Provoz a odstraňování poruch v systémech distribuce elektrické energie vysokého a nízkého napětí

Základní složení a funkce ochrany před selháním vypínače

Ochrana před selháním vypínače se týká ochranného systému, který funguje, když reléová ochrana vadného elektrického zařízení vydává příkaz k vypnutí, ale vypínač nefunguje. Používá signál k vypnutí od vadného zařízení a měření proudu z selhavého vypínače k určení selhání vypínače. Ochrana poté může v krátkém časovém intervalu izolovat jiné relevantní vypínače ve stejné transformační stanici, minimalizuje oblast výpadku, zajišťuje celkovou stabilitu sítě, prevence závažných poškození generátorů, transformátorů a jiných vadných komponent, a zabrání katastrofálnímu kolapsu sítě.

Selhání vypínače představuje dvojitou chybu – kombinaci chyby elektrické soustavy s nefungováním vypínače. I když mohou být přijatelné mírně uvolněné výkonnostní kritéria, základní princip zůstává: chyba musí být nakonec odstraněna. V moderních vysokonapěťových a extra-vysokonapěťových elektrických sítích je ochrana před selháním vypínače široce používána jako blízká rezervní ochrana.

Složení a funkce ochrany před selháním

Ochrana před selháním vypínače se skládá z blokovacího prvku napětí, spouštěcí obvod (tvořený operací ochrany a diskriminací proudu), časový element a obvod pro výstup k vypnutí.

Spouštěcí obvod je klíčový pro správné a spolehlivé fungování celého ochranného systému. Musí být bezpečný a používat dvojitá kritéria, aby se zabránilo nesprávnému spuštění z důvodu jednoznačného posouzení, zaseknutí kontaktů ochrany, náhodného dotyku nebo neúmyslné energizace. Spouštěcí obvod obsahuje dva prvky tvořící logiku "AND":

• Spouštěcí prvek: Typicky používá automatický výstupní obvod k vypnutí vlastního vypínače. Může to být okamžitě resetovaný kontakt samotného relé k vypnutí nebo paralelní pomocné mezirelé s okamžitým návratem. Kontakt, který fungoval, ale nebyl resetován, ukazuje na selhání vypínače.

• Diskriminační prvek: Rozpoznává různými způsoby, zda chyba stále trvá. Existující provozní zařízení často používá metody „existence proudu“ – fázový proud (pro linky) nebo nulový sekvenční proud (pro transformátory). Pokud zůstane proud v obvodu po operaci ochrany, potvrzuje, že chyba nebyla odstraněna.

Časový element slouží jako meziprostřední stupeň v ochraně před selháním vypínače. Aby se zabránilo nesprávnému fungování způsobenému selháním jednoho časového elementu, musí časový element tvořit logiku "AND" se spouštěcím obvodem před aktivací výstupního relé k vypnutí.

Blokace napětí pro ochranu před selháním obvykle zahrnuje relé nízkého napětí sběrnice, negativní sekvenční napětí a nulové sekvenční napětí. Když ochrana před selháním sdílí výstupní obvod k vypnutí se sběrníkovou diferenciální ochranou, sdílejí také stejné blokovací prvky napětí.