Virtasuoja | Virtasuojan differentiaalisuojajärjestelmä

Aloitettuina päivinä käytettiin vain perinteisiä sähkövirtasuojausrelaisia busbarin suojaukseen. Halutaan kuitenkin, että mikään busbariin yhdistetty syöttö tai muuntaja ei häiritse busbarijärjestelmää. Tämän näkökulman vuoksi busbarisuojarelaisten ajastus on tehty pidemmäksi. Siksi, kun vika ilmenee itse busbarissa, sen eristäminen lähteestä vie paljon aikaa, mikä voi aiheuttaa huomattavia vahinkoja busbarijärjestelmässä.
Viime aikoina toisen vyöhykkeen etäisyyden suojausrelaisia on sovellettu syöttölinjalle, jonka toiminta-aika on 0,3-0,5 sekuntia busbarin suojaukseen.
Tämällä suojajärjestelmällä on kuitenkin myös pääasiallinen haittapuoli. Tämä suojajärjestelmä ei kykene erottamaan vikaa saanutta busbariosiota.
Nykyisin sähköjärjestelmät käsittelevät valtavia määriä energiaa. Siksi kokonaisen busjarjestelmän keskeytyminen aiheuttaa yritykselle suuren tappion. Siksi on elintärkeää eristää vain vikainen busbariosio busbarinvian yhteydessä.

Toinen toisen vyöhykkeen etäisyysprotektion heikkous on, että joskus selkiyttymisaika ei ole tarpeeksi lyhyt varmistaakseen järjestelmän vakauden.
Näiden mainittujen ongelmien voittamiseksi differentiaalibusbarin suojajärjestelmä, jolla on toiminta-aika alle 0,1 sekuntia, on yleisesti sovellettavissa moniin SHT-bus-järjestelmiin.

Differentiaalibusbarin suojaus

Virtadifferentiaalisuojaus

Sekä busbarin suojauksen järjestely sisältää Kirchhoffin virtalain, joka sanoo, että kaikki virta, joka tulee sähköiseen solmuun, on täsmälleen sama kuin kaikki virta, joka lähtee solmusta.
Siksi kaikki virta, joka tulee busosioon, on sama kuin kaikki virta, joka lähtee busosioon.

Differentiaalibusbarin suojauksen periaate on hyvin yksinkertainen. Tässä CT-ohjaimien sekundaariset osat ovat yhdistetty rinnan. Tämä tarkoittaa, että kaikkien CT-ohjaimien S1-päädetyt on yhdistetty yhdeksi bussiviivaksi. Samalla tavalla kaikkien CT-ohjaimien S2-päädetyt on yhdistetty muodostaakseen toisen bussiviivan.
Trippirelais on yhdistetty näiden kahden bussiviivan välille.

Tässä yllä olevassa kuvassa oletetaan, että normaalitilanteessa syöttöt A, B, C, D, E ja F kuluttavat virtaa IA, IB, IC, ID, IE ja IF.
Nyt, Kirchhoffin virtalain mukaan,

Kaikki differentiaalibusbarin suojauksessa käytetyt CT-ohjaimet ovat saman virtasuhteen. Siksi kaikkien sekundaaristen virtojen summa on myös nolla.

Nyt, jos relais, joka on yhdistetty kaikkien CT-ohjaimien sekundaaristen osien rinnalle, kuluttaa virtaa iR, ja iA, iB, iC, iD, iE ja iF ovat sekundaarisia virta.
Nyt, sovellamme KCL:n solmu X:lle. KCL:n mukaan solmu X:ssä,

Joten, on selvää, että normaalitilanteessa ei virtaa kulje busbarin suojauksen trippirelaisessa. Tätä relaisia kutsutaan yleensä Relais 87. Nyt, oletetaan, että vika tapahtuu jossakin syöttölinjassa, suojavyöhykkeen ulkopuolella. Tällaisessa tapauksessa vikavirta kulkee poikkeaman syöttölinjan primäärisessä osassa. Tämä vikavirta on tuotettu kaikilla muilla busbariin yhdistetyillä syöttölinjoilla. Joten, vastaava osa vikavirtasta kulkee kyseisen syöttölinjan vastaavassa CT-ohjaimessa. Siksi, jos sovellamme KCL:n solmu K:lle, saatamme edelleen saada, iR = 0.

Tämä tarkoittaa, että ulkopuolisessa vikatilanteessa ei virtaa kulje relais 87:ssä. Nyt kuvitellaan tilanne, jossa vika tapahtuu itse busbarissa.
Tässä tilanteessa myös vikavirta on tuotettu kaikilla busbariin yhdistetyillä syöttölinjoilla. Siksi, tässä tilanteessa, kaikki tuotetut vikavirrat yhteensä on yhtä suuri kuin kokonaisvika.
Nyt, virheellisessä polussa ei ole CT-ohjainta. (ulkopuolisessa virheessä sekä vikavirta että eri syöttölinjoiden tuoma vikavirta kulkevat CT-ohjaimen läpi).

Kaikkien sekundaaristen virtojen summa ei enää ole nolla. Se on yhtä suuri kuin vikavirran sekundaarien vastine.
Nyt, jos sovellamme KCL:n solmuissa, saamme nollasta poikkeavan arvon iR.
Joten tässä tilanteessa virta alkaa kulkea relais 87:stä ja se saa trippitettäväksi kaikki sähkönsyöttölinjat, jotka on yhdistetty tähän busbariosioon.
Koska kaikki tulevat ja mennevät sähkönsyöttölinjat, jotka on yhdistetty tähän busbariosioon, on trippitettävissä, busbari tulee kuolleeksi.
Tämä differentiaalibusbarin suojajärjestelmä on myös tunnetaan nimellä virtadifferentiaalisuojauksena busbarille.

Jakautuneen busbarin differentiaalisuojaus

Kun selitimme busbarin virtadifferentiaalisuojauksen toimintaperiaatetta, osoitimme yksinkertaisen ei-jakautuneen busbarin. Mutta keskimäärin korkeammassa jännitejärjestelmässä sähkölinjat on jakautuneet useampaan osaan järjestelmän vakauden parantamiseksi. Tämä on tehty, koska vika yhdessä busbarin osassa ei saisi häiritä järjestelmän muita osia. Siksi busbarinvian yhteydessä koko busbari katkeaa.
Piirräämme ja keskustelemme kahden osan busbarin suojauksesta.

Tässä, busosi A tai vyöhyke A on rajattu CT1, CT2 ja CT3 missä CT1 ja CT2 ovat syöttölajitteita ja CT3 on busbarin CT-ohjain.
Samoin busosi B tai vyöhyke B on rajattu CT4, CT5 ja CT6 missä CT4 on busbarin CT-ohjain, CT5 ja CT6 ovat syöttölajitteita.
Siispä, vyöhykkeet A ja B ovat ylipeitettyä varmistaaksemme, että tässä busbarin suojauksen järjestelmässä ei ole jäänyt mitään vyöhykkeitä pois.
CT1, 2 ja 3:n ASI-päädetyt on yhdistetty muodostaakseen sekundaarisen bussiviivan ASI;
CT4, 5 ja 6:n BSI-päädetyt on yhdistetty muodostaakseen sekundaarisen bussiviivan BSI.
Kaikkien CT-ohjainten S2-päädetyt on yhdistetty muodostaakseen yhteisen bussiviivan S2.
Nyt, busbarin suojarelais 87A vyöhykkeelle A on yhdistetty bussiviivojen ASI ja S2 välille.
Relais 87B vyöhykkeelle B on yhdistetty bussiviivojen BSI ja S2 välille.
Tämä jakautuneen busbarin differentiaalisuojauksen järjestelmä toimii jossain määrin yksinkertaisen busbarin virtadifferentiaalisuojauksen tavoin.
Toisin sanoen, mikä tahansa vika vyöhykkeessä A, trippaa vain CB