Co to jest ochrona linii lub odnóg?

Co to jest ochrona linii lub pasów?

Definicja ochrony linii przesyłowych

Ochrona linii przesyłowych to zestaw strategii wykorzystywanych do wykrywania i izolowania uszkodzeń na liniach energetycznych, zapewniających stabilność systemu i zmniejszających szkody.

Ochrona nadprądowa z zakrojonym czasem

Może to być również nazywane po prostu ochroną nadprądową linii przesyłowej. Omówmy różne schematy ochrony nadprądowej z zakrojonym czasem.

Ochrona promieniście rozgałęzionej sieci

W promieniowo rozgałęzionej sieci, energia płynie tylko w jednym kierunku, od źródła do obciążenia. Tego typu sieci można łatwo chronić za pomocą relé czasu stałego lub relé czasu odwrotnego.

Ochrona linii za pomocą relé czasu stałego

Ten schemat ochrony jest bardzo prosty. Całą linię dzieli się na różne sekcje, a każda sekcja jest wyposażona w relé czasu stałe. Relé najbliżej końca linii ma najmniejsze ustawienie czasowe, podczas gdy ustawienia czasowe innych relé są kolejno zwiększane w kierunku źródła.

Na przykład, przyjmijmy, że źródło znajduje się w punkcie A, jak pokazano na poniższym rysunku

W punkcie D jest zainstalowany wyłącznik CB-3 z określonym czasem działania relé wynoszącym 0,5 sekundy. Następnie, w punkcie C jest zainstalowany kolejny wyłącznik CB-2 z określonym czasem działania relé wynoszącym 1 sekundę. Kolejny wyłącznik CB-1 jest zainstalowany w punkcie B, który jest najbliżej punktu A. W punkcie B, relé jest ustawione na czas działania wynoszący 1,5 sekundy.

Teraz, zakładając, że wystąpi uszkodzenie w punkcie F, prąd uszkodzeniowy przepływa przez wszystkie transformatory prądowe (CT) połączone w linii. Jednak ponieważ czas działania relé w punkcie D jest najmniejszy, wyłącznik CB-3 powiązany z tym relé będzie pierwszy oddzielać strefę uszkodzenia od reszty linii.

W przypadku, gdy z jakiegoś powodu CB-3 nie zadziała, nastąpi działanie następnego relé o dłuższym czasie ustawienia, aby uruchomić powiązany wyłącznik. W tym przypadku, CB-2 zostanie wyłączony. Jeśli CB-2 również nie zadziała, to kolejny wyłącznik, czyli CB-1, zostanie wyłączony, aby izolować większą część linii.

Zalety ochrony linii z relé czasu stałego

Główną zaletą tego schematu jest jego prostota. Drugą główną zaletą jest to, że podczas uszkodzenia działa tylko najbliższy wyłącznik w kierunku źródła od miejsca uszkodzenia, aby izolować określoną pozycję linii.

Wady ochrony linii z relé czasu stałego

Z wieloma sekcjami w linii, relé blisko źródła ma dłuższy opóźnienie, co oznacza, że uszkodzenia bliskie źródłu wymagają więcej czasu na izolację, co może prowadzić do poważnych uszkodzeń.

Ochrona nadprądowa linii za pomocą relé odwrotnego

Wada, którą omówiliśmy w ochronie nadprądowej linii z relé czasu stałego, może być łatwo przezwyciężona poprzez użycie relé odwrotnych. W relé odwrotnym czas działania jest odwrotnie proporcjonalny do prądu uszkodzeniowego.

Na powyższym rysunku, całkowite ustawienie czasowe relé w punkcie D jest najmniejsze, a to ustawienie czasowe jest kolejno zwiększane dla relé powiązanych z punktami w kierunku punktu A.

W przypadku uszkodzenia w punkcie F, CB-3 w punkcie D zostanie oczywistym zwolniony. W przypadku niepowodzenia otwarcia CB-3, CB-2 zostanie uruchomiony, ponieważ całkowite ustawienie czasowe w tym relé w punkcie C jest wyższe.

Mimo że relé najbliżej źródła ma najdłuższe ustawienie, będzie działać szybciej, jeśli wystąpi poważne uszkodzenie blisko źródła, ponieważ jego czas działania jest odwrotnie proporcjonalny do prądu uszkodzeniowego.

Ochrona nadprądowa równoległych pasów

Aby utrzymać stabilność systemu, wymagane jest zasilanie obciążenia z dwóch lub więcej pasów w równoległości. Jeśli wystąpi uszkodzenie w jednym z pasów, tylko ten uszkodzony pas powinien być izolowany od systemu, aby zapewnić ciągłość zasilania z źródła do obciążenia. To wymaganie sprawia, że ochrona równoległych pasów jest nieco bardziej skomplikowana niż prosta ochrona nadprądowa linii w przypadku promieniowo rozgałęzionych sieci. Ochrona równoległych pasów wymaga użycia relé kierunkowych i zakrojenia ustawień czasowych relé dla selektywnego zwalniania.

Są dwa pasy połączone w równoległości od źródła do obciążenia. Obie linie mają relé nadprądowe bezkierunkowe na końcówce źródła. Te relé powinny być relé odwrotnej charakterystyki czasowej. Ponadto obie linie mają relé kierunkowe lub relé odwrotnej mocy na swoich końcówkach obciążeniowych. Relé odwrotnej mocy używane tutaj powinny być typu natychmiastowego. To oznacza, że te relé powinny działać natychmiast po odwróceniu kierunku przepływu mocy. Normalny kierunek przepływu mocy jest od źródła do obciążenia.

Teraz, załóżmy, że wystąpi uszkodzenie w punkcie F, powiedzmy, że prąd uszkodzeniowy wynosi I f.

To uszkodzenie uzyska dwa równoległe ścieżki od źródła, jedną tylko przez wyłącznik A i drugą przez CB-B, pas-2, CB-Q, magistralę obciążenia i CB-P. Jest to jasno pokazane na poniższym rysunku, gdzie IA i IB to prądy uszkodzeniowe podzielone między pas-1 i pas-2 odpowiednio.

Zgodnie z prawem Kirchhoffa, IA + IB = If.

Teraz, IA przepływa przez CB-A, IB przepływa przez CB-P. Ponieważ kierunek przepływu CB-P jest odwrócony, zwolni natychmiast. Ale CB-Q nie zwolni, ponieważ przepływ prądu (mocy) w tym wyłączniku nie jest odwrócony. Natychmiast po zwolnieniu CB-P, prąd uszkodzeniowy IB przestaje przepływać przez pas, a więc nie ma pytania o dalsze działanie relé nadprądowego odwrotnego. IA nadal przepływa, nawet po zwolnieniu CB-P. Wtedy, ze względu na nadprąd IA, CB-A zostanie zwolniony. W ten sposób uszkodzony pas jest izolowany od systemu.

Dyferencjalna ochrona pilotowana przewodem

To jest po prostu schemat ochrony różnicowej stosowany do pasów. Istnieje wiele schematów różnicowych stosowanych do ochrony linii, ale najpopularniejsze są system Mess Price Voltage balance i Translay Scheme.

System równowagi Merz Price

Zasada działania systemu równowagi Merz Price jest dość prosta. W tym schemacie ochrony linii, identyczne CT są podłączone do obu końców linii. Polaryzacja CT jest taka sama. Sekunda te CT i cewki operacyjne dwóch relé natychmiastowych tworzą zamkniętą pętlę, jak pokazano na poniższym rysunku. W pętli używa się przewodu pilotowego, aby połączyć obie sekundy CT i obie cewki relé, jak pokazano.

Teraz, z rysunku jest jasne, że podczas normalnego stanu systemu, nie będzie żadnego prądu przepływającego przez pętlę, ponieważ prąd wtórny jednego CT anuluje prąd wtórny drugiego CT.

Teraz, jeśli wystąpi uszkodzenie w części linii między tymi dwoma CT, prąd wtórny jednego CT nie będzie już równy i przeciwny prądowi wtórnemu drugiego CT. Stąd wynika, że będzie istnieć rezultant prąd krążący w pętli.

Ze względu na ten prąd krążący, cewki obu relé zamkną obwód zwalniający powiązany wyłącznik. Stąd, uszkodzona linia zostanie izolowana z obu końców.