Syöttösuojelu

Varustuslinjan suoja

Määritelmä

Varustuslinjan suoja tarkoittaa sähköisten varustuslinjojen suojelua vikoilta, jotta verkon sähkönjakelu pysyy keskeytymättömänä. Varustuslinjat siirtävät sähköenergiaa alijakoasemista kulutuspäähän. Koska niillä on keskeinen rooli sähkönjakeluverkossa, on erittäin tärkeää suojella varustuslinjoja erilaisilta vikoilta. Varustuslinjan suojan päävaatimukset ovat seuraavat:

• Valikkovaloitus: Lyhyyskierroksen yhteydessä vain virheen lähimpänä oleva katkaisija avautuu, kun taas kaikki muut katkaisijat pysyvät suljettuna. Tämä minimoi vaikutukset sähkönjakoon ja pienentää keskeytyksen laajuutta.

• Varmuussuoja: Jos lähimpänä virhettä oleva katkaisija epäonnistuu avautumisessa, viereiset katkaisijat täytyy toimia varmuussuojana erottamaan vikainen osa. Tämä monitasoisuus takaa koko järjestelmän luotettavuuden.

• Optimaalinen relen vastaus: Suojarelen toiminta-aika pitää minimoida ylläpitääksesi järjestelmän vakauden ja estääksesi terveiden piirien tarpeettoman valoituksen. Tämä tasapaino on olennainen tehokkaalle vikankäsittelylle.

Aikavarrella perustuva suoja

Aikavarrella perustuva suoja on järjestelmä, jossa relen toiminta-ajat asetetaan järjestyksessä. Tämä lähestymistapa varmistaa, että vian yhteydessä vain mahdollisimman pieni osa sähköjärjestelmästä erottuu, mikä minimoi häiriötä koko sähkönjakolle. Aikavarrella perustuvan suojan käytännön sovellukset on kuvattu alla.

Radiaalisilla varustuslinjoilla varustettujen linjojen suoja

Radiaalinen sähköjärjestelmä on tunnistettavissa yksisuuntaisella sähkövirralla, joka kulkee generaattorista tai jakolähteestä kulutuspäähän. Kuitenkin tämällä järjestelmällä on merkittävä haittapuoli: vian yhteydessä on vaikea ylläpitää sähkönjakon jatkuvuutta kulutuspäähän.

Sarjassa yhdistettyjen varustuslinjojen radiaalisessa järjestelmässä, kuten kuvassa, tavoitteena on erottaa mahdollisimman pieni järjestelmän osa vian yhteydessä. Aikavarrella perustuva suoja toteuttaa tehokkaasti tämän tavoitteen. Ylipitovirtasuojajärjestelmä on määritelty siten, että mitä kauempana relen on sijainnissaan tuotantolaitoksesta, sitä lyhyempi sen toiminta-aika on. Tämä hierarkkinen aikasettelumekanismi varmistaa, että viat poistetaan mahdollisimman läheltä ongelman lähdettä, vähentäen vaikutusta muulle järjestelmälle.

Kun vika ilmenee SS4:ssä, relen OC5 tulisi toimia ensimmäisenä, eikä mikään muu relee. Tämä tarkoittaa, että relen OC4 toiminta-ajan on oltava lyhyempi kuin relen OC3, ja niin edelleen. Tämä havainnollistaa selvästi näiden releiden aikavarrella perustuvan asettamisen tarvetta. Kahden vierekkäisen katkaisijan välisen vähimmäisaikavälin määräävät omien poistoajankulujensa summa ja pieni turvamarginaali.

Yleisesti käytetyille katkaisijoille vähimmäispäätösaika asetusten aikana on noin 0,4 sekuntia. Relen OC1, OC2, OC3, OC4 ja OC5 aikasettelut on asetettu 0,2 sekuntti, 1,5 sekunttia, 1,5 sekunttia, 1,0 sekuntti, 0,5 sekunttia ja välittömästi. Lisäksi aikavarrella perustuvaan järjestelmään on tärkeää, että vakavien vikoiden toiminta-aika on minimoitu. Tätä voidaan saavuttaa kytkemällä aikarajoittavat sähkökynttilät rinnakkain katkaisijoiden trip-kielekkeiden kanssa.

Rinnakkaisten varustuslinjojen suoja

Rinnakkaiset varustuslinjat käytetään pääasiassa sähkönjakon jatkuvuuden varmistamiseen ja kuormituksen jakamiseen. Kun suojatulla varustuslinjalla tapahtuu vika, suojalaitteet tunnistavat ja erottavat vikaisen varustuslinjan, jolloin muut varustuslinjat voivat välittömästi ottaa lisäkuorman.

Yksi yksinkertaisimmista ja tehokkaimmista suojametodeista rinnakkaisvarustuslinjasysteemissä on käyttää lähetyspäähän inversioajan ominaisuudet omaavia aikavarrella perustuvia ylipitovirtareleitä, yhdistettynä välittömäksi reverse-power- tai suunnareleihin vastaanotto-osassa, kuten alla olevassa kuvassa. Tämä konfiguraatio mahdollistaa nopean ja tarkan vian havaitsemisen ja erottamisen, parantaen rinnakkaisvarustuslinjasysteemin yleistä luotettavuutta ja vakautta.

Kun vakava vika F ilmenee mistä tahansa linjasta, sähkö virtaa vikaan molemmista linjan lähetys- ja vastaanotto-osista. Tämän seurauksena relen D kautta kulkevan sähkövirran suunta kääntyy, mikä aiheuttaa releen avaamisen.

Liian suuri virta rajataan kohtaan B, kunnes sen ylipitovirtarele aktivoituu ja katkaisee katkaisijan. Tämä toimi erottaa täysin vikaisen varustuslinjan, mahdollistaen sähkönjakon jatkumisen terveellä varustuslinjalla. Kuitenkin tämä menetelmä on tehokas vain, jos vika on riittävän vakava kääntääksesi sähkövirran suunnan D:ssä. Siksi differentiaalisuojaa on sisällytetty lisäksi ylipitovirtasuojan ohella linjan molempiin päihin parantaakseen suojajärjestelmän luotettavuutta.

Renkaanmain systeemin suoja

Renkaanmain systeemi on interkonnektointiverkko, joka yhdistää sarjan sähkölämpöasemia useilla reiteillä. Tässä järjestelmässä sähkövirran suuntaa voidaan säätää tarvittaessa, erityisesti kun interkonnektoinnit käytetään.

Tällaisen järjestelmän perusskeema on kuvattu alla, jossa G edustaa sähkölämpöasemaa, ja A, B, C ja D edustavat alijakoasemia. Sähkölämpöasemassa sähkö virtaa yksisuuntaisesti, joten aikahäiriöyhdistettyjä ylipitovirtareleitä ei tarvita. Aikavarrella perustuvia ylipitovirtareleitä on asennettu alijakoasemien päihin. Nämä releet toimivat vain, kun ylipitovirta virtaa pois suojattavista alijakoasemista, varmistuen selektiivisen vian erottamisen ja renkaanmain järjestelmän vakauden.

Kun kuljetaan renkaan suuntaan GABCD, jokaisen aseman ulkopuolella sijaitsevat releet on asetettu progressiivisesti lyhyemmällä aikahäiriöllä. Sähkölämpöasemassa aikahäiriö on asetettu 2 sekuntiin; asemilla A, B ja C asetukset ovat 1,5 sekunttia, 1,0 sekuntti ja 0,5 sekunttia, kun taas seuraavan relevantin pisteen rele toimii välittömästi. Samoin, kun kuljetaan renkaan vastakkaiseen suuntaan, ulospäin suuntautuneet releet on asetettu vastaavaan aikahäiriömalliin.

Jos vika ilmenee pisteessä F, sähkö virtaa vikaan kahdella eri reitillä: ABF ja DCF. Aktivoituvat releet sijaitsevat alijakoaseman B ja vikan välillä, sekä alijakoaseman C ja vikan välillä. Tämä konfiguraatio varmistaa, että renkaanmain järjestelmän minkä tahansa osion vika aiheuttaa vain kyseisen osion relevanteiden releiden toiminnan. Näin ollen järjestelmän vaikutuksista sivuttomia osioita voidaan jatkaa keskeytyksettä, ylläpitäen sähkönjakoverkon kokonaisuuden ja luotettavuuden.