پروتکشن شین
وقتی خطا در بارهای اصلی رخ می‌دهد، تامین کلی برق قطع شده و تمام خطوط غیر معیوب جدا می‌شوند. بیشتر خطاها در بارهای اصلی تک فاز هستند و غالباً موقتی طبیعت دارند. خطاها در ناحیه بار ممکن است به دلایل مختلفی مانند خرابی عایق‌های حمایتی، نقص عملکرد در قطع کننده‌های مدار یا افت شیء خارجی روی بارهای اصلی رخ دهند. برای رفع خطا در بار، تمام مدارهای متصل به بخش خراب شده باید باز شوند.
پرکاربردترین طرح‌های محافظت از ناحیه بار شامل:
محافظت پشتیبان برای بارهای اصلی
محافظت پشتیبان یک روش ساده برای محافظت از بارهای اصلی در برابر خطاها است. خطاها در بار اصلی غالباً از سیستم تامین برق نشأت می‌گیرند، بنابراین محافظت پشتیبان برای سیستم تامین برق ضروری است. نمودار زیر یک تنظیمات پایه برای محافظت از بارهای اصلی را نشان می‌دهد. در اینجا، بار A توسط مکانیزم محافظت از فاصله بار B محافظت می‌شود. در صورت بروز خطا در بار A، دستگاه محافظ بار B فعال می‌شود و رله در 0.4 ثانیه عمل می‌کند.
وقتی خطا در بارهای اصلی رخ می‌دهد، تامین کلی برق قطع شده و تمام خطوط غیر معیوب جدا می‌شوند. بیشتر خطاها در بارهای اصلی تک فاز هستند و غالباً موقتی طبیعت دارند. خطاها در ناحیه بار ممکن است به دلایل مختلفی مانند خرابی عایق‌های حمایتی، نقص عملکرد در قطع کننده‌های مدار یا افت شیء خارجی روی بارهای اصلی رخ دهند. برای رفع خطا در بار، تمام مدارهای متصل به بخش خراب شده باید باز شوند.
پرکاربردترین طرح‌های محافظت از ناحیه بار شامل:
محافظت پشتیبان برای بارهای اصلی
محافظت پشتیبان یک روش ساده برای محافظت از بارهای اصلی در برابر خطاها است. خطاها در بار اصلی غالباً از سیستم تامین برق نشأت می‌گیرند، بنابراین محافظت پشتیبان برای سیستم تامین برق ضروری است. نمودار زیر یک تنظیمات پایه برای محافظت از بارهای اصلی را نشان می‌دهد. در اینجا، بار A توسط مکانیزم محافظت از فاصله بار B محافظت می‌شود. در صورت بروز خطا در بار A، دستگاه محافظ بار B فعال می‌شود و رله در 0.4 ثانیه عمل می‌کند.
محافظت جریان چرخه‌ای و رله محافظت دیفرانسیل ولتاژ
محافظت جریان چرخه‌ای
در طرح محافظت جریان چرخه‌ای، جمع جریان ترانسفورماتورهای جریان (CTs) از میل الکترومغناطیس رله می‌گذرد. وقتی جریان از میل الکترومغناطیس رله می‌گذرد، نشان‌دهنده وجود جریان کوتاه‌مداری در دومینرهای CTs است. در نتیجه، رله سیگنالی به قطع‌کننده‌های مدار می‌فرستد و آن‌ها را ترغیب می‌کند تا تماس‌های خود را باز کرده و بخش معیوب سیستم برق را جدا کنند.
با این حال، یکی از نقاط ضعف مهم این طرح محافظتی این است که ترانسفورماتورهای جریان با هسته آهنی می‌توانند باعث اختلال در عملکرد رله در خطاها خارجی شوند. ویژگی‌های مغناطیسی ترانسفورماتورهای جریان با هسته آهنی ممکن است منجر به نسبت‌های تبدیل جریان نامساوی تحت شرایط نامتعادل شوند و باعث تحریک غلط رله شوند.
رله محافظت دیفرانسیل ولتاژ
طرح رله محافظت دیفرانسیل ولتاژ از ترانسفورماتورهای جریان بدون هسته استفاده می‌کند که خطی بودن بهتری نسبت به همتایان آهنی خود دارند. کوپلرهای خطی برای افزایش تعداد دورهای دومینرهای این ترانسفورماتورها استفاده می‌شوند که حساسیت و دقت سیستم محافظت را افزایش می‌دهند.
در این تنظیمات، رله‌های دومینر از طریق سیم‌های هدایتی به صورت سری متصل می‌شوند. علاوه بر این، میل الکترومغناطیس رله نیز به صورت سری با دومینر مربوطه مدار متصل می‌شود. این تنظیمات امکان مقایسه دقیق‌تر کمیت‌های برقی را فراهم می‌کند و سیستم محافظت را قادر می‌سازد تا به صورت دقیق خطاها داخلی را تشخیص دهد و در مقابل اثراتی که باعث عملکرد غلط در طرح‌های محافظتی مبتنی بر ترانسفورماتورهای جریان با هسته آهنی می‌شوند، ایمن باشد.
در یک سیستم برق بدون خطا یا زمانی که خطا خارجی رخ می‌دهد، مجموع جبری جریان‌های دومینر ترانسفورماتورهای جریان (CTs) صفر است. این تعادل به دلیل جریان طبیعی از طریق مولفه‌های سالم سیستم است که ترانسفورماتورهای جریان جریان را به درستی انعکاس می‌دهند. با این حال، وقتی خطا داخلی در ناحیه محافظت شده رخ می‌دهد، جریان طبیعی مختل می‌شود. جریان خطا از طریق رله دیفرانسیل می‌گذرد و وضعیت تعادل جریان قبلی را مختل می‌کند.
پس از تشخیص جریان غیرعادی، رله دیفرانسیل فعال می‌شود. آن به سرعت دستوری به قطع‌کننده‌های مدار مرتبط می‌فرستد و آن‌ها را ترغیب می‌کند تا تماس‌های خود را باز کنند. با جدا کردن سریع بخش معیوب سیستم، مکانیزم محافظت دیفرانسیل به مؤثریت جلوگیری از آسیب بیشتر به تجهیزات و حفظ پایداری کلی سیستم برق کمک می‌کند. این واکنش سریع به کاهش زمان توقف و خطرات بالقوه کمک می‌کند و تمامیت شبکه برق را حفظ می‌کند.
