Mashambulizi wa Mipango ya Miguu – Matukio na Vifaa vya Mashambulizi
Matatizo Mawili kwenye Mstari wa Kukubaliwa
Sababu zinazokuwa zaidi za matatizo kwenye mstari wa kukubaliwa ni:
Kitabu Kingine: Ulinzi wa Muwezo wa Umeme & Matatizo
Vifaa vya Ulinzi wa Mstari wa Kukubaliwa
Ulinzi wa mfululizo wa kiwango cha juu (HV) wa mstari wa kukubaliwa usiweze kufanya kazi. Hii ni kwa sababu ya uwezo wa kipengele cha mfululizo wa kiwango cha juu kujihitimu kwa masafa mengi, ambayo zinaweza kusababishwa na relais za kufunga mfululizo. Maagizo muhimu ya mfumo wa ulinzi wa mstari wa kukubaliwa wa kiwango cha juu ni:
Kupata maagizo haya, vifaa vyenye viundwa vifuatavyo vianatumika kwa mara nyingi katika mstari wa kukubaliwa wa kiwango cha juu:
Ulinzi wa tofauti unatumika mara nyingi kwa mstari wa kukubaliwa wa umbali mfupi, na ulinzi wa umbali unafanana zaidi kwa mstari wa kukubaliwa wa umbali mrefu. Ulinzi wa mstari kama mfupi au mrefu unatumia mtazamo wa induktansi, ukingiri, na ubora. Mstari unaonekana kuwa mfupi pale ukingiri na ubora wake wanaweza kutathmini kidogo kuliko induktansi. Mtazamo huu unafanyika mara nyingi kwa kutumia π - diagram ya mstari wa kukubaliwa.
Maelezo kadhaa yanayotathmini upimaji wa mstari, jibu lake la kimakine kwa tofauti za mfululizo, na mfululizo wa kuchapa mstari. Maelezo haya yanajumuisha kiwango cha umeme, muundo wa mstari wa kukubaliwa, aina na ukubwa wa mitundu, na umbali wa mitundu. Pia, idadi ya nyuma za mstari inasababisha mfululizo wa kiwango cha juu na mfululizo wa matatizo, ambayo mfumo wa ulinzi anapaswa kutathmini. Mstari wa mfululizo wa pamoja pia unaweza kutathmini mfululizo wa kiwango cha juu, kwa sababu upimaji wa mfululizo wa ardhi unaweza kutathmini mfululizo wa mfululizo wa ulinzi. Upatikanaji wa transforma ya mfululizo au vifaa vya kurekebisha mfululizo, kama vile mikoa ya mfululizo au mikoa ya mfululizo, unaweza kutathmini chaguo la mfumo wa ulinzi na mfululizo wa vifaa vya ulinzi. Kwa hiyo, utafiti wa mfululizo wa mstari wa kukubaliwa unahitaji kwa undani kutathmini relais zenye ulinzi bora. Mara nyingi, mstari wa umbali asilie na kiwango cha 80 - 100 km unaweza kutambuliwa kama mfupi, ingawa hii inaweza kubadilika kulingana na kiwango cha umeme na tabia za mtandao.
Takriban 90% ya matatizo ya mstari wa kukubaliwa ni ya kisaikolojia. Matatizo yanaweza kutambuliwa kama ifuatavyo:
Kwa ajili ya matatizo kama haya, mfululizo wa pole moja unaweza kuwa unahitaji, kuanza mstari kushughulikiwa tena mara moja baada ya vifaa vya kufunga kufunga. Kwa hiyo, mfululizo wa pole moja na mfululizo wa kurudi kwa mfululizo wa pole moja unatumika mara nyingi kwenye vifaa vya kufunga vilivyolinkwa na mstari wa kukubaliwa (kwa kiwango cha 220 kV au zaidi). Pale vifaa vya kufunga hufunga mfululizo wa umeme, arc ya flashover inapunguka, na hewa iliyochanjika inapunguka. Kurudi kwa mfululizo hufanikiwa mara nyingi baada ya muda wa vipindi machache tu. Lakini pale kazi inayofanyika, vifaa vya kurudi kwa mfululizo kwenye mstari wanaweza kupunguzwa kwa kutumia mode ya non - reclosing. Vifaa vya kufunga vilivyotumika kwa ajili ya malengo haya yanapaswa kuwa vilivyoundwa kwa makini ili kusaidia shughuli hizo na kuwa imara hadi mpaka amri ya kufunga itapitishwa.
Ulinzi wa Tofauti na Mzunguko wa Phase
Ulinzi wa tofauti unatumia sheria ya mfululizo wa Kirchhoff. Katika mstari wa kukubaliwa, hii hufanya kwa kutambua mfululizo wa kuunda mstari moja nyuma na mfululizo wa kuondoka mstari moja nyuma. Relais za mzunguko wa mstari kila pembeni ya mstari wa kukubaliwa huchanganya data ya mfululizo wa mstari kwa link ya mfululizo wa fibra optiki. Link hii mara nyingi hutengenezwa kwa kutumia Optical Power Ground Wire (OPGW) cable, ambayo pia huchanganya na ufumbuzi wa mfululizo wa mstari wa kukubaliwa na ina fibra optiki kwenye muundo wake. Figure 1 inachora diagram ya mfumo wa ulinzi wa tofauti.
Figure 1 – Diagram ya Ulinzi wa Tofauti wa Mstari wa Kukubaliwa
Mfumo mwingine wa ulinzi wa mstari wa kukubaliwa wa kiwango cha juu, ambayo inezalishwa kwa kutumia mfumo wa ulinzi wa tofauti na sasa unatumika hata kwa mstari wa umbali mrefu, ni mzunguko wa phase.
Mfumo huu hufanya kwa kutambua tofauti ya angle ya mfululizo kati ya pembeni mbili za mstari uliyoprotectwa. Wakati wa matatizo ya nje, mfululizo wa kuunda mstari unaangle sawa kama mfululizo wa kuondoka mstari. Kwa hiyo, relais za mzunguko wa phase kila pembeni hazitoshi kutosha kwa tofauti ya angle. Kwa hiyo, mfumo wa ulinzi unaweza kuwa stable, na hakuna kufunga. Kwa kinyume, wakati wa matatizo ya ndani, mfululizo unafika kwenye mstari kutoka kila pembeni, kusababisha tofauti ya angle ambayo relais za mzunguko wa phase zinaweza kutambua. Baada ya kutambua tofauti hii, relais zinajaribu kusababisha kufunga na kutatulia matatizo.
Kwenye mfumo wa mzunguko wa phase, relais za kuanza zinaweza kutenda kazi muhimu. Relais hizi hujaribu kuanza mzunguko wa phase pale matatizo yanapatikana. Muundo wao unaweza kutenda kazi kwa matatizo ya ndani na nje, kutoa uzito wa kutosha wa kufuatilia.
Kwa kufanya kazi bora ya mzunguko wa phase, link ya mfululizo ya imara ni muhimu. Katika matumizi ya sasa, fibra optiki vilivyolinkwa na Optical Ground Wire (OPGW) cables imekuwa chaguo la muhimu kwa kutengeneza link hii ya mfululizo.
Figure 2 inachora diagram ya single - line ya mfumo wa Merz Price voltage balance, ambayo inatumika kwa ulinzi wa mstari wa tatu - phase.
Mzunguko wa Phase na Ulinzi wa Umbali
Mzunguko wa Phase
Figure 2 – Diagram ya Ulinzi wa Mzunguko wa Phase
Katika ulinzi wa mzunguko wa phase, transforma za mfululizo (CTs) zinaweza kutengenezwa kwa ufanisi katika phase kila pembeni ya mstari wa kukubaliwa. CTs zote zinachanganyikiwa kwa relais moja. Wakati wa normal, mfululizo wa sekondari unategemea kwa equal magnitude lakini opposite direction, kunyonyesha kila mmoja.
Wakati wa mazingira sahihi, mfululizo wa kuunda mstari moja nyuma unafanana kwa mfululizo wa kuondoka mstari moja nyuma. Kwa hiyo, mfululizo wa sekondari wa CTs kwenye pembeni mbili ya mstari unafanana. Hii inaweza kusaidia kutoa mfululizo wa relais, kusaidia mfumo wa ulinzi kuwa stable.
Lakini, pale matatizo yanapatikana kama F kwenye mstari, kama inachora Figure 2, mfululizo unabadilika. Kwa ujumla, mfululizo mkubwa zaidi unaweza kutoka kwa CT1 kuliko CT2. Tofauti hii ya mfululizo huchanganya mfululizo wa sekondari wa CTs. Kwa hiyo, mfululizo wa circular unaweza kutengeneza, kutoka kwa pilot wires na relais. Kwa mfululizo huu, vifaa vya kufunga kila pembeni ya mstari yanaweza kufunga, kusaidia kusababisha mfululizo wa mstari kutoka kwa power system.
Soma Pia: Ulinzi wa Kwanza na Sekondari au Backup protection kwenye Mfumo wa Umeme
Ulinzi wa Umbali
Ulinzi wa umbali unatumia relais za umbali, ambazo huchanganya upimaji wa mstari wa kukubaliwa kwa kutambua mfululizo wa umeme na mfululizo wa mfululizo wanayotumika kwa relais. Wakati matatizo yanapatikana kwenye mstari, mfululizo wa umeme unaweza kutokana na mfululizo wa mfululizo wa umeme.
Kwa sababu upimaji wa mstari wa kukubaliwa unaweza kuwa sawa na umbali wake, relais za umbali zimeundwa kuchanganya upimaji hadi point iliyopanda kwa "reach point." Relais hizi, ambazo mara nyingi zinatumika kama impedance relays, huchanganya impedance kwa kutumia sheria ya Ohm, ambayo inatefsiriwa kwa formula Z = U/I, ambako Z inachanganya impedance, U ni umeme, na I ni mfululizo.
Relais za umbali zimeundwa kufanya kazi tu kwa matatizo yanayopatikana kati ya eneo la relais na point iliyopanda kwa reach point. Uwezo huu unaweza kusaidia kutoa tofauti ya matatizo kwenye sehemu tofauti za mstari. Impedance iliyotengeneza na relais hizi inachanganya na reach point impedance iliyopanda. Ikiwa impedance iliyotengeneza ni chini ya reach point impedance, inaweza kuelewa kwamba matatizo yanapatikana kwenye mstari kati ya relais na reach point. Wakati impedance iliyotengeneza inaingia kwenye reach setting ya relais, relais hizi hujaribu kufanya kazi, kusaidia kufanya kazi ya ulinzi.
Kusaidia ulinzi kamili, mfumo wa ulinzi wa umbali unatumika kila pembeni ya mstari wa kukubaliwa, na link ya mfululizo unatumika kati ya pembeni hizi, kama inachora Figure 3. Mfululizo huu unaweza kusaidia kufanya kazi ya relais kila pembeni, kusaidia kuboresha ufanisi wa mfumo wa ulinzi.
Ulinzi wa Relais wa Umbali na Tabia
Figure 3 – Diagram ya Ulinzi wa Umbali wa Mstari wa Kukubaliwa
Ulinzi wa relais wa umbali unaweza kutathmini kwa kutumia viundwa viwili muhimu: accuracy ya reach na operating time.
Accuracy ya Reach
Accuracy ya reach inachanganya ohmic reach halisi ya relais wa umbali kwa ohmic value iliyopanda. Parameter hii inaweza kutathmini kwa kutumia kiwango cha umeme kinachotumika kwa relais wakati wa matatizo. Kiwango cha umeme chenye chache au distorted inaweza kusababisha tofauti katika impedance iliyotengeneza, kusababisha uwezo wa relais kuchanganya sahihi position ya matatizo kwenye reach iliyopanda. Pia, teknolojia za kutengeneza impedance zinatumika kwa relais zenye muundo tofauti, ambazo zinaweza kutengeneza tofauti ya precision, kusababisha ufanisi wa reach accuracy wa relais.
Operating Time
Operating time wa relais wa umbali ni variable quantity ambayo inatumika kwa factor nyingi. Magnitude ya mfululizo wa matatizo unaweza kuwa na athari ya moja; mfululizo wa matatizo wa kiwango cha juu unaweza kusababisha kufanya kazi kwa haraka, na mfululizo wa matatizo wa kiwango cha chini unaweza kusababisha muda mrefu. Position ya matatizo kwa relais inaweza kuwa muhimu. Matatizo yanayopatikana karibu na source au kwenye proximity ya relais yanaweza kusababisha kufanya kazi kwa haraka kuliko yanayopatikana mbali. Pia, point kwenye wave ya umeme ambapo matatizo yanapatikana inaweza kutathmini operating time.
Mistakes nyingi za measuring signal transient, ambazo zinatumika kwa teknolojia za kutengeneza impedance zinatumika kwa relais, zinaweza kusababisha matatizo zaidi. Kwa mfano, mistakes zinazotengenezwa kwa Capacitor Voltage Transformers (CVT) au saturating Current Transformers (CT) zinaweza kusababisha muda mrefu wa relais, hasa kwa matatizo yanayopatikana karibu na reach point. Mistakes hizi zinaweza kusababisha distortion ya umeme na mfululizo, kusababisha misinterpretation ya impedance na muda mrefu wa activation ya relais.
Tabia za Relais wa Umbali
Tabia za relais wa umbali, ambazo mara nyingi zinatumika kama protection shape, zinachora graphically kama function ya resistance (R) na impedance (X) kwenye R/X au admittance diagram. Mbili ya shapes zinazofanana zaidi ni circular (mho characteristic) na quadrilateral. Shapes hizi zinachora Figures 10 na 11, respectively. Kila shape ina advantages yake, na zimeundwa kuboresha performance ya relais under conditions tofauti za electrical system, kutoa reliable means ya kutathmini tofauti ya normal operating conditions na actual faults kwenye protected line section.
Figure 4 – Mho characteristic
Characteristics of Distance Relays, Reach Settings, and Reclosing
Figure 5 – Quadrilateral Characteristic
Mho impedance element anapata jina lake kutokana na appearance yake kwenye admittance diagram, ambako anachora straight line. Lakini, polygonal impedance characteristics, kama vile quadrilateral shape, imekuwa na popular sana. Characteristics hizi zinatoa flexibility nzuri katika covering fault impedances for both phase na earth faults. Flexibility hii imekuwa choice ya most modern distance relays.
Distance relays zinaweza kutengenezwa na up to five distinct zones, baadhi zinatumika kuchanganya impedance kwenye reverse direction. Reverse-measuring zones hizi zinatosha kama backup protection for bus bars. Kila zone ina specific actuation time for the relay, allowing for a nuanced and coordinated response to faults occurring at different locations within the protected electrical network.
When distance relays are installed on both ends of a transmission line, their response times to a fault vary depending on the distance of the fault point (F) from each end of the line. For instance, consider an overhead line connecting Substations A and B. The distance relay situated in the substation closest to the fault point F will detect the fault first, and the corresponding circuit breaker will trip before the one at the other substation.
To prevent a short-circuit fault from continuing to receive power from the opposite end of the line until the relevant distance protection activates, a communication link between the protection relays is essential. Typically, this communication is established via optical fiber cables integrated within Optical Ground Wire (OPGW) cables. This setup enables the simultaneous tripping of both circuit breakers, ensuring rapid and effective isolation of the faulty section.
It is impractical to program an impedance relay to precisely measure the impedance of the line all the way to the breaker at the remote end. This is due to inherent errors and inaccuracies in components such as current transformers (CTs), voltage transformers (VTs), relays themselves, as well as in the calculations of line impedance. To account for these uncertainties, the relay's reach is set to measure an impedance value less than the total impedance corresponding to the full length of the line. For example, setting Zone 1 to cover up to 85% of the line's impedance is a common and safe practice. The remaining 15-20% serves as a safety margin, effectively preventing Zone
