پروتکشن باربر | طرح حفاظت دیفرانسیل باربر

در روزهای اولیه فقط رله‌های جریان بیش از حد معمولی برای حفاظت از میله مرکزی استفاده می‌شدند. اما می‌خواهیم که خطاهایی که در هر تغذیه یا ترانسفورماتور متصل به میله مرکزی رخ می‌دهد، سیستم میله مرکزی را نگران نکنند. با توجه به این، زمان تنظیم رله‌های حفاظت میله مرکزی طولانی‌تر شده است. بنابراین وقتی خطا در خود میله مرکزی رخ می‌دهد، زمان بسیار زیادی برای جدا کردن میله از منبع لازم است که می‌تواند آسیب زیادی به سیستم میله مرکزی وارد کند.
در روزهای اخیر، رله‌های حفاظت فاصله دوم منطقه روی تغذیه ورودی با زمان عملکرد ۰.۳ تا ۰.۵ ثانیه برای حفاظت از میله مرکزی استفاده شده‌اند.
اما این طرح نیز عیب اصلی دارد. این طرح حفاظتی قادر به تمایز بخش خراب میله مرکزی نیست.
امروزه سیستم برق با مقدار زیادی قدرت سروکار دارد. بنابراین هر اختلال در سیستم میله مرکزی کامل باعث خسارت زیادی برای شرکت می‌شود. بنابراین ضروری است که فقط بخش خراب میله مرکزی در زمان خطا جدا شود.

عیب دیگر طرح حفاظت فاصله دوم منطقه این است که گاهی زمان پاک کردن خطا کوتاه‌ genug ist nicht, um die Stabilität des Systems zu gewährleisten.
Um die oben erwähnten Schwierigkeiten zu überwinden, wird ein Schutzschema für Differenzschutz der Busleitung mit einem Betriebszeit von weniger als 0,1 Sekunden häufig auf vielen SHT-Bus-Systemen angewendet.

حفاظت دیفرانسیل میله مرکزی

حفاظت دیفرانسیل جریان

طرح حفاظت از میله مرکزی شامل قانون جریان کیرشهوف است که بیان می‌کند، جریان کل وارد به گره الکتریکی دقیقاً با جریان کل خروجی از گره برابر است.
بنابراین، جریان کل وارد به یک بخش از میله مرکزی با جریان کل خروجی از بخش میله مرکزی برابر است.

اصل حفاظت دیفرانسیل میله مرکزی بسیار ساده است. در اینجا، ثانویه‌های CT‌ها موازی به هم متصل می‌شوند. یعنی، S1 تمام CT‌ها به هم متصل می‌شوند و یک سیم میله تشکیل می‌دهند. به طور مشابه S2 تمام CT‌ها به هم متصل می‌شوند و یک سیم میله دیگر تشکیل می‌دهند.
یک رله تریپینگ بین این دو سیم میله متصل می‌شود.

در اینجا، در شکل بالا ما فرض می‌کنیم که در شرایط عادی، تغذیه‌های A، B، C، D، E و F جریان‌های IA، IB، IC، ID، IE و IF را منتقل می‌کنند.
حالا، با توجه به قانون جریان کیرشهوف،

به طور اساسی، تمام CT‌های استفاده شده برای حفاظت دیفرانسیل میله مرکزی دارای نسبت جریان یکسان هستند. بنابراین، مجموع تمام جریان‌های ثانویه نیز باید صفر باشد.

حالا، بگویید جریان از طریق رله متصل به تمام CT‌های ثانویه، iR است، و iA، iB، iC، iD، iE و iF جریان‌های ثانویه هستند.
حالا، بیایید KCL را در گره X اعمال کنیم. با توجه به KCL در گره X،

بنابراین، واضح است که در شرایط عادی هیچ جریانی از طریق رله حفاظت از میله مرکزی عبور نمی‌کند. این رله معمولاً به عنوان رله ۸۷ شناخته می‌شود. حالا، بگویید خطا در یکی از تغذیه‌ها، خارج از منطقه محافظت شده رخ داده است. در این حالت، جریان خطا از طریق اصلی CT آن تغذیه عبور می‌کند. این جریان خطا توسط تمام تغذیه‌های متصل به میله ایجاد می‌شود. بنابراین، بخش مشارکتی جریان خطا از طریق CT مربوط به تغذیه مربوطه عبور می‌کند. بنابراین در آن وضعیت خرابی، اگر KCL را در گره K اعمال کنیم، ما همچنان iR = 0 خواهیم داشت.

یعنی، در شرایط خرابی خارجی، هیچ جریانی از طریق رله ۸۷ عبور نمی‌کند. حالا در نظر بگیرید که خطا در خود میله مرکزی رخ داده است.
در این شرایط نیز جریان خطا توسط تمام تغذیه‌های متصل به میله ایجاد می‌شود. بنابراین، در این شرایط، مجموع تمام جریان‌های خطا مشارکتی برابر با جریان خطا کلی است.
حالا، در مسیر خرابی هیچ CT وجود ندارد. (در خطا خارجی، هر دو جریان خطا و جریان مشارکتی به خطا توسط تغذیه‌های مختلف از طریق CT عبور می‌کنند).

مجموع تمام جریان‌های ثانویه دیگر صفر نیست. این مقدار معادل جریان ثانویه معادل جریان خطا است.
حالا، اگر KCL را در گره‌ها اعمال کنیم، مقدار غیر صفری از iR خواهیم داشت.
بنابراین در این شرایط جریان از طریق رله ۸۷ شروع می‌شود و موجب تریپ کردن سوئیچ‌بریکر مربوط به تمام تغذیه‌های متصل به این بخش از میله مرکزی می‌شود.
با توجه به اینکه تمام تغذیه‌های ورودی و خروجی متصل به این بخش از میله تریپ شده‌اند، میله مرکزی مرده می‌شود.
این طرح حفاظت دیفرانسیل میله مرکزی نیز به عنوان حفاظت دیفرانسیل جریان میله مرکزی شناخته می‌شود.

حفاظت دیفرانسیل از میله مرکزی بخش‌بندی شده

در هنگام توضیح اصل کار حفاظت دیفرانسیل جریان میله مرکزی، ما یک میله مرکزی ساده بدون بخش‌بندی نشان داده‌ایم. اما در سیستم‌های ولتاژ متوسط به بالا، میله مرکزی بیش از یک بخش تقسیم می‌شود تا پایداری سیستم افزایش یابد. این کار انجام می‌شود زیرا خطا در یک بخش از میله نباید بخش‌های دیگر سیستم را مختل کند. بنابراین در زمان خطا، کل میله قطع می‌شود.
بیایید نمودار و بحث درباره حفاظت از میله مرکزی با دو بخش رسم کنیم.

در اینجا، بخش A یا منطقه A توسط CT1، CT2 و CT3 محصور شده است که CT1 و CT2 CT‌های تغذیه هستند و CT3 CT میله مرکزی است.
به طور مشابه بخش B یا منطقه B توسط CT4، CT5 و CT6 محصور شده است که CT4 CT میله مرکزی است، CT5 و CT6 CT‌های تغذیه هستند.
بنابراین، مناطق A و B برای اطمینان از اینکه هیچ منطقه‌ای در این طرح حفاظت از میله مرکزی باقی نمانده است، همپوشانی دارند.
طرف ASI از CT1، 2 و 3 به هم متصل می‌شوند تا میله ثانویه ASI را تشکیل دهند؛
طرف BSI از CT4، 5 و 6 به هم متصل می‌شوند تا میله ثانویه BSI را تشکیل دهند.
طرف S2 تمام CT‌ها به هم متصل می‌شوند تا یک میله مشترک S