Hat veya Besleme Koruması Nedir?

Hatlar veya Besleme Hatları Koruması Nedir?

İletim Hattı Koruma Tanımı

İletim hattı koruması, güç hatlarında arızaları tespit etmek ve izole etmek için kullanılan bir dizi strateji olup, sistem istikrarını sağlayarak ve hasarı azaltır.

Zaman Dilimli Aşırı Akım Koruması

Bu, sadece elektrik güç iletim hattının aşırı akım koruması olarak da adlandırılabilir. Zaman dilimli aşırı akım korumasının farklı şemalarını tartışalım.

Radial Besleme Koruması

Radial beslemede, güç kaynaktan yüküne doğru tek yönde akar. Bu tür beslemeler, belirli zamanlı röleler veya ters zamanlı röleler kullanılarak kolayca korunabilir.

Belirli Zamanlı Röle ile Hat Koruması

Bu koruma şeması çok basittir. Burada toplam hat, farklı bölümlere ayrılmıştır ve her bölüm belirli zamanlı bir röleye sahiptir. Hattın sonuna en yakın rölün en düşük zaman ayarı vardır, diğer rölelerin zaman ayarları ise kaynak yönünde artmaktadır.

Örneğin, aşağıdaki çizimdeki gibi A noktasında bir kaynak olduğunu varsayalım

D noktasında CB-3 devre kesicisi 0.5 saniye belirli zamanlı röle işlemiyle monte edilmiştir. Daha sonra, C noktasında başka bir devre kesicisi olan CB-2, 1 saniye belirli zamanlı röle işlemiyle monte edilmiştir. Sonraki devre kesicisi olan CB-1, A noktasına en yakın B noktasına monte edilmiştir. B noktasında, rölün işlem süresi 1.5 saniye olarak ayarlanmıştır.

Şimdi, F noktasında bir arıza olduğunu varsayalım. Bu arıza nedeniyle, hatta bağlı tüm akım dönüştürücüler (CT) üzerinden arıza akımı akanak olacaktır. Ancak, D noktasındaki rölün işlem süresi en düşük olduğundan, bu rölle ilişkili olan CB-3 ilk olarak harekete geçerek, hatın geri kalanından arıza bölgesini izole edecektir.

Eğer herhangi bir nedenle CB-3 çalışmazsa, daha yüksek zamanlı röl işlemeye başlayarak ilgili devre kesicisini çalıştıracaktır. Bu durumda, CB-2 çalışacaktır. Eğer CB-2 de çalışmazsa, sonraki devre kesicisi yani CB-1, hatın büyük bir kısmını izole etmek için çalışacaktır.

Belirli Zamanlı Hat Korumasının Avantajları

Bu şemanın ana avantajı basitliğidir. İkinci büyük avantaj, arıza sırasında, arıza noktasına en yakın kaynak tarafındaki devre kesicinin, hatın belirli bir konumunu izole etmek için çalışmasıdır.

Belirli Zamanlı Hat Korumasının Dezavantajları

Hat birçok bölüme ayrıldığında, kaynağa yakın rölün daha uzun gecikmesi, potansiyel olarak ciddi hasara yol açabilecek şekilde, kaynağa yakın arızaların daha uzun sürede izole edilmesi anlamına gelir.

Ters Zamanlı Röle ile Aşırı Akım Hat Koruması

Daha önce tartışıldığı gibi, belirli zamanlı aşırı akım korumasının dezavantajı, ters zamanlı röleler kullanılarak kolayca aşılabilir. Ters rölelerde, işlem süresi arıza akımına ters orantılıdır.

Yukarıdaki çizimde, D noktasındaki rölün toplam zaman ayarı en düşük ve bu zaman ayarı, A noktasına doğru olan noktalarla ilişkili röleler için artmaktadır.

F noktasında bir arıza olması durumunda, D noktasındaki CB-3 kesilecektir. CB-3'nin açılmasında başarısızlık durumunda, C noktasındaki rölün toplam zaman ayarının daha yüksek olması nedeniyle, CB-2 çalışacaktır.

Kaynağa en yakın rölün en uzun ayarı olsa da, arıza akımına ters orantılı olduğu için, kaynağına yakın yerlerde meydana gelen büyük arızalarda daha hızlı çalışacaktır.

Paralel Besleme Hatlarının Aşırı Akım Koruması

Sistemin istikrarını sağlamak için, yükü iki veya daha fazla paralel besleme hatı ile beslemek gerekmektedir. Eğer herhangi bir besleme hattında arıza oluşursa, sadece o arıza besleme hattı sistemi dışına izole edilmelidir, böylece kaynağın yüküne sürekli besleme sağlanır. Bu gereklilik, radial besleme hatlarındaki basit yönsüz aşırı akım korumasına göre, paralel besleme hatlarının korumasını biraz daha karmaşık hale getirir. Paralel besleme koruması, yönlü rölelerin kullanılmasını ve seçici tripping için röle zaman ayarlarının gradeli yapılmasını gerektirir.

Kaynaktan yüküne kadar iki paralel besleme hattı bulunmaktadır. Her iki besleme hattının kaynak ucunda da yönsüz aşırı akım rölesi bulunmaktadır. Bu rölelerin ters zamanlı röle olması gerekmektedir. Ayrıca, her iki besleme hattının yük ucunda da yönlü röle veya ters güç rölesi bulunmaktadır. Burada kullanılan ters güç röleleri anlık tip olmalıdır. Yani, besleme hattındaki güç akış yönünün tersine döndüğü anda çalışmalıdır. Normal güç akışı yönü, kaynaktan yüküne doğrudür.

Şimdi, F noktasında bir arıza olduğunu varsayalım, diyelim ki arıza akımı I f'dir.

Bu arıza, kaynaktan iki paralel yol alacaktır, biri sadece devre kesicisi A üzerinden ve diğeri CB-B, besleme-2, CB-Q, yük otobüsü ve CB-P üzerinden olacaktır. Bu, aşağıdaki çizimde gösterildiği gibi, IA ve IB'nin sırasıyla besleme-1 ve besleme-2 tarafından paylaşılan arıza akımıdır.

Kirchhoff akım yasasına göre, I A + IB = If.

Şimdi, IA, CB-A üzerinden akarken, IB, CB-P üzerinden akıyor. CB-P'nin akış yönünün tersine döndüğü için anında çalışacaktır. Ancak, CB-Q, bu devre kesicisindeki akım (güç) akış yönünün tersine dönmüş olmadığı için çalışmayacaktır. CB-P tripped olduğunda, IB arıza akımı besleme hattından duracak ve bu nedenle, ters zamanlı aşırı akım rölesinin daha fazla çalışmasına gerek kalmayacaktır. IA, CB-P tripped olsa bile akışını sürdürecektir. Ardından, aşırı akım IA nedeniyle, CB-A tripped olacaktır. Bu şekilde, arıza besleme hattı sistemden izole edilir.

Diferansiyel Pilot Tel Koruması

Bu, basitçe besleme hatlarına uygulanan diferansiyel koruma şemasıdır. Hatların korunması için çeşitli diferansiyel şemalar uygulanır, ancak Mess Price Gerilim Dengesi Sistemi ve Translay Şeması en yaygın olarak kullanılır.

Merz Price Dengeli Sistem

Merz Price Dengeli Sistemin çalışma prensibi oldukça basittir. Bu hat koruma şemasında, hatın her iki ucuna aynı CT bağlanır. CT'lerin polaritesi aynıdır. Bu akım dönüştürücülerin ikincil tarafı ve iki anlık rölenin çalışma bobini, aşağıda gösterildiği gibi kapalı bir döngüyü oluşturur. Döngüde, pilot tel, her iki CT ikincilini ve her iki röle bobinini birbirine bağlamak için kullanılır.

Şimdi, çizimden açıkça görüleceği gibi, sistem normal koşullar altında, bir CT'nin ikincil akımı diğer CT'nin ikincil akımını eşit ve zıt olacak şekilde iptal edeceğinden, döngüde herhangi bir akım akmayacağıdır.

Şimdi, bu iki CT arasındaki hat bölümünde herhangi bir arıza oluşursa, bir CT'nin ikincil akımı artık diğer CT'nin ikincil akımıyla eşit ve zıt olmayacaktır. Bu nedenle, döngüde bir sonuç dolaşım akımı olacaktır.

Bu dolaşım akımı nedeniyle, her iki rölenin bobini, ilgili devre kesicisinin tripping devresini kapatacaktır. Bu nedenle, arıza hatı her iki uçtan da izole edilecektir.