Ograničena zaštita od strujnog preopterećenja zemljišta

Kazna zemlja: uzroci, posledice i zaštitne mere

Kazna zemlja se dešava kada postoji neplanirana električna veza između živog vodnika i zemlje. Ovo obično dolazi do zbog oštećenja izolacije, što može biti uzrokovan faktorima poput starenja električnih komponenti, mehaničkog oštećenja ili izlaganja surovim uslovima okruženja. Kada dođe do kazne zemlje, strujni tokovi prekida protiču kroz električni sistem. Ovi greškoviti tokovi vraćaju se na izvor ili putem same zemlje ili povezanog električnog opreme.

Prisustvo kaznih tokova zemlje može imati teške posledice. Mogu izazvati značajno oštećenje opreme unutar sistema snage, uključujući transformere, motore i aparaturne sklopove, pregrejavanjem komponenti, taloženjem izolacije i čak i fizičkom uništavanjem. Takođe, kazne zemlje prekidaju kontinuitet električne snabdevanju, što dovodi do ispadanja struje koje mogu uticati na stanovničke, trgovinske i industrijske potrošače.

Da bi se smanjila rizika povezani sa kaznama zemlje, koristi se shema ograničene zaštite od kazne zemlje. U srcu ove šeme zaštite je rele jedinke zemlje, ključna komponenta koja ima vitalnu ulogu u zaštiti sistema snage. Kada se detektuje kazna zemlje, rele jedinke zemlje daje naredbu za isključivanje prekidača. Ova akcija brzo izoluje defektan deo kruga, time ograničavajući protok greškovitog toka i minimizirajući potencijalno oštećenje.

Rele jedinke zemlje je strategijski smješten u ostatak transformatora strujnih tokova, kako je prikazano na slici ispod. Ova pozicija omogućava releffu da efikasno nadgleda i detektuje abnormalne tokove struje koji ukazuju na kazne zemlje. Konkretno, pruža ključnu zaštitu za delta ili nezasićene zvezdane navojnice transformatora snage, štitići ove ključne komponente od destruktivnih efekata greškovitih tokova. Slika ispod takođe prikazuje detaljne veze relefa jedinke zemlje sa zvezdanom ili deltastom navojnicom transformatora, ističući preciznu konfiguraciju koja osigurava pouzdanu detekciju i zaštitu grešaka.

Konfiguracija i rad sistema zaštite od kazne zemlje

Transformatori strujnih tokova (CT) igraju ključnu ulogu u sistemu zaštite od kazne zemlje, strategijski pozicionirani na obje strane određene zaštitne zone. Sekundarni terminali ovih CT-ova su spojeni paralelno s zaštitnim relejem, formirajući ključnu električnu putanju za detekciju grešaka. Izlaz CT-ova je posebno dizajniran da predstavlja nultu sekvencijsku struju koja teče kroz električnu liniju. Značajno, tokom vanjske greške, nultu sekvencijsku struju nedostaje, dok u događaju unutrašnje greške, ona se peni na vrednost koja je dva puta veća od stvarne greškovite struje.

Rad sistema zaštite od kazne zemlje

Zvezdasta strana električnog sistema je zaštićena ograničenom zaštitom od kazne zemlje, kao što je prikazano na slici ispod. Ova šema zaštite je inženjerisana da tačno detektira i reaguje na kazne zemlje unutar zaštitne zone, koristeći jedinstvene karakteristike nulte sekvencijske struje kako bi osigurala brzu i pouzdanu izolaciju grešaka.

Sistem zaštite od kazne zemlje: operativni mehanizmi i dizajnerske karakteristike

Pretpostavimo da se vanjska greška, označena kao F1, dešava unutar električne mreže. Ovaj događaj indukuje struje I1 i I2 koje teku kroz sekundarne transformatore strujnih tokova (CT). Zbog električne konfiguracije i prirode vanjskih grešaka, rezultirajući zbir I1 i I2 je nula. Suprotno tome, kada dođe do greške unutar zaštitne zone, recimo F2, prisutan je samo tok I2; tok I1 efektivno otklanja ili je zanemarljiv. Ovaj I2 zatim prođe kroz rele jedinke zemlje, pokrećeći njegov rad. Ključno, rele jedinke zemlje je dizajniran da aktivira isključivo u odgovoru na unutrašnje greške unutar zaštitne zone, osiguravajući da selektivno izoluje defektne delove električnog sistema.

Rele jedinke zemlje mora imati visoku razinu osetljivosti kako bi tačno detektovao greške. Inženjerisan je da oseća greškovite tokove koji prelaze nominale namotanog toka bar za 15%. Ova specifična podešenje omogućava releju da štiti definisani, ograničeni deo električnog namota, zbog čega je ova šema zaštite nazvana ograničena zaštita od kazne zemlje.

Da bi se dalje poboljšala pouzdanost sistema zaštite, stabilizujući tok je spojen serijalno sa relejem. Ova dodatna funkcija ima ključnu ulogu: efektivno mitigira uticaj magnetizacijskih ulaznih tokova. Magnetizacijski ulazni tokovi, koji se mogu dogoditi tokom energizacije sistema ili drugih prelaznih događaja, imaju potencijal da izazovu lažno isključivanje releja. Protivodejstvom ovim neželjenim tokovima, stabilizujući tok osigurava da rele jedinke zemlje reaguje samo na stvarne greškovite uslove, poboljšavajući celokupnu integritet i pouzdanost električnog sistema zaštite.