Tápellátóvédés

Áramközi Védés

Definíció

Az áramközi védés célja az elektrikus áramközök védelme hibákkal szemben, hogy folyamatos energiaellátást biztosítson a hálózatnak. Az áramközök átviszik az elektromos energiát a transzformátorházakból a terhelési végponthoz. Mivel ezek kulcsfontosságú szerepet játszanak az elosztási hálózatban, az áramközök különböző típusú hibák elleni védelme nagyon fontos. Az áramközi védés fő követelményei a következők:

• Szélektív Kikapcsolás: Rövidzárló esetén csak a hiba legközelebbi áramkörkapcsoló nyíljon meg, míg az összes többi áramkörkapcsoló zárva marad. Ez minimalizálja a hatást az energiaellátásra és csökkenti a kimaradások területét.

• Háttérvédelem: Ha a hiba legközelebbi áramkörkapcsoló nem nyílik meg, a szomszédos áramkörkapcsolók háttérvédelmeként kell, hogy működjenek, hogy a hibás szakaszt elkülönítsék. Ez a redundancia garantálja az egész rendszer megbízhatóságát.

• Optimális Védőrelé Reakció: A védőrelék működési ideje minimalizálása szükséges a rendszer stabilitásának fenntartása érdekében, miközben elkerüljük a tiszta áramközök felesleges kikapcsolását. Ez a kiegyensúlyozottság létfontosságú a hatékony hibakezeléshez.

Időre Szabott Védés

Az időre szabott védés egy olyan séma, amely sorban állítja be a relék működési idejét. Ez a megközelítés biztosítja, hogy ha hiba lép fel, akkor csak a lehető legkisebb rész az elektromos rendszert kerül elkülönítésre, ezzel minimalizálva a teljes energiaellátás zavarát. Az időre szabott védés gyakorlati alkalmazásai alább vannak leírva.

Radialis Áramközök Védelme

A radialis tápellátási rendszer jellemzően egyirányú energiáramlást mutat, ami a generátor vagy a tápellátási forrásból indul a terhelési végponthoz. Azonban ennek a rendszernek van egy jelentős hátránya: a hiba esetén a terhelési végponthoz való energiaellátás folytonosságának fenntartása nehézkes.

Egy radialis rendszerben, ahol több áramköz sorban kapcsolódik, ahogy az a rajzon látható, a cél a lehető legkisebb rendszerrész elkülönítése, amikor hiba lép fel. Az időre szabott védés hatékonyan eléri ezt a célt. A túlterhelési védőrendszer úgy van beállítva, hogy minél messzebb helyezkedik el a generálóállomástól a relé, annál rövidebb a működési ideje. Ez a hierarchikus időbeállítási mechanizmus biztosítja, hogy a hibák a probléma forrása közeli helyzetben tisztíthatók, csökkentve a hatást a rendszer többi részére.

Ha SS4-en hiba lép fel, az OC5 relé kell, hogy először működjön, semmilyen más relé. Ez azt jelenti, hogy az OC4 relé működési ideje rövidebbnek kell lennie, mint az OC3 relé, és így tovább. Ez világosan bemutatja a relék megfelelő időbeállításának szükségességét. Két egymás melletti áramkörkapcsoló minimális időközét a saját tisztítási idejük összege és egy kis biztonsági margó határozza meg.

A gyakran használt áramkörkapcsolók esetén a két áramkörkapcsoló közötti minimális diszkrimináló idő körülbelül 0,4 másodperc. Az OC1, OC2, OC3, OC4 és OC5 relék beállítási ideje 0,2 másodperc, 1,5 másodperc, 1,5 másodperc, 1,0 másodperc, 0,5 másodperc és azonnali, illetve. Az időre szabott rendszer mellett nagyon fontos, hogy a súlyos hibák működési ideje minimalizálva legyen. Ezt időkorlátozó védőelemekkel, a trip coil párhuzamosan, elérhetjük.

Párhuzamos Áramközök Védelme

A párhuzamos áramközök főleg a folyamatos energiaellátás és a terhelés elosztása érdekében használódnak. Ha a védett áramközen hiba lép fel, a védőeszköz felismeri és elkülöníti a hibás áramközt, lehetővé téve a maradék áramközöknek, hogy azonnal átvállalják a növekvő terhelést.

A párhuzamos áramközrendszerek reléivel kapcsolatos legegyszerűbb és legHatékonyabb védési módszer a fordított időjárulékú túlterhelési relék használata a küldő oldalon, kombinálva azonnali visszafejlődéssel vagy irányrelével a fogadó oldalon, ahogy a rajzon is látható. Ez a konfiguráció gyors és pontos hibafelismerést és -elkülönítést tesz lehetővé, növelve a párhuzamos áramközrendszer teljes megbízhatóságát és stabilitását.

Amikor bármely vonalon súlyos hiba (F) lép fel, az energia a hiba felé folyik mind a küldő, mind a fogadó oldalról. Ennek eredményeként a D ponton található relén átmenő energia iránya megfordul, ami a relé megnyitását okozza.

A túlterhelés B pontra lesz korlátozva, amíg a túlterhelési relé aktívra vált, és az áramkörkapcsolót kikapcsolja. Ez a művelet teljesen elkülöníti a hibás áramközt, lehetővé téve, hogy a tiszta áramközön keresztül folytassa az energiaellátást. Ugyanakkor ez a módszer csak akkor hatékony, ha a hiba olyan súlyos, hogy a D ponton a energia iránya megfordul. Ezért a túlterhelési védelem mellett a vonal mindkét végén differenciálvédést is integrálunk, hogy növeljük a védelmi rendszer megbízhatóságát.

Gyűrűs Főháló Védelme

A gyűrűs főháló egy interkonexió hálózat, amely sorban kapcsolódó erőműveket több útvonalon keresztül köti össze. Ebben a rendszerben az energiairány testreszabható, különösen, ha interkonexiókat használnak.

Egy ilyen rendszer alapvető séma a következő képen látható, ahol G a generálóállomást, A, B, C és D pedig a transzformátorházakat jelöli. A generálóállomáson az energia egyirányú, ezért időlagos túlterhelési relék nem szükségesek. Időre szabott túlterhelési relék vannak telepítve a transzformátorházak végén. Ezek a relék csak akkor működnek, ha a túlterhelési áram a védett transzformátorházaktól távol halad, biztosítva a szélektív hiba-elkülönítést és a gyűrűs főháló stabilitását.

A GABCD irányban haladva, minden állomás túloldali reléinek időlagos beállítása fokozatosan csökken. A generálóállomáson a beállítás 2 másodperc, A, B és C állomásoknál pedig 1,5 másodperc, 1,0 másodperc és 0,5 másodperc, míg a következő releváns ponton azonnali működésre van beállítva. Hasonlóképpen, a gyűrű ellenkező irányban történő körvonal mentén a kilépő oldali relék is a megfelelő időlagos minta szerint vannak beállítva.

Ha F ponton hiba lép fel, az energia két különböző útvonalon folyik a hiba felé: ABF és DCF. A hiba felé tartó relék a B és F közötti, valamint a C és F közötti helyeken aktiválódnak. Ez a konfiguráció biztosítja, hogy a gyűrűs főháló rendszer bármely adott szakaszának hibája csak a specifikus szakaszhoz tartozó releváns reléket aktiválja. Így a rendszer nem érintett részei folyamatosan folytathatják a működést, fenntartva a teljes energiaelosztási hálózat integritását és megbízhatóságát.