Zaštita povratnika

Zaštita isporučivača

Definicija

Zaštita isporučivača odnosi se na zaštitu električnih isporučivača od grešaka kako bi se osiguralo neprekinuto snabdevanje mreže strujom. Isporučivači prenose električnu energiju od pretpravnih stanica do kraja opterećenja. Uzimajući u obzir njihov ključni ulog u mreži za raspodelu struje, zaštita isporučivača od različitih vrsta grešaka je izuzetno važna. Glavni zahtevi za zaštitu isporučivača su sledeći:

• Selektivno isključivanje: Tijekom događaja kratak spoj, samo prekidač najbliži grešci treba da se otvori, dok svi ostali prekidači ostaju zatvoreni. To smanjuje uticaj na snabdevanje strujom i smanjuje opseg ispadova.

• Rezervna zaštita: U slučaju da prekidač najbliži grešci ne uspije da se otvori, susedni prekidači moraju da deluju kao rezervna zaštita kako bi izolovali defektan deo. Ova redundancija osigurava pouzdanost ukupnog sistema.

• Optimalna reakcija releja za zaštitu: Vreme radnje releja za zaštitu treba da bude minimizirano kako bi se održala stabilnost sistema, dok se sprečava neophodno isključivanje zdravih kola. Ovaj balans je bitan za efikasno rukovanje greškama.

Vremenska stepenita zaštita

Vremenska stepenita zaštita je shema koja uključuje postavljanje vremena radnje releja na sekvencijalni način. Ovaj pristup osigurava da kada dođe do greške, samo najmanji mogući deo električnog sistema bude izolovan, time minimizirajući prekid snabdevanja strujom. Praktične primene vremenske stepenite zaštite su opisane ispod.

Zaštita radijalnih isporučivača

Radijalni sistem snabdevanja karakteriše unidirektni tok struje, koji se kreće od generatora ili izvora snabdevanja prema kraju opterećenja. Međutim, ovaj sistem ima značajan nedostatak: u slučaju greške, održavanje kontinuiteta snabdevanja strujom na kraju opterećenja postaje izazov.

U radijalnom sistemu gde su povezani više isporučivača u seriju, kao što je prikazano na slici, cilj je da se izoluje najmanji mogući deo sistema kada dođe do greške. Vremenska stepenita zaštita efektivno postiže ovaj cilj. Sistem za zaštitu od prekomernog toka je konfigurisan tako da što je relej udaljeniji od generatorske stanice, to je kraće njegovo vreme radnje. Ovaj hijerarhijski mehanizam postavljanja vremena osigurava da se greške otklanjaju što bliže izvoru problema, smanjujući uticaj na ostatak sistema.

Kada dođe do greške na SS4, relej OC5 treba da bude prvi koji će raditi, umesto bilo kog drugog releja. To znači da mora biti kraće vreme radnje releja OC4 od releja OC3, i tako dalje. Ovo jasno pokazuje potrebu za pravilnim vremenskim stepenitim postavljanjem ovih releja. Minimalni vremenski interval između dva susedna prekidača određuje se zbirom njihovih vlastitih vremena čišćenja i malog margina sigurnosti.

Za često korišćene prekidače, minimalno diskriminaciono vreme između prekidača tijekom podešavanja iznosi približno 0,4 sekunde. Vremenska postavka za releje OC1, OC2, OC3, OC4 i OC5 su postavljena na 0,2 sekunde, 1,5 sekunde, 1,5 sekunde, 1,0 sekundu, 0,5 sekunde, i trenutno redom. Pored vremenskog stepenitog sistema, važno je minimizirati vreme radnje za teške greške. To se može postići vezivanjem vremenski ograničenih žičica paralelno sa bobinama za isključivanje.

Zaštita paralelnih isporučivača

Paralelne veze isporučivača uglavnom se koriste kako bi se osiguralo neprekinuto snabdevanje strujom i distribuiralo opterećenje. Kada dođe do greške na zaštićenom isporučivaču, zaštitni uređaj će identifikovati i izolovati defektan isporučivač, omogućavajući preostalim isporučivačima da odmah preuzemu povećano opterećenje.

Jedan od najjednostavnijih i najefikasnijih metoda zaštite releja u paralelnim sistemima isporučivača uključuje korišćenje vremenskih stepenitih releja za prekomerni tok sa inverznim vremenskim karakteristikama na pošiljačkom kraju, kombinovano sa trenutnim relejima za obrnuti tok ili smernim relejima na primajućem kraju, kao što je prikazano na slici ispod. Ova konfiguracija omogućava brzo i tačno otkrivanje i izolaciju grešaka, poboljšavajući ukupnu pouzdanost i stabilnost paralelnog sistema isporučivača.

Kada dođe do teške greške F na bilo kom od linija, struja će teći u grešku sa oba kraja, pošiljačkog i primajućeg. Kao rezultat, smer toka struje kroz relej na tački D će se okrenuti, uzrokujući da se relej otvori.

Prekomerna struja će onda biti ograničena na tačku B dok se relej za prekomerni tok aktivira i isključi prekidač. Ova akcija potpuno izoluje defektan isporučivač, omogućavajući nastavak snabdevanja strujom preko zdravih isporučivača. Međutim, ovaj metod je efektivan samo kada je greška dovoljno teška da okrene smer toka struje na D. Stoga se uključuje diferencijalna zaštita uz zaštitu od prekomernog toka na oba kraja linije kako bi se poboljšala pouzdanost zaštitnog sistema.

Zaštita kolovoznog sistema

Kolovozni sistem je interkonveksna mreža koja spaja niz elektrana putem više ruta. U ovom sistemu, smer toka struje može se prilagoditi prema potrebi, posebno kada se koriste interkonekcije.

Osnovni šematski prikaz takvog sistema je prikazan na slici ispod, gde G predstavlja elektranu, a A, B, C i D predstavljaju pretpravne stanice. Na elektrani, struja teče u jednom smeru, pa nisu potrebni releji za prekomerni tok sa vremenskim kašnjenjem. Vremenski stepeniti releji za prekomerni tok su instalirani na krajevima pretpravnih stanica. Ovi releji će raditi samo kada prekomerna struja teče van pretpravnih stanica koje zaštitavaju, osiguravajući selektivnu izolaciju grešaka i održavajući stabilnost kolovoznog sistema.

Kada se prolazi kroz prsten u smeru GABCD, releji na daljoj strani svake stanice su konfigurisani sa progresivno smanjujućim vremenima kašnjenja. Na elektrani, vreme kašnjenja je postavljeno na 2 sekunde; na stanicama A, B i C, postavke su 1,5 sekunde, 1,0 sekunda i 0,5 sekunde redom, dok relej na sledećoj relevantnoj tački radi trenutno. Slično, kada se kretanje oko prstena vrši u suprotnom smeru, releji na izlaznim stranama su postavljeni prema odgovarajućem vremenskom kašnjenju.

U slučaju greške na tački F, struja teče u grešku preko dve različite putanje: ABF i DCF. Releji koji se aktiviraju su oni koji su situirani između pretpravne stanice B i tačke greške F, kao i između pretpravne stanice C i tačke greške F. Ova konfiguracija osigurava da greška na bilo kom datom delu kolovoznog sistema povodi da samo relevantni releji na tom specifičnom delu rade. Kao rezultat, neopterećeni delovi sistema mogu nastaviti da funkcionišu bez prekida, održavajući integritet i pouzdanost ukupne mreže za raspodelu struje.