت از خطوط موازی را کمی پیچیده‌تر از حفاظت از جریان بیش از حد ساده خطوط انتقال مانند خطوط تغذیه شعاعی می‌کند. حفاظت از خطوط موازی نیازمند استفاده از رله‌های جهت‌دار و تنظیم زمانی رله برای قطع انتخابی است.

دو خط تغذیه به صورت موازی از منبع به بار متصل شده‌اند. هر دو خط تغذیه دارای رله جریان بیش از حد غیرجهت‌دار در انتهای منبع هستند. این رله‌ها باید رله‌های معکوس باشند. همچنین هر دو خط تغذیه دارای رله جهت‌دار یا رله معکوس در انتهای بار هستند. رله‌های معکوس استفاده شده در اینجا باید از نوع فوری باشند. به این معنی که این رله‌ها باید به محض معکوس شدن جریان انرژی در خط عمل کنند. جهت عادی جریان از منبع به بار است.

حالا، فرض کنید خرابی در نقطه F رخ می‌دهد، مثلاً جریان خرابی I f است.

این خرابی دو مسیر موازی از منبع خواهد داشت، یکی فقط از طریق دیپلماس A و دیگری از طریق CB-B، خط تغذیه-2، CB-Q، بار باس و CB-P. این به وضوح در شکل زیر نشان داده شده است، که در آن IA و IB جریان خرابی مشترک توسط خط تغذیه-1 و خط تغذیه-2 هستند.

بر اساس قانون کیرشهف، I A + IB = If.

حالا، IA از طریق CB-A جریان دارد، IB از طریق CB-P جریان دارد. چون جهت جریان CB-P معکوس شده است، فوراً قطع می‌شود. اما CB-Q قطع نمی‌شود چون جریان (انرژی) در این دیپلماس معکوس نشده است. به محض قطع CB-P، جریان خرابی IB دیگر از خط تغذیه عبور نمی‌کند و بنابراین هیچ سوالی در مورد عملکرد بیشتر رله جریان بیش از حد معکوس وجود ندارد. IA همچنان حتی پس از قطع CB-P جریان دارد. سپس به دلیل جریان بیش از حد IA، CB-A قطع می‌شود. به این ترتیب خط تغذیه خرابی‌دار از سیستم جدا می‌شود.

حفاظت از خط با سیم‌های دیفرانسیل

این به سادگی یک طرح حفاظت دیفرانسیلی است که به خطوط تغذیه اعمال می‌شود. چندین طرح دیفرانسیلی برای حفاظت از خط اعمال می‌شود اما سیستم تعادل ولتاژ Merz Price و طرح Translay بیشترین استفاده را دارند.

سیستم تعادل Merz Price

اصل کار سیستم تعادل Merz Price بسیار ساده است. در این طرح حفاظت از خط، ترانسفورماتور جریان یکسان به هر دو انتها