Moederbalkbeveiliging | Moederbalk differentiële beschermingschema
In de vroege dagen werden alleen conventionele overstroomrelais gebruikt voor busbar bescherming. Het is echter gewenst dat een storing in een van de voeders of transformatoren die aan de busbar zijn aangesloten, het busbarsysteem niet verstoort. Met dit in het achterhoofd worden de tijdsinstellingen van de busbar beschermingsrelais lang gemaakt. Wanneer er dus een storing op de busbar zelf optreedt, duurt het veel tijd om de bus te isoleren van de bron, wat veel schade aan het bus systeem kan veroorzaken.
In recente jaren zijn tweede zone afstandsbeschermingsrelais op inkomende voeders, met een werktijd van 0,3 tot 0,5 seconden, toegepast voor busbar bescherming.
Dit schema heeft echter ook een belangrijk nadeel. Dit beschermingsschema kan de defecte sectie van de busbar niet onderscheiden.
Tegenwoordig gaat het elektrische energie-systeem om met enorme hoeveelheden energie. Daarom veroorzaakt elke storing in het gehele bussysteem grote verliezen voor het bedrijf. Het wordt daarom essentieel om alleen de defecte sectie van de busbar te isoleren bij een busfout.
Een ander nadeel van het tweede zone afstandsbeschermingsschema is dat de opruimingstijd soms niet kort genoeg is om de systeemstabiliteit te waarborgen.
Om bovenstaande moeilijkheden te overwinnen, wordt vaak differentiële busbar bescherming met een werktijd van minder dan 0,1 seconde toegepast op veel SHT-bus systemen.
Differentiële Busbar Bescherming
Stroomdifferentiële Bescherming
Het schema voor busbar bescherming, maakt gebruik van Kirchhoff's stroomwet, die stelt dat de totale stroom die een elektrisch knooppunt binnenkomt, precies gelijk is aan de totale stroom die het knooppunt verlaat.
Dus, de totale stroom die een bussectie binnenkomt, is gelijk aan de totale stroom die de bussectie verlaat.
Het principe van differentiële busbar bescherming is heel eenvoudig. Hier worden de secundaire windingen van CT's parallel verbonden. Dat betekent dat de S1-aansluitingen van alle CT's met elkaar verbonden worden en een busdraad vormen. Op dezelfde manier worden de S2-aansluitingen van alle CT's met elkaar verbonden om een andere busdraad te vormen.
Een trippingschakelaar wordt over deze twee busdraden verbonden.
In de figuur hierboven gaan we ervan uit dat onder normale omstandigheden de voeders A, B, C, D, E en F stromen IA, IB, IC, ID, IE en IF dragen.
Volgens Kirchhoff's stroomwet,
Alle CT's die worden gebruikt voor differentiële busbar bescherming hebben in wezen dezelfde stroomverhouding. Daarom moet ook de som van alle secundaire stromen gelijk zijn aan nul.
Nu, stel dat de stroom door de schakelaar die parallel is verbonden met alle CT-secundaires, iR is, en iA, iB, iC, iD, iE en iF zijn de secundaire stromen.
Laten we nu KCL toepassen op knooppunt X. Volgens KCL op knooppunt X,
Het is duidelijk dat onder normale omstandigheden er geen stroom door de busbar bescherming trippingschakelaar loopt. Deze schakelaar wordt meestal aangeduid als Schakelaar 87. Laten we nu zeggen dat er een fout optreedt in een van de voeders, buiten de beschermd zone. In dat geval zal de foute stroom door de primaire van de CT van dat voeder lopen. Deze foute stroom wordt bijgedragen door alle andere voeders die aan de bus zijn aangesloten. Dus, het bijgedragen deel van de foute stroom loopt door de corresponderende CT van het betreffende voeder. Dus, onder deze foute omstandigheden, als we KCL toepassen op knooppunt K, krijgen we nog steeds, iR = 0.
Dat betekent dat, bij externe foute omstandigheden, er geen stroom door schakelaar 87 loopt. Overweeg nu een situatie waarin er een fout optreedt op de bus zelf.
Ook in deze omstandigheden wordt de foute stroom bijgedragen door alle voeders die aan de bus zijn aangesloten. Dus, in deze omstandigheden, is de som van alle bijgedragen foute stroom gelijk aan de totale foute stroom.
Bij de foute pad is er geen CT. (bij externe fouten krijgen zowel de foute stroom als de bijgedragen stroom aan de fout door verschillende voeders een CT in hun stroompad).
De som van alle secundaire stromen is niet langer nul. Het is gelijk aan de secundaire equivalent van de foute stroom.
Nu, als we KCL toepassen op de knooppunten, krijgen we een niet-nulwaarde van iR.
Dus, in deze omstandigheden begint er stroom door schakelaar 87 te lopen en activeert hij de circuitbreker die correspondeert met alle voeders die aan deze sectie van de busbar zijn aangesloten.
Aangezien alle inkomende en uitgaande voeders die aan deze sectie van de bus zijn aangesloten, worden getript, wordt de bus dood.
Dit differentiële busbar beschermingsschema wordt ook wel stroomdifferentiële bescherming van de busbar genoemd.
Differentiële Bescherming van Gesectioneerde Bus
Tijdens het uitleggen van het werkingsprincipe van de stroomdifferentiële bescherming van de busbar, hebben we een eenvoudige niet-gesectioneerde busbar getoond. Maar in matig hoge spannings systemen wordt de elektrische bus verdeeld in meer dan één sectie om de stabiliteit van het systeem te vergroten. Dit wordt gedaan omdat een fout in één sectie van de bus het andere deel van het systeem niet mag verstoren. Tijdens een busfout zou de hele bus onderbroken worden.
Laten we een tekening maken en praten over de bescherming van een busbar met twee secties.
Hier wordt bussectie A of zone A begrensd door CT1, CT2 en CT3 waarbij CT1 en CT2 voeder-CT's zijn en CT3 de bus-CT is.
Op dezelfde manier wordt bussectie B of zone B begrensd door CT4, CT5 en CT6 waarbij CT4 de bus-CT is, CT5 en CT6 de voeder-CT's zijn.
Daarom overlappen zone A en B om ervoor te zorgen dat er geen zone achterblijft in dit busbar bescherming schema.
ASI-aansluitingen van CT1, 2 en 3 worden samen verbonden om de secundaire bus ASI te vormen;
BSI-aansluitingen van CT4, 5 en 6 worden samen verbonden om de secundaire bus BSI te vormen.
S2-aansluitingen van alle CT's worden samen verbonden om een gemeenschappelijke bus S2 te vormen.
Nu, busbar bescherming relais 87A voor zone A is verbonden over bus ASI en S2.
Relais 87B voor zone B is verbonden over bus BSI en S2.
Dit sectie busbar differentiële beschermingsschema werkt op een bepaalde manier zoals de eenvoudige stroomdifferentiële bescherming van de busbar.
Met andere woorden, bij een fout in zone A, wordt alleen CB1, CB2 en bus CB getript.
Bij een fout in zone B, worden alleen CB5, CB
