Suproĉaj Linioj Protektado – Defektoj kaj Protektiloj
Komunaj Defektoj en Eropviroj
La plej oftaj kaŭzoj de defektoj en eropviroj inkluzivas:
Rilata Artikolo: Protektado de Potenctransformiloj & Defektoj
Protektaj Dispositivoj por Eropviroj
Tempgradigita protektado kontraŭ superkurantoj estas neefika por eropviroj kun alta presaĵo (HV). Tio estas pro la prezenco de pluraj interligitaj fontoj de defektkurantoj, kiuj povas esti limigitaj per defektkurantlimigiloj. La ĉefaj postuloj por protektaj skemoj en eropviroj kun alta presaĵo estas jenaj:
Por plenumi ĉi tiujn postulojn, la jenaj protektaj dispositivoj estas ofte uzataj en eropviroj kun alta presaĵo:
Diferenca protektado estas tipike aplikata al mallongaj eropviroj, dum distanca protektado estas pli taŭga por longaj eropviroj. La klasifikado de eropviroj kiel mallongaj aŭ longaj baziĝas sur komparo de la induktance, rezisto kaj kapacitanco de la linio. Linio estas konsiderata mallonga, kiam sia rezisto kaj kapacitanco estas neglekteblaj kompare al sia induktance. Ĉi tiu asesmento estas ofte farita uzante la π-diagramon de la eropviro.
Kelkaj faktoroj influas la impedancan valoron de la linio, ĝian fizikan respondon al mallongcirkvitaj kondiĉoj kaj la ŝargan kuranton de la linio. Ĉi tiuj inkluzivas la voltagnivelon, la fizikan konstruon de la transdonlinio, la tipon kaj grandon de kondukiloj, kaj la spacon inter kondukiloj. Aldone, la kvanto de finpunktoj de la linio influeas la fluon de ŝargaj kaj defektaj kurantoj, kiujn la protektosistemo devas preni en konsideron. Paralelaj linioj ankaŭ influas la relaiado, ĉar mutua kunmetado povas afekti la terkuranton mezuritan de protektaj relejoj. La prezenco de taptitritformiloj aŭ reaktaj kompensoelementoj, kiel serijkapacitorbankoj aŭ flankreaktoroj, plue influas la elektadon de la protektosistemo kaj la agordojn de protektaj dispositivoj. Pro tio, detalaj studoj pri la eropviro estas necesa, por determini la plej taŭgajn protektajn relejojn. Ĝenerale, linio kun longeco ĝis 80-100 km povas esti konsiderata mallonga, kvankam ĉi tio povas variadi depende de la voltagnivelon kaj retaj karakterizoj.
Aproksimite 90% de defektoj en eropviroj estas transeaj. Defektoj povas esti kategorizitaj jene:
Por tiaj defektoj, unupolara tripigo povas esti necesa, permesante, ke la linio estos restaŭrita al servado tuj post la cirkvitrompiloj tripigas. Konsekvenca, unupolaraj tripigo- kaj auto-rekonectaj skemoj estas ofte uzataj en cirkvitrompiloj ligitaj al eropviroj (plejofte kun voltago de 220 kV aŭ pli alta). Kiam la cirkvitrompiloj interrompas la defektan kuranton, la fulmkovro foriras, kaj la ionigita aero disiĝas. Auto-rekonekto estas kutime sukcesa post malgranda paŭzo de nur kelkaj cikloj. Tamen, kiam laboras sub energio, la aŭtomataj rekonektiloj sur la linioj, sub kiuj laboras, devas esti agorditaj al ne-rekonektanta reĝimo. Cirkvitrompiloj, uzataj en ĉi tiuj aplikoj, devas esti speciale dizajnitaj por manĝi tiujn operaciojn kaj esti imuna kontraŭ polara nekonstanco ĝis definitiva tripiga ordo estas donita.
Diferenca kaj Fazkomparada Protektado
Diferenca protektado baziĝas sur la leĝo de Kirchhoff pri kuranto. En la konteksto de transdonlinio, ĝi funkcias per komparo de la kuranto, eniranta la linion je unu fino, kun la kuranto, eliras la linion je la alia fino. Lini-diferencarelejoj je ambaŭ finoj de la transdonlinio interŝanĝas datumojn pri la linia kuranto tra fibra-optika komunikiligilo. Ĉi tiu ligilo estas ofte starigita uzante la Optikan Potencan Terkondukilon (OPGW), kiu ankaŭ estas uzata por la fulmprotektado de la eropviro kaj enhavas fibra-optikajn kabelojn en sia strukturo. Figuro 1 montras la diagramon de la diferencaprotektadosistemo.
Figuro 1 – Diferencaprotektada Diagramo de Eropviro
Aldona protektrelaisadosistemo por eropviroj kun alta presaĵo, kiu baziĝas sur la principo de diferencaprotektado kaj nun estas uzata eĉ por longdistantaj linioj, estas fazkomparada protektado.
Ĉi tiu sistemo funkcias per komparo de la fazangulo inter la kurantoj je la du finoj de la protektata linio. En okazo de eksteraj defektoj, la kuranto, eniranta la linion, havas la saman relativan fazangulon kiel la kuranto, eliras la linion. Konsekvente, la fazkomparadaj relejoj je ĉiu fino registras malgrandan aŭ nenian fazangulan diferencon. Pro tio, la protektosistemo restas stabila, kaj neniu tripigo okazas. Konverse, dum interna defekto, kuranto fluas en la linion de ambaŭ fino, kaŭzante fazangulan disparon, kiun la fazkomparadaj relejoj povas detekti. Post identigo de ĉi tiu diferencon, la relejoj aktivigas por izoli kaj klarigi la defekton.
En fazkomparadaj skemoj, startrelejoj ludas gravan rolon. Ĉi tiuj relejoj iniciatas la fazkomparadan procezon tuj, kiam defekta kondiĉo estas detektita. Ilia dizajno certigas funkciadon por ambaŭ internaj kaj eksteraj defektoj, provizante kompleksan monitoradon.
Por efektiva funkciiĝo de fazkomparada protektado, fidinda komunikiligilo estas indispensabla. En modernaj aplikoj, fibra-optikaj kabeloj integritaj en Optikaj Terkondukiloj (OPGW) estas iĝintaj la preferata elekto por starigi ĉi tiun komunikiligilon.
Figuro 2 montras la unu-linia diagramon de la Merz Price-voltajgekvilibrosistemo, kiu estas uzata por protektado de tri-fazaj linioj.
Fazkomparada Protektado kaj Distanca Protektado
Fazkomparada Protektado
Figuro 2 – Diagramo de Fazkomparada Protektado
En fazkomparada protektado, identaj kuranttransformiloj (CTs) estas strategie poziciigitaj en ĉiu fazo je ambaŭ finoj de la transdonlinio. Ĉiu paro de CTs, unu je ĉiu fino de la linio, estas konektita en serio kun relejo. Sub normalaj, sendefektaj kondiĉoj, la dua voltaje generitaj de ĉi tiuj CTs estas egalaj en grandeco, sed kontraŭdirektaj, efektive egalance ili unu la alian.
Durante sana sisteman funkciadon, la kuranto, eniranta la linion je unu fino, precize korespondas al la kuranto, eliras ĝin je la alia fino. Konsekvente, egalaj kaj kontraŭaj voltajoj estas indukitaj en la duaĵoj de la CTs je la du finoj de la linio. Ĉi tiu voltajegekvilibro certigas, ke neniu kuranto fluas tra la relejoj, konservante la stabilecon de la protektosistemo.
Tamen, kiam defekto okazas je punkto, kiel F sur la linio, kiel montrite en Figuro 2, la kurantodistribuo estas perturbita. Specife, signife pli granda kuranto fluos tra CT1 kompare al CT2. Ĉi tiu disparo en kuranto kaŭzas, ke la dua voltaje de la CTs iĝas neegalaj. Konsekvente, cirkulanturanto estas etablita, fluanta tra la pilotkabeloj kaj la relejoj. Reagante al ĉi tiu kuranto-fluo, la cirkvitrompiloj je ambaŭ finoj de la linio estas aktiviĝitaj por malfermi, prompte izolante la defektan linion de la resto de la energisistemo.
Ankaŭ legu: Primara kaj Sekundara aŭ Reserva Protektado en Energisistemo
Distanca Protektado
Distanca protektado baziĝas sur distancarelejoj, kiuj mezuras la impedancvaloron de transdonlinio analizante la voltajn kaj kurantajn signalojn aplikitajn al ili. Kiam defekto okazas en linio, du signifaj ŝanĝoj okazas: la kuranto surgesas al multe pli alta nivelo, kaj la voltago falas precipice.
Konsiderante, ke la impedancvaloro de transdonlinio estas direktproporcionala al ĝia longeco, distancarelejoj estas dezajnitaj por mezuri la impedancvaloron ĝis antaŭdeterminita punkto konata kiel "alirenda punkto." Ĉi tiuj relejoj, ofte nomataj kiel impedancarelejoj, kalkulas impedancvaloron uzante la leĝon de Ohm, esprimitan per la formulo Z = U/I, kie Z reprezentas impedancvaloro, U estas voltago, kaj I estas kuranto.
Distancarelejoj estas inĝenieritaj por funkciadi sole por defektoj, kiuj okazas inter la lokaro de la relejo kaj la elektita alirenda punkto. Ĉi tiu dezajntraĵo permesas al ili efektive distingi inter defektoj en diversaj linisekcioj. La aparenta impedancvaloro kalkulita de la relejo estas tiam komparata kun la antaŭagordita alirenda punkto impedancvaloro. Se la mezurita impedancvaloro estas pli malalta ol la alirenda punkto impedancvaloro, oni inferas, ke defekto ekzistas en la linio inter la relejo kaj la alirenda punkto. Kiam la kalkulita impedancvaloro falas en la alirendan agordon de la relejo, la relejo aktivigas, iniciatante la protektan agon.
Por certigi kompletan protektadon, distancaprotektaj sistemoj estas instalitaj je ambaŭ finoj de la transdonlinio, kaj komunikiligilo estas etablita inter ĉi tiuj finpunktoj, kiel montrite en Figuro 3. Ĉi tiu komunikado permesas koordinitan funkciadon de la relejoj je ĉiu fino, plibonigante la tutan efektivecon de la protektaskemo.
Performado kaj Karakterizoj de Distancarelejoj
Figuro 3 – Distanca Protektada Diagramo de Eropviro
La performado de distancarelejoj ĉefe estas evaluita surbaze de du ĉefaj parametroj: atingakurateco kaj operaciitempo.
Atingakurateco
Atingakurateco implicas komparon de la reala ohma atingo de distancarelejo sub praktikaj kondiĉoj kun ĝia antaŭagordita ohma valoro. Ĉi tiu metrika estas signife influata de la voltagnivelon aplikitaj al la relejo dum defektokondiĉoj. Pli malalta aŭ deformita voltago povas konduki al neprecizecoj en la mezurita impedancvaloro, afektante la kapablon de la relejo prave identigi la lokon de defekto en ĝia designita atingo. Aldone, la impedancmezurantecnikoj uzitaj en specifaj relejudizajnoj ludas crucan rolon. Diversaj algoritmoj kaj aparataro-konfiguroj povas produkti varias nivelojn de precizeco, do influante la tutan atingakuratecon de la relejo.
Operaciitempo
La operaciitempo de distancarelejo estas varia kvanto, kiu dependas de pluraj faktoroj. La grandeco de la defektokuranto havas direktan efikon; pli altaj defektokurantoj foje povas kaŭzi pli rapidan funkciadon, dum pli malaltaj kurantoj povus rezulti en pli longaj respondtipoj. La pozicio de la defekto relative al la agordo de la relejo ankaŭ gravas. Defektoj pli proksimaj al la fonto aŭ en certa proksimeco al la relejo povus trigere pli rapidan respondon kompare al tiuj pli malproksimaj. Krome, la punkto sur la voltagonda, kie la defekto okazas, povas enkonduki variablojn en la operaciitempon.
Certa transia eraro de la mezuraj signaloj, kiuj estas asociitaj kun specifaj mezurantecnikoj en la dizajno de relejo, povas plu kompliki aferojn. Ekzemple, eraroj generitaj de Kapacitorvoltaj Transformiloj (CVT) aŭ saturantaj Kuranttransformiloj (CT) povas signife prodromi la funkciadon de la relejo, aparte por defektoj okazantaj proksime al la atingpunkto. Ĉi tiuj transiaj eraroj povas deformi la voltagajn kaj kurantajn signalojn, kondukante al misinterpretado de la impedancvaloro kaj sekva prodromo en la aktivigon de la relejo.
Karakterizoj de Distancarelejoj
La karakterizoj de distancarelejoj, ofte referitaj kiel la protektformaĵo, estas grafike prezentitaj kiel funkcio de la linia rezisto (R) kaj impedancvaloro (X) en R/X aŭ admittancediagramo. Du de la plej tipaj formaĵoj estas la rondforma (mho karakterizo) kaj la kvadrilatera. Ĉi tiuj karakterizformaj estas ilustritaj en Figuroj 10 kaj 11, respektive. Ĉiu formaĵo havas siajn proprajn avantajojn kaj estas dezajnita por optimigi la performadon de la relejo sub diversaj elektraj sistemo kondiĉoj, provizante fidan rimedon por distingi inter normalaj funkciadokondiĉoj kaj efektivaj defektoj en la protektata linisekcio.
Figuro 4 – Mho karakterizo
Karakterizoj, Atingaj Agordoj, kaj Rekonectado de Distancarelejoj
Figuro 5 – Kvadrilatera Karakterizo
La mho impedanc elementeto ricevis sian nomon pro sia karakteriza aspekto en admittancediagramo, kie ĝi manifestiĝas kiel rekta linio. Tamen, poligonaj impedanc karakterizoj, kiel la kvadrilatera formaĵo, akiris signifan popularon. Ĉi tiuj karakterizoj oferas remarkindan flekseblecon en kovrado de defektimpedancvaloroj por ambaŭ fazaj kaj terdefektoj. Ĉi tiu adaptiĝkapablo igis ilin la preferita elekto por plejmulto de modernaj distancarelejoj.
Distancarelejoj povas esti konfiguritaj kun ĝis kvin apartaj zonoj, kelkaj el kiuj estas agorditaj por mezuri impedancvaloron en la inversa direkto. Ĉi tiuj inversmezuraj zonoj servas kiel rezerva protektado por busoj. Ĉiu zona estas asociita kun specifa aktiviĝtempo por la relejo, permesante nuancon kaj koordinitan respondon al defektoj okazantaj en diversaj lokoj en la protektata elektra reto.
Kiam distancarelejoj estas instalitaj je ambaŭ finoj de transdonlinio, iliaj respondtipoj al defekto varias depende de la distanco de la defektopunkto (F) de ĉiu fino de la linio. Ekzemple, konsideru eropviron, kiu konektas Substaciojn A kaj B. La distancarelejo situata en la substacio plej proksima al la defektopunkto F detektos la defekton unue, kaj la korresponda cirkvitrompilo tripigos antaŭ la unu en la alia substacio.
Por eviti, ke mallongcirkvitdefekto daŭrigas ricevi energion de la kontraŭa fino de la linio ĝis la rilata distanca protektado aktivigas, komunikiligilo inter la protektrelejoj estas esenca. Tipike, ĉi tiu komunikado estas starigita per optikfibraj kabeloj integritaj en Optikaj Terkondukiloj (OPGW). Ĉi tiu aranĝo permesas samtempan tripigon de ambaŭ cirkvitrompiloj, certigante rapidan kaj efektivan izoladon de la defektaj sekcio.
Estas praktike neebla programi impedancarelejon por precize mezuri la impedancvaloron de la linio ĝis la cirkvitrompilo en la forreta fino. Tio estas pro inherenta eraroj kaj neprecizecoj en komponentoj, kiel kuranttransformiloj (CTs), voltajtransformiloj (VTs), la relejoj mem, same kiel en la kalkulo
