Busbarbeskyttelse | Busbar differentiel beskyttelsessystem

I de tidlige dage blev kun konventionelle overstrømrelæer anvendt til beskyttelse af busbar. Men det er ønskværdigt, at fejl i enhver feeder eller transformator, der er forbundet til busbaren, ikke forstyrre bussystemet. I betragtning af dette er tidsindstillingen af beskyttelsesrelæer for busbar sat lang. Så når fejl opstår på selve busbaren, tager det meget tid at isolere bussen fra kilden, hvilket kan medføre stor skade i bussystemet.
I de senere år er anden zonens afstandsbaserede beskyttelsesrelæer på indkommende feeder, med driftstid på 0,3 til 0,5 sekunder, anvendt til beskyttelse af busbar.
Men denne metode har også en hovednadeværdighed. Denne beskyttelsesmetode kan ikke skelne den defekte del af busbaren.
I dag håndterer elektriske energisystemer store mængder strøm. Derfor forårsager enhver afbrydelse i det samlede bussystem stor tab for virksomheden. Det bliver derfor nødvendigt at isolere kun den defekte del af busbaren under busfejl.

En anden ulempe ved anden zonens afstandsbaserede beskyttelsesmetode er, at rensningstiden nogle gange ikke er kort nok til at sikre systemets stabilitet.
For at overkomme de ovennævnte vanskeligheder anvendes differentialbusbarbeskyttelsesmetode med en driftstid på mindre end 0,1 sekund, ofte i mange SHT-bus-systemer.

Differential Busbar Protection

Strømdifferentialbeskyttelse

Skemaet for beskyttelse af busbar involverer Kirchhoffs strømlag, som siger, at den totale strøm, der kommer ind i et elektrisk knudepunkt, er præcis lig med den totale strøm, der forlader knudepunktet.
Derfor er den totale strøm, der kommer ind i en bussektion, lig med den totale strøm, der forlader bussektionen.

Princippet bag differentialbusbarbeskyttelse er meget enkelt. Her er sekundære af CT'er forbundet parallel. Det betyder, at S1-terminalerne af alle CT'er forbundet sammen og danner en busledning. På samme måde er S2-terminalerne af alle CT'er forbundet sammen for at danne en anden busledning.
Et trip-relæ er forbundet tværs over disse to busledninger.

Her antager vi i figuren ovenfor, at under normale forhold, A, B, C, D, E og F fører strømmen IA, IB, IC, ID, IE og IF.
Nu, ifølge Kirchhoffs strømlag,

Essentielt set er alle CT'er, der bruges til differentialbusbarbeskyttelse, af samme strømforkortelse. Derfor skal summen af alle sekundære strømme også være lig med nul.

Nu, sig strømmen gennem relæet, der er forbundet parallel med alle CT's sekundære, er iR, og iA, iB, iC, iD, iE og iF er sekundære strømme.
Nu, lad os anvende KCL på node X. Ifølge KCL på node X,

Så det er klart, at under normale forhold er der ingen strøm, der flyder gennem beskyttelse af busbar trip-relæ. Dette relæ kaldes generelt Relæ 87. Nu, sig en fejl opstår i enhver af feedere, uden for den beskyttede zone. I dette tilfælde vil den fejlagtige strøm passere primærparten af CT'en for den feeder. Denne fejlstrøm bidrager fra alle andre feedere, der er forbundet til busbaren. Så den bidragende del af fejlstrømmen flyder gennem den korresponderende CT for den respektive feeder. Derfor, hvis vi anvender KCL på node K under dette fejligt tilstand, vil vi stadig få, iR = 0.

Det betyder, at under ekstern fejl er der ingen strøm, der flyder gennem relæ 87. Nu overvej en situation, hvor en fejl opstår på selve busbaren.
Under dette tilstand bidrager også den fejlagtige strøm fra alle feedere, der er forbundet til busbaren. Derfor er summen af alle bidragende fejlstrømmer lig med den totale fejlstrøm.
Nu er der ingen CT på fejlvejen. (ved ekstern fejl får både fejlstrøm og bidragende strøm fra forskellige feedere CT i deres flydevej).

Summen af alle sekundære strømme er ikke længere nul. Den er lig med sekundærsvarekvivalenten af fejlstrømmen.
Nu, hvis vi anvender KCL på nodene, vil vi få en ikke-nul værdi af iR.
Så under dette tilstand begynder strøm at flyde gennem relæ 87, og det aktiverer kredsløbsbryderen for alle feedere, der er forbundet til denne sektion af busbaren.
Eftersom alle indgående og udgående feedere, der er forbundet til denne sektion af busbaren, er aktiveret, bliver busbaren død.
Denne differentialbusbarbeskyttelsesmetode kaldes også strømdifferentialbeskyttelse af busbaren.

Differentialbeskyttelse af sectionaliseret busbar

Under forklaring af arbejdsmetoden for strømdifferentialbeskyttelse af busbar, har vi vist en simpel ikke-sectionaliseret busbar. Men i moderat høj spænding system er elektrisk bus sectionaliseret i flere sektioner for at øge systemets stabilitet. Det gøres, fordi en fejl i en sektion af busbaren ikke skal forstyrre andre sektioner af systemet. Derfor vil hele busbaren blive afbrudt under busfejl.
Lad os tegne og diskutere beskyttelsen af busbar med to sektioner.

Her er bussektion A eller zone A begrænset af CT1, CT2 og CT3, hvor CT1 og CT2 er feeder CT'er, og CT3 er bus CT.
Ligeså er bussektion B eller zone B begrænset af CT4, CT5 og CT6, hvor CT4 er bus CT, CT5 og CT6 er feeder CT'er.
Derfor overlapper zone A og B for at sikre, at der ikke er nogen zone, der er overset i denne beskyttelse af busbar skema.
ASI-terminalerne af CT1, 2 og 3 er forbundet sammen for at danne sekundær bus ASI;
BSI-terminalerne af CT4, 5 og 6 er forbundet sammen for at danne sekundær bus BSI.
S2-terminalerne af alle CT'er er forbundet sammen for at danne en fælles bus S2.
Nu er busbarbeskyttelsesrelæ 87A for zone A forbundet tværs over bus ASI og S2.
Relæ 87B for zone B er forbundet tværs over bus BSI og S2.
Denne sektion busbardifferentialbeskyttelsesskema fungerer på en måde, der er enkle strømdifferentialbeskyttelse af busbar.
Det betyder, at enhver fejl i zone A med trip kun CB1, CB2 og bus CB.
Enhver fejl i zone B vil kun trip CB5, CB6 og bus CB.<