Zaščita strmice

Zaščita vodil

Definicija

Zaščita vodil se nanaša na zaščito električnih vodil pred napakami, da se zagotovi neprekinjeno oskrbo s strujev. Vodila prenašajo električno energijo od pretvorilnih postaj do kraja porabe. Zaradi njihove ključne vloge v mreži distribucije struje je zelo pomembno, da so vodila zaščitena pred različnimi vrstami napak. Osnovni zahtevi za zaščito vodil so naslednje:

• Izbirno izpadanje: Ob kratkem krogu naj se odpre samo najbližji preklopnik k napaki, medtem ko ostali preklopniki ostaneta zaprti. To zmanjša vpliv na oskrbo s strujev in obseg izpadov.

• Rezervna zaščita: Če preklopnik najbližji k napaki ne more odpreti, morajo sosednji preklopniki delovati kot rezervna zaščita, da izolirajo defektno sekijo. Ta dvojna varnost zagotavlja zanesljivost celotnega sistema.

• Optimalna reakcija releja: Čas delovanja zaščitnih relejev naj bo čim manjši, da se ohrani stabilnost sistema in prepreči nepotreben izpad zdravih krogov. Ta ravnotežje je ključno za učinkovito obdelavo napak.

Časovno razvrščena zaščita

Časovno razvrščena zaščita je shema, ki vključuje postavitev delovnih časov relejev v zaporedju. Ta pristop zagotavlja, da ob nastanku napake izolira le najmanjši možen del električnega sistema, kar zmanjša motnje v celotni oskrbi s strujev. Praktične uporabe časovno razvrščene zaščite so opisane spodaj.

Zaščita radialnih vodil

Radialni sistem je karakteriziran z enosmerenim tokom struje, ki teče od generatorja ali viru oskrbe proti kraju porabe. Ta sistem pa ima bistveno slabost: ob nastanku napake postane težko vzdrževati neprekinjenost oskrbe s strujev na kraju porabe.

V radialnem sistemu, kjer so več vodil povezanih zaporedoma, kot je prikazano na sliki, je cilj, da ob nastanku napake izolira najmanjši možen del sistema. Časovno razvrščena zaščita učinkovito doseže ta cilj. Sistem prepogojene zaščite je konfiguriran tako, da je delovni čas releja, ki je bolj oddaljen od generatorne postaje, krajši. Ta hierarhični mehanizem postavitve časa zagotavlja, da so napake odpravljene čim bližje viru problema, kar zmanjša vpliv na ostali del sistema.

Ob nastanku napake na SS4 bi moral biti prvi operativni relej OC5, namesto katerega koli drugega releja. To pomeni, da mora biti delovni čas releja OC4 krajši od delovnega časa releja OC3 itd. To jasno kaže na potrebo po pravilni časovni razvrščenosti teh relejev. Minimalni časovni interval med dvema sosednjima preklopnikoma je določen z vsoto njunih časov izključevanja in majhnim varnostnim mejnikom.

Za pogosto uporabljane preklopnike je minimalni ločevalni čas med preklopniki med postavitvijo približno 0,4 sekunde. Časovne postavitve relejev OC1, OC2, OC3, OC4 in OC5 so nastavljene na 0,2 sekunde, 1,5 sekunde, 1,5 sekunde, 1,0 sekundo, 0,5 sekunde in trenutno. Poleg časovno razvrščenega sistema je ključno, da je čas delovanja za težke napake čim manjši. To lahko dosežemo z vzpostavitvijo časovno omejevalnih vstraškov vzporedno z bobinami za izklop.

Zaščita vzporednih vodil

Povezave vzporednih vodil se glavno uporabljajo za zagotavljanje neprekinjene oskrbe s strujev in porazdelitve bremena. Ko se v zaščitenem vodilu pojavi napaka, bo zaščitno napravo prepoznala in izolirala defektno vodilo, kar omogoča, da preostala vodila takoj prevzamejo povečano breme.

Ena najenostavnejših in najučinkovitejših metod zaščite relejev v vzporednih sistemih vodil vključuje uporabo časovno razvrščenih relejev prepogojenosti z obratnimi časovnimi karakteristikami na oddajni strani, kombiniranih s trenutnimi releji obratne moči ali smeri na sprejemni strani, kot je prikazano na sliki spodaj. Ta konfiguracija omogoča hitro in natančno zaznavanje in izolacijo napak, kar poveča splošno zanesljivost in stabilnost vzporednega sistema vodil.

Ko se na katerikoli od linij pojavi težka napaka F, bo moč tokla v napako s obeh strani linije, oddajne in sprejemne. Tako bo smer toka skozi relej na točki D obrnila, kar bo povzročilo, da bo relej odprl.

Prevelika struja bo nato omejena na točko B, dokler se ne aktivira relej prepogojenosti in ne izklopi preklopnika. Ta dejanje popolnoma izolira defektno vodilo, omogoča nadaljnjo oskrbo s strujev preko zdravega vodila. Ta metoda je učinkovita le, če je napaka dovolj težka, da obrne smer toka na D. Zato je dodana diferencialna zaščita poleg zaščite prepogojenosti na obeh koncih linije, da se poveča zanesljivost zaščitnega sistema.

Zaščita kolobarne glavne mreže

Kolobarna glavna mreža je povezovalna mreža, ki povezuje serijo elektrarn podatkov s številnimi potmi. V tem sistemu je možno prilagoditi smer toka struje, še posebej, ko se uporabljajo povezave.

Osnovni shema takega sistema je prikazana na sliki spodaj, kjer G predstavlja elektrarno, A, B, C in D pa pretvorilne postaje. V elektrarni teče struja v eni smeri, zato ni potrebna časovna odmora za releje prepogojenosti. Časovno razvrščeni releji prepogojenosti so nameščeni na koncih pretvorilnih postaj. Ti releji se odprejo le, ko teče prepogojena struja oddaljena od pretvorilnih postaj, ki jih zaščitijo, kar zagotavlja izbirno izolacijo napak in ohranja stabilnost kolobarne glavne mreže.

Ob krmarjenju po kolobaru v smeri GABCD so releji na oddaljeni strani vsake postaje konfigurirani z postopno manjšajočimi se časovnimi odmori. V elektrarni je časovni odmor nastavljen na 2 sekunde; na postajah A, B in C so postavitve 1,5 sekunde, 1,0 sekunda in 0,5 sekunde, medtem ko relej na naslednjem relevantnem mestu deluje trenutno. Podobno, ob premikanju okoli kolobarja v nasprotni smeri, so releji na izstopajočih straneh nastavljeni glede na ustrezno vzorec časovnih odmorov.

Ob nastanku napake na točki F teče struja v napako skozi dva različna poti: ABF in DCF. Releji, ki se aktivirajo, so tisti, ki so postavljeni med pretvorilno postajo B in točko napake F, ter med pretvorilno postajo C in točko napake F. Ta konfiguracija zagotavlja, da bo napaka na kakemkoli delu kolobarne glavne mreže povzročila, da bodo delovali le relevatni releji na tem specifičnem delu. Tako lahko nevpljene dele sistema nadaljujejo z delovanjem brez motenj, ohranjajo intehriteto in zanesljivost celotne mreže distribucije struje.