Защита на питаещата линия

Защита на хараници

Определение

Защитата на хараници се отнася до защитаването на електрическите харанции от дефекти, за да се осигури непрекъснатото доставяне на енергия в мрежата. Хараниците предават електрическа енергия от трансформаторни станции към потребителите. Учитывайки техния ключов роля в системата за разпределение на енергия, защитата на хараници от различни видове дефекти е изключително важна. Основните изисквания за защитата на хараници са следните:

• Селективно изключване: При кратко замыкание само най-близкият автомат трябва да се отвори, докато всички останали автомати остават затворени. Това минимизира въздействието върху доставянето на енергия и намалява обхвата на прекъсванията.

• Резервна защита: Ако автоматът, най-близък до дефекта, не се отвори, съседните автомати трябва да действат като резервна защита, за да изолират дефектната част. Тази резервеност гарантира надеждността на цялата система.

• Оптимален отговор на релетата: Времето за действие на защитните релета трябва да бъде минимизирано, за да се поддържа стабилността на системата, докато се предотврати ненужното изключване на здрави вериги. Този баланс е съществен за ефективното управление на дефектите.

Времево градирана защита

Времевата градирана защита е схема, при която времето за действие на релетата се задава последователно. Този подход осигурява, че при настъпване на дефект, само най-малката възможна част от електрическата система се изолира, което минимизира прекъсването на общото доставяне на енергия. Практичните приложения на времевата градирана защита са описани по-долу.

Защита на радиални харанции

Радиалната система за доставяне на енергия се характеризира с еднопосочен поток на енергия, който се движи от генератора или източника към потребителите. Но тази система има значителен недостатък: при настъпване на дефект, поддържането на непрекъснатото доставяне на енергия до потребителите става трудно.

В радиална система, където много харанции са свързани поред, както е показано на фигурата, целта е да се изолира най-малката възможна част от системата при настъпване на дефект. Времевата градирана защита ефективно постига тази цел. Системата за защита при претоварване е конфигурирана така, че колкото по-далеч е реле от генераторната станция, толкова по-кратко е неговото време за действие. Този иерархичен механизм за задаване на време осигурява, че дефектите се изчистват възможно най-близо до източника на проблема, намалявайки въздействието върху останалата част от системата.

При настъпване на дефект в SS4, реле OC5 трябва да се активира първо, вместо друго реле. Това означава, че времето за действие на реле OC4 трябва да е по-кратко от времето на реле OC3 и т.н. Това ясно демонстрира необходимостта от правилно времево градиране на тези релета. Минималният интервал между две съседни автомати се определя от сумата на собствените им времена за изчистване и малък безопасен допълнителен интервал.

За често използваните автомати, минималното дискриминиращо време между автомати при регулиране е около 0.4 секунди. Времето за действие на релетата OC1, OC2, OC3, OC4 и OC5 са зададени като 0.2 секунди, 1.5 секунди, 1.5 секунди, 1.0 секунда, 0.5 секунди и моментално съответно. Освен времевата градирана система, е важно времето за действие при сериозни дефекти да бъде минимизирано. Това може да се постигне чрез паралелно свързване на ограничители на време с трип-бобините.

Защита на паралелни харанции

Паралелните връзки на харанции се използват главно за осигуряване на непрекъснато доставяне на енергия и разпределение на нагрузката. При настъпване на дефект в защитена хараница, защитното устройство ще идентифицира и изолира дефектната хараница, позволявайки на останалите харанции незабавно да приемат увеличената нагрузка.

Едни от най-простите и ефективни методи за защита на релетата в системи с паралелни харанции включват използването на временна градирана защита с обратно пропорционални характеристики на началната точка, комбинирана с моментални релета за обратна мощност или направление на мощността в крайната точка, както е показано на фигурата по-долу. Тази конфигурация позволява бързо и точно откриване и изолация на дефектите, подобрявайки общата надеждност и стабилност на системата с паралелни харанции.

При настъпване на сериозен дефект F на която и да е от линиите, мощността ще се насочи към дефекта от както началната, така и крайната точка на линията. Резултатът е, че посоката на потока на мощност през реле D ще се обърне, причинявайки реле да се отвори.

Експлоатационният ток тогава ще бъде ограничен до точка B, докато нейното реле за претоварване се активира и изключи автомат. Това действие напълно изолира дефектната хараница, позволявайки доставянето на енергия да продължи чрез здравата хараница. Но този метод е ефективен само при достатъчно сериозни дефекти, които да обърнат потока на мощност в D. Затова, за повишаване на надеждността на системата за защита, се инкорпорира диференциална защита освен защитата от претоварване на двете края на линията.

Защита на кръгова основна система

Кръговата основна система е мрежа за връзка, която свързва серия от електроцентрали чрез множество маршрути. В тази система, посоката на потока на мощност може да бъде коригирана, особено когато се използват връзки.

Основната схема на такава система е показана на фигурата по-долу, където G представлява генериращата станция, а A, B, C и D означават трансформаторни станции. В генериращата станция, мощността се движи в една посока, така че не са необходими временни релета за претоварване. Временни релета за претоварване са инсталирани в краищата на трансформаторните станции. Тези релета ще реагират само, когато претоварващият ток се движи далеч от защитените трансформаторни станции, осигурявайки селективна изолация на дефектите и поддържайки стабилността на кръговата основна система.

При движение по кръга в посока GABCD, релетата на далечната страна на всяка станция са конфигурирани с прогресивно намаляващи времева забава. В генериращата станция, времева забава е зададена на 2 секунди; в станциите A, B и C, настройките са 1.5 секунди, 1.0 секунда и 0.5 секунди съответно, докато реле в следващата релевантна точка работи моментално. Подобно, при движение по кръга в обратна посока, релетата на изходящата страна са настроени според съответстващ модел на времева забава.

При настъпване на дефект в точка F, мощността влиза в дефекта чрез две отделни пътя: ABF и DCF. Релетата, които се активират, са тези, разположени между трансформаторната станция B и точка F, както и между трансформаторната станция C и точка F. Тази конфигурация осигурява, че дефект в дадена секция на кръговата основна система ще предизвика само релетата, свързани с конкретната секция, да се активират. Следователно, незасегнатите секции на системата могат да продължат да функционират без прекъсвания, поддържайки целостта и надеждността на цялата мрежа за разпределение на енергия.