Üst Hətlərin Qorunması – Səhvlər və Qoruma Cihazları
Üstünlük Hattı Nöqtələrindəki Yaygın Arızalar
Üstünlük hattı nöqtələrindəki arızalara səbəb olan ən yayğın səbəblər aşağıdakılardır:
Əlaqədar Məqalə: Elektrik Dəyişkəni Korunması və Arızalar
Üstünlük Hattı Korunma Cihazları
Vaxt-graduella aşırı cərəyan korunması yüksək dərəcəli (YD) üstünlük hattı üçün etkilidir. Bu, arızalı cərəyanın bir neçə bağlantılı mənbələri olması, bu da arızalı cərəyan məhdudlayıcıları tərəfindən məhdudlanır. YD üstünlük hattı üçün korunma planlarının əsas tələbləri aşağıdakılardır:
Bu tələbləri ödəmək üçün, YD üstünlük hattında aşağıdakı korunma cihazları adətən istifadə olunur:
Fərq korunması adətən qısqa üstünlük hattı üçün tətbiq olunur, məsafə korunması isə uzun üstünlük hattı üçün daha uyğundur. Üstünlük hattının qısa və ya uzun olduğunu müəyyənləşdirmək, hattın endüktivliyinin, mühümətliyinin və kapasitivliyinin müqayisəsi əsasında edilir. Bir hatt, onun mühümətliyinin və kapasitivliyinin endüktivliklə müqayisədə nəzərə alınmadığı zaman qısa hesab olunur. Bu qiymətləndirme, adətən üstünlük hattının π - diaqramından istifadə edilərək edilir.
Bir neçə faktor, hattın impedansını, qısa mərhələ şərtlərinə fiziki cavabını və hattın zərgərmə cərəyanını təsirləyir. Bunlar, voltaj səviyyəsi, elektrik nəqli hattının fiziki quruluşu, ileticilərin növü və ölçüsü, ileticilər arasındakı fasilədir. Əlavə olaraq, hattın terminal sayı, yük və arıza cərəyanlarının axınına təsir edir, bu da korunma sistemi tərəfindən nəzərə alınmalıdır. Paralel xətlər, həmçinin rilelər tərəfindən ölçülən zərə cərəyanını təsirləyə bilər. Seriya kondensator bankları və ya paralel reaktorlar kimi reaktiv kompensasiya cihazlarının mövcudluğu, korunma sisteminin və korunma cihazlarının parametrlərinin seçimi ilə əlaqəlidir. Bu səbəbdən, en uyğun korunma rilelərinin müəyyən edilməsi üçün üstünlük hattı haqqında ətraflı bir araşdırma lazımdır. Ümumiyyətlə, 80 - 100 km uzunluğunda bir hatt qısa hesab edilə bilər, bu isə voltaj səviyyəsinə və şəbəkə xüsusiyyətlərinə görə dəyişə bilər.
Üstünlük hattı arızalarının təxminən 90% transiet tiplidir. Arızalar aşağıdakı kimi kategoriyalara ayrılır:
Belə arızalar üçün, bir pol tripli gerekli ola bilər, bu da çevirmə cihazlarının triplendikdən sonra xətti tez yenidən işə salmaq imkanı verir. Beləliklə, bir pol tripli və avtoyenidənəmləmə sxemaları adətən üstünlük hattı (adətən 220 kV və ya daha yüksək voltajlı) ilə bağlı çevirmə cihazlarında istifadə olunur. Çevirmə cihazları arıza cərəyanını kəsəndə, flaşover arkı söndürülür və iyonlaşmış hava dağılır. Avtoyenidənəmləmə, adətən bir neçə dövrün gecikməsi ilə uğurludur. Amma enerji ilə işlənərkən, avtomatik yenidən bağlanma cihazları, işlənən xəttlər üzərində yenidən bağlanma rejiminə keçirilməlidir. Bu tətbiqdə istifadə olunan çevirmə cihazları, bu əməliyyatları həyata keçirə və qararlı tripli emri vermədən pol inqonsistensiyasına mühüm gəlməməlidir.
Fərq və Faz Müqayisə Korunması
Fərq korunması, Kirxoffun cərəyan qanununa əsaslanır. Nəqli hattı nöqtəsində, bu, hattın bir terminalindən girdiyi cərəyanı, hattın digər terminalindən çıxdığı cərəyanla müqayisə edərək işləyir. Nəqli hattının hər iki ucu nda yerləşən fərq rileləri, optik-komunikasiya kanalı vasitəsilə hattın cərəyanı haqqında məlumat mübadiləsi edirlər. Bu kanal, adətən Optik Güc Topraq Kabeli (OPGW) kimi qurulur, bu da üstünlük hattı üçün şimşək korunması dizaynı üçün istifadə olunur və strukturu içərisində optik kabloları ehtiva edir. Şəkil 1, fərq korunma sisteminin diaqramını göstərir.
Şəkil 1 – Üstünlük Hattı Fərq Korunma Diaqramı
Başqa bir korunma rileləri sistemi, yüksək voltajlı (YV) nəqli hattı üçün, fərq korunma prinsipinə əsaslanır və hətta uzun məsafəli xətlər üçün də indi istifadə olunur, bu da faz müqayisə korunmasıdır.
Bu sistem, qorunan hattın iki ucu nda olan cərəyanların faz açısı arasında müqayisə edilərək işləyir. Xarici arızalar halında, hattın bir ucundan giren cərəyan, hattın digər ucundan çıxdığı cərəyanla eyni nisbi faz açısına malikdir. Bu səbəbdən, hər iki terminaldəki faz müqayisə rileləri, nəzəriyyən heç bir faz açısı fərqini qeyd etmir. Sonucunda, korunma sistemi sabit qalır və tripli olmur. Amma, daxili arıza zamanı, hattın hər iki ucundan cərəyan akar, bu da faz müqayisə rilelərinin aşkar edə biləcəyi bir faz açısı fərqini yaradır. Bu fərqi aşkar edəndə, rilelər aktivləşir və arıza isoləyir və təmizləyir.
Faz müqayisə sxemalarında, başlama rileləri əhəmiyyətli rol oynayır. Bu rilelər, arıza şərti aşkarlandığı an faz müqayisə prosesini başlatır. Onların dizaynı, daxili və xarici arızalar üçün də işləməsi üçün nəzərə alınır, bu da kompleks monitorinq təmin edir.
Faz müqayisə korunmasının effektiv işləməsi üçün, etibarlı kommunikasiya kanalı vacibdir. Modern tətbiqlərdə, Optik Topraq Kabeli (OPGW) kabloları içərisində inteqrasiya edilmiş optik kablolar, bu kommunikasiya kanalını yaratmaq üçün ən yaxşı seçim olub.
Şəkil 2, üç fazlı xətlər üçün istifadə olunan Merz Price voltaj balans sisteminin bir xəttli diaqramını göstərir.
Faz Müqayisə Korunması və Məsafə Korunması
Faz Müqayisə Korunması
Şəkil 2 – Faz Müqayisə Korunma Diaqramı
Faz müqayisə korunması, eyni cərəyan transformatorları (CT) hər bir fazda hər iki ucu nda strategik olaraq yerləşdirilir. Hər bir CT cütlüyü, hattın bir ucu nda biri, digər ucu nda biri, bir rile ilə ardıcıl şəkildə birləşdirilir. Normal, arıza olmadqı zaman, bu CT-lər tərəfindən yaradılan ikinci voltajlar ölcüdə bərabər amma istiqamət dairəsində qarşıdır, bu da bir-birini nəzərə alır.
Sistem normal şərtlərdə işlədiyi zaman, hattın bir ucundan giren cərəyan, hattın digər ucundan çıxdığı cərəyanla tamamilə uyğunlaşır. Bu səbəbdən, hattın iki ucu ndaki CT-lər tərəfindən yaradılan ikinci voltajlar bərabər və qarşı istiqamətdədir. Bu voltaj balansı, rilelərdən keçən cərəyanın olmamasını təmin edir, bu da korunma sisteminin sabit qalmasını təmin edir.
Amma, hattın F nöqtəsində arıza baş verdirsə, Şəkil 2-də göstərilən kimi, cərəyan paylaması pozulur. Xüsusilə, CT1-dən daha çox cərəyan akacaq. Bu cərəyan fərqi, CT-lərin ikinci voltajlarını bərabərsiz edir. Sonucunda, pilot liflər və rilelər vasitəsilə dolaşan bir cərəyan yaradılır. Bu cərəyan akımına cavab verərək, hattın hər iki ucundaki çevirmə cihazları açılır, bu da arıza hattını elektrik sisteminin qalan hissəsindən tez izolyasiya edir.
Hamısını oxu: Elektrik Sisteminin Asılı və İkincil və Ya Arxa Korunması
Məsafə Korunması
Məsafə korunması, məsafə rilelərinə əsaslanır, bu da onların üzərinə tətbiq edilən voltaj və cərəyan signalını təhlil edərək nəqli hattının impedansını ölçür. Hattın bir nöqtəsində arıza baş verəndə, iki əhəmiyyətli dəyişiklik baş verir: cərəyan çox yüksək səviyyəyə qaldır və voltaj həddən düşür.
Nəqli hattının impedansi, onun uzunluğuna müvəqqəti olduğundan, məsafə rileləri, "reach point" adlandırılan əvvəlcədən müəyyən edilmiş bir nöqtəyə qədər impedansı ölçmək üçün dizayn olunur. Bu rilelər, Ohm qanunundan istifadə edərək, Z = U/I düsturu ilə impedansı hesablayır, burada Z impedans, U voltaj, I cərəyan deməkdir.
Məsafə rileləri, rilenin mövqeyi və seçilmiş reach point arasında baş verən arızalar üçün yalnız işləmək üçün dizayn olunur. Bu dizayn xüsusiyyəti, onların fərqli xətt hissələrindəki arızaları etibarlı şəkildə ayırmalarına imkan verir. Rile tərəfindən hesablanmış nəzəri impedans, əvvəlcədən qoyulmuş reach point impedansı ilə müqayisə edilir. Ölçülmüş impedans, reach point impedansından aşağı olduqda, rile və reach point arasındakı xətt üzərində arıza var olduğu nəticəsində çıkar. Hesablanmış impedans, rilenin reach qurulumunda daxil olarkən, rile aktivləşir və korunma əməliyyatını başladır.
Korunma sisteminin tamamlığını təmin etmək üçün, məsafə korunma sistemləri nəqli hattın hər iki ucu nda qurulur və bu uç nöqtələr arasında bir kommunikasiya kanalı yaradılır, Şəkil 3-də göstərilən kimi. Bu kommunikasiya, hər iki ucu ndaki rilelərin koordinasiya edilmiş işləməsini təmin edir, bu da korunma sxemasının ümumi effektivliyini artırır.
Məsafə Rile Performansı və Xüsusiyyətləri
Şəkil 3 – Üstünlük Hattı Məsafə Korunma Diaqramı
Məsafə rilelərinin performansı, əsasən iki əsas parametr əsasında qiymətləndirilir: reach doğruluğu və işləmə vaxtı.
Reach Doğruluğu
Reach doğruluğu, məsafə rilelərinin həqiqi ohmik reach-ini, real, praktiki şərtlərdə, əvvəlcədən qoyulmuş ohmik dəyəri ilə müqayisə edir. Bu məsafə, arıza şərtlərində rileyə tətbiq edilən voltaj səviyyəsinə əsaslanır. Daha aşağı və ya bozulmuş voltaj, ölçülən impedansın doğru olmayacağını təsirləyə bilər, bu da rilelərin arızanın müəyyən edilən reach-inin nöqtəsində düzgün tapılmasına mane olur. Əlavə olaraq, müxtəlif rile dizaynları tərəfindən istifadə olunan impedans ölçmə metodları, dəyişik dəqiqlik səviyyələri təmin edə bilər, bu da rilelərin ümumi reach doğruluğunu təsirləyir.
İşləmə Vaxtı
Məsafə rilelərinin işləmə vaxtı, bir neçə faktora bağlı dəyişən bir miqdar olur. Arıza cərəyanının dərəcəsi doğrudan təsir edir; daha yüksək arıza cərəyanları, bəzən daha sürətli işləməyə səbəb olur, daha aşağı cərəyanlar isə daha uzun cavab vaxtlarına səbəb olabilir. Arızanın rile qurulumuna nisbətən mövqeyi də önəmlidir. Arıza, mənbəyə yaxın olan və ya rile qurulumuna bəzi yaxınlıqlarda olan arızalara nisbətən daha sürətli cavab verə bilər. Əlavə olaraq, arızanın baş verdiyi voltaj dalğasının nöqtəsi, işləmə vaxtı daxilində dəyişikliklərə səbəb olabilir.
Məsafə rilelərinin xüsusiyyətləri, adətən korunma forması kimi tanınır, bu da hattın direnç (R) və impedans (X) funksiyası kimi R/X və ya admittance diaqramında qrafik olaraq təsvir olunur. İki ən tipik forması, dairəvi (mho xüsusiyyəti) və dördbucaqlıdır. Bu xüsusiyyət formaları, sırasıyla Şəkillər 10 və 11-də göstərilir. Hər bir forma özü daxilində fərqli elektrik sistem şərtləri altında rilelərin performansını optimallaşdırmaq üçün öz avantajlarına malikdir, bu da korunma xətt hissəsindəki faktiki arızalar və normal işləmə şərtləri arasında etibarlı bir ayırd etmə üsulu təmin edir.
Şəkil 4 – Mho xüsusiyyəti
Məsafə Rile Xüsusiyyətləri, Reach Parametrləri və Yenidən Bağlanma
Şəkil 5 &nd
