Προστασία Σημαντικών Γραμμών | Σύστημα Διαφορικής Προστασίας Σημαντικών Γραμμών

Στις πρώιμες ημέρες χρησιμοποιούνταν μόνο συμβατικά ρελέ υπερβολικού ρεύματος για την προστασία λωρίδας. Ωστόσο, είναι επιθυμητό να μην επηρεάζει καμία αποτυχία σε οποιαδήποτε διανομή ή τρανσφορματορασύνδεση της λωρίδας το σύστημα της λωρίδας. Σε αυτή την έννοια, η χρονική ρύθμιση των ρελέ προστασίας της λωρίδας έχει καθοριστεί μεγάλη. Έτσι, όταν παρουσιάζεται αποτυχία στην ίδια τη λωρίδα, απαιτείται πολύς χρόνος για την απομόνωση της λωρίδας από την πηγή, το οποίο μπορεί να προκαλέσει σημαντική ζημία στο σύστημα της λωρίδας.
Τα τελευταία χρόνια, τα ρελέ προστασίας απόστασης δεύτερης ζώνης στις εισερχόμενες διανομές, με λειτουργικό χρόνο 0,3 έως 0,5 δευτερόλεπτα, έχουν εφαρμοστεί για την προστασία λωρίδας.
Αυτό το σύστημα προστασίας, ωστόσο, έχει και ένα μεγάλο μειονέκτημα. Δεν μπορεί να διακρίνει την εσφαλμένη τμήμα της λωρίδας.
Σήμερα, το ηλεκτρικό σύστημα αντιμετωπίζει τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Συνεπώς, οποιαδήποτε διακοπή στο σύνολο του συστήματος της λωρίδας προκαλεί μεγάλη ζημία για την εταιρεία. Γι' αυτό, γίνεται απαραίτητη η απομόνωση μόνο του εσφαλμένου τμήματος της λωρίδας κατά την αποτυχία.

Ένα άλλο μειονέκτημα του συστήματος προστασίας απόστασης δεύτερης ζώνης είναι ότι, μερικές φορές, ο χρόνος καθαρισμού δεν είναι αρκετά μικρός για να εξασφαλίσει τη σταθερότητα του συστήματος.
Για να ξεπεραστούν οι παραπάνω δυσκολίες, το σύστημα διαφορικής προστασίας λωρίδας με λειτουργικό χρόνο λιγότερο από 0,1 δευτερόλεπτο, εφαρμόζεται συνήθως σε πολλά SHT συστήματα λωρίδας.

Διαφορική Προστασία Λωρίδας

Προστασία Διαφορικού Ρεύματος

Το σύστημα προστασίας λωρίδας, περιλαμβάνει τον Νόμο του Kirchoff για το ρεύμα, ο οποίος δηλώνει ότι, το συνολικό ρεύμα που εισέρχεται σε έναν ηλεκτρικό κόμβο είναι ακριβώς ίσο με το συνολικό ρεύμα που εξέρχεται από τον κόμβο.
Επομένως, το συνολικό ρεύμα που εισέρχεται σε ένα τμήμα λωρίδας είναι ίσο με το συνολικό ρεύμα που εξέρχεται από το τμήμα λωρίδας.

Ο προστατευτικός μηχανισμός της διαφορικής προστασίας λωρίδας είναι πολύ απλός. Εδώ, τα δευτερεύοντα των CTs (Current Transformers) είναι συνδεδεμένα παράλληλα. Αυτό σημαίνει ότι, τα S1 καταλήξεις όλων των CTs συνδέονται μαζί και σχηματίζουν έναν καταναλωτή λωρίδας. Ομοίως, τα S2 καταλήξεις όλων των CTs συνδέονται μαζί για να σχηματίσουν άλλον καταναλωτή λωρίδας.
Ένα ρελέ τριπτικής συνδέεται μεταξύ αυτών των δύο καταναλωτών λωρίδας.

Εδώ, στον παραπάνω σχηματισμό υποθέτουμε ότι, σε κανονικές συνθήκες, οι πηγές A, B, C, D, E και F φέρουν ρεύμα IA, IB, IC, ID, IE και IF.
Τώρα, σύμφωνα με τον Νόμο του Kirchoff,

Βασικά, όλα τα CTs που χρησιμοποιούνται για τη διαφορική προστασία λωρίδας έχουν την ίδια αναλογία ρεύματος. Επομένως, η συνολική των δευτερευόντων ρευμάτων πρέπει επίσης να είναι ίση με μηδέν.

Τώρα, ας πούμε ότι το ρεύμα που διέρχεται μέσω του ρελέ που είναι συνδεδεμένο παράλληλα με όλα τα δευτερεύοντα CTs, είναι iR, και iA, iB, iC, iD, iE και iF είναι τα δευτερεύοντα ρεύματα.
Τώρα, ας εφαρμόσουμε το KCL (Kirchoff's Current Law) στον κόμβο X. Σύμφωνα με το KCL στον κόμβο X,

Είναι οπωσδήποτε σαφές ότι, κατά την κανονική συνθήκη, δεν ρέει κανένα ρεύμα μέσω του ρελέ τριπτικής προστασίας λωρίδας. Αυτό το ρελέ γενικά αναφέρεται ως Relay 87. Τώρα, ας πούμε ότι παρουσιάζεται αποτυχία σε οποιαδήποτε από τις πηγές, εκτός της προστατευόμενης ζώνης. Σε αυτή την περίπτωση, το ρεύμα αποτυχίας θα διέρχεται μέσω της πρωτεύουσας του CT αυτής της πηγής. Αυτό το ρεύμα αποτυχίας συνεισφέρεται από όλες τις άλλες πηγές που συνδέονται με τη λωρίδα. Έτσι, το συνεισφερόμενο μέρος του ρεύματος αποτυχίας διέρχεται μέσω του αντίστοιχου CT της αντίστοιχης πηγής. Επομένως, κατά την κατάσταση αποτυχίας, αν εφαρμόσουμε το KCL στον κόμβο K, θα πάρουμε ακόμη, iR = 0.

Αυτό σημαίνει ότι, κατά την εξωτερική κατάσταση αποτυχίας, δεν ρέει κανένα ρεύμα μέσω του ρελέ 87. Τώρα, ας θεωρήσουμε μια κατάσταση όπου η αποτυχία παρουσιάζεται στην ίδια τη λωρίδα.
Κατά αυτή την κατάσταση, το ρεύμα αποτυχίας συνεισφέρεται επίσης από όλες τις πηγές που συνδέονται με τη λωρίδα. Επομένως, κατά αυτή την κατάσταση, η άθροιση όλων των συνεισφερόμενων ρευμάτων αποτυχίας είναι ίση με το συνολικό ρεύμα αποτυχίας.
Τώρα, στην παθογενή διαδρομή δεν υπάρχει CT. (σε εξωτερική αποτυχία, και το ρεύμα αποτυχίας και το συνεισφερόμενο ρεύμα αποτυχίας από διαφορετικές πηγές περνούν CT στη διαδρομή τους).

Η άθροιση όλων των δευτερευόντων ρευμάτων δεν είναι πλέον μηδέν. Είναι ίση με τη δευτερεύουσα ισοδύναμη του ρεύματος αποτυχίας.
Τώρα, αν εφαρμόσουμε το KCL στους κόμβους, θα πάρουμε μια μη μηδενική τιμή του iR.
Έτσι, κατά αυτή την κατάσταση, το ρεύμα ξεκινά να ρέει μέσω του ρελέ 87 και το ενεργοποιεί για να τριπτικήσει τον προστατευτή καταναλωτή που αντιστοιχεί σε όλες τις πηγές που συνδέονται με αυτό το τμήμα της λωρίδας.
Καθώς όλες οι εισερχόμενες και εξερχόμενες πηγές, που συνδέονται με αυτό το τμήμα της λωρίδας, τριπτικούν, η λωρίδα γίνεται αδρανής.
Αυτό το σύστημα διαφορικής προστασίας λωρίδας είναι επίσης γνωστό ως προστασία διαφορικού ρεύματος λωρίδας.

Διαφορική Προστασία Τμηματοποιημένης Λωρίδας